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1、第第3 3章章 无机胶凝材料无机胶凝材料胶凝材料胶凝材料有机胶凝材料有机胶凝材料无机胶凝材料无机胶凝材料天然有机胶凝材料天然有机胶凝材料如：沥青、天然树脂等如：沥青、天然树脂等合成有机胶凝材料合成有机胶凝材料如：各种合成树脂如：各种合成树脂气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等如：石灰、石膏、水玻璃等水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如：各种水泥如：各种水泥按凝结硬化条件分类按凝结硬化条件分类 石膏石膏gypsum3.13.1 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料石石膏膏是是以以硫硫酸酸钙钙为为主主要要成成分分的的矿矿物物，当当石石膏膏中中含含有有结结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。晶水不
2、同时可形成多种性能不同的石膏。石石膏膏制制品品优优点点：质质量量轻轻、抗抗火火、隔隔音音、绝绝热热、生生产产工工艺简单、资源丰富。艺简单、资源丰富。石膏石膏gypsum石膏应用的历史石膏应用的历史9000年前，叙利亚和土耳其的安那托力亚就有古迹；年前，叙利亚和土耳其的安那托力亚就有古迹；5000年前，埃及人就在敞开的火炉中煅烧石膏，然后破碎磨年前，埃及人就在敞开的火炉中煅烧石膏，然后破碎磨成粉末，再与水拌和制得用于金字塔建造中石块得粘结材料成粉末，再与水拌和制得用于金字塔建造中石块得粘结材料灰浆；灰浆；372-287 BC，古希腊人采用天然透明石膏（亚硒酸石膏）做，古希腊人采用天然透明石膏（亚
3、硒酸石膏）做神庙得窗户；神庙得窗户；古罗马人用石膏浇注了成千上万座古希腊得雕塑。古罗马人用石膏浇注了成千上万座古希腊得雕塑。十七世纪，法国巴黎的木质房的所有墙壁均用石膏灰浆十七世纪，法国巴黎的木质房的所有墙壁均用石膏灰浆（plaster）覆盖，以提高防火性能，因而，法国巴黎有）覆盖，以提高防火性能，因而，法国巴黎有“石石膏的首都（膏的首都（capital of plaster）之称。）之称。石膏灰浆又称为石膏灰浆又称为“Plaster of Paris”它是半水硫酸钙它是半水硫酸钙(CaSO4 H2O)，二水硫酸钙，二水硫酸钙(CaSO4 2H2O)称为称为 gypsum 石膏石膏gypsum
4、石膏的组成与结构石膏的组成与结构石膏的矿物组成石膏的矿物组成：CaSO4xH2OX为结晶水为结晶水H2Ox0，硬石膏，硬石膏(无水石膏无水石膏)x0.5，熟石膏，熟石膏(半水石膏半水石膏)x2，生石膏，生石膏(二水石膏二水石膏)石膏胶凝材料石膏胶凝材料(Gypsum binder)的组成的组成：CaSO4 0.5H2O或或CaSO4。石膏是晶体结构石膏是晶体结构二水石膏晶体形貌二水石膏晶体形貌半水石膏晶体形貌半水石膏晶体形貌石膏石膏gypsum1、石膏胶凝材料的生产、石膏胶凝材料的生产CaSO4 2H2O 非密闭的非密闭的窑炉中窑炉中0.13Mpa124 C过饱和蒸汽过饱和蒸汽-CaSO4 0
5、.5H2O-CaSO4 0.5H2O-CaSO4()可溶可溶-CaSO4()可溶可溶200360 C 200360 C 400750 C400750 CCaSO4()不溶不溶 8001180 CCaSO4()不溶不溶CaO非非密密闭闭煅煅烧烧工工艺艺及及其其产产品品组组成成密密闭闭蒸蒸炼炼工工艺艺及及其其产产品品组组成成石膏石膏gypsum2、建筑石膏的凝结硬化、建筑石膏的凝结硬化（1 1）水化）水化建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：石膏石膏gypsum（2 2）凝结硬化）凝结硬化随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生结晶，结晶体的随着二水石膏沉淀的
6、不断增加，就会产生结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便产生了磨擦力和粘结不断生成和长大，晶体颗粒之间便产生了磨擦力和粘结力，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为力，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的初石膏的初凝凝；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消失，这种现象为的塑性很快下降，直至消失，这种现象为石膏的终凝石膏的终凝。石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也会不断增大，交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也会
7、不断增大，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程称为称为石膏的硬化石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交。石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的。叉进行的。石膏石膏gypsum3、建筑石膏的技术性质及应用、建筑石膏的技术性质及应用（1 1）技术要求）技术要求建筑石膏的技术要求有强度、细度和凝结时间。具体技术建筑石膏的技术要求有强度、细度和凝结时间。具体技术要求见要求见GB9776-2008GB9776-2008。等级等级细度细度(0.2mm(0.2mm方方孔筛筛余孔筛筛余)%)%凝结时间凝结时间/min/min2h2h强度强度/
8、Mpa/Mpa初凝初凝终凝终凝抗折抗折抗压抗压3.03.010103 330303.03.06.06.02.02.02.02.04.04.01.01.01.01.03.03.0石膏石膏gypsum（2 2）建筑石膏的技术性质）建筑石膏的技术性质1 1）凝结硬化快）凝结硬化快2 2）硬化制品的孔隙率大，体积密度小，保温、吸声性能好）硬化制品的孔隙率大，体积密度小，保温、吸声性能好3 3）具有一定的调温调湿性）具有一定的调温调湿性4 4）凝固时体积微膨胀凝固时体积微膨胀5 5）防火性好）防火性好6 6）耐水性、抗冻性差）耐水性、抗冻性差 石膏石膏gypsum(3)(3)建筑石膏的应用建筑石膏的应用
9、建筑石膏是一种很好的绿色建材！建筑石膏是一种很好的绿色建材！应用中扬长避短，正确应用！应用中扬长避短，正确应用！建筑上的主要应用有：建筑上的主要应用有：建筑石膏制品：建筑石膏制品：各种板材：墙板、天花板等各种板材：墙板、天花板等艺术装饰品艺术装饰品粉刷石膏：粉刷石膏：墙面粉刷墙面粉刷雕饰雕饰各种墙板各种墙板德国一所教堂的外墙面雕饰德国一所教堂的外墙面雕饰室内墙面和天花板的雕饰室内墙面和天花板的雕饰石灰是以石灰是以氧化钙氧化钙或或氢氧化钙氢氧化钙为主要成分的气硬性胶凝为主要成分的气硬性胶凝材料。材料。特点：原料来源广泛、生产工艺简单、使用方便、成特点：原料来源广泛、生产工艺简单、使用方便、成本低
10、廉，具有良好的建筑性能。本低廉，具有良好的建筑性能。石灰石灰lime石灰石灰lime1、石灰的生产石灰的生产（1 1）生石灰）生石灰以碳酸钙为主要成分的石灰石、白垩等为原料，在高温以碳酸钙为主要成分的石灰石、白垩等为原料，在高温下煅烧而成，其主要成分是氧化钙。下煅烧而成，其主要成分是氧化钙。石灰石灰lime石灰岩石灰岩生石灰块生石灰块熟石灰粉熟石灰粉生石灰粉生石灰粉石灰膏石灰膏石灰乳石灰乳煅烧煅烧加适量水熟化加适量水熟化磨细磨细加过量水加过量水进行陈伏进行陈伏加水稀释加水稀释多用来拌制灰多用来拌制灰土和三合土土和三合土使用时可以使用时可以不进行陈伏不进行陈伏用来拌制砌筑砂用来拌制砌筑砂浆或抹面
11、砂浆浆或抹面砂浆粉刷墙壁粉刷墙壁石灰石灰lime煅烧石灰石煅烧石灰石(内含内含CaCO3)CaCO3)温度在温度在温度在温度在900900900900左右时左右时左右时左右时温度过高时温度过高时温度过高时温度过高时温度过低时温度过低时温度过低时温度过低时正火石灰正火石灰欠火石灰欠火石灰过火石灰过火石灰生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为的的内核，这种石灰称为“欠火石灰欠火石灰”。石灰石灰lime第第二种情况是由于烧制的温度过高或时
12、间过长，使得二种情况是由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，这种石灰称为颜色呈灰黑色，这种石灰称为“过火石灰过火石灰”。过火石。过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟熟化很慢化很慢。当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，。当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨胀，引起隆起鼓包和开裂。并产生体积膨胀，引起隆起鼓包和开裂。为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置
13、两周以上，这一过程称为石灰的应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏陈伏”。“陈伏陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。与空气隔绝，以免碳化。石灰石灰lime2、石灰的硬化、石灰的硬化（1 1）石灰的熟化）石灰的熟化工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为消工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为消(熟熟)石灰石灰氢氧化钙，这个过程称为石灰的氢氧化钙，这个过程称为石灰的“消化消化”，又称又称“熟化熟化”：特点：特点：水化热大，水化速度快，体积膨胀水化热大，水化速度快，体积膨胀(1(12.52.5倍倍)石灰石灰lime（
14、2 2）石灰的硬化）石灰的硬化石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过程来完成的：程来完成的：1 1、石灰浆的干燥硬化（结晶作用）、石灰浆的干燥硬化（结晶作用）2 2、石灰浆的碳化（碳化作用）、石灰浆的碳化（碳化作用）结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓慢。碳化过程长结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓慢。碳化过程长时间只限于表面，结晶过程主要在内部发生。时间只限于表面，结晶过程主要在内部发生。石灰石灰lime3 3、石灰的技术性质和要求、石灰的技术性质和要求1 1）可塑性和保水性好）可塑性和保水性好2 2）凝结硬化慢，强度低）凝结硬化慢，强度低3 3）吸湿性强）吸湿性强4 4）硬化时体积收缩大硬化时体积收缩大5 5）耐水性差）耐水性差石灰硬化收缩产生的裂缝石灰硬化收缩产生的裂缝石灰砂浆墙面因受潮而脱落石灰砂浆墙面因受潮而脱落石灰石灰lime4 4、石灰在土木工程中应用、石灰在土木工程中应用1 1）石灰乳涂料和石灰砂浆）石灰乳涂料和石灰砂浆2 2）石灰土（灰土）和三合土）石灰土（灰土）和三合土3 3）硅酸盐制品）硅酸盐制品 三合土用作铺筑步道砖的垫层三合土用作铺筑步道砖的垫层蒸压灰砂砖蒸压灰砂砖蒸压加气砼砌块蒸压加气砼砌块Thank You!