建筑材料课件第2章胶凝材料

第二章 气硬性无机胶凝材料,第一节 建筑石膏 第二节 石灰 第三节 菱苦土 第四节 水玻璃,第二章 气硬性无机胶凝材料,第二章 气硬性无机胶凝材料,胶凝材料： 凡是经过一系列物理、化学作用，能将块体材料与散粒材料粘结在一起的材料。,第二章气硬性无机胶凝材料,有机胶凝材料：,无机胶凝材料,胶凝材料,气硬性胶凝材料：,只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或发展其强度。如：石灰、石膏、水玻璃、菱苦土,水硬性胶凝材料：,不仅能在空气中而且能更好地在水中硬化保持并发展其强度。如：水泥,如：沥青、各种合成树脂,第一节 石膏 (gypsum),一、石膏胶凝材料的生产 二、建筑石膏 三、高强石膏,一、石膏胶凝材料的生产,石膏胶凝材料是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料 常用石膏胶凝材料：建筑石膏、高强度石膏、无水石膏水泥、高温煅烧石膏等。 原材料：天然二水石膏（CaSO4H2O)与无水石膏( CaSO4)，其中无水石膏只能生产无水石膏水泥。 生产：主要工序破碎、加热与磨细。,一、石膏胶凝材料的生产,天 然 二水石膏,6575C,高强石膏 -半水石膏,建筑石膏 -半水石膏,107170C,500750C,8001000C,1600C,开 始 脱 水,死 烧 石 膏,高温锻烧石膏 (地板石膏),全部分解 为石灰,压蒸锅,1.3大气压 127 C,（一）建筑石膏的硬化,建筑石膏的硬化是分两步完成的。,1、凝结过程：建筑石膏是半水石膏，半水石膏溶解于水以后，很快成为饱和溶液。溶液中的半水石膏与水化合，按下式进行： CaSO4½H2O+1½H2O=CaSO42H2O,2、硬化过程：浆体继续变稠，逐渐凝聚成为晶体，晶体逐渐长大，共生和相互交替，这个过程使浆体逐渐产生强度，并不断增长，直到完全干燥，晶体之间的摩擦力和粘结力不在增加，强度才停止发展。,（二）建筑石膏的技术性质与应用,1、建筑石膏技术性质 （1）凝结硬化速度快，初凝6分，终凝30分。 （2）与水泥相比硬化后强度较低，表观密度小。 （3）由于石膏制品的孔隙率大，因而导热系数小，吸声性强，吸湿性大，可调节室内温湿度。 （4）石膏凝结过程中体积膨胀。 （5）石膏制品的耐水性差抗冻性差，不宜用于潮湿部位。 （6）具有良好的抗火性能。,（二）、建筑石膏的技术性质与应用,2、应用 （1）制成石膏抹灰材料 （2）各种墙体材料如纸面石膏板、石膏空心砌块、石膏空心条板 （3）各种装饰石膏板、石膏浮雕花饰、雕塑制品。 3、使用时应注意问题：在运输及储存时应防止受潮，一般储存三个月后强度降低30%左右。,三、高强石膏,1、高强石膏与建筑石膏相比较 （1）建筑石膏是片状的、有裂隙的晶体，结晶很细，比表面积比高强石膏大的多，拌制石膏制品时需水量高达60%-70%，因而制品的空隙率大，强度低。 （2）高强石膏结晶良好、坚实、粗大，因而比表面积小，调制成可塑性石膏浆体时需水量约为35%-45%，因此，高强石膏硬化后有较高的密实度与强度。,三、高强石膏,2、高强石膏之应用 （1）强度要求较高的抹灰工程、装饰制品和石膏板 （2）掺入防水剂，可用于湿度较高的环境。 （3）做粘结剂，须加入聚乙烯醇水溶液。其特点是无收缩。,第二节 石灰 (lime),石灰的生产： CaCO3 900 CaO + CO2 钙质石灰：氧化镁小于等于5% 镁质石灰：氧化镁大于5% 石灰还可以以下列方式得到： CaC2 + 2H2O C2H2+ Ca(OH)2,一、生石灰的熟化,1、熟化概念：工地上使用生石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为消石灰氢氧化钙，这个过程称为“熟化”又称“消化”。 CaO + H2O Ca(OH)2 + 64.9 103 J 2、熟化特点：（1）放热（2）体积膨胀 3、石灰熟化方法 （1）“陈伏”：为了消除过火石灰的危害，石灰浆应在储灰坑中“陈伏”两周以上，其间石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。 （2）熟化成消石灰粉,二、石灰的硬化,石灰浆体在空气中的硬化，是由下面两个过程同时完成的： （1）结晶作用游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。 （2）碳化作用氢氧化钙与空气中二氧化碳化合成碳酸钙结晶，释放出水分并被蒸发； Ca(OH)2 + CO2 + n H2O = CaCO3 + (n+1) H2O,三、石灰的技术性质,1、良好的可塑性。 2、硬化慢、强度低。 3、凝结硬化过程体积收缩。 4、耐水性差，易吸水。,三、石灰在建筑中的应用,1、石灰乳和石灰砂浆。 （1）石灰乳主要用于内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度， （2） 石灰砂浆 2、石灰土（灰土）和三合土 3、制作硅酸盐制品 4、碳化石灰板,第四节 水玻璃,水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属与二氧化硅所组成。 最常用的是硅酸钠(Na2OSiO2)与硅酸钾(K2OSiO2)水玻璃。,第四节 水玻璃,水玻璃的生产： （1）湿法：将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅（2-3大气压）内用蒸气加热，并加搅拌，使直接反应而成液体水玻璃。 （2）干法：将石英砂与碳酸钠磨细拌匀，在熔炉内于1300-1400温度下熔化生成固体水玻璃，然后在水中加热而成液体水玻璃。,第四节 水玻璃,水玻璃的模数n：氧化硅和氧化钠分子比n称为水玻璃的模数，一般在1.5-3.5之间。水玻璃的模数n反映了固体水玻璃在水中溶解的难易程度。为1能溶解于常温的水中，加大则只能在热水中溶解；大于3时，要在4个大气压以上的蒸气中才能溶解。,第四节 水玻璃,一、水玻璃的硬化 Na2OnSiO2 + CO2 + mH2O = Na2CO3 + nSiO2mH2O 上述过程进行很慢，常用加热与加入促硬剂硅氟酸钠(Na2SiF6)的办法促使硬化。 Na2OnSiO2 + Na2SiF6 + mH2O = 6NaF + (2n+1)SiO2mH2O,第四节 水玻璃,二、水玻璃的性质 1、水玻璃具有良好的粘结能力，硬化时析出的硅酸凝胶有堵塞毛细孔而防止水渗透的作用。 2、水玻璃不燃烧，在高温下硅酸凝胶干燥的更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。 3、水玻璃具有高度的耐酸性能，能抵抗大多数无机酸与有机酸的作用。,第四节水玻璃,三、水玻璃的应用 1、涂刷在建筑材料表面可提高抗风化能力。 2、配制防水剂 。 3、配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙裂缝。 4、用于土壤加固。,