《气硬性胶凝材料》PPT课件.ppt

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1、2023/7/19,1,土木工程材料,土木工程学院建筑工程系,2023/7/19,2,2.1 石灰2.2 石膏2.3 水玻璃,2 气硬性胶凝材料2 Air hardening gel material,2 气硬性胶凝材料,2023/7/19,3,胶凝材料(binding materials),经物理、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结为整体的材料。,无机胶凝材料,有机胶凝材料,气硬性胶凝材料：只在空气中硬化 石灰、石膏、水玻璃,水硬性胶凝材料：空气、水中皆可硬化 各种水泥,沥青、树脂,按凝结硬化 条件分类,2 Air hardening gel material,2023/7/19,4,石灰的

2、特性和技术标准,石灰的硬化,石灰的生产,石灰的应用,2.1 石灰,石灰的熟化,石灰的磨细,2023/7/19,5,1.原料,以CaCO3为主要成分的石灰石、白云石、白垩等。,CaCO3 CaO+CO2,9001100,块状生石灰,2.煅烧,钙质石灰：MgO含量5%镁质石灰：MgO5%,2.1 石灰,原料,一、生产,2023/7/19,6,欠火石灰：温度过低，或煅烧时间不足，石灰石不能完全分解。过火石灰：温度过高，或煅烧时间过长，表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。,2.1 石灰,煅烧不良：,二、熟化,生石灰与水反应生成氢氧化钙的过程，称为石灰的熟化，又称消化或消解。,CaO+H

3、2O=Ca(OH)2+64.9KJ,2023/7/19,7,1.特点：放出大量的热，并且体积增大。2.熟石灰的两种形式：石灰膏（乳）消石灰粉,2.1 石灰,表2-1 建筑消石灰粉的分类,2023/7/19,8,3.过火石灰的危害及防止：（1）危害：过火石灰熟化很慢，当石灰已经硬化后才开始熟化，并产生体积膨胀，引起隆起鼓包和开裂。（2)防止：陈伏：石灰浆使用前放置2-3周。过筛：用小于3mm3mm的筛网去除。,2.1 石灰,三、磨细,块状生石灰,生石灰粉（0.08mm的方孔筛筛余小于30%）,磨细,优点：硬化快，强度高缺点：生产和使用成本高,2023/7/19,9,结晶：游离水分蒸发，氢氧化钙逐

4、渐从饱和溶液中 结晶析出。碳化：石灰浆体在空气中吸收CO2气体，生成CaCO3晶体并释出水分。,Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O,CaCO3晶体与Ca(OH)2晶体互相共生，形成紧密交织的结晶网，从而使浆体达到一定的强度。,2.1 石灰,四、石灰的硬化,2023/7/19,10,五、石灰的特性和技术标准1.特性,（1）可塑性和保水性好。氢氧化钙比表面积大，其表面吸附一层较厚的水膜。水膜层也降低了颗粒间的摩擦力。,（2）生石灰熟化时水化热大，体积增大。,（3）硬化缓慢。CaCO3膜层阻碍了空气中二氧化碳的渗入和内部水分的蒸发。,2.2 石灰,2023/7/19,11

5、,（4）硬化时体积收缩大。石灰浆中大量游离水分蒸发，内部毛细管失水紧缩。施工时要掺入一定量的骨料（如砂子等）和纤维材料（如麻刀纸筋等）。,（5）硬化后强度低。消化用水量大，蒸发后形成较多孔隙，硬化后体密度小。,（6）耐水性差。石灰硬化体中大部分尚未碳化的氢氧化钙易溶于水。,2.1 石灰,2023/7/19,12,2.石灰的技术标准,根据建筑生石灰JC/T479-1992、建筑生石灰粉JC/T480-1992、建筑消石灰粉JC/T481-1992的规定，按MgO含量的多少，建筑石灰分钙质和镁质两类，分别又划分为优等品、一等品、合格品三个等级，技术指标见下表所示。,2.1 石灰,2023/7/19

6、,13,表2-2 生石灰技术指标(JC/T 479-92),2.1 石灰,2023/7/19,14,表2-3 生石灰粉的技术指标(JC/T 480-92),2.1 石灰,2023/7/19,15,表2-4 建筑消石灰粉的技术指标,2.1 石灰,2023/7/19,16,1.制作石灰乳涂料消石灰粉或石灰膏+大量水石灰乳 室内墙面和顶棚粉刷2.配制砂浆石灰浆或消石灰粉+砂+水 石灰砂浆石灰浆或消石灰粉+水泥+砂+水混合砂浆。,2.1 石灰,六、石灰的应用,砌筑和抹面,2023/7/19,17,3.拌制石灰土和石灰三合土 消石灰粉+粘土灰土 消石灰粉+粘土+砂（或碎石、炉渣等三合土4.生产硅酸盐制品

7、生石灰粉(或消石灰粉)+硅质材料（如石英砂、粉煤灰、粒化高炉矿渣、炉渣）+水拌和成型蒸养或蒸压硅酸盐制品（灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块）,2.1 石灰,建筑物基础路面和地面的垫层,墙体材料,2023/7/19,18,5.生产碳化石灰板生石灰粉+纤维材料+轻质骨料+水拌和成型碳化碳化石灰板 非承重的内墙隔板、天花板6.生产无熟料水泥 石灰+活性硅质材料混合磨细无熟料水泥 适用于 地下、水中和潮湿环境中的建筑工程 大体积混凝土工程 地坪、路面以及一般建筑 不适用 冻融交替频繁的工程 要求早期强度较高的工程 长期处于干燥地区的工程,2.1 石灰,2023/7/19,19,石膏的生产建筑石

8、膏的凝结硬化建筑石膏的特性和技术标准建筑石膏的应用,2.2 石膏,2023/7/19,20,一、建筑石膏的生产1.原料,天然二水石膏 CaSO42H2O，又称软石膏或生石膏。天然无水石膏 CaSO4，也称硬石膏。化工废石膏 含CaSO42H2O或含有CaSO42H2O与 CaSO4的混合物的化工副产品，如脱硫石膏、磷石膏、氟石膏。,2.2 石膏,2023/7/19,21,2.煅烧,型半水石膏即为建筑石膏，又称熟石膏；其晶体较细，需水量大，导致建筑石膏的孔隙率也大。型半水石膏结晶颗粒较粗，比表面积较小。需水量仅为建筑石膏的一半，硬化后具有较高的密实度和强度，因此又称为高强石膏。,CaSO4 2H

9、2O,107170,124,0.13MPa,2.2 石膏,2023/7/19,22,建筑石膏的水化反应式：,石膏凝结硬化的过程：,半水石膏溶解 水化成二水石膏 析出二水石膏晶体 水分减少，浆体变稠，可塑性开始下降 初凝 摩擦力和粘结力增大，完全失去可塑性 终凝 晶体长大、连生交错，形成硬化后结构 硬化,2.2 石膏,二、建筑石膏的凝结硬化,2023/7/19,23,（1）凝结硬化快,初凝：几分钟；终凝：30min以内；硬化：一星期左右。缓凝：掺入经石灰处理的动物胶、亚硫酸盐酒精废液、柠檬酸、硼砂等。促凝：掺入氯化钠、氯化镁、氟硅酸钠、硫酸盐,2.2 石膏,三、建筑石膏的特性和技术标准 1.特性

10、,（2）硬化时体积微膨胀 成型性能好,凝结硬化稍有膨胀（0.05%0.15%），使石膏制品表面光滑饱满，棱角清晰完整且不易开裂。,2023/7/19,24,(3)硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低,孔隙率 50%-60%建筑石膏密度 2.5g/cm3 紧密堆积密度 1000kg/m31200kg/m3疏松堆积密度 800kg/m31000kg/m3抗压强度约为 3MPa5MPa,(4)隔热、吸声性良好,大量微孔使声音传导或反射的能力下降，并且导热系数为0.1210.205W/(mK)。,2.2 石膏,2023/7/19,25,(5)防火性能良好,遇火时，石膏硬化后形成的二水石膏中的结晶水蒸发

11、并且吸收热量，制品表面形成蒸汽幕，能有效阻止火的蔓延。,2.2 石膏,(6)具有一定的调温调湿性,建筑石膏是多孔材料，在室内湿度大时，可将水分吸入；在室内湿度小时，又可将孔隙内的水分释放出来。,2023/7/19,26,(7)耐水性和抗冻性差,遇水后晶体粒子间连接点的粘结力被削弱，部分二水石膏溶解而产生局部溃散，所以建筑石膏硬化体的耐水性较差。建筑石膏中的水分受冻结冰后会产生崩裂，故抗冻性差。,2.2 石膏,(8)具有良好的装饰性，加工性能好,石膏光滑饱满，洁白细腻，具有良好的装饰性。微孔结构改善脆性，硬度也较低，所以可锯、可刨、可钉。,2023/7/19,27,建筑石膏密度为（2.602.7

12、5）g/cm，堆积密度为（8001100）kg/m。根据国家标准建筑石膏（GBT97762008）规定，建筑石膏按原材料种类分为三类，见表2-5；按抗折强度分为三个等级，性能要求见表2-6。其中，抗折强度和抗压强度为试样与水接触2h测得的。,2.2 石膏,2.技术要求,2023/7/19,28,2.2 石膏,表2-5 建筑石膏的分类,2023/7/19,29,2.2 石膏,表2-6 建筑石膏的技术要求,2023/7/19,30,1.用途（1）水泥的缓凝,（2）制备石膏砂浆和粉刷石膏,（3）制备各种石膏制品,特点：质轻、保温隔热、吸声防火、尺寸稳定、便于施工。用途：高层建筑及大跨度建筑隔墙。品种

13、：纸面石膏板、纤维石膏板、空心石膏板、穿孔石膏板、石膏蜂窝板、空心石膏条板、装饰石膏板、石膏角线等装饰件。,2.2 石膏,四、建筑石膏的应用,2023/7/19,31,（4）无水石膏水泥,二水石膏 不溶性无水石膏+催化剂磨细无水石膏水泥 配制砂浆、保温混凝土 制造石膏制品和石膏板,2.2 石膏,600800,2.储存（1）防潮（2）储存一般不超过三个月,2023/7/19,32,一、填空1.石灰的特性有：可塑性、硬化、硬化时体积和耐水性等。2.建筑石膏具有以下特性：凝结硬化、孔隙率、表观密度，强度凝结硬化时体积、防火性能等。,二、判断题1.石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。2.为加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠作为促硬剂，加入越多效果越好。,2 气硬性胶凝材料,2023/7/19,33,三、请观察图3-1中两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。,2 气硬性胶凝材料,2023/7/19,34,四、某工地急需配制石灰砂浆。当时有消石灰粉、生石灰粉及生石灰材料可供选用。因生石灰价格相对较便宜，便选用，并马上加水配制石灰膏，再配制石灰砂浆。使用数日后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝，请分析原因，并提出防治措施。,2 Air hardening gel material,2023/7/19,35,The End,