无机胶凝材料

第3章 无机胶凝材料,胶凝材料,有机胶凝材料,无机胶凝材料,天然有机胶凝材料如：沥青、天然树脂等,合成有机胶凝材料如：各种合成树脂,气硬性胶凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等,水硬性胶凝材料如：各种水泥,按凝结硬化条件分类,石膏gypsum,3.1 气硬性胶凝材料,石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物，当石膏中含有结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。石膏制品优点：质量轻、抗火、隔音、绝热、生产工艺简单、资源丰富。,石膏gypsum,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；5000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灰浆；372-287 BC，古希腊人采用天然透明石膏（亚硒酸石膏）做神庙得窗户；古罗马人用石膏浇注了成千上万座古希腊得雕塑。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“石膏的首都（capital of plaster）之称。石膏灰浆又称为“Plaster of Paris”它是半水硫酸钙(CaSO4 H2O)，二水硫酸钙 (CaSO42H2O)称为 gypsum,石膏gypsum,石膏的组成与结构,石膏的矿物组成： CaSO4xH2O,X为结晶水H2O,x0，硬石膏(无水石膏),x0.5 ，熟石膏(半水石膏),x2，生石膏(二水石膏),石膏胶凝材料(Gypsum binder )的组成： CaSO4 0.5H2O或CaSO4 。,石膏是晶体结构,二水石膏晶体形貌,半水石膏晶体形貌,石膏gypsum,1、石膏胶凝材料的生产,CaSO42H2O,非密闭的窑炉中,0.13Mpa124C过饱和蒸汽,-CaSO40.5H2O,-CaSO40.5H2O,-CaSO4()可溶,-CaSO4()可溶,200360C,200360C,400750C,400750C,CaSO4()不溶,8001180C,CaSO4()不溶CaO,非密闭煅烧工艺及其产品组成,密闭蒸炼工艺及其产品组成,石膏gypsum,2、建筑石膏的凝结硬化,（1）水化建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：,石膏gypsum,（2）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，这一现象称为石膏的初凝；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，形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也会不断增大，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程称为石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的。,石膏gypsum,3、建筑石膏的技术性质及应用,（1）技术要求建筑石膏的技术要求有强度、细度和凝结时间。具体技术要求见GB9776-2008。,石膏gypsum,（2）建筑石膏的技术性质1）凝结硬化快2）硬化制品的孔隙率大，体积密度小，保温、吸声性能好3）具有一定的调温调湿性4）凝固时体积微膨胀5）防火性好6）耐水性、抗冻性差,石膏gypsum,(3)建筑石膏的应用,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！建筑上的主要应用有：建筑石膏制品：各种板材：墙板、天花板等艺术装饰品粉刷石膏：墙面粉刷雕饰,各种墙板,德国一所教堂的外墙面雕饰,室内墙面和天花板的雕饰,石灰是以氧化钙或氢氧化钙为主要成分的气硬性胶凝材料。特点：原料来源广泛、生产工艺简单、使用方便、成本低廉，具有良好的建筑性能。,石灰lime,石灰lime,1、石灰的生产,（1）生石灰以碳酸钙为主要成分的石灰石、白垩等为原料，在高温下煅烧而成，其主要成分是氧化钙。,石灰lime,石灰岩,生石灰块,熟石灰粉,生石灰粉,石灰膏,石灰乳,多用来拌制灰土和三合土,使用时可以不进行陈伏,用来拌制砌筑砂浆或抹面砂浆,粉刷墙壁,石灰lime,煅烧石灰石(内含CaCO3),正火石灰,欠火石灰,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大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为“欠火石灰”。,石灰lime,第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，颜色呈灰黑色，这种石灰称为“过火石灰”。过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。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。,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两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏”。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。,石灰lime,2、石灰的硬化,（1）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(熟)石灰氢氧化钙，这个过程称为石灰的“消化”，又称“熟化”：特点：水化热大，水化速度快，体积膨胀(12.5倍),石灰lime,（2）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程来完成的：1、石灰浆的干燥硬化（结晶作用）2、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。碳化过程长时间只限于表面，结晶过程主要在内部发生。,石灰lime,3、石灰的技术性质和要求1）可塑性和保水性好2）凝结硬化慢，强度低3）吸湿性强4）硬化时体积收缩大5）耐水