《气硬胶凝材料》PPT课件.ppt

第2章气硬性无机胶凝材料 胶凝材料定义 加水后 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 统称为胶凝材料 有机胶凝材料 无机胶凝材料 胶凝材料 bindingmaterial 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 北京修复明长城遗址拒绝水泥 始建于明代的北京古城墙 正是用这种以石灰 石膏为主要原料的黏合剂配以巨大的城砖砌成 新修复的城墙在用料和工艺上都与老城墙相同 确保 修旧如旧 效果沿用明代古方城砖黏合剂选择灰白色的石灰膏 经过了600多年的风风雨雨 这些残墙岿然不倒 就是石灰膏耐久度的证明 第一节石灰 lime 第二节建筑石膏 buildingplaster gypsum 第三节水玻璃 waterglass 第2章气硬性无机胶凝材料 石灰 石灰的生产 石灰的硬化 石灰的技术性质 石灰的熟化 石灰的应用 石灰的发展 第一节石灰 lime 一 石灰的生产 CaCO3900 CaO CO2 石灰石生石灰钙质石灰 氧化镁小于等于5 镁质石灰 氧化镁大于5 一 石灰的消化和硬化1 石灰的熟化和 陈伏 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 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 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 并产生体积膨涨 引起隆起鼓包和开裂 柴达木贝壳山 二 生石灰 unslaked burnedlime 的熟化 1 熟化 slaking 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 slakedlime 氢氧化钙 这个过程称为 熟化 又称 消化 CaO H2OCa OH 2 64 9 103J2 熟化特点 1 放热 2 体积膨胀3 陈伏 为了消除过火石灰的危害 石灰浆应在储灰坑中放置两周以上 其间石灰浆表面应保有一层水分 与空气隔绝 以免碳化 ageing 4 石灰熟化方法 1 利用化灰池熟化成石灰膏 2 将生石灰分层洒水熟化成消石灰粉 三 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 crystallizationperiod 2 碳化作用 氢氧化钙与空气中二氧化碳化合成碳酸钙晶体 释放出水分并被蒸发 carbonization Ca OH 2 CO2 nH2O CaCO3 n 1 H2O放出大量水分 体积收缩 四 石灰的技术性质 生石灰的技术指标 生石灰的技术指标 表3 2生石灰粉的技术指标 JC T480 92 建筑消石灰粉的技术指标 3 1石灰3 1 3石灰的技术要求 表3 2生石灰粉的技术指标 JC T480 92 两种不同原因造成的裂纹 石灰产品的种类 块状生石灰 磨细制成生石灰粉 熟石灰粉 消石灰粉 60 80 水 石灰浆 膏 3 4倍水 石灰乳 各类石灰的用途 石灰在建筑上的用途很广 比如 制作石灰乳涂料 配制砂浆 拌制石灰土和石灰三合土 生产硅酸盐制品 3 1石灰 3 1 4石灰的应用石灰在建筑上的用途很广 比如 制作石灰乳涂料 配制砂浆 拌制石灰土和石灰三合土 生产硅酸盐制品 五 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 生产 水化硬化 应用 技术性质 石膏 第二节石膏 第二节石膏 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 高强石膏 无水石膏水泥 高温煅烧石膏等 原材料 天然二水石膏 CaSO4 H2O 与无水石膏 CaSO4 其中无水石膏只能生产无水石膏水泥 纯净的天然二水石膏矿石呈无色透明或白色 但天然石膏常含有各种杂质而呈灰色 褐色 黄色 红色 黑色等颜色 纤维石膏 普通石膏 雪花石膏 氟铝石膏 一 石膏的生产 天然二水石膏 高强石膏 半水石膏 建筑石膏 半水石膏 107 170 C 800 1000 C 1600 C 死烧石膏 高温锻烧石膏 地板石膏 全部分解为石灰 压蒸锅 0 13MPa124 C 400 C 石膏的矿物成分和结晶水含量 建筑石膏的水化硬化 建筑石膏与适量的水相混合 最初成为可塑的浆体 但很快就失去塑性并产生强度 并发展成为坚硬的固体 这一过程可分为水化和硬化两部分 建筑石膏与适量水拌和后 发生如下反应 CaSO4 1 2H2O 3 2H2O CaSO4 2H2O 二 建筑石膏 CaSO4 1 2H2O 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 CaSO4 H2O 1 H2O CaSO4 2H2O 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 有关概念 凝结 setting 初凝 initialsetting 终凝 finalsetting 硬化 hardening 胶凝材料 水bindingmaterial 流动性mobility 可塑性plasticity 强度strength 二 建筑石膏 CaSO4 1 2H2O 二 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 石膏凝结过程中体积膨胀 volumexpansion 3 由于石膏制品的孔隙率大 所以表观密度小 强度较低 4 导热系数小 吸声性强 吸湿性大 可调节室内温 湿度 5 具有良好的防火性能 6 石膏制品的耐水性差 抗冻性差 不宜用于潮湿部位 建筑石膏的技术要求 建筑石膏色白 密度为2 60 2 75g cm3 堆积密度为800 1000kg m3 根据GB9776 88 建筑石膏 规定 建筑石膏按强度 细度 凝结时间指标分为优等品 一等品和合格品三个等级 见下表 建筑石膏产品标记顺序为 产品名称 抗折强度值 标准号 例如 抗折强度为2 5MPa的建筑石膏标记为 建筑石膏2 5GB9776 石膏粉吸潮后结块 二 建筑石膏 CaSO4 1 2H2O 三 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 建筑石膏的应用 粉刷石膏 粉刷石膏是二水石膏或无水石膏经煅烧后掺入外加剂 也可加入集料制成的胶结料 粉刷石膏按用途分为面层粉刷石膏 底层粉刷石膏 和保温层粉刷石膏 JC T517 93 粉刷石膏 强度应满足要求 2 5mm筛和0 2mm筛的筛余应分别不大于0 和40 初凝时间应不小于1h 终凝时间应不大于8h 保温层粉刷石膏的体积密度应不大于600kg m3 粉刷石膏粘接力高 不裂 不起鼓 表面光洁 防火 保温 并且施工方便 可实现机械化施工 是一种高档抹面材料 可用于办公室 住宅等的墙面 顶棚等 石膏空心条板 纸面石膏条板 轻钢龙骨石膏板墙体体系 简称QST 优点 1 质轻 纸面石膏板重8 11kg m2 组成QST重为30 50kg m2 仅为同厚度红砖墙重的1 5 2 尺寸稳定 胀缩变形不大于0 1 3 抗震性好 因石膏板轻 且具有一定弹性 故地震时惯性力小 不易震坍 4 自动调湿性好 5 装饰方便 6 占地面积少 7 便于管道及电线等埋设 8 且为干法作业 有利减轻工人劳动强度 轻钢龙骨纸面石膏板吊顶 平吊 轻钢龙骨纸面石膏板吊顶 竖吊 在沿边龙骨上涂以密封胶 龙骨 沿顶龙骨安装后 再用一根竖向龙骨 沿竖向龙骨方向每1 5m设一个可耐福安装龙骨 将可耐福厚板水平向安装在C型竖向龙骨上 在双层C型竖向龙骨间放置岩棉 将另一侧的可耐福厚板水平向安装 将可耐福石膏板安装在C型竖向龙骨上 石膏板错缝安装 以保证所有接缝 可耐福双层龙骨隔墙系统安装程序 石膏灯圈 石膏顶角线 石膏浮雕 三 高强石膏 CaSO4 1 2H2O 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理论需水量为 18 6 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 第三节水玻璃 waterglass 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 Na2O SiO2 与硅酸钾 K2O SiO2 水玻璃 第三节水玻璃 waterglass 水玻璃的模数n modulusof N为氧化硅和氧化钠分子比 一般在1 5 3 5之间 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 第三节水玻璃 一 水玻璃的硬化Na2O nSiO2 CO2 mH2O Na2CO3 nSiO2 mH2O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 Na2O nSiO2 Na2SiF6 mH2O 6NaF 2n 1 SiO2 mH2O 第三节水玻璃 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 第三节水玻璃 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 配制耐热砂浆和耐热混凝土 3 配制耐酸砂浆和耐酸混凝土 4 配制水玻璃矿渣砂浆 修补砖墙裂缝 5 用于土壤加固 6 配制防水剂 Thankyou 3 1石灰 3 1 1石灰的生产及分类将主要成分为碳酸钙的天然岩石 在900 1100 下燃烧 排除分解出的二氧化碳后 所得以CaO为主要成分的产品即为生石灰 将煅烧成的块状生石灰经过不同加工 还可得到石灰的另外三种产品 生石灰粉 生石灰粉是由块状生石灰磨细生成 消石灰粉 将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末 主要成分为Ca OH 2 称为消石灰粉 石灰膏 将块状生石灰用过量水 约为生石灰体积的3 4倍 消化 或将消石灰粉和水拌合 所得的一定稠度的膏状物 主要成份为Ca OH 2和水 根据JC T479 92 建筑生石灰 规定 按氧化镁含量的多少 建筑石灰可分为钙质和镁质两类 当石灰中MgO含量小于或等于5 时 称钙质石灰 当MgO含量大于5 时 称为镁质石灰 例3 1某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面 数月后 墙面上出现了许多不规则的网状裂纹 同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹 试分析上述现象产生的原因 解石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹 引发的原因很多 但最主要的原因在于石灰在硬化过程中 蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果 墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹 是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石灰 这部分过火石灰在消解 陈伏阶段中未完全熟化 以致于在砂浆硬化后 过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化 造成体积膨胀 从而出现上述现象 例3 2既然石灰不耐水 为什么由它配制的灰土或三合土却可以用于基础的垫层 道路的基层等潮湿部位 解 石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的 加适量的水充分拌合后 经碾压或夯实 在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应 生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙 所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高 适于在潮湿环境中使用 再者 由于石灰的可塑性好 与粘土等拌合后经压实或夯实 使灰土或三合土的密实度大大提高 降低了孔隙率 使水的侵入大为减少 因此灰土或三合土可以用于基础的垫层 道路的基层等潮湿部位 例3 3建筑石膏及其制品为什么适用于室内 而不适用于室外使用 解建筑石膏及其制品适用于室内装修 主要是由于建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有以下的优良性质 1 石膏表面光滑饱满 颜色洁白 质地细腻 具有良好的装饰性 加入颜料后 可具有各种色彩 建筑石膏在凝结硬化时产生微膨胀 故其制品的表面较为光滑饱满 棱角清晰完整 形状 尺寸准确 细致 装饰性好 2 硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔 故其保温性 吸声性好 3 硬化后石膏的主要成分是二水石膏 当受到高温作用时或遇火后会脱出21 左右的结晶水 并能在表面蒸发形成水蒸气幕 可有效地阻止火势的蔓延 具有一定的