第二章无机胶凝材料1ppt课件

1、2 无机胶凝资料无机胶凝资料本章主要引见三种常用的无机气硬性胶凝资料。本章主要引见三种常用的无机气硬性胶凝资料。经过学习，了解石灰、石膏及水玻璃的消费制备方经过学习，了解石灰、石膏及水玻璃的消费制备方法；掌握石灰石膏及水玻璃的水化熟化、硬化法；掌握石灰石膏及水玻璃的水化熟化、硬化机理、技术性质，实习它们在建筑工程中的主要用机理、技术性质，实习它们在建筑工程中的主要用途和运用的要点。途和运用的要点。本章提要本章提要2.1 胶凝资料的定义、分类 无机胶凝资料：无机生料岩石、粘土等按一定配比后，高温下转变成熟料，煅烧急冷而构成活性矿物，同介质发生反响构成新的产物，逐渐凝结、硬化，从而将散状资料与其粘

2、结在一同。1定义： 胶凝资料：将建筑上凡是经过一系列物理、化学作用，把可以将散状资料或块状资料粘结成整体的资料。 按化学成分分，胶凝资料无机胶凝资料有机胶凝资料：气硬性胶凝资料水硬性胶凝资料沥青、树脂、橡胶等如石灰，石膏如石灰，石膏如各种水泥如各种水泥2分类气硬性胶凝资料：只能在空气中凝结硬化气硬性胶凝资料：只能在空气中凝结硬化 水硬性胶凝资料：水硬性胶凝资料： 在空气和水中均能凝结硬化，在空气和水中均能凝结硬化，2.2 胶凝资料的水化：定义： 胶凝资料与水介质拌和的浆体逐渐变稠的过程。影响水化的要素：1胶凝资料的细度：水化；2水介质条件：外加剂；3水化产物的转移速度：由表及内，外加剂，搅拌；

3、4环境温度：温度过高或者过低。胶凝资料的凝结定义：水化产物之间产生的吸附和结晶过程；可塑浆体转变为固体的过程。影响水化的要素：1水化速度：水化同凝结的延续性；2结晶速度：碳酸钙晶体；3水化产物数量：分子的布朗运动。胶凝资料的硬化定义：浆体内部水化合物不断更新，固体内部孔隙逐渐减少，固体强度逐渐加强的过程。影响水化的要素：1水分蒸发：裂痕；2未水化的颗粒：无法水化。2.3 石灰石灰石灰的种类石灰的种类石灰的技术要求及运用石灰的技术要求及运用主要学习内容石灰的水化、硬化及其特石灰的水化、硬化及其特点点石灰的消费原理原料：石灰石，白云石，白垩，贝壳等。 主要是含碳酸钙为主主要工序：破碎加热、煅烧磨细

4、 普通是天然岩石在立窑中进展煅烧化学反响：CaCO3 CaO+CO2生成生石灰，其主要成分为氧化钙CaO。2.3.1 石灰的生成石灰的生成9001000过火石灰过火石灰 CaO活性低，水化过程极为缓慢； 易吸潮水化，体积膨胀，严重影响工程质量。欠火石灰欠火石灰 几乎没有活性，影响石灰的质量。 颜色洁白，质地松软，分量轻，易于熟化，CaO活性正常。 正火石灰正火石灰原料中原料中MgCO3 石灰石灰MgO 按按MgO含量，建筑生石灰分为：含量，建筑生石灰分为：钙质石灰钙质石灰MgO含量不超含量不超5%) 镁质石灰镁质石灰MgO含量超含量超5%) 消石灰分为：消石灰分为： 钙质消石灰粉钙质消石灰粉M

5、gO含量小于含量小于4%)镁质消石灰粉镁质消石灰粉MgO含量含量4-24%)白云石消石灰粉白云石消石灰粉MgO含量含量24-30%)2.3.2 石灰的种类石灰的种类消石灰粉，CaO石灰膏，Ca(OH)2消石灰粉，Ca(OH)2石灰乳，Ca(OH)2磨细水化水化水化适量水适量水过量水图2.1 石灰的加工及其产品表示图生石灰 CaO1石灰的水化石灰的水化，又称消解。它是生石灰CaO与水作用生成熟石灰Ca(OH)2的过程。在熟化过程中，放出大量的热，体积迅速添加12.5倍。建筑工程中常用经熟化后的熟石灰，如石灰膏等。 2.3.3 石灰的水化和硬化石灰的水化和硬化 水化的特点：放热量大放热速度快；体积

6、猛烈膨胀。熟化方法根据用途不同有：熟化方法根据用途不同有：A 石灰膏石灰膏 用于拌制砌筑砂浆或抹灰砂浆：用于拌制砌筑砂浆或抹灰砂浆：生石灰生石灰石灰浆化灰池中完成石灰浆化灰池中完成石灰膏储灰坑沉石灰膏储灰坑沉淀淀石灰的陈伏：石灰浆应在储灰坑中储存两周以上，以充石灰的陈伏：石灰浆应在储灰坑中储存两周以上，以充分熟化过火石灰，防止运用时抹灰隆起或开裂。分熟化过火石灰，防止运用时抹灰隆起或开裂。B 熟石灰粉熟石灰粉 用于拌制石灰土石灰用于拌制石灰土石灰+粘性土，或三合土石灰粘性土，或三合土石灰+粘土粘土+砂石砂石/粉煤灰粉煤灰/矿渣矿渣/炉渣炉渣/碎砖：碎砖： 向石灰堆中，用水管分层注水，加水量为生

7、石灰分量向石灰堆中，用水管分层注水，加水量为生石灰分量的的60-80% ，使其充分消解，又不过湿成团。用前，使其充分消解，又不过湿成团。用前，往往要闷几天，类似于石灰浆的陈伏。往往要闷几天，类似于石灰浆的陈伏。2石灰的硬化 石灰浆体在空气中的硬化，包括两个同时进展的过程：石灰浆体在空气中的硬化，包括两个同时进展的过程： 结晶作用结晶作用 ： Ca(OH)2从饱和溶液中，结晶而出。从饱和溶液中，结晶而出。 碳化作用：碳化作用： Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1) H2O 碳化作用长时间内仅限于表层，碳化作用长时间内仅限于表层， 结晶作用主要在结晶作用主要在内部发生。内部发生

8、。 硬化过程产生了两种晶体。硬化过程产生了两种晶体。石灰的硬化包括枯燥硬化和碳化硬化。结晶硬化枯燥硬化是石灰浆体在枯燥过程中，毛细孔隙失水。由于水的外表张力的作用，毛细孔隙中的水面呈弯月面，从而产生毛细管压力，使得Ca(OH)2颗粒间的接触严密，产生一定的强度。 碳化硬化碳化硬化是Ca(OH)2与空气中的CO2化合生成CaCO3晶体称为碳化。生成的CaCO3具有相当高的强度。 (1)石灰的性质保水性、可塑性好 石灰熟化生成的Ca(OH)2颗粒极其细小，比外表积资料的总外表积与其质量的比值很大，使得氢氧化钙颗粒外表吸附有一层较厚水膜，即石灰的保水性好。石灰浆具有良好的可塑性。可作为掺加料参与水泥

9、砂浆中构成混合砂浆，提高和易性。凝结硬化慢、强度低 石灰的凝结硬化很慢，且硬化后的强度很低。如石灰砂浆28d抗压强度只需0.20.5MPa。 2.3.4 石灰的性质和运用石灰的性质和运用耐水性差潮湿环境中石灰浆体不会产生凝结硬化。硬化后的石灰浆体的主要成分为Ca(OH)2和少量的CaCO3。所以不能用于潮湿地点，也不能单独用于建筑根底。 CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2具有可溶性枯燥收缩大Ca(OH)2颗粒吸附的大量水分在凝结硬化过程中不断蒸发，并产生很大的毛细管压力，使石灰浆体产生很大的收缩而开裂，因此石灰除做粉刷墙面外普通不宜单独运用。(2)石灰的运用利用熟化石灰制成石灰砂浆

10、或水泥石灰混合砂浆，用于抹灰和砌筑，石灰乳刷白内墙、顶棚、外墙。 利用石灰与石英砂、粉煤灰、矿渣等为主要原料，消费人造石材，参与高炉矿渣/粉煤灰可提高耐水性。熟化后的石灰与粘土拌和成灰土或石灰土。假设再加砂或石屑、炉渣等构成三合土。广泛用于建筑工程的根底和道路的垫层或基层。 磨细生石灰、纤维状填料如玻璃纤维或轻质骨料加水搅拌成型为坯体，然后再通入CO2进展人工碳化1224h而成的一种轻质板材，作为非承重的内隔墙板以及天花板等。消费硅酸盐制品原料：生石灰粉/消石灰粉+硅质资料粉煤灰/粒化高炉矿渣/浮石、砂子+水有时加石膏。储存要防潮，运用要留意平安。质量分三级：优等品、一等品、合格品。混合砂浆水

11、泥混合砂浆水泥+石灰膏石灰膏+砂砂+水砌墙。水砌墙。石灰土消石灰粉石灰土消石灰粉/生石灰粉生石灰粉+粘性土粘性土+水作普通道路水作普通道路基层，或高等级道路的底基层。基层，或高等级道路的底基层。 石灰能显著提高粘性土的强度和耐水性，缘由是：石灰能显著提高粘性土的强度和耐水性，缘由是： 1离子交换：石灰浆中的游离钙离子和氢氧根离子离子交换：石灰浆中的游离钙离子和氢氧根离子与细粒粘土矿物中的钠离子、氢离子发生交换，减薄与细粒粘土矿物中的钠离子、氢离子发生交换，减薄粘土颗粒吸附水膜厚度，使土粒凝聚，构成稳定团粒粘土颗粒吸附水膜厚度，使土粒凝聚，构成稳定团粒构造，使石灰土获得初期强度。构造，使石灰土获

12、得初期强度。 2石灰硬化过程中生成的氢氧化钙晶体和碳酸钙晶石灰硬化过程中生成的氢氧化钙晶体和碳酸钙晶体相互结合，并把土粒结成整体，提高了石灰土的稳体相互结合，并把土粒结成整体，提高了石灰土的稳定性。定性。 3粘土中少量的活性氧化铝与氧化硅与氢氧化钙反粘土中少量的活性氧化铝与氧化硅与氢氧化钙反响生成不溶于水的水化硅酸钙和水化铝酸钙响生成不溶于水的水化硅酸钙和水化铝酸钙 粘土粘土主要成分为主要成分为Al2O32SiO22H2O。在土中构成凝。在土中构成凝胶构造，使石灰土的刚度不断增大，强度与水稳定性胶构造，使石灰土的刚度不断增大，强度与水稳定性不断提高。不断提高。消费石膏的原料主要是含CaSO4的

13、天然石膏又称生石膏或含CaSO4的化工副产品和废渣等。其化学式为CaSO42H2O，也称二水石膏。石膏的消费过程主要是破碎、加热与磨细。 2.4石膏石膏2.4.1 石膏的生成石膏的生成石膏是以CaSO4为主要成分的常用气硬性胶凝资料。 (1)建筑石膏将天然CaSO42H2O在石膏炒锅或沸腾炉内熄灭且温度控制在107170范围时，CaSO42H2O脱水为细小晶体的型CaSO41/2H2O又称熟石膏，再经磨细制得。(2)模型石膏模型石膏的主要成分也是型CaSO41/2H2O，但杂质少、色白。主要用于陶瓷的制坯工艺的成型和装饰浮雕等。 2.4.2 石膏的主要种类石膏的主要种类(3)高强度石膏将CaS

14、O42H2O在密闭的压蒸釜内蒸炼脱水成为半水石膏，又称型半水石膏，再经磨细制得。与型半水石膏相比，型半水石膏的晶体粗大且密实，到达一定稠度所需的用水量小，且只需建筑石膏的一半。因此这种石膏硬化后构造密实、强度较高，硬化7d时的强度可达1540MPa。高强度石膏主要用于要求较高的抹灰工程、装饰制品和石膏板。另外掺入防水剂还可制成高强度防水石膏和无收缩的粘结剂等。(4)粉刷石膏粉刷石膏是天然CaSO42H2O或废石膏经适当加工工艺所得到的粉状生成物。当配适量的缓凝剂、保水剂等化学外加剂后制成抹灰用胶结料。(1)建筑石膏的水化建筑石膏(CaSO41/2H2O)加水拌和后，与水发生水化反响首先溶解于水

15、，然后发生反响，生成CaSO42H2O,即建筑石膏的水化。(2)建筑石膏的凝结和硬化当水化继续进展后，CaSO42H2O胶体微粒的数量不断增多，它比原来的CaSO41/2H2O颗粒细得多，可吸附更多的水分。浆体中的水分因水化和蒸发而逐渐减少，浆体的稠度逐渐添加，颗粒之间摩擦力和粘结力逐渐增大，浆体的可塑性减少，构成石膏的凝结。 2.4.3 建筑石膏的水化、凝结和硬化建筑石膏的水化、凝结和硬化建筑石膏的凝结与硬化二水石膏的溶解度仅为半水石膏的1/5左右，反响总向右进展，溶液中，不断析出二水石膏的胶粒。CaSO41/2H2O+3/2H2O CaSO42H2O CaSO41/2H2O+3/2H2O

16、CaSO42H2O 化学反响化学反响(1)凝结硬化时间短(2)凝结硬化时体积微膨胀(3)孔隙率大、体积密度小(4)保温性和吸声性好 (5)强度较低 (6)具有一定的调湿性 (7)防火性好，但耐火性差 (8)耐水性、抗渗性、抗冻性差2.4.4 建筑石膏的性质建筑石膏的性质(1)作室内抹灰和粉刷资料用。(2)制造石膏板。石膏板具有轻质、隔热保温、吸声、防火、尺寸稳定及施工方便等性能，在建筑中得到广泛的运用，是一种很有开展出路的新型建筑资料。建筑石膏在存储中应留意防雨、防潮，存储期普通不宜超越三个月。2.4.5 建筑石膏的运用建筑石膏的运用吸声用穿孔石膏板：用于音乐厅，影剧院，会议室的吊顶、墙面资料

17、。耐水纸面石膏板：添加耐水外加剂，用于厨房、卫生间。耐火纸面石膏板：添加无机耐火纤维，用于公共建筑，如影剧院、体育馆、展馆、幼儿园、商场的吊顶、墙面、隔断。特种耐火石膏板 (1h)用于防火等级要求高的建筑物。艺术浮雕装饰制品：石膏角线，石膏外型，石膏壁画，艺术顶棚，灯圈，角花，艺术廊柱罗马柱。(3)建筑石膏的质量要求： 主要有强度，细度和终凝时间。并按强度，细度和终凝时间划分为优等品，一等品，和合格品。各等级建筑石膏的初凝时间不得小于6min,终凝时间不得大于30min.水玻璃俗称泡花碱是一种水溶性硅酸盐，其化学式为R2OnSiO2。其中R2O是碱金属氧化物，n为SiO2与R2O摩尔数的比值，

18、称为水玻璃的模数。建筑上常用的水玻璃是硅酸钠Na2OnSiO2的水溶液和硅酸钾K2OnSiO2的水溶液，颜色呈青灰色或淡黄色。 3.3 水玻璃水玻璃3.3.1 水玻璃的化学成分和生成水玻璃的化学成分和生成水玻璃是一种气硬性胶凝资料，在建筑工程中常用来配制水玻璃砂浆及水玻璃混凝土等。 消费水玻璃常采用碳酸盐法，即将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在13001400温度下熔化生成固体水玻璃，然后在水中加热溶解而成液体水玻璃。有时也可用碳酸钾替代碳酸钠，制成碳酸钾水玻璃。水玻璃是气硬性胶凝资料，在空气中它能与二氧化碳反响，生成无定形的二氧化硅凝胶又称硅酸凝胶，凝胶脱水转变成二氧化硅而硬化又称自然硬化。因空气中的二氧化碳含量很少，自然凝结硬化缓慢，因此，水玻璃在运用过程中常参与促硬剂，加快其凝结硬化速度。常用的促硬剂有氟硅酸钠Na2SiF6等。3.3.2 水玻璃的凝结硬化水玻璃的凝结硬化(1)粘结力强、强度较高(2)耐酸性、耐热性好(3)耐碱性、耐水性差3.3.3 水玻璃的性质水玻璃的性质(1)作资料外表处置用，提高资料抗风化才干。(2)加固地基。(3)配制速凝防水剂。(4)修补砖墙裂痕。 3.3.4