第2章 无机胶凝材料.

1、掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、 石膏技术要求、性质熟悉：石灰的、石膏的的熟化、硬化和应用了解：石灰的生产、石灰的品种 本章教学目标定义：定义： 指经过自身的物理化学作用后，指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成固体，并在变化过程中把能够由浆体变成固体，并在变化过程中把一些散粒材料或块状材料胶结成具有一定一些散粒材料或块状材料胶结成具有一定强度的整体。强度的整体。特征：特征： 严格意义上胶凝材料应指浆体；严格意义上胶凝材料应指浆体； 能在常温下凝结硬化为固体；能在常温下凝结硬化为固体； 有较强的胶结能力；有较强的胶结能力； 具有一定的使用性能。具有一定的使用性能。定义与分类胶凝材料胶

2、凝材料有机材料有机材料无机材料无机材料沥青沥青合成材料合成材料-胶粘剂胶粘剂石膏、石灰和水玻璃石膏、石灰和水玻璃水泥水泥气硬性气硬性胶凝材料胶凝材料水硬性水硬性胶凝材料胶凝材料 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料只能只能在在空气中空气中凝凝结硬化。结硬化。 水硬性胶凝材料不仅可以在水硬性胶凝材料不仅可以在空气空气中中凝结硬化，还可以凝结硬化，还可以水中水中得到更得到更好的凝结硬化。好的凝结硬化。X为结晶水为结晶水H2Ox0，硬石膏，硬石膏(无水石膏无水石膏)x0.5 ，熟石膏，熟石膏(半水石膏半水石膏)x2，生石膏，生石膏(二水石膏二水石膏)天然石膏矿纤维状晶体天然石膏矿纤维状晶体非密闭煅烧脱水工艺

3、及其产品非密闭煅烧脱水工艺及其产品CaSO4 2H2O 120180 C可溶无水可溶无水石膏石膏 -半水石膏半水石膏（建筑石膏）（建筑石膏） 200360C 400500 C难溶无水难溶无水石膏石膏 500750 C不溶无水不溶无水石膏石膏125180 C水蒸气水蒸气 -型半水石膏型半水石膏（高强石膏）（高强石膏）CaSO4 2H2O200360 C可溶无水可溶无水石膏石膏400800 C不溶无水不溶无水石膏石膏1不溶无水石膏不溶无水石膏CaSO4()8001180 C地板石膏地板石膏CaSO4与与CaOCaSO4 2H2O 120180 C干燥空气干燥空气125180 C水蒸气水蒸气 -Ca

4、SO4 0.5H2O -CaSO4 0.5H2O -CaSO4()可溶可溶 -CaSO4()可溶可溶200360 C 200360 C 400800 C400800 CCaSO4()不溶不溶 8001180 CCaSO4()不溶不溶CaO非密闭煅烧工艺及其产品组成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密闭蒸炼工艺及其产品组成石膏生产流程图石膏生产流程图熟石膏高强石膏原料入口原料入口产 品废气排放 半水石膏的溶解度半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石大于二水石膏膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不断溶解，因此，前者在水中不断溶解，生成生成Ca2+、SO42-离子的饱和溶液

5、离子的饱和溶液半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是过饱和溶液，后者不断结晶沉淀。过饱和溶液，后者不断结晶沉淀。 二水石膏晶体不断生长、连生、交错，二水石膏晶体不断生长、连生、交错，构成晶体颗粒堆聚的结晶结构网构成晶体颗粒堆聚的结晶结构网OHCaSOOHOHCaSO24224221121石膏浆体石膏浆体石膏胶体石膏硬化体石膏硬化体水水孔隙孔隙水化初期：二水石膏晶体较少水化初期：二水石膏晶体较少随着水化反应进行二水石膏晶体量随着水化反应进行二水石膏晶体量石膏硬化体中晶体堆积体石膏硬化体中晶体堆积体石膏颗粒表面分子首先水化石膏颗粒表面分子首先水化颗粒表面二水石膏晶体不

6、断增多颗粒表面二水石膏晶体不断增多半水石膏全部水化成二水石膏半水石膏全部水化成二水石膏凝结硬化速度的排序：凝结硬化速度的排序： 可溶性无水石膏半水石膏难可溶性无水石膏半水石膏难溶性无水石膏不溶性无水石膏溶性无水石膏不溶性无水石膏 用水量越大，石膏晶体颗粒越大；凝结硬化所需时间增加 一些无机盐(如硫酸钾)可以促进凝结硬化，而一些有机酸(如柠檬酸)可以延缓凝结硬化细度越细，凝结硬化越快。加水量加水量50的硬化石膏的晶体较粗的硬化石膏的晶体较粗加水量加水量24的硬化石膏的晶体较细的硬化石膏的晶体较细时间时间(s)二水石膏晶体解理面二水石膏晶体解理面调湿作用调湿作用红线条表示室红线条表示室内湿度变化内

7、湿度变化蓝线条表示室蓝线条表示室外湿度变化外湿度变化各种墙板各种墙板德国一所教堂的外墙面雕饰德国一所教堂的外墙面雕饰室内墙面和天花板的雕饰室内墙面和天花板的雕饰纸面石膏板的生产工艺流程纸面石膏板的生产工艺流程纸面石膏板生产线纸面石膏板生产线石灰石石灰石10001200 C磨细磨细生石生石灰粉灰粉生石灰生石灰水喷淋水喷淋熟石熟石灰粉灰粉(水水)化灰池化灰池石灰浆石灰浆浓缩浓缩石灰膏石灰膏陈伏陈伏煅烧温度较低，时间较短时，煅烧温度较低，时间较短时， 欠火石灰煅烧温度较高，时间较长时，煅烧温度较高，时间较长时， 过火石灰减轻或消除过火石灰的危害减轻或消除过火石灰的危害粘土杂质熔融、填充或包裹石灰表面

8、粘土杂质熔融、填充或包裹石灰表面密实度高密实度高石灰消解慢，石灰消解慢，从而延缓石灰的熟化，导致已硬化的从而延缓石灰的熟化，导致已硬化的砂浆产生鼓泡、崩裂等现象砂浆产生鼓泡、崩裂等现象碳酸钙没有完全碳酸钙没有完全分解，降低了生分解，降低了生石灰的产量石灰的产量KJOHCaOHCaO8 .64)(22水化过程中：水化过程中：体积增大体积增大1-2.51-2.5倍倍迅速放出大量热迅速放出大量热生石灰生石灰+ +水水熟石灰熟石灰熟化为石灰膏：熟化为石灰膏：将生石灰放入水将生石灰放入水中，注意水要过量中，注意水要过量池中透明液体为氢氧池中透明液体为氢氧化钙饱和溶液，下部化钙饱和溶液，下部沉淀即为熟石灰

9、沉淀即为熟石灰生石灰要在水中放置两周以上，此过程生石灰要在水中放置两周以上，此过程即为即为“陈伏陈伏”。在这段时间里生石灰会完。在这段时间里生石灰会完全和水反应，不会因含有过火石灰造成全和水反应，不会因含有过火石灰造成熟化推迟而导致墙面鼓泡的现象。熟化推迟而导致墙面鼓泡的现象。结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓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，结晶过慢。碳化过程长时间只限于表面，结晶过程主要在内部发生。程主要在内部发生。空气中空气中COCO2 2含量稀薄，使碳化反应进展缓慢，含量稀薄，使碳化反应进展缓慢，同时表面的石灰浆一旦硬化就形成外壳，同时表面的石灰浆一旦硬化就形成外壳，阻止了阻止了COCO2 2的渗入，同时又使内部的水分无的渗入，同时又使内部的水分无法析出，影响硬化过程的进行。法析出，影响硬化过程的进行。结晶结晶可塑性好和保水性好可塑性好和保水性好吸湿性好吸湿性好凝结硬化慢凝结硬化慢Ca(OH)2粒子表面可以吸附水膜生石灰可以用来做干燥剂石灰砂浆墙面因受潮而脱落石灰砂浆墙面因受潮而脱落强度低强度低体积收缩大体积收缩大耐水性差耐水性差石灰硬化收缩产生的裂缝石灰硬化收缩产生的裂缝石灰岩生石灰块熟石灰粉生石灰粉石灰膏石灰乳煅烧加适量水熟化磨细加过量水进行陈伏加水稀释多用来拌制灰