土木工程材料chart2气硬性凝胶材料10

00:17气硬性胶凝材料

基本概念

胶凝材料建筑上用来将散粒材料（如砂、石子)或块状材料（如砖、石块)粘结成为整体的材料，统称为胶凝材料。

00:17胶凝材料的分类气硬性胶凝材料

气硬性胶凝材料：石灰、石膏等无机胶凝材料（矿物胶凝材料）

水硬性胶凝材料：各种水泥有机胶凝材料（沥青材料及树脂等）00:17气硬性胶凝材料粘土时代：始于4000~10000年前的新石器时期

石膏、石灰时代：约在公元前2000~3000年开始

石灰+火山灰：公元初石灰+人工烧粘土材料：水硬性石灰、罗马水泥及天然水泥：18世纪后半期硅酸盐水泥（波特兰水泥)的诞生：19世纪初期

（1810~1825年)Joseph.Apsdin首先获得专利权

：1824年糯米、红糖、植物粘液等都作为胶凝材料在建筑中使用过。

胶凝材料的发展历史00:17气硬性胶凝材料

建筑石灰于谦[明代]

千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲;

粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。石灰吟

00:17万里长城00:17气硬性胶凝材料

内涵

原材料以碳酸钙为主要成分的天然岩石,常见的有石灰石,白云石、白垩等,还有一些化学工业副产品.正常温度下煅烧得到的石灰具有多孔结构,内部孔隙率大,晶体粒小,体积密度小,与水作用快。00:17

原料：石灰石白云质石灰石白垩贝壳00:17气硬性胶凝材料

生产过程CaCO3==CaO+CO21000℃生石灰欠火过火注意1、料块的尺寸均匀性2、窑内温度的均匀性00:17土窑气硬性胶凝材料立窑00:17气硬性胶凝材料回转窑竖窑00:17气硬性胶凝材料

石灰的熟化CaO+H2O——→Ca(OH)2+64.9KJ(熟石灰、消石灰)

（

LimeHydrate，Slakedlime)

熟化特点（1)放热量大：

（2)体积膨胀：1~2.5倍

00:17气硬性胶凝材料

陈伏:石灰浆在储灰坑内陈伏2周以上。

00:17气硬性胶凝材料

石灰的硬化1.结晶过程石灰浆在使用过程中,因游离水分逐渐蒸发和被砌体吸收,引起溶液某种程度的过饱和,使Ca(OH)2,逐渐结晶析出,促进石灰浆体的硬化。

2.碳化作用Ca(OH)2与空气中的CO2作用，生成不溶解于水的碳酸钙晶体，析出的水分则逐渐蒸发，其反应如下:00:17气硬性胶凝材料CaCO3碳酸鈣.石灰石Ca(OH)2氢氧化钙.熟石灰加高溫加CO2加水CaO氧化鈣.(生)石灰

生熟石灰和石灰石的三角关系

00:17气硬性胶凝材料讨论：请观察图中A.B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。

石灰砂浆A石灰砂浆B00:17气硬性胶凝材料

石灰的技术性质1.保水性好2.凝结硬化慢,强度低3.耐水性差2.技术标准建筑工程中所用的石灰分三个品种:建筑生石灰，建筑生石灰粉和建筑消石灰，分三个等级

要求1.储存与运输4.体积收缩大00:17气硬性胶凝材料粉刷（抹灰）拌制石灰砂浆或水泥混合砂浆掺配灰土和三合土

灰土：生石灰粉：粘土=1：2～4

三合土：生石灰粉：粘土：砂=1：2：3

活性SiO2.Al2O3与Ca(OH)2反应，生成水化硅酸钙、铝酸钙，f，耐水性，抗渗能力↑。常用于基础、路面或地面垫层古建筑常用于砌筑墙体。

石灰的应用00:17气硬性胶凝材料加固含水软土地基（石灰桩)CaO+H2O→Ca(OH)2，V↑，产生压力，使地基得以加固。生产硅酸盐制品生石灰+砂（粒化高炉矿渣、炉渣、粉煤灰)→成型→蒸养（压)→密实（多孔)制品，作墙体材料。配制无熟料水泥磨制生石灰粉静态破碎剂、膨胀剂

00:17建筑石膏

内涵天然二水石膏，天然无水石膏以及含CaSO4·2H2O或CaSO4·2H2O与CaSO4混合物的化工副产品;

原材料一般有二水石膏在不同加热环境下脱水生成不同半水石膏，如下:

生产过程00:17纤维石膏雪花石膏00:17建筑石膏

凝结硬化00:17１——半水石膏;２——二水石膏胶体微粒;３——二水石膏晶体;４——交错的晶体建筑石膏凝结硬化示意图

00:17建筑石膏

技术性质一种白色粉末状的气硬性胶凝材料,密度为2.60~2.70g/cm3,堆积密度为800~1000kg/m3。

①凝结硬化快一般与水拌和后,在常温下数分钟即可初凝,30分钟以内达终凝②硬化体积微膨胀在硬化过程中,体积略有膨胀,硬化时不出现裂缝00:17③

硬化后孔隙率较大,表观密度和强度较低④防火性能良好⑤具有一定的调湿、调温作用⑥耐水性、抗冻性和耐热性差理论需水量只占半水石膏质量的18.6%，而实际加水达到0~80%，孔隙率达到50%~60%，因此硬化后，强度较低，表观密度较小，导热性较低，吸声性较好。

二水石膏遇到火烧时,结晶水蒸发,吸收热量并在表面生成具有良好绝热性的无水物,起到阻止火焰蔓延和温度升高的作用。

建筑石膏热容量大,吸湿性强,故能对室内温度和湿度起到一定的调节作用建筑石膏00:17建筑石膏

建筑石膏的应用①制备粉刷石膏

建筑石膏加水、砂拌合成石膏砂浆,可用于室内抹灰。这种抹灰墙面具有绝热,阻火,隔音,舒适,美观等特点。抹灰后的墙面和天棚还可以直接涂刷油漆及贴墙纸。

建筑石膏加水调成石膏浆体,还可以掺如部分石灰用于室内粉刷涂料。粉刷后的墙面光滑,细腻,洁白美观。

②装饰制品以石膏为主要原料,掺加少量的纤维增强材料和胶料,加水搅拌成石膏浆体,利用石膏硬化时体积微膨胀的性能,可制成各种石膏雕塑,饰面板及各种装饰品00:1700:1700:17③石膏板

纸面石膏板:石膏作芯材，两面用纸做护面而制成的，主要用于内墙，隔墙，无花板等处。石膏空心条板:强度高，可用作住宅和公共建筑的内墙和隔墙等，安装时，不需要龙骨。

石膏装饰板:有平板，多孔板，花纹板，浮雕板等多种，它尺寸精确，线条清晰，颜色鲜艳，造型美观，品种多样，施工简单，主要用于公共建筑，可作为墙面和无花板等。

纤维石膏板:以建筑石膏为主要原料掺加适量的纤维增强材料而制成。这种板的抗弯强度高，可用于内墙和隔墙，也可用来替代木材制作家具。

将玻璃纤维、纸筋或矿棉等纤维材料先在水中松解，然后与建筑石膏及适量的浸润剂混合制成浆料，在长网成型机上经铺浆、脱水而制成纤维石膏板。它的抗折强度和弹性模量都高于纸面石膏板。纤维石膏板主要用于建筑物的内隔墙和吊顶。

建筑石膏00:17石膏吊顶00:17石膏板顶面装饰00:17石膏板用于墙面和顶面00:17普通纸面石膏板耐水纸面石膏板装饰石膏板嵌装式装饰石膏板印刷石膏板00:1700:1700:17吸声石膏板（构造)00:17石膏板--纸蜂窝墙板1cm厚石膏板单贴面的玻璃棉板00:17石膏线角00:17水玻璃

内涵

原材料及生产过程纯碱和石英砂为主要原料,将其磨细拌匀后,按下列两种方式生产

湿法:SiO2+NaOH→Na2O·nSiO2·nH2O

干法:nSiO2+Na2CO3→Na2O·nSiO2+CO200:17

水玻璃硬化水玻璃水玻璃溶液在空气中吸收二氧化碳，形成碳酸钠和无定形硅酸，反应式如下:

水玻璃的促硬剂:氟硅酸钠

其原理是氟硅酸钠加速水玻璃中硅酸凝胶的析出和SiO2的形成00:17水玻璃Na2O·nSiO2+nH2O→Na2O·nSiO2·nH2On：水玻璃模数，n=1.5~3.5n=1，常温下溶解;1＜n≤3，热水下溶解;n＞3，0.4MPa以上的蒸气中才溶解;但n↑，胶体分↑，粘结力↑;n相同时，ρ↑，稠度↑，粘结力↑。

水玻璃的技术性质

水玻璃模数决定着水玻璃的品质及其应用性能00:17水玻璃

水玻璃溶液可以与水按任意比例混合

水玻璃具有较强粘结力

水玻璃具有较强耐酸腐蚀性和耐热性能水玻璃对眼睛和皮肤有一定的灼伤作用,氟硅酸钠具有毒性,使用过程中,应注意安全防护00:17水玻璃

水玻璃的应用地基加固n=2.5~3.0的水玻璃与CaCl2交替灌入地基土壤:Na2O·nSiO2+CaCl2+mH2O→nSiO2·(m-1)H2O+Ca(OH)2+2NaCl起胶结与填充作用涂刷表面，填充、堵塞毛细孔，提高密实性、耐水性、抗风化能力基底材料不能是石膏制品，因结晶后，致制品胀裂00:17水玻璃修补堵漏水玻璃能促进水泥凝结，可用以配制促凝剂，用于堵塞漏，抢修;称快凝防水剂。二矾、三、四、五矾防水剂水玻璃+微量荧光粉→快燥剂改变在水泥中的掺量，初凝可在1~30min间调节配制耐酸砼、砂浆;配制耐热砼、砂浆配制碱矿渣水泥00:17

镁质胶凝材料

内涵①

原材料:天然菱镁矿，蛇纹石，冶炼镁合金的熔渣或从海水中提取。

主要指菱苦土,是一种白色或浅黄色的粉末,密度为3.10~3.40g/cm3,堆积密度为800~900kg/m3,主要成