第3章無機膠凝材料

1、項目3 無機膠凝材料學習重點：1.掌握石膏、石灰、水玻璃等氣硬性膠凝材料硬化機理、性質及使用要點；2.熟悉石膏、石灰、水玻璃的主要用途；3.硅酸鹽水泥、摻混合材硅酸鹽水泥：熟悉礦物組成，了解硬化機理，熟練掌握性質、檢測方法及選用原則；4.了解其他水泥品種及其性質和使用特點。學習難點：各種材料的性能差異，工程上使用的具體要求與取舍 膠凝材料：凡是經(jīng)過一系列的物理、化學變化，能將散粒狀材料或塊狀材料粘結成整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。既能在空氣中凝結硬化也能在水中凝結硬化瀝青、樹脂氣硬性水硬性只能在空氣中凝結硬化2項目3 無機膠凝材料氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續(xù)發(fā)展其強

2、度的膠凝材料，稱為氣硬性膠凝材料。石膏、石灰、水玻璃3千錘萬擊出深山，烈火焚燒若等閑。粉身碎骨全不怕，要留清白在人間。 (明) 于謙4過火石灰過火石灰塊狀生石灰塊狀生石灰 優(yōu)質石灰優(yōu)質石灰 過火石灰過火石灰 石灰的性質是可塑性好石灰的性質是可塑性好；硬化較慢；硬化較慢，強度低強度低，硬化時體積收硬化時體積收縮大縮大，耐水性差耐水性差，吸濕性強。吸濕性強。建筑生石灰技術指標建筑生石灰技術指標KJOHCaOHCaO8 .64)(22水化過程中體積增水化過程中體積增大大1-2.51-2.5倍，迅速放倍，迅速放出大量熱出大量熱生石灰生石灰+ +水水熟石灰熟石灰工程上使用的石灰大都是熟石灰，有時工程上使

3、用的石灰大都是熟石灰，有時需要使用石灰膏，有時使用熟石灰粉。需要使用石灰膏，有時使用熟石灰粉。如果陳伏時間不夠。12熟化為熟化為石灰膏石灰膏：生石灰要在水中放置兩周以上，此過程即為生石灰要在水中放置兩周以上，此過程即為“陳伏陳伏”。在這段時間里生石灰會完全和水反應，不會因含有過在這段時間里生石灰會完全和水反應，不會因含有過火石灰造成熟化推遲而導致墻面鼓泡的現(xiàn)象?；鹗以斐墒旎七t而導致墻面鼓泡的現(xiàn)象。熟化為熟化為熟石灰粉熟石灰粉：將生石灰塊淋水，使石灰充分熟化，又將生石灰塊淋水，使石灰充分熟化，又不會過濕成團，此時得到的產(chǎn)品就是熟不會過濕成團，此時得到的產(chǎn)品就是熟石灰粉。石灰粉。生石灰的熟化生

4、石灰的熟化石灰漿體石灰漿體 氫氧化鈣晶體 碳酸鈣晶體石灰凝膠體石灰凝膠體石灰碳化體石灰碳化體水水孔隙孔隙水分損失水分損失碳化碳化CaCOCaCO3 3CaOCaOCaCOCaCO3 3Ca(OH)Ca(OH)2 2原料原料生產(chǎn)生產(chǎn)熟化熟化硬化硬化千錘萬鑿出深山，千錘萬鑿出深山，粉身碎骨渾不怕，粉身碎骨渾不怕，要留清白在人間。要留清白在人間。烈火焚燒若等閑。烈火焚燒若等閑。煅燒煅燒H H2 2O OCOCO2 2 石灰吟石灰吟 過程過程 化學式化學式結晶和碳化兩個過程同時進行，但極為緩結晶和碳化兩個過程同時進行，但極為緩慢。碳化過程長時間只限于表面，結晶過慢。碳化過程長時間只限于表面，結晶過程主

5、要在內部發(fā)生。程主要在內部發(fā)生?？諝庵锌諝庵蠧OCO2 2含量稀薄，使碳化反應進展緩慢，含量稀薄，使碳化反應進展緩慢，同時表面的石灰漿一旦硬化就形成外殼，同時表面的石灰漿一旦硬化就形成外殼，阻止了阻止了COCO2 2的滲入，同時又使內部的水分無的滲入，同時又使內部的水分無法析出，影響硬化過程的進行。法析出，影響硬化過程的進行。煅燒煅燒加適量水熟化加適量水熟化磨磨細細加過量水加過量水進行陳伏進行陳伏加水稀釋加水稀釋壁壁可塑性好和保水性好可塑性好和保水性好吸濕性好吸濕性好凝結硬化慢凝結硬化慢Ca(OH)Ca(OH)2 2粒子表粒子表面可以吸附水膜面可以吸附水膜1.1.石灰的特性石灰的特性生石灰可以

6、用來生石灰可以用來做干燥劑做干燥劑石灰硬化收縮產(chǎn)生的裂縫石灰硬化收縮產(chǎn)生的裂縫石灰砂漿墻面因受潮而脫落石灰砂漿墻面因受潮而脫落強度低強度低體積收縮大體積收縮大耐水性差耐水性差1.1.石灰的特性石灰的特性 2 （1）石灰乳和石灰砂漿A）石灰乳：將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水攪拌稀釋，成為石灰乳，是一種廉價的涂料，主要用于內墻和天棚刷白，增加室內美觀和亮度。我國農(nóng)村也用于外墻。石灰乳可加入各種耐堿顏料。調入少量水泥、?；郀t礦渣或粉煤灰，可提高其耐水性，調入氯化鈣或明礬，可減少涂層粉化現(xiàn)象。B）石灰砂漿：是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。 （2）石灰土（灰土）和

7、三合土）石灰土（灰土）和三合土 如建筑物或道路基礎中使用的石灰土，三合土，二灰土（石灰、粉煤灰或爐灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或爐灰、級配碎石）等 石灰與粘土或硅鋁質工業(yè)廢料混合使用，制成石灰土或石灰與工業(yè)廢料的混合料，加適量的水充分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中使石灰與粘土或硅鋁質工業(yè)廢料表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，適于在潮濕環(huán)境中使用。 （3）灰砂磚和硅酸鹽制品）灰砂磚和硅酸鹽制品 石灰與天然砂或硅鋁質工業(yè)廢料混合均勻，加水攪拌, 經(jīng)壓振或壓制，形成硅酸鹽制品。為使其獲早期強度，往往采用高溫高壓養(yǎng)護或蒸壓，使石灰與硅鋁質材料反應速度顯著加快，使

8、制品產(chǎn)生較高的早期強度。 如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等。三合土用作鋪筑步道磚的墊層三合土用作鋪筑步道磚的墊層三三合合土土樁樁灰灰土土樁樁 配制石灰砂漿、石灰乳配制石灰砂漿、石灰乳 配制石灰土、三合土配制石灰土、三合土 生產(chǎn)碳化石灰板生產(chǎn)碳化石灰板 加固含水的軟土地基加固含水的軟土地基 （1）防潮；（與空氣中的CO2發(fā)生反應）（2）防火。（硬化時產(chǎn)生大量的熱量）|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。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。加適量的水充分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中石灰與粘加適量的水充分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中石灰與粘土

9、表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸土表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，所以灰土或三合土的強度和耐水性會隨使用時鈣或水化鋁酸鈣，所以灰土或三合土的強度和耐水性會隨使用時間的延長而逐漸提高，適于在潮濕環(huán)境中使用。間的延長而逐漸提高，適于在潮濕環(huán)境中使用。|再者，由于石灰的可塑性好，與粘土等拌合后經(jīng)壓實或夯實，再者，由于石灰的可塑性好，與粘土等拌合后經(jīng)壓實或夯實，使灰土或三合土的密實度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入使灰土或三合土的密實度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大為減少。因此灰土或三合土可以用于基礎的墊層、道路的基層大為減少。因此灰

10、土或三合土可以用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位。等潮濕部位。案例案例2： 建筑石灰是不耐水的，而且強度不高，但為什建筑石灰是不耐水的，而且強度不高，但為什么灰土和三合土抗水性卻很好，強度又較高呢？么灰土和三合土抗水性卻很好，強度又較高呢？ 不論生石灰、消石灰，水化后和土壤中的二氧化硅或不論生石灰、消石灰，水化后和土壤中的二氧化硅或三氧化二鋁以及三氧化二鐵等物質結合，即可生成三氧化二鋁以及三氧化二鐵等物質結合，即可生成膠結體膠結體的硅酸鈣、鋁酸鈣以及鐵酸鈣，將土壤膠結起來的硅酸鈣、鋁酸鈣以及鐵酸鈣，將土壤膠結起來，使灰土，使灰土有較高的強度?；彝林饾u硬化，增加了土壤顆粒間的附著有較高的強度。

11、灰土逐漸硬化，增加了土壤顆粒間的附著強度，所以增強了抗水性。強度，所以增強了抗水性。 故灰土與三合土具有較高的強度和抗水性，故灰土與三合土具有較高的強度和抗水性，廣泛應用廣泛應用于建筑物基礎墊層，道路墊層與游泳池的抗?jié)B工程。于建筑物基礎墊層，道路墊層與游泳池的抗?jié)B工程。 問 題？1. 過火石灰有什么危害？應如何消除？過火石灰有什么危害？應如何消除？ 答：答：過火石灰密度較大，且顆粒表面有玻璃釉狀物包過火石灰密度較大，且顆粒表面有玻璃釉狀物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸濕裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸濕水化，產(chǎn)生體積膨脹，影響體積穩(wěn)定性。可采用延水化，產(chǎn)生體積膨脹，影響

12、體積穩(wěn)定性。可采用延長石灰的熟化和陳伏期，或過濾掉。長石灰的熟化和陳伏期，或過濾掉。2.2.石灰硬化過程中，為什么容易開裂？使用時應石灰硬化過程中，為什么容易開裂？使用時應如何避免？如何避免？ 答：答：石灰漿體的硬化是靠水分的大量揮發(fā)，體積顯著收石灰漿體的硬化是靠水分的大量揮發(fā)，體積顯著收縮，因而容易導致開裂。在使用時，避免單獨使用，縮，因而容易導致開裂。在使用時，避免單獨使用，可摻加一些砂子、麻刀絲或紙筋等?？蓳郊右恍┥白印⒙榈督z或紙筋等。自熱式米飯自熱式米飯觀觀察察與討論與討論討論討論 石灰砂漿的裂紋石灰砂漿的裂紋 請觀察下圖請觀察下圖A A、B B兩種已經(jīng)硬化的石灰砂漿產(chǎn)生的裂兩種已經(jīng)硬

13、化的石灰砂漿產(chǎn)生的裂紋有何差別，并討論其成因。紋有何差別，并討論其成因。 石灰砂漿石灰砂漿A A 石灰砂漿石灰砂漿B B 討論討論 在煅燒過程中，若溫度過低或煅燒時間不足，使得在煅燒過程中，若溫度過低或煅燒時間不足，使得CaCOCaCO3 3不能完全分解，將會生成不能完全分解，將會生成“欠火石灰欠火石灰”。如果煅燒時間過長。如果煅燒時間過長或溫度過高，將生成顏色較深、塊體致密的或溫度過高，將生成顏色較深、塊體致密的“過火石灰過火石灰”。過火石灰水化極慢，當石灰變硬后才開始熟化，產(chǎn)生體積膨過火石灰水化極慢，當石灰變硬后才開始熟化，產(chǎn)生體積膨脹，引起已變硬石灰體的隆起鼓包和開裂。脹，引起已變硬石灰

14、體的隆起鼓包和開裂。 石灰砂漿石灰砂漿A A為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳伏為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳伏時間不足，時間不足，致致使其中部分過火石灰在石漿砂漿制作時尚未水使其中部分過火石灰在石漿砂漿制作時尚未水化，導致在硬化的石灰砂漿中繼續(xù)水化成化，導致在硬化的石灰砂漿中繼續(xù)水化成Ca(OH)Ca(OH)2 2，產(chǎn)生體積，產(chǎn)生體積膨脹，從而形成膨脹性裂紋。膨脹，從而形成膨脹性裂紋。 石灰砂漿石灰砂漿B B為網(wǎng)狀干縮性裂紋，是因石灰砂漿在硬化過為網(wǎng)狀干縮性裂紋，是因石灰砂漿在硬化過程中干燥收縮所致。尤其是水灰比過大程中干燥收縮所致。尤其是水灰比過大、石灰過多，易產(chǎn)生石灰過多，易產(chǎn)生

15、此類裂紋。此類裂紋。 現(xiàn)象現(xiàn)象原因分析原因分析(1) (1) 內外墻粉刷層爆裂內外墻粉刷層爆裂 上海某新村四幢六層樓上海某新村四幢六層樓19891989年年9 9- -1111月進行內外墻粉刷，月進行內外墻粉刷，19901990年年4 4月交付甲方使用。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)內外墻粉刷層發(fā)生爆月交付甲方使用。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)內外墻粉刷層發(fā)生爆裂。至裂。至5 5月份陰雨天，爆裂點迅速增多，破壞范圍上萬平方米。月份陰雨天，爆裂點迅速增多，破壞范圍上萬平方米。爆裂源為微黃色粉?；蚍哿稀Ｔ搩韧鈮Ψ鬯⒂玫谋言礊槲ⅫS色粉?；蚍哿稀Ｔ搩韧鈮Ψ鬯⒂玫摹八宜摇?，系，系寶山某廠自辦的寶山某廠自辦的“三產(chǎn)三產(chǎn)”性質的部門供

16、應，該部門由個人承包。性質的部門供應，該部門由個人承包。 經(jīng)了解，粉刷過程已發(fā)現(xiàn)經(jīng)了解，粉刷過程已發(fā)現(xiàn)“水灰水灰”中有一些粗顆粒。對采中有一些粗顆粒。對采集的微黃色爆裂物作集的微黃色爆裂物作X X射線衍射分析，證實除含石英、長石、射線衍射分析，證實除含石英、長石、CaOCaO、Ca(OH)Ca(OH)2 2、CaCOCaCO3 3外，還含有較多的外，還含有較多的MgOMgO、Mg(OH)Mg(OH)2 2以及少以及少量白云石。量白云石。原因分析原因分析(1) (1) 內外墻粉刷層爆裂內外墻粉刷層爆裂 該該“水灰水灰”含有相當數(shù)量的粗顆粒含有相當數(shù)量的粗顆粒，相當部分為，相當部分為CaOCaO與

17、與MgOMgO，這些未充分消解的，這些未充分消解的CaOCaO和和MgOMgO在潮濕的環(huán)境下緩慢水化，在潮濕的環(huán)境下緩慢水化，分別生成分別生成Ca(OH)Ca(OH)2 2和和Mg(OH)Mg(OH)2 2，固相體積膨脹約，固相體積膨脹約2 2倍，從而產(chǎn)生倍，從而產(chǎn)生爆裂破壞。還需說明的是，爆裂破壞。還需說明的是，MgOMgO的水化速度更慢，更易造成危的水化速度更慢，更易造成危害。害。 使用劣質建材，就是給工程埋下定時炸彈，危害人民利使用劣質建材，就是給工程埋下定時炸彈，危害人民利益。益?，F(xiàn)象現(xiàn)象原因分析原因分析(2) (2) 石灰的選用石灰的選用 工地急需配制石灰砂工地急需配制石灰砂漿。當時

18、有消石灰粉、生漿。當時有消石灰粉、生石灰粉及生石灰三種材料石灰粉及生石灰三種材料可供選用。因生石灰價格可供選用。因生石灰價格相對較便宜，便選用，并相對較便宜，便選用，并馬上加水配制石灰膏，再馬上加水配制石灰膏，再配制石灰砂漿。使用數(shù)日配制石灰砂漿。使用數(shù)日后，石灰砂漿出現(xiàn)眾多凸后，石灰砂漿出現(xiàn)眾多凸出的膨脹性裂縫。出的膨脹性裂縫。 石灰砂漿的膨脹性裂縫石灰砂漿的膨脹性裂縫 原因分析原因分析(2) (2) 石灰的選用石灰的選用 該石灰的陳伏時間不夠。數(shù)日后部分過火石灰在已硬化的該石灰的陳伏時間不夠。數(shù)日后部分過火石灰在已硬化的石灰砂漿中熟化，體積膨脹，以致產(chǎn)生膨脹性裂紋。石灰砂漿中熟化，體積膨脹

19、，以致產(chǎn)生膨脹性裂紋。 因工期緊，若無現(xiàn)成合格的石灰膏，可選用消石灰粉或生因工期緊，若無現(xiàn)成合格的石灰膏，可選用消石灰粉或生石灰粉。消石灰粉在磨細過程中，把過火石灰磨成細粉，克服石灰粉。消石灰粉在磨細過程中，把過火石灰磨成細粉，克服了過火石灰在熟化時造成的體積安定性不良的危害。故可不必了過火石灰在熟化時造成的體積安定性不良的危害。故可不必陳伏可直接使用，且生石灰熟化時放出的熱可大大加快砂漿的陳伏可直接使用，且生石灰熟化時放出的熱可大大加快砂漿的凝結硬化，加水量亦較少，硬化后的砂漿強度亦較高。凝結硬化，加水量亦較少，硬化后的砂漿強度亦較高。 工程實例工程實例 1 某工地購進一批塊狀生石灰，作為材

20、料員，你如某工地購進一批塊狀生石灰，作為材料員，你如何對石灰的品質進行檢驗？何對石灰的品質進行檢驗？ 過程：過程： 1、首先、首先觀察顏色觀察顏色，如果顏色為深褐色則可判斷為，如果顏色為深褐色則可判斷為過火石灰過火石灰。 2、如果顏色為白色，則、如果顏色為白色，則用小錘用小錘將塊狀生石灰砸開，觀察是將塊狀生石灰砸開，觀察是 否有硬心，如有則為欠火石灰。否有硬心，如有則為欠火石灰。 3、如無硬心，為白色疏松塊狀固體，則為優(yōu)質生石灰。、如無硬心，為白色疏松塊狀固體，則為優(yōu)質生石灰。 3、石灰的熟化（粉身碎骨渾不怕）、石灰的熟化（粉身碎骨渾不怕） 石灰的石灰的熟化熟化過程（消化）過程（消化） CaO

21、 + H2O Ca(OH)2 + Q（64.88KJ）注意：注意： 生石灰在熟化過程中生石灰在熟化過程中體積膨脹體積膨脹12.512.5倍。倍。工程實例工程實例 2 某學校教室用石灰膏作為內墻裝飾，但施工完畢某學校教室用石灰膏作為內墻裝飾，但施工完畢兩周后，發(fā)現(xiàn)墻壁有鼓泡裂縫現(xiàn)象，試分析原因？兩周后，發(fā)現(xiàn)墻壁有鼓泡裂縫現(xiàn)象，試分析原因？ 原因：原因： 這是由于生石灰中存在這是由于生石灰中存在過火石灰過火石灰，在消解過程中熟化不完全，在消解過程中熟化不完全造成的，未熟化的生石灰顆粒繼續(xù)熟化，體積膨脹，導致裝造成的，未熟化的生石灰顆粒繼續(xù)熟化，體積膨脹，導致裝飾面層空鼓起泡。飾面層空鼓起泡。 措施

22、：措施：分層熟化，保證陳伏時間，使生石灰消解完全。分層熟化，保證陳伏時間，使生石灰消解完全。工程實例工程實例 3 某學校教室用完全熟化的石灰膏作為內墻裝飾材某學校教室用完全熟化的石灰膏作為內墻裝飾材料，但施工完畢兩周后，發(fā)現(xiàn)墻壁上有裂縫現(xiàn)象，料，但施工完畢兩周后，發(fā)現(xiàn)墻壁上有裂縫現(xiàn)象，試分析原因？試分析原因？ 原因：原因： 這是由于石灰在凝結硬化過程中，失去水分，干燥收縮性大，這是由于石灰在凝結硬化過程中，失去水分，干燥收縮性大，導致白色裝飾墻上出現(xiàn)了干縮裂紋。導致白色裝飾墻上出現(xiàn)了干縮裂紋。 措施：措施：在石灰膏中加入抗裂纖維，或在資金保證的前提下，在石灰膏中加入抗裂纖維，或在資金保證的前提

23、下，用性能好的裝飾材料代替。用性能好的裝飾材料代替。任務2 石膏40歷史回顧歷史回顧 古埃及人發(fā)現(xiàn)尼羅河流域盛產(chǎn)的石膏可以做成很好的粘結材料。他們發(fā)現(xiàn)，把開采出來的石膏碾碎磨細，再加上少量粘土一起煅燒，就會失去一部分結晶水成為熟料。熟料中加水，調成糊狀，過不了多久又會重新變硬，而且石膏糊粘性甚好。由此，埃及人發(fā)明了與水泥相似的石膏粘結劑，并用它創(chuàng)造了世界建筑史上的奇跡金字塔。這些金字塔是由巨大的石塊以石膏復合膠凝材料粘結而成的具有良好的耐久性。金字塔使用的膠凝材料金字塔使用的膠凝材料 一 、石膏的產(chǎn)生：以CaSO4為主要成分的氣硬性膠凝材料。性質優(yōu)良，原料來源豐富，生產(chǎn)能耗低，因而在建筑工程中

24、應用廣泛。1.石膏膠凝材料的生產(chǎn)原料主要是天然二水石膏（CaSO42H2O）礦石，也可利用化工石膏。生產(chǎn)工序破碎、加熱煅燒、磨細加熱方式和煅燒溫度 不同性質的石膏膠凝材料產(chǎn)品。42建筑石膏非密閉的窯爐 型半水石膏，即建筑石膏。晶體較細，調制成一定稠度的漿體時，需水量較大，強度較低。 高強石膏0.13MPa、124的過飽和蒸汽條件下蒸壓，或置于某些鹽溶液中沸煮 型半水石膏，即高強石膏。晶粒粗大，調制成漿體時需水量較小，因而強度較高。繼續(xù)加熱煅燒會如何？ 凝結硬化能力工程中主要使用哪種？43 2.建筑石膏的凝結硬化443.建筑石膏的性質、技術要求與應用(1) 建筑石膏的性質初凝和終凝時間都很短；硬

25、化后孔隙率較大，表觀密度小；強度較低；導熱系數(shù)小，吸聲性強，吸濕性大，可調節(jié)室內的溫度和濕度；耐水性和抗凍性差；防火性能較好；硬化時體積微膨脹，可裝飾性好。石膏粉拌水為一桶石膏漿，用以在光滑的天花板上直接粘貼石膏飾條，前后半小時完工。幾天后最后粘貼的兩條石膏飾條突然墜落，請分析原因。45 3.建筑石膏的性質、技術要求與應用(2) 建筑石膏的技術要求 強度、細度、凝結時間優(yōu)等品、一等品和合格品(3)建筑石膏的應用石膏抹灰材料各種墻體材料（紙面石膏板、石膏空心條板等）各種裝飾石膏板、浮雕花飾、雕塑制品等46建筑石膏的應用紙面石膏條板石膏空心條板47紙面石膏板與龍骨組成輕質墻體：美國，70以上的民用

26、住宅內隔墻 輕鋼龍骨石膏板墻體體系(簡稱QST)具有以下優(yōu)點： (1)質輕，強度較高。 (2)尺寸穩(wěn)定。 (3)抗震性好。 (4)自動調濕性好。 (5)裝飾方便。 (6)占地面積少。 (7)便于管道及電線等埋設。 (8)施工簡便，進度快。藝術裝飾石膏制品：石膏注模成型48 建筑石膏及其制品為什么適用于室內，而不適用于室外?52建筑石膏的運輸與貯存注意防潮：儲存期超過三個月應重新進行質量檢驗，以確定其等級。吸潮結粒，對凝結硬化性能及強度均有影響53討論討論（1 1）建筑石膏粉的質量問題建筑石膏粉的質量問題 請觀察建筑石膏粉，請觀察建筑石膏粉，并分析是否宜用此石膏粉制作粘結并分析是否宜用此石膏粉制

27、作粘結制品或石膏制品制品或石膏制品。 石膏粉吸潮結粒石膏粉吸潮結粒 討論討論（1 1）建筑石膏粉的質量問題建筑石膏粉的質量問題 從上圖可見該建筑石膏粉已吸潮結粒從上圖可見該建筑石膏粉已吸潮結粒，對凝結硬化性能，對凝結硬化性能及強度均有影響，已不宜使用。及強度均有影響，已不宜使用。 由于建筑石膏粉易吸潮，影響其以后使用時的凝結硬化由于建筑石膏粉易吸潮，影響其以后使用時的凝結硬化性能和強度，長期儲存也會降低強度，因此建筑石膏粉存貯性能和強度，長期儲存也會降低強度，因此建筑石膏粉存貯時必須防潮，儲存時間不得過長，一般不得超過三個月。時必須防潮，儲存時間不得過長，一般不得超過三個月。 討論討論 請觀察

28、下圖中硬化石膏的結構特點請觀察下圖中硬化石膏的結構特點，分析硬化石膏的結，分析硬化石膏的結構與性能的關聯(lián)。構與性能的關聯(lián)。 建筑石膏制品建筑石膏制品 (2)(2)硬化石膏的結構與性能硬化石膏的結構與性能討論討論(2)(2)硬化石膏的結構與性能硬化石膏的結構與性能 從上圖可見建筑石膏制品的結構特點是多孔從上圖可見建筑石膏制品的結構特點是多孔。隔熱吸聲性良好。因多封閉的細微孔，導熱系數(shù)也就較隔熱吸聲性良好。因多封閉的細微孔，導熱系數(shù)也就較低，低，且其大多是微孔且其大多是微孔，表面微孔會使聲音反射或傳導的能力顯，表面微孔會使聲音反射或傳導的能力顯著下降從而有好的吸聲性能。著下降從而有好的吸聲性能。防

29、火性能好。防火性能好。具一定的阻濕阻溫性。具一定的阻濕阻溫性。耐水性及防凍性差。耐水性及防凍性差。加工性能好。加工性能好。 工程工程實實例分析例分析 （1 1）石膏飾條粘貼失效石膏飾條粘貼失效 （2 2）石膏制品發(fā)霉變形石膏制品發(fā)霉變形 現(xiàn)象現(xiàn)象原因分析原因分析（1 1）石膏飾條粘貼失效石膏飾條粘貼失效 某工人用建筑石膏粉拌水，拌成一桶石膏漿，用以在光某工人用建筑石膏粉拌水，拌成一桶石膏漿，用以在光滑的天花板上直接粘貼石膏飾條，前后半小時完工。幾天后滑的天花板上直接粘貼石膏飾條，前后半小時完工。幾天后最后粘貼的兩條石膏飾條突然墜落。最后粘貼的兩條石膏飾條突然墜落。原因分析原因分析（1 1）石膏

30、飾條粘貼失效石膏飾條粘貼失效 建筑石膏拌水后一般數(shù)分鐘至半小時左右凝結，建筑石膏拌水后一般數(shù)分鐘至半小時左右凝結，后來后來粘貼石膏飾條時石膏漿已初凝粘貼石膏飾條時石膏漿已初凝，粘結性能差?？蓳饺刖從齽?，粘結性能差?？蓳饺刖從齽?，延長凝結時間；或者分多次配制石膏漿，即配即用。延長凝結時間；或者分多次配制石膏漿，即配即用。 在光滑的天花板上直接貼石膏條，粘貼難以牢固，宜在光滑的天花板上直接貼石膏條，粘貼難以牢固，宜對表面予以打刮，以利粘貼?；蛘?，在粘結的石膏漿中摻入對表面予以打刮，以利粘貼。或者，在粘結的石膏漿中摻入部分粘結性強的粘結劑。部分粘結性強的粘結劑。 現(xiàn)象現(xiàn)象原因分析原因分析（2 2）石

31、膏制品發(fā)霉變形石膏制品發(fā)霉變形 某住戶喜愛石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕板作裝飾。某住戶喜愛石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕板作裝飾。使用一段時間后，客廳、臥室效果相當好，但廚房、廁所、使用一段時間后，客廳、臥室效果相當好，但廚房、廁所、浴室的石膏制品出現(xiàn)發(fā)霉變形。浴室的石膏制品出現(xiàn)發(fā)霉變形。原因分析原因分析（2 2）石膏制品發(fā)霉變形石膏制品發(fā)霉變形 廚房、廁所、浴室等處一般較潮濕，普通石膏制品具有強廚房、廁所、浴室等處一般較潮濕，普通石膏制品具有強的吸濕性和吸水性，在潮濕的環(huán)境中，晶體間的粘結力削弱，的吸濕性和吸水性，在潮濕的環(huán)境中，晶體間的粘結力削弱，強度下降、變形，且還會發(fā)霉。強度下降、變

32、形，且還會發(fā)霉。建筑石膏一般不宜在潮濕和溫度過高的環(huán)境中使用。欲提高其建筑石膏一般不宜在潮濕和溫度過高的環(huán)境中使用。欲提高其耐水性，耐水性，可于建筑石膏中摻入一定量的水泥或其他含活性可于建筑石膏中摻入一定量的水泥或其他含活性SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3及及CaOCaO的材料的材料，如粉煤灰、石灰。摻入有機防水劑亦可改如粉煤灰、石灰。摻入有機防水劑亦可改善石膏制品的耐水性。善石膏制品的耐水性。任務3 水玻璃1.水玻璃的生產(chǎn)水玻璃（泡花堿）：堿金屬氧化物二氧化硅化合而成的一種可溶于水的硅酸鹽。建筑常用：硅酸鈉(Na2OnSiO2) 水玻璃。2.水玻璃的硬化水玻璃在空氣中吸收二氧化

33、碳，析出二氧化硅凝膠，并逐漸干燥脫水成為氧化硅而硬化。3.水玻璃的性質與應用良好的粘結性能和防水止?jié)B作用不燃燒高度耐酸性能水玻璃的用途涂刷材料表面（石膏制品、鋁合金不可使用）， 提高密實度和強度配制快凝堵漏防水劑（凝結時間1min)加固土壤 633.3.2 3.3.2 菱苦土菱苦土 菱苦土，又稱鎂質膠凝材料或氯氧鎂水泥，其主要成分為菱苦土，又稱鎂質膠凝材料或氯氧鎂水泥，其主要成分為MgOMgO。菱苦土硬化后的主要產(chǎn)物為。菱苦土硬化后的主要產(chǎn)物為x xMg(OH)Mg(OH)2 2；若加入氧化鎂固；若加入氧化鎂固化劑，硬化后主要為化劑，硬化后主要為x xMg(OH)Mg(OH)2 2y yMgC

34、lMgCl2 2z zH H2 2O O，其吸濕性大，耐，其吸濕性大，耐水性差。遇水或吸濕后易產(chǎn)生翹曲變形，表面泛霜，且強度大水性差。遇水或吸濕后易產(chǎn)生翹曲變形，表面泛霜，且強度大大降低。因此菱苦土制品不宜用于潮濕環(huán)境。大降低。因此菱苦土制品不宜用于潮濕環(huán)境。 使用玻璃纖維增強的菱苦土制品具有很高的抗折強度和抗使用玻璃纖維增強的菱苦土制品具有很高的抗折強度和抗沖擊能力，其主要產(chǎn)品為玻璃纖維增強菱苦土波瓦。沖擊能力，其主要產(chǎn)品為玻璃纖維增強菱苦土波瓦。 觀觀察察與討論與討論討論討論水玻璃與鋁合金窗表面的斑跡水玻璃與鋁合金窗表面的斑跡 某些建筑物的室內墻面裝修過程中可以觀察到，使用以某些建筑物的室

35、內墻面裝修過程中可以觀察到，使用以水玻璃為成膜物質的膩子作為底層涂料，施工過程往往散落水玻璃為成膜物質的膩子作為底層涂料，施工過程往往散落到鋁合金窗上，造成了鋁合金窗外表形成有損美觀的斑跡。到鋁合金窗上，造成了鋁合金窗外表形成有損美觀的斑跡。試分析原因，應采取什么措施避免這類現(xiàn)象。試分析原因，應采取什么措施避免這類現(xiàn)象。水玻璃與鋁合金窗表面的斑跡水玻璃與鋁合金窗表面的斑跡 鋁合金制品不耐酸堿鋁合金制品不耐酸堿。 水玻璃呈強堿性。水玻璃呈強堿性。 當含堿涂料與鋁合金接觸時，當含堿涂料與鋁合金接觸時，引起鋁合金窗表面發(fā)引起鋁合金窗表面發(fā)生腐蝕反應，使鋁合金表面銹蝕而形成斑跡生腐蝕反應，使鋁合金表面

36、銹蝕而形成斑跡 ： AlAl2 2O O3 3+2NaOH2NaAlO+2NaOH2NaAlO2 2+H+H2 2O O 2Al+2H2Al+2H2 2O+2NaOH2NaAlOO+2NaOH2NaAlO2 2+3H+3H2 2 防治措施：防治措施： 避免使用酸堿性比較大的涂料。避免使用酸堿性比較大的涂料。 鋁合金表面涂塑保護。鋁合金表面涂塑保護。 精心、文明施工。精心、文明施工。 工程工程實實例分析例分析水玻璃表面處理水玻璃表面處理 現(xiàn)象現(xiàn)象原因分析原因分析 把水玻璃涂在粘土磚表面，可以提高抗風化能力；但涂在把水玻璃涂在粘土磚表面，可以提高抗風化能力；但涂在石膏制品表面則會使石膏制品破壞。石

37、膏制品表面則會使石膏制品破壞。3.2 硅酸鹽水泥水硬性？氣硬性?建筑工業(yè)的糧食:我國水泥年產(chǎn)量約16.3億噸(2009),全世界產(chǎn)量的一半。683.2.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和礦物組成1.硅酸鹽水泥的生產(chǎn)原料：石灰質原料（如石灰石、白堊等，主要提供氧化鈣）粘土質原料（如粘土、頁巖等，主要提供氧化硅及氧化鋁與氧化鐵）少量校正原料（包括鐵質校正原料和硅質校正原料）石膏（煅燒所得的熟料還要加入石膏作緩凝劑）。生產(chǎn)工藝：“兩磨一燒兩磨一燒”693.2.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和礦物組成1.硅酸鹽水泥的生產(chǎn)703.2.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和礦物組成2.硅酸鹽水泥熟料礦物組成少量礦物：游離氧化鈣和游離氧化鎂及堿713

38、.2.2 硅酸鹽水泥的水化及凝結硬化1.硅酸鹽水泥的水化（1）C3S的水化C3S+H C-S-H+CH水化硅酸鈣凝膠(C-S-H):無固定組成，幾乎不溶于水，具有較高的強度，是硬化后水泥的主要強度組分。生成的氫氧化鈣晶體CH數(shù)量比C-S-H少，通常起填充作用，因其具有層狀構造，層間結合較弱，在受力較大時是裂縫策源地。（2）C2S的水化C2S+H C-S-H+CHC2S的水化與C3S相似，但水化速度慢，且生成的CH較少。723.2.2 硅酸鹽水泥的水化及凝結硬化1.硅酸鹽水泥的水化（3）C3A的水化水化速度極快，主要水化產(chǎn)物為水化鋁酸三鈣C3AH6和水化鋁酸四鈣C4AH13晶體，強度較低。在堿性

39、介質中，C4AH13數(shù)量增長迅速，據(jù)認為是水泥漿體產(chǎn)生瞬凝（急凝）的主要原因，因此，在水泥粉磨時，需加入石膏作緩凝劑。C4AH13與石膏反應，生成高硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）針狀晶體（含大量結晶水，體積增加1.5倍以上，難溶于水，包裹在熟料顆粒周圍，延緩水化）；石膏耗盡后，部分鈣礬石轉化為單硫型水化硫鋁酸鈣晶體。（4）C4AF的水化與C3A的水化相似，主要水化產(chǎn)物為水化鋁酸三鈣C3AH6晶體、水化鋁酸四鈣C4AH13晶體和水化鐵酸一鈣凝膠。733.2.2 硅酸鹽水泥的水化及凝結硬化1.硅酸鹽水泥的水化熟料礦物成分間的比例水泥的性質高強水泥、大壩水泥743.2.2 硅酸鹽水泥的水化及凝結硬化水泥

40、熟料的主要水化產(chǎn)物：C-S-H約占70%CH約占20%鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占7%。其他：水化鐵酸鈣、水化鋁酸鈣753.2.2 硅酸鹽水泥的水化及凝結硬化例題：以下是A、B兩種硅酸鹽水泥熟料礦物組成百分比含量，請分析A、B兩種硅酸鹽水泥的早期強度及水化熱的差別。763.2.2 硅酸鹽水泥的水化及凝結硬化2.硅酸鹽水泥的凝結硬化凝結水泥加水拌和后，成為可塑的水泥漿，水泥漿逐漸變稠失去塑性，但尚不具有強度的過程。硬化水泥凝結后逐漸產(chǎn)生強度并發(fā)展成為堅硬的水泥石的過程。水泥的水化速度和強度增長規(guī)律是開始較快，然后逐漸減慢（一般時間？）硬化后的水泥石中，同時包含：水化凝膠體和結晶體、未水化的水泥

41、顆粒、水（自由水和吸附水）和孔隙（毛細孔和凝膠孔）。它們在不同時期相對數(shù)量的變化 ，使水泥石的性質隨之改變。773.2.2 硅酸鹽水泥的水化及凝結硬化2.硅酸鹽水泥的凝結硬化783.2.2 硅酸鹽水泥的水化及凝結硬化3.影響水泥凝結硬化的因素熟料礦物組成 細度用水量 養(yǎng)護時間 溫度和濕度 石膏摻量793.2.3 硅酸鹽水泥的技術性質1.細度硅酸鹽水泥的比表面積應大于300m2kg。細度是指水泥顆粒的粗細程度。水泥細度采用篩析法或比表面積法測定。比表面積以 lkg水泥所具有的總表面積(m2kg)表示。以0.08mm方孔篩的篩余量表示。其篩余量不得超過10.0。凡水泥細度不符合規(guī)定者為不合格品。8

42、03.2.3 硅酸鹽水泥的技術性質比表面積法檢驗水泥細度813.2.3 硅酸鹽水泥的技術性質水泥的細度越細，與水反應的表面積越 ，其早期強度和后期強度越 ，水化放熱量越 ，在空氣中的硬化收縮性越 ，成本越 。 大大高高大大大大高高823.2.3 硅酸鹽水泥的技術性質2.凝結時間初凝：水泥加水拌合起至標準稠度凈漿開始失去可塑性所需的時間。 終凝：水泥加水拌和起至標準稠度凈漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需的時間。GB：硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6h30min。凝結時間的影響因素：C3A含量、石膏摻量、細度、水灰比、溫度、混合材料摻量83 3.2.3 硅酸鹽水泥的技術性

43、質 稠度和凝結時間測定84 3.2.3 硅酸鹽水泥的技術性質 凝結時間的思考題（1）某立窯水泥廠生產(chǎn)的普通水泥游離氧化鈣含量較高，加水拌和后初凝時間僅40 min，本屬于廢品。但后放置1個月，凝結時間又恢復正常，而強度下降，請分析原因。（2）GB規(guī)定：凡初凝時間不符合規(guī)定的水泥為廢品；終凝時間不符合規(guī)定的水泥為不合格品。為什么？（3）測定水泥凝結時間時的用水量為什么要規(guī)定為標準稠度用水量，而不采用相同的水灰比？85 3.2.3 硅酸鹽水泥的技術性質 3.體積安定性水泥在凝結硬化過程中體積變化的均勻性。水泥熟料中游離氧化鈣過多 氧化鎂過多 石膏量過多體積安定性的測定方法體積安定性不良的原因安定性

44、不良的表現(xiàn)形態(tài)雷氏法試餅法86 3.2.3 硅酸鹽水泥的技術性質 3.體積安定性87 3.2.3 硅酸鹽水泥的技術性質 思考題1. 水泥中游離CaO和游離MgO含量過多，對水泥產(chǎn)生體積安定性不良的基本原因是什么？2.判斷：( )安定性不良的水泥可以降低標號來使用 。3.問答：水泥膨脹值略超標，放置幾天后結果卻能夠滿足要求。為什么？88 3.2.3 硅酸鹽水泥的技術性質 4.強度及強度等級水泥強度即水泥膠砂強度，用ISO法檢驗：試件制作強度測定根據(jù)測定的3d和28d的強度，硅酸鹽水泥共分為六個強度等級。硅酸鹽水泥的強度主要決定于熟料的礦物成分和細度。89 3.2.3 硅酸鹽水泥的技術性質 4.強

45、度及強度等級90 3.2.3 硅酸鹽水泥的技術性質 5.堿含量和氯離子含量、6.水化熱5.堿含量和氯離子含量：若使用活性骨料，堿含量（Na2O+0.658K2O）過高將引起堿骨料反應。如用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.60%或由供需雙方商定。氯離子會引起和促進混凝土結構中的鋼筋銹蝕：氯離子含量不得大于0.06。6.水化熱水化放熱量和放熱速度不僅決定于水泥的礦物成分，而且與水泥細度、混合材料摻量及外加劑的品種、數(shù)量有關。密度及堆積密度硅酸鹽水泥的密度為3.03.15g/cm3，平均可取3.10g/cm3；其堆積密度按松緊程度在10001600kg/m3之間。913.2.4 水泥石

46、的腐蝕與防止1.軟水的侵蝕（溶出性侵蝕）在靜水及無水壓的情況下，溶出的CH易飽和，使溶解中止，溶出僅限于表層，影響不大；在流水及壓力水作用下，CH不斷溶解流失，同時，由于CH濃度的繼續(xù)降低，還會引起其他水化物的分解溶蝕，使水泥石結構受到進一步的破壞。2.鹽類腐蝕（1）硫酸鹽的腐蝕硫酸鹽與水泥石中的CH反應，生成硫酸鈣。硫酸鈣與水泥石中固態(tài)水化鋁酸鈣作用生成鈣礬石，體積膨脹，使水泥石脹裂。硫酸鹽濃度較高時，硫酸鈣在孔隙中直接結晶成二水石膏，體積膨脹，導致水泥石破壞。92（1）硫酸鹽的腐蝕933.2.4 水泥石的腐蝕與防止（2）鎂鹽的腐蝕MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO42H2O+M

47、g(OH)2MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2生成的Mg(OH)2松軟而無膠結能力，CaCl2易溶于水，CaSO42H2O則引起硫酸鹽的破壞。硫酸鎂對水泥石起鎂鹽和硫酸鹽的雙重腐蝕作用。943.2.4 水泥石的腐蝕與防止3.酸類腐蝕水泥石呈堿性，各種酸類（碳酸、鹽酸、硫酸、有機酸）與水泥石中的CH作用生成的化合物，或易溶于水,或體積膨脹，使水泥石結構破壞。4.強堿的腐蝕堿類溶液在濃度不大時一般是無害的，但鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥遇到強堿（如氫氧化鈉）作用后也會破壞（生成易溶的鋁酸鈉）；當水泥石被氫氧化鈉浸透后又在空氣中干燥時，與空氣中CO2作用生成碳酸鈉，碳酸鈉在水泥石毛細孔中結晶沉積，使水泥石脹裂。腐蝕的基本原因與防止措施水泥石中存在引起腐蝕的組分氫氧化鈣和水化鋁酸鈣根據(jù)環(huán)境特點選擇合適的水泥品種 水泥石本身不密實，有很多毛細通道，侵蝕介質易于進入其內部提高水泥石的緊密程度，或加做保護層953.2.5 硅酸鹽水泥的應用與存放特性：強度較高，凝結硬化較快，耐凍