第三章無機膠凝材料

1、 第三章第三章 氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料掌握膠凝材料的定義和分類；掌握膠凝材料的定義和分類；掌握石膏的生產(chǎn)、硬化、技術性掌握石膏的生產(chǎn)、硬化、技術性質(zhì)與應用；質(zhì)與應用；掌握石灰的生產(chǎn)、石灰的熟化、掌握石灰的生產(chǎn)、石灰的熟化、技術性質(zhì)與應用；技術性質(zhì)與應用；了解水玻璃和菱苦土的應用；了解水玻璃和菱苦土的應用；掌握石膏和石灰的技術性掌握石膏和石灰的技術性質(zhì)及應用；質(zhì)及應用；基本概念：基本概念： 1、什么叫膠凝材料？、什么叫膠凝材料？ 2、分類：、分類： 有機膠凝材料有機膠凝材料無機膠凝材料無機膠凝材料（1）有機膠凝材料）有機膠凝材料以天然或人工合成的高分子以天然或人工合成的高分子化合物為基本組

2、分的一類膠凝材料，如化合物為基本組分的一類膠凝材料，如瀝青、樹瀝青、樹脂和橡膠脂和橡膠等；等；（2）無機膠凝材料）無機膠凝材料以無機化合物為主要成分，當以無機化合物為主要成分，當其與水拌和后所產(chǎn)生的漿體，經(jīng)過一系列的物理其與水拌和后所產(chǎn)生的漿體，經(jīng)過一系列的物理化學變化后，產(chǎn)生膠結力而把其他材料膠結成為化學變化后，產(chǎn)生膠結力而把其他材料膠結成為一個具有強度的整體。一個具有強度的整體。 樹脂類；瀝青類； 水硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料v無機膠凝材料分為：無機膠凝材料分為：氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料和和水硬性膠凝材料。水硬性膠凝材料。n簡述氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料簡述氣硬性膠凝材料和水硬性膠

3、凝材料的區(qū)別？的區(qū)別？n答答：（1 1）氣硬性膠凝材料：）氣硬性膠凝材料：只能只能 （2 2）水硬性膠凝材料：）水硬性膠凝材料：既能，又能既能，又能3.1 建筑石膏建筑石膏n石膏膠凝材料是一種石膏膠凝材料是一種理想的高效節(jié)能理想的高效節(jié)能材料重點材料重點發(fā)展的新型材料；發(fā)展的新型材料；具有質(zhì)輕、強度較高、絕熱、防具有質(zhì)輕、強度較高、絕熱、防火、質(zhì)地細膩美觀優(yōu)良的裝飾材料；火、質(zhì)地細膩美觀優(yōu)良的裝飾材料；n我國已經(jīng)探明的我國已經(jīng)探明的石膏石膏礦儲量為礦儲量為570億噸億噸；n易于加工、成品多樣易于加工、成品多樣-各類石膏線；各類石膏線；n在美國，在美國，80%的住宅的住宅使用石膏板作為內(nèi)墻和吊頂

4、；使用石膏板作為內(nèi)墻和吊頂；n石膏的品種很多，主要有石膏的品種很多，主要有建筑石膏建筑石膏、高強石膏高強石膏、無無水石膏水泥水石膏水泥、高溫煅燒石膏高溫煅燒石膏；3.1.1 石膏膠凝材料的生產(chǎn)石膏膠凝材料的生產(chǎn)（1）主要原料：）主要原料： 天然石膏天然石膏，即硬石膏；天然無水石膏（，即軟石膏；天然二水石膏（)2 .424CaSOOHCaSO（2）主要成分：）主要成分：建筑石膏是指由二水石膏（建筑石膏是指由二水石膏（CaSO4.2H2O)經(jīng)過經(jīng)過加工加工而成的而成的半水石膏半水石膏（ CaSO4. H2O）故又稱熟石膏。故又稱熟石膏。21破碎、加熱和磨細破碎、加熱和磨細（3）石膏的分類：）石膏的

5、分類：天然二水石膏在加熱過程中，隨著天然二水石膏在加熱過程中，隨著加熱溫度加熱溫度和和加熱方式加熱方式的不同，可以得到不同性質(zhì)的石膏產(chǎn)品。的不同，可以得到不同性質(zhì)的石膏產(chǎn)品。（1）建筑石膏）建筑石膏 型半水石膏型半水石膏 / 107170 （2）高強石膏）高強石膏 型半水石膏型半水石膏 / 0.13MPa，124 （3）不溶性硬石膏）不溶性硬石膏 400750 ，死燒石膏，死燒石膏（4）高溫煅燒石膏）高溫煅燒石膏 800OHCaSOOHOHCaSO24224221121反應式：3.1.2 建筑石膏的凝結硬化建筑石膏的凝結硬化凝結凝結硬化硬化大大小小3.1.3 建筑石膏的質(zhì)量要求建筑石膏的質(zhì)量要

6、求（1）性質(zhì)：）性質(zhì)： 顏色為白色；顏色為白色； 密度：密度：2.602.75g/cm3; 堆積密度：約為堆積密度：約為800-1000kg/m3（2）質(zhì)量標準：參見）質(zhì)量標準：參見 P30表表3-1 建筑石建筑石 膏質(zhì)量標準；膏質(zhì)量標準；（3）石膏產(chǎn)品的標記：）石膏產(chǎn)品的標記：3.1.4建筑石膏的特性：建筑石膏的特性：1）凝結硬化快：）凝結硬化快： 初凝時間初凝時間 終凝時間終凝時間 完全硬化完全硬化2）孔隙率大，體積密度?。海┛紫堵蚀螅w積密度?。?輕質(zhì)、隔熱、吸聲性好；強度低、吸水率大；輕質(zhì)、隔熱、吸聲性好；強度低、吸水率大；3）具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性：）具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性： 4）微膨脹

7、性：）微膨脹性：5）防火性好：）防火性好：6）耐水性、抗凍性差：）耐水性、抗凍性差： K 軟軟=0.300.45，不宜用于室外。，不宜用于室外。 工程案例工程案例 石膏飾條粘貼失效石膏飾條粘貼失效 現(xiàn)象：現(xiàn)象：石膏粉拌水為一桶石膏漿，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粘貼的兩條石膏飾條突然墜落。分析討論：分析討論： 1）凝結時間）凝結時間 2）表面處理）表面處理與普通水泥砂漿比較與普通水泥砂漿比較,粉刷石膏的特點粉刷石膏的特點:1 黏結力強黏結力強,不

8、易脫落不易脫落;2 具有呼吸功能具有呼吸功能,可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度;3 無毒無味無毒無味,其配料注重健康環(huán)保其配料注重健康環(huán)保;4 凝結度快凝結度快,體質(zhì)輕體質(zhì)輕,減少了樓層重量減少了樓層重量;5 為新型的綠色生態(tài)建材為新型的綠色生態(tài)建材,防火性能良好防火性能良好;6 施工工序簡便施工工序簡便,落地灰少落地灰少,操作快捷。操作快捷。 3.1.5.1：室內(nèi)抹灰及粉刷：室內(nèi)抹灰及粉刷 特別適用于砼頂板、加氣砼墻面各種保溫材料的表特別適用于砼頂板、加氣砼墻面各種保溫材料的表面抹灰（膩子和涂料）。面抹灰（膩子和涂料）。 3.1.5.2 制作石膏制品制作石膏制品 建筑石膏制品：石膏板、石

9、膏砌塊等建筑石膏制品：石膏板、石膏砌塊等. 主要有紙面石膏板、石膏空心條板、石膏裝飾板、主要有紙面石膏板、石膏空心條板、石膏裝飾板、纖維石膏板等；纖維石膏板等； （如下圖的石膏板造型天花）（如下圖的石膏板造型天花） 石灰廣泛應用于建筑工程中；石灰廣泛應用于建筑工程中； 優(yōu)點優(yōu)點：原材料豐富，分布廣；生產(chǎn)工藝簡單，原材料豐富，分布廣；生產(chǎn)工藝簡單， 成本低成本低3.2.1生石灰的生產(chǎn)：生石灰的生產(chǎn)： 主要原料是天然巖石（以碳酸鈣為主要成分）主要原料是天然巖石（以碳酸鈣為主要成分）常用的有石灰石，白云石等；常用的有石灰石，白云石等；210009003)(COCaOCaCOC生石灰3.2 石石 灰灰

10、生石灰燒制過程中，往往會出現(xiàn)如下二種情況：生石灰燒制過程中，往往會出現(xiàn)如下二種情況：欠火石灰：尺寸過大、窯溫不均欠火石灰：尺寸過大、窯溫不均- 生石灰中殘留有未燒透的的內(nèi)核生石灰中殘留有未燒透的的內(nèi)核過火石灰：溫度過高或時間過長過火石灰：溫度過高或時間過長- 使得石灰表面出現(xiàn)玻璃狀的外殼使得石灰表面出現(xiàn)玻璃狀的外殼 體積收縮明顯體積收縮明顯 顏色呈灰黑色顏色呈灰黑色 熟化很慢，體積膨脹，引起鼓包和開裂熟化很慢，體積膨脹，引起鼓包和開裂陳伏：陳伏： 為了消除過火石灰的危害，生石為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應在儲灰坑中灰熟化形成的石灰漿應在儲灰坑中放置兩周以上，這一過程稱為石灰放

11、置兩周以上，這一過程稱為石灰的的“陳伏陳伏”。 “陳伏陳伏”期間，石灰漿表面應保有期間，石灰漿表面應保有一層水分，與空氣隔絕，以免碳化。一層水分，與空氣隔絕，以免碳化。3.2.2 石灰的熟化石灰的熟化生石灰（生石灰（CaO) Ca(OH)2過程，稱為過程，稱為石灰的石灰的熟化熟化或或消解消解過程。過程。熱量熱量體積膨脹體積膨脹開裂或裂縫等開裂或裂縫等思思 考考 工地上使用石灰時，為什么要先進行熟化處理？工地上使用石灰時，為什么要先進行熟化處理？molKJOHCaOHCaO/9 .64)(223.2.3 石灰的硬化石灰的硬化OHnCaCOOnHCOOHCa23222) 1()(碳化 石灰漿體在空

12、氣中逐漸硬化，是由下面兩個石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下面兩個同時進行的過程來完成的：同時進行的過程來完成的：（）干燥硬化：游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐漸（）干燥硬化：游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中結晶。從飽和溶液中結晶。（）碳化硬化：氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳（）碳化硬化：氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化合生成碳酸鈣結晶，釋出水分并被蒸發(fā)：化合生成碳酸鈣結晶，釋出水分并被蒸發(fā)：3.2.3.1按石灰氧化鎂（按石灰氧化鎂（MgO)的含量分類：的含量分類：鈣質(zhì)石灰鈣質(zhì)石灰 氧化鎂（氧化鎂（MgO)含量含量5%;鈣質(zhì)消石灰粉鈣質(zhì)消石灰粉 氧化鎂（氧化鎂（MgO)含量含量5%;鎂質(zhì)消石灰粉鎂質(zhì)消石灰

13、粉 氧化鎂（氧化鎂（MgO)含量含量5%;白云石質(zhì)消石灰粉白云石質(zhì)消石灰粉 氧化鎂（氧化鎂（MgO)含量含量5%;3.2.3 石灰的石灰的品種及技術指標品種及技術指標3.2.3.2 按成品加工方法不同分類：按成品加工方法不同分類： 塊灰：塊灰：由天然巖石原料煅燒而得到的產(chǎn)品由天然巖石原料煅燒而得到的產(chǎn)品,主要成分為主要成分為CaO; 磨細生石灰粉：磨細生石灰粉：把塊狀生石灰磨細而得到的粉末材料，主要成分為把塊狀生石灰磨細而得到的粉末材料，主要成分為Cao; 消石灰粉：消石灰粉：將生石灰加適量的水熟化而得到的粉末，也叫熟水灰；將生石灰加適量的水熟化而得到的粉末，也叫熟水灰；主要成分為主要成分為C

14、a(OH)2; 石灰膏：石灰膏：由消石灰和水組成的具有一定稠度的膏狀物，主要成分由消石灰和水組成的具有一定稠度的膏狀物，主要成分為為Ca(OH)2+水水3.2.4 石灰的特性石灰的特性1）可塑性好；）可塑性好；2）凝結硬化慢，強度低；）凝結硬化慢，強度低； （對比：建筑石膏硬化快）（對比：建筑石膏硬化快）3）體積收縮率大；）體積收縮率大； （對比：建筑石膏脹性）（對比：建筑石膏脹性）4）耐水性差。）耐水性差。（1）石灰乳和石灰砂漿）石灰乳和石灰砂漿nA）石灰乳：）石灰乳：將消石灰粉或熟化好的石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，灰膏加入多量的水攪拌稀釋，成為石灰乳，是一

15、種廉價的涂料，主要用于內(nèi)墻和天棚刷是一種廉價的涂料，主要用于內(nèi)墻和天棚刷白，增加室內(nèi)美觀和亮度。我國農(nóng)村也用于白，增加室內(nèi)美觀和亮度。我國農(nóng)村也用于外墻。外墻。nB）石灰砂漿：）石灰砂漿：是將石灰膏、砂加水拌是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。漿。3.2.5 石灰的應用石灰的應用（2）石灰土（灰土）和三合土）石灰土（灰土）和三合土 灰土（生石灰粉、熟石灰粉和粘土）、三合灰土（生石灰粉、熟石灰粉和粘土）、三合土（灰土中加入砂、爐渣等材料）主要用于建土（灰土中加入砂、爐渣等材料）主要用于建筑物或道路基礎地面墊層、路面墊層。筑物或道路基

16、礎地面墊層、路面墊層。 機理：機理：石灰中的石灰中的Cao和和Ca(OH)2與粘土中的與粘土中的SiO2和和Al2O3在有水存在條件下，反應生成具有在有水存在條件下，反應生成具有水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，能把粘土水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，能把粘土顆粒粘結在一起，因此提高了粘土的強度和耐顆粒粘結在一起，因此提高了粘土的強度和耐久性。久性。 （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(zhì)工業(yè)廢料混合石灰與天然砂或硅鋁質(zhì)工業(yè)廢料混合均勻，加水攪拌均勻，加水攪拌, 經(jīng)壓振或壓制，形成經(jīng)壓振或壓制，形成硅酸鹽制品。硅酸鹽制品。 為使其獲早期強度，往往采用高溫高為使其獲早期

17、強度，往往采用高溫高壓養(yǎng)護或蒸壓，使石灰與硅鋁質(zhì)材料反壓養(yǎng)護或蒸壓，使石灰與硅鋁質(zhì)材料反應速度顯著加快，使制品產(chǎn)生較高的早應速度顯著加快，使制品產(chǎn)生較高的早期強度。如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽期強度。如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等。混凝土制品等。3.2.6 石灰的儲存石灰的儲存（1）防潮）防潮 （與空氣中的（與空氣中的CO2發(fā)發(fā) 生反應）生反應）（2）防火）防火 （硬化時產(chǎn)生大量的（硬化時產(chǎn)生大量的 熱量）熱量）3.3 鎂質(zhì)膠凝材料鎂質(zhì)膠凝材料主要成分：主要成分：MgO 白色或黃色粉末；白色或黃色粉末；3.3.1 鎂質(zhì)膠凝材料的生產(chǎn)：鎂質(zhì)膠凝材料的生產(chǎn)： 3.3.2 菱苦土的水化硬化菱苦

18、土的水化硬化 Mg(OH)2結構疏松，膠凝性差；一般采用結構疏松，膠凝性差；一般采用氯化鎂（氯化鎂（MgCl26H2O)液體來拌和，拌和后凝液體來拌和，拌和后凝結速度快，硬化強度高。結速度快，硬化強度高。3.3.3 菱苦土的應用菱苦土的應用n地板地板：保溫性，無噪聲，耐磨，是民用：保溫性，無噪聲，耐磨，是民用建筑和紡織車間的地板材料建筑和紡織車間的地板材料n內(nèi)墻、天花板和隔墻內(nèi)墻、天花板和隔墻n一般用于機械設備的一般用于機械設備的包裝構件包裝構件，可節(jié)約，可節(jié)約大量的木材大量的木材 耐水性差，不宜使用于易受潮的部位，否則易引起耐水性差，不宜使用于易受潮的部位，否則易引起其制品變形、翹曲。其制品

19、變形、翹曲。 要遠離酸性環(huán)境。要遠離酸性環(huán)境。3.4 水水 玻玻 璃璃3.4.1 水玻璃的組成水玻璃的組成 水玻璃是水玻璃是堿金屬氧化物堿金屬氧化物和和二氧化硅二氧化硅結合而成結合而成的能夠溶解于水的一種硅酸鹽材料的能夠溶解于水的一種硅酸鹽材料 最常用的堿金屬氧化物最常用的堿金屬氧化物：Na2O, K2O 最常用的水玻璃：硅酸鈉最常用的水玻璃：硅酸鈉 ： Na2O.nSiO2 硅酸鉀硅酸鉀 : K2O.nSiO2等等 其中其中n稱為水玻璃的模數(shù)，稱為水玻璃的模數(shù)，n=1.53.53.4.2水玻璃的生產(chǎn)水玻璃的生產(chǎn) 水玻璃的生產(chǎn)有兩種：水玻璃的生產(chǎn)有兩種： 濕法：濕法：石英砂石英砂加入到加入到氫氧化鈉氫氧化鈉溶液中，進行溶液中，進行 蒸壓，二者直接反應生成液態(tài)水玻璃；蒸壓，二者直接反應生成液態(tài)水玻璃； 干法：干法：將將石英砂石英砂和和碳酸納碳酸納按比例混合磨細，按比例混合磨細， 在在13001400 高溫的熔爐內(nèi)熔化，生高溫的熔爐內(nèi)熔化，生 成固態(tài)水玻璃。成固態(tài)水玻璃。