建筑材料課件

建筑材料

于海霞主講1第三章氣硬性膠凝材料

概述膠凝材料（結(jié)合料）——經(jīng)物理、化學(xué)作用，能將散粒狀或塊狀材料粘結(jié)為整體的材料。2

無機(jī)膠凝材料（以無機(jī)化合物為基本成分）有機(jī)膠凝材料（天然的或合成的有機(jī)高分子化合物為基本成分）（瀝青、樹脂）

按凝結(jié)硬化條件分類

氣硬性膠凝材料——只在空氣中硬化

（石灰、石膏）

水硬性膠凝材料——空氣、水中皆可硬化（水泥）

33.1石灰

3.1.1石灰的生產(chǎn)

1.原料

——以CaCO3為主要成分的巖石(石灰石、白堊等)

富含CaCO3

部分MgCO34

2.煅燒塊狀生石灰的特點(diǎn)：正火石灰：質(zhì)優(yōu)、色白、結(jié)構(gòu)疏松。欠火石灰：溫度過低/時(shí)間不夠/石灰石不能充分燒透,存在硬心過火石灰：溫度過高/時(shí)間過長/顏色深（褐、黑）

塊狀生石灰10056445注意過火石灰可以使用，但應(yīng)陳伏半個(gè)月工程實(shí)例在放置不久的新建房內(nèi)墻壁抹灰層中，表面出現(xiàn)“鼓泡”或“開裂”現(xiàn)象，試分析原因。6

3.1.2石灰分類2.石灰的存在形式

塊狀生石灰——煅燒直接獲得生石灰粉——塊狀生石灰磨細(xì)

熟石灰粉——生石灰+適量水石灰膏/乳——生石灰+過量水鈣質(zhì)石灰（MgO≤5％）鎂質(zhì)石灰（MgO>5％）1.按MgO含量分類CaOCa(OH)273.1.3石灰的熟化與硬化

1.石灰的熟化（消化）

CaO+H2O——Ca(OH)2+Q（64.9KJ）注意：

熟化安全措施：分層熟化8

2.硬化

1）干燥硬化：石灰漿體中的水分蒸發(fā)，使氫氧化鈣達(dá)到飽和，從溶液中析出晶體，同時(shí)干燥使?jié){體緊縮而產(chǎn)生強(qiáng)度。2）碳化硬化：

Ca（OH）2＋CO2＋nH2O——CaCO3+(n+1)H2O

碳化強(qiáng)度9石灰的生產(chǎn)、熟化、硬化小結(jié)過火石灰存在,陳伏半個(gè)月左右

——常見實(shí)例：陳伏時(shí)間不夠，引起房屋抹面層凸起開裂熟化為石灰膏/乳的注意點(diǎn)

——水層隔絕空氣，避免發(fā)生碳化熟化安全

——分層熟化，熱量較快散失103.1.4石灰的的技術(shù)要求求根據(jù)我國建建材行業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)JC/T479-92《建筑生石灰灰》與JC/T480-92《建筑生石灰灰粉》、JC/T481-92《建筑消石灰灰粉》的規(guī)定，按照技術(shù)術(shù)指標(biāo)分為為優(yōu)等品、、一等品、、合格品三三個(gè)等級。。生石灰、生生石灰粉及及消石灰的的技術(shù)指標(biāo)標(biāo)見表3.1、3.2。建筑工程中中所使用的的石灰通常常分為三個(gè)個(gè)品種：建建筑生石灰灰、建筑生石灰灰粉和建筑筑消石灰粉粉。11表3.1生生石石灰的技術(shù)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰

鎂質(zhì)生石灰

優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO+MgO含量/%≮908580858075

C02含量/%≯

5796810未消化殘?jiān)浚?mm圓孔篩余）/%≯5101551015產(chǎn)漿量/L·kg-1≮

2.82.32.02.82.32.012表3.2生生石石灰粉的技技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰

鎂質(zhì)生石灰

優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO+MgO含量/%≮858075807570

C02含量/%≯

791181012細(xì)度0.90mm篩篩余/%≯0.20.51.50.20.51.50.125mm篩篩余/%≯7.012.018.07.012.018.013工程實(shí)例某工地要使使用一種生生石灰粉，，現(xiàn)取試樣樣，應(yīng)如何何判該石灰的品品質(zhì)？1.檢測石灰中中CaO和MgO的含量,二二氧化碳的的含量,細(xì)細(xì)度。2.根據(jù)MgO含量，判定定該石灰的的類別(屬屬鈣質(zhì)/鎂鎂質(zhì)石灰)3.根據(jù)表3.1判定該該石灰的等等級。143.1.5石灰的的應(yīng)用1.石灰乳乳、涂涂料2.砂漿、、石灰砂漿漿、石灰水水泥混合砂砂漿3.石灰土土和三合土土石灰＋粘土土——石石灰土(灰土)：用于道路的的底基層、、基層拌和按比例5%～12%石灰＋粘土土＋砂（爐爐渣/石膏膏）——三三合土：應(yīng)用歷史悠悠久主要用于建建筑物的地地基、基礎(chǔ)礎(chǔ)，也用于于道路的基基層、墊層層15第三章氣氣硬性膠膠凝材料3.2石石膏石膏——CaSO4為主要成分分。分為建筑石石膏和高強(qiáng)強(qiáng)度石膏兩兩種。石膏的存在在形式天然二水石石膏化工石膏天然無水石石膏建筑石膏高強(qiáng)石膏CaSO4·H2OCaSO4·H2O與CaSO4混合廢渣CaSO4·H2O，硬β-CaSO4·1/2H2Oα-CaSO4·1/2H2O163.2.1建建筑石膏膏的水化化特點(diǎn)：極極快,全全過程約約7～12min。。3.2.2建建筑石膏膏的凝結(jié)結(jié)硬化自由水水水化和蒸蒸發(fā)，石石膏漿體體可塑性性減小，，漿體變變稠———凝結(jié)晶體逐漸漸長大，，漿體產(chǎn)產(chǎn)生強(qiáng)度度，直到到干燥———硬化173.2.3建建筑石膏膏的技術(shù)術(shù)性質(zhì)和和要求1.技術(shù)性質(zhì)質(zhì)密度和堆堆積密度度小，屬屬輕質(zhì)材材料凝結(jié)硬化化快凝結(jié)硬化化時(shí)體積積略膨脹脹硬化后孔孔隙率高高防火性能能好耐水性和和耐凍性性差182.技術(shù)要求求等級2h強(qiáng)度細(xì)度0.2mm方孔篩篩余/%≯凝結(jié)時(shí)間/min抗壓抗折初凝終凝優(yōu)等品4.92.55.0≮6≯30一等品3.92.110.0合格品2.91.815.0193.2.4建建筑石膏膏的應(yīng)用用制備石膏膏砂漿和和粉刷石石膏——石膏膏表面堅(jiān)堅(jiān)硬、光光滑細(xì)膩膩、不起起灰，便便于再裝裝飾，常用于室室內(nèi)高級級抹灰和和粉刷。。石膏板及及裝飾件件——石膏膏板質(zhì)輕輕、保溫溫隔熱、、吸聲防防火、尺尺寸穩(wěn)定定、便于于施工，，廣泛用于于高層建建筑和大大跨度建建筑隔墻墻。常用制品品：紙面面石膏板板、纖維維石膏板板、空心心石膏板板、穿孔孔石膏板、、裝飾石石膏板、、石膏角角線等裝裝飾件。。20第三章氣氣硬硬性膠凝凝材料3.3水水硬硬性膠凝凝材料水泥——即能能在水中中凝結(jié)，，又能在在空氣中中凝結(jié)的膠膠凝材料料。213.3.1水水泥分分類硅酸鹽水水泥鋁酸鹽水水泥硫酸鹽水水泥鐵鋁酸鹽鹽水泥(2)按按性能能和用途途分類通用水泥泥專用水泥泥特性水泥泥⑴按按化學(xué)成成分??223.3.2硅硅酸鹽鹽水泥1.硅硅酸鹽水水泥的生生產(chǎn)工藝藝概述2.硅硅酸鹽水水泥的組組成材料料3.硅硅酸鹽水水泥的水水化和硬硬化4.硅硅酸鹽水水泥的技技術(shù)性質(zhì)質(zhì)5.硅硅酸鹽水水泥的技技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)6.硅硅酸鹽水水泥石的的腐蝕與與防止▲▲▲231.硅硅酸鹽水水泥的生生產(chǎn)工藝藝概述（1）生生產(chǎn)工藝藝兩磨一燒燒——生料料制備、、熟料煅煅燒和水水泥粉磨磨三個(gè)過過程（2）生生產(chǎn)原料料石灰石質(zhì)質(zhì)原料———石灰灰石、白白堊等粘土質(zhì)原原料———粘土、、頁巖等等校正原料料（少量量）——鐵粉CaOSiO2、Al2O3、Fe2O3Fe2O3242.硅硅酸鹽水水泥的組組成材料料（1）硅硅酸鹽水水泥熟料料（2）石石膏（3）混混合材料料25（1）硅硅酸鹽水水泥熟料料（簡稱為熟熟料）1）硅酸酸鹽水泥泥熟料的的礦物組組成硅酸三鈣鈣主要礦物物組成分子式分子簡式式3CaO··SiO2C3SC2SC3AC4AF2CaO··SiO23CaO··Al2O34CaO··Al2O3·Fe2O3硅酸二鈣鈣鋁酸三鈣鈣鐵鋁酸四四鈣名稱26注意意水泥中的的其它成成分：原因：煅燒水泥泥中反應(yīng)應(yīng)：危害：影響水泥泥體積安定定性石灰石質(zhì)質(zhì)原料富富含潛在危害害非常嚴(yán)嚴(yán)重272）硅酸酸鹽水泥泥熟料礦礦物組成成的反應(yīng)應(yīng)特性礦物組成

硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣

鐵鋁酸四鈣

C3SC2SC3AC4AF含量/%

37～60

最多15～37次之

7～15少

10～18少

水化速度

較快慢快中水化熱

中低高中強(qiáng)度

高早期低后期高低中（抗折強(qiáng)度）耐化學(xué)侵蝕

中良差優(yōu)干縮性

中小大小28實(shí)例例快硬水泥泥：3d抗壓強(qiáng)度度高，熟熟料中C3A、C3S含量高。。適用于緊急搶修修工程、、軍事工工程、冬冬季施工工工程。。道路水泥泥：抗折強(qiáng)度度高，耐耐磨、抗抗沖擊、、抗凍和和抗硫酸酸性好、、干縮性小小。C4AF、C2S含量高。。適用于道路路面面、機(jī)場場道面、、城市廣廣場等工工程。大壩水泥泥：簡稱中熱熱水泥低熱礦渣渣水泥：：加入礦渣渣適用于大壩工程程、大型型構(gòu)筑物物、大型型房屋的的基礎(chǔ)等等大體積積工程。。水化放熱熱較低，，C2S含量高，，C3A含量低29（2）石石膏作用：緩緩凝劑水泥熟料料磨成細(xì)細(xì)粉與水水相遇會會很快凝凝結(jié)，無無法施工工。加入適量量的石膏膏會延緩緩凝結(jié)時(shí)時(shí)間，同同時(shí)還有有利于提提高水泥泥早期強(qiáng)強(qiáng)度、降降低干縮縮變形等等性能。石膏品種種：主要要采用天天然石膏膏、工業(yè)業(yè)副產(chǎn)石石膏。30（3）混混合材料料1）活性性混合材材料2）非活活性混合合材料311）活性性混合材材料——系指指具有火火山灰性性或潛在在水硬性性的混合合料。煉鋼廠冶冶煉生鐵鐵時(shí)的副副產(chǎn)品。。主要成分分：CaO、、Al2O3、SiO2。具有較高的的化學(xué)潛能能，但穩(wěn)定定性差。?；郀t礦礦渣山灰質(zhì)混合合材料粉煤灰火力發(fā)電廠廠煤粉燃料料排出的細(xì)細(xì)顆粒廢渣渣。主要成分：：較多的SiO2、Al2O3和少量的CaO具有較高的的活性。天然的人工的主要成分：：Al2O3、SiO2。本身不硬化化，+石灰+水起膠凝凝作用。322）非活性性混合材料料定義：在水泥中主主要起填充充作用，本本身不具有有（或具有微微弱的）潛潛在的水硬硬性或火山山灰性。目的：調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)強(qiáng)度，增加加水泥產(chǎn)量量，降低水水化熱。常用種類：：磨細(xì)的石灰灰石、石英英巖、粘土土、慢冷礦礦渣、高硅質(zhì)爐灰灰等。33五大品種硅硅酸鹽水泥泥硅酸鹽水泥泥普通硅酸鹽鹽水泥礦渣硅酸鹽鹽水泥火山灰硅酸酸鹽水泥粉煤灰硅酸酸鹽水泥不摻混合材材+少量混混合材（≤水泥量5%）硅酸鹽水泥泥熟料+適量石膏+多量混合合材P·ⅠP·Ⅱ+少量混合合材（水泥量6%～15%）P·O粒化高爐礦礦渣P·PP·FP·S火山灰粉煤灰343.硅酸鹽鹽水泥的水水化硬化（1）水化化①②③水化速度快快④長纖維狀短纖維狀六方板結(jié)晶晶緩凝機(jī)理：：同上針狀結(jié)晶立方板狀結(jié)結(jié)晶35第一階段：：大約在水泥泥拌水起至至初凝時(shí)止止，C3S迅速反應(yīng)生生成Ca(OH)2。石膏和C3A反應(yīng)生成鈣鈣礬石晶體體。水泥漿呈塑塑性狀態(tài)。。第二階段：：大約從初凝凝起至24h止，水泥水水化加速，，生成較多多的Ca(OH)2、鈣礬石晶體體、水化硅硅酸鈣凝膠膠。水化產(chǎn)物大大量生成，，水泥凝結(jié)結(jié)。第三階段：：指24h以后直到水水化結(jié)束。。所有水化化產(chǎn)物生成成，數(shù)量不不斷增加，，結(jié)構(gòu)更加加致密，強(qiáng)強(qiáng)度不斷提提高。（2）水泥泥的硬化36水泥硬化研研究理論水化過程在在不同的情情況下會有有不同的水水化機(jī)理；；不同同的的礦礦物物在在不不同同的的階階段段，，水水化化機(jī)機(jī)理理也也會會不不完完全全相相同同。。374、、硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的技技術(shù)術(shù)性性質(zhì)質(zhì)（1））化化學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)①不不溶溶物物————主要要指指煅煅燒燒過過程程中中存存留留的的殘殘?jiān)?，不不溶溶物物的的含含量量會會影響響水水泥泥的的粘粘結(jié)結(jié)質(zhì)質(zhì)量量。。②燒燒失失量量————水泥泥煅煅燒燒不不理理想想或或者者受受潮潮后后，，會會導(dǎo)導(dǎo)致致燒燒失失量量增增加加因此此，，燒燒失失量量是是檢檢驗(yàn)驗(yàn)水水泥泥質(zhì)質(zhì)量量的的一一項(xiàng)項(xiàng)指指標(biāo)標(biāo)。。③氧氧化化鎂鎂第4章章無無機(jī)機(jī)膠膠凝凝材材料料水化化慢慢、、體體積積膨膨脹脹,影響響安安定定性性④三三氧氧化化硫硫⑤堿堿————限限制制發(fā)發(fā)生生堿堿-集集料料反反應(yīng)應(yīng)，，按按（（Na2O+0.658K2O））值計(jì)計(jì)。。38（2））物物理理力力學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)①細(xì)細(xì)度度0.08mm方孔孔篩篩篩篩余余量量:%———負(fù)負(fù)壓壓篩篩法法（適適用用于于其其它它水水泥泥）比表表面面積積：：m2/kg，，cm2/g———勃勃氏氏法法（適適用用于于硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥）a.指標(biāo)標(biāo)▲39b.試驗(yàn)驗(yàn)方方法法1.篩篩析析試試驗(yàn)驗(yàn)前前：：調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)負(fù)負(fù)壓壓至至4000～～6000Pa范圍圍內(nèi)內(nèi)。。2.稱稱取取試試樣樣25g，，置于于負(fù)負(fù)壓壓篩篩，，篩析析2min。3.篩篩畢畢，，稱稱量量篩篩余余物物ms。4.結(jié)結(jié)果果計(jì)計(jì)算算(1)水水泥泥試試樣樣篩篩余余百百分分?jǐn)?shù)數(shù)：：篩余余結(jié)結(jié)果果的的修修正正:C——修正系數(shù)數(shù)，0.80～～1.2040②凝凝結(jié)時(shí)間間a.定義：水水泥加水水拌和起起至水泥泥漿失去可塑塑性所需的時(shí)時(shí)間,稱為凝結(jié)結(jié)時(shí)間。。初凝狀態(tài)態(tài)：水泥加水水起至水水泥漿剛剛失去去可塑性性所需的時(shí)時(shí)間———初凝時(shí)間間。終凝狀態(tài)態(tài)：水泥泥加水起起至水泥泥漿完全失去去可塑性性所需的時(shí)時(shí)間———終凝時(shí)間間。c.凝結(jié)時(shí)間間的測定定：b.兩種狀態(tài)態(tài)（1）采采用凝結(jié)結(jié)時(shí)間測測定儀（（維卡儀）；（2）采采用水泥泥標(biāo)準(zhǔn)稠稠度凈漿漿。41d.水泥標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)稠度凈凈漿1.目的的：試驗(yàn)結(jié)果果具有可可比性，，用于測定定凝結(jié)時(shí)時(shí)間和安安定性。。2.測定定：試驗(yàn)儀器器：維卡卡儀試驗(yàn)方法法：標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)法/調(diào)調(diào)整水量量法3.標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)稠度凈凈漿標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn):試桿距底底板距離離為6mm±1mm。。4.標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)稠度用用水量:達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)稠度凈凈漿時(shí)的的用水量量。42初凝時(shí)間間：試桿距底底板距離離為4mm±1mm。。終凝時(shí)間間：當(dāng)試針沉沉入試體體0.5mm時(shí)，即環(huán)形附件件開始不不能在試試體上留下痕跡跡時(shí)。e.凝結(jié)時(shí)間間測定43③安安定性性a.定義:指水泥泥在凝凝結(jié)硬硬化過過程中中體積積變化化的均均勻性性。b.安全性性不良良的因因素：：（1））MgO過量；；（2））石膏膏摻量量過多多；（3））水泥泥中游游離過過多CaO。c.試驗(yàn)方方法:試餅法法雷氏法法▲——發(fā)發(fā)生爭爭議以以雷氏氏法為為主44d.雷氏法法（1））雷氏氏夾試試件的的成型型：標(biāo)準(zhǔn)稠度度水泥凈凈漿。（2）測測量A取下試件件，測量量雷氏夾夾指針尖尖端間的的距離A。（3）沸煮（4）測測量C沸煮后，，冷卻，，取出試試件測量量雷氏夾夾指針尖尖端的距距離C。（5）結(jié)結(jié)果判定定當(dāng)兩個(gè)試試件煮后后增加距距離C-A平均值≯≯5.0mm時(shí)，安定定性合格格；當(dāng)兩個(gè)試試件C-A值相差超超過4.0mm時(shí)，應(yīng)重重做一次次試驗(yàn)。。再如此此，則認(rèn)認(rèn)為該水水泥安定定性不合合格。雷氏夾45④強(qiáng)度a.檢驗(yàn)方法法（ISO法）水泥:標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)砂:水=1:3:0.5，制成成40mm×40mm×160mm棱柱柱體體試試件件,標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)3d、、28d，，分別別測測定定抗抗折折強(qiáng)強(qiáng)度度、、抗抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度。。b.強(qiáng)度度等等級級fce,k(1)以以水水泥泥28d抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度確確定定(2)為為強(qiáng)強(qiáng)度度范范圍圍的的下下限限(3)水水泥泥實(shí)實(shí)際際強(qiáng)強(qiáng)度度fce=γγc·fce,kγc————水泥泥富富裕裕系系數(shù)數(shù)，，1.0～～1.5c.分類類：：普普通通型型、、早早強(qiáng)強(qiáng)型型465.硅酸酸鹽水泥的的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)