土木工程材料chart2氣硬性凝膠材料10課件

氣硬性膠凝材料教學(xué)目標(biāo)與要求：掌握膠凝材料（cementingmaterial）的定義和分類；掌握石膏的生產(chǎn)、硬化、技術(shù)性質(zhì)與應(yīng)用；掌握石灰的生產(chǎn)、石灰的硬化與熟化、技術(shù)性質(zhì)與應(yīng)用；了解水玻璃的應(yīng)用；重點(diǎn)：掌握石膏和石灰的技術(shù)性質(zhì)及應(yīng)用；22:354/5/2023氣硬性膠凝材料基本概念膠凝材料建筑上用來將散粒材料（如砂、石子）或塊狀材料（如磚、石塊）粘結(jié)成為整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。

4/5/2023膠凝材料的分類氣硬性膠凝材料

氣硬性膠凝材料：石灰、石膏等無機(jī)膠凝材料（礦物膠凝材料）

水硬性膠凝材料：各種水泥有機(jī)膠凝材料（瀝青材料及樹脂等）4/5/2023氣硬性膠凝材料建筑石灰于謙[明代]

千錘萬擊出深山，烈火焚燒若等閑；

粉身碎骨渾不怕，要留清白在人間。石灰吟

4/5/2023萬里長城4/5/2023氣硬性膠凝材料

內(nèi)涵原材料以碳酸鈣為主要成分的天然巖石，常見的有石灰石，白云石、白堊等，還有一些化學(xué)工業(yè)副產(chǎn)品.正常溫度下煅燒得到的石灰具有多孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部孔隙率大，晶體粒小，體積密度小，與水作用快。4/5/2023氣硬性膠凝材料生產(chǎn)過程CaCO3==CaO+CO21000℃生石灰欠火過火注意1、料塊的尺寸均勻性2、窯內(nèi)溫度的均勻性4/5/2023土窯氣硬性膠凝材料立窯4/5/2023氣硬性膠凝材料回轉(zhuǎn)窯豎窯4/5/2023氣硬性膠凝材料陳伏：石灰漿在儲(chǔ)灰坑內(nèi)陳伏2周以上。4/5/2023氣硬性膠凝材料

石灰的硬化1.結(jié)晶過程石灰漿在使用過程中，因游離水分逐漸蒸發(fā)和被砌體吸收，引起溶液某種程度的過飽和，使Ca(OH)2,逐漸結(jié)晶析出，促進(jìn)石灰漿體的硬化。2.碳化作用Ca(OH)2與空氣中的CO2作用，生成不溶解于水的碳酸鈣晶體，析出的水分則逐漸蒸發(fā)，其反應(yīng)如下：4/5/2023氣硬性膠凝材料CaCO3碳酸鈣.石灰石Ca(OH)2氫氧化鈣.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關(guān)系

4/5/2023氣硬性膠凝材料

石灰的技術(shù)性質(zhì)1.保水性好2.凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低3.耐水性差2.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建筑工程中所用的石灰分三個(gè)品種：建筑生石灰，建筑生石灰粉和建筑消石灰，分三個(gè)等級要求1.儲(chǔ)存與運(yùn)輸4.體積收縮大4/5/2023氣硬性膠凝材料粉刷（抹灰）拌制石灰砂漿或水泥混合砂漿摻配灰土和三合土

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與Ca(OH)2反應(yīng)，生成水化硅酸鈣、鋁酸鈣，f，耐水性，抗?jié)B能力↑。常用于基礎(chǔ)、路面或地面墊層古建筑常用于砌筑墻體。

石灰的應(yīng)用4/5/2023氣硬性膠凝材料加固含水軟土地基（石灰樁）CaO+H2O→Ca(OH)2，V↑，產(chǎn)生壓力，使地基得以加固。生產(chǎn)硅酸鹽制品生石灰+砂（?；郀t礦渣、爐渣、粉煤灰）→成型→蒸養(yǎng)（壓）→密實(shí)（多孔）制品，作墻體材料。配制無熟料水泥磨制生石灰粉靜態(tài)破碎劑、膨脹劑4/5/2023纖維石膏雪花石膏4/5/2023建筑石膏凝結(jié)硬化4/5/2023１——半水石膏；２——二水石膏膠體微粒；３——二水石膏晶體；４——交錯(cuò)的晶體建筑石膏凝結(jié)硬化示意圖

4/5/2023③硬化后孔隙率較大，表觀密度和強(qiáng)度較低④防火性能良好⑤具有一定的調(diào)濕、調(diào)溫作用⑥耐水性、抗凍性和耐熱性差理論需水量只占半水石膏質(zhì)量的18.6%，而實(shí)際加水達(dá)到0~80%，孔隙率達(dá)到50%~60%，因此硬化后，強(qiáng)度較低，表觀密度較小，導(dǎo)熱性較低，吸聲性較好。二水石膏遇到火燒時(shí)，結(jié)晶水蒸發(fā)，吸收熱量并在表面生成具有良好絕熱性的無水物，起到阻止火焰蔓延和溫度升高的作用。建筑石膏熱容量大，吸濕性強(qiáng)，故能對室內(nèi)溫度和濕度起到一定的調(diào)節(jié)作用建筑石膏4/5/2023建筑石膏

建筑石膏的應(yīng)用①制備粉刷石膏建筑石膏加水、砂拌合成石膏砂漿，可用于室內(nèi)抹灰。這種抹灰墻面具有絕熱，阻火，隔音，舒適，美觀等特點(diǎn)。抹灰后的墻面和天棚還可以直接涂刷油漆及貼墻紙。建筑石膏加水調(diào)成石膏漿體，還可以摻如部分石灰用于室內(nèi)粉刷涂料。粉刷后的墻面光滑，細(xì)膩，潔白美觀。②裝飾制品以石膏為主要原料，摻加少量的纖維增強(qiáng)材料和膠料，加水?dāng)嚢璩墒酀{體，利用石膏硬化時(shí)體積微膨脹的性能，可制成各種石膏雕塑，飾面板及各種裝飾品4/5/2023③石膏板

紙面石膏板：石膏作芯材，兩面用紙做護(hù)面而制成的，主要用于內(nèi)墻，隔墻，無花板等處。石膏空心條板：強(qiáng)度高，可用作住宅和公共建筑的內(nèi)墻和隔墻等，安裝時(shí)，不需要龍骨。石膏裝飾板：有平板，多孔板，花紋板，浮雕板等多種，它尺寸精確，線條清晰，顏色鮮艷，造型美觀，品種多樣，施工簡單，主要用于公共建筑，可作為墻面和無花板等。纖維石膏板：以建筑石膏為主要原料摻加適量的纖維增強(qiáng)材料而制成。這種板的抗彎強(qiáng)度高，可用于內(nèi)墻和隔墻，也可用來替代木材制作家具。

將玻璃纖維、紙筋或礦棉等纖維材料先在水中松解，然后與建筑石膏及適量的浸潤劑混合制成漿料，在長網(wǎng)成型機(jī)上經(jīng)鋪漿、脫水而制成纖維石膏板。它的抗折強(qiáng)度和彈性模量都高于紙面石膏板。纖維石膏板主要用于建筑物的內(nèi)隔墻和吊頂。建筑石膏4/5/2023石膏吊頂4/5/2023石膏板頂面裝飾4/5/2023石膏板用于墻面和頂面4/5/2023普通紙面石膏板耐水紙面石膏板裝飾石膏板嵌裝式裝飾石膏板印刷石膏板4/5/20234/5/20234/5/2023吸聲石膏板（構(gòu)造）4/5/2023石膏板--紙蜂窩墻板1cm厚石膏板單貼面的玻璃棉板4/5/2023石膏線角4/5/2023水玻璃

內(nèi)涵原材料及生產(chǎn)過程純堿和石英砂為主要原料，將其磨細(xì)拌勻后，按下列兩種方式生產(chǎn)濕法：SiO2+NaOH→Na2O·nSiO2·nH2O

干法：nSiO2+Na2CO3→Na2O·nSiO2+CO24/5/2023水玻璃硬化水玻璃水玻璃溶液在空氣中吸收二氧化碳，形成碳酸鈉和無定形硅酸，反應(yīng)式如下：水玻璃的促硬劑：氟硅酸鈉

其原理是氟硅酸鈉加速水玻璃中硅酸凝膠的析出和SiO2的形成4/5/2023水玻璃Na2O·nSiO2+nH2O→Na2O·nSiO2·nH2On：水玻璃模數(shù)，n=1.5~3.5n=1，常溫下溶解；1＜n≤3，熱水下溶解；n＞3，0.4MPa以上的蒸氣中才溶解；但n↑，膠體分↑，粘結(jié)力↑；n相同時(shí)，ρ↑，稠度↑，粘結(jié)力↑。

水玻璃的技術(shù)性質(zhì)水玻璃模數(shù)決定著水玻璃的品質(zhì)及其應(yīng)用性能4/5/2023水玻璃水玻璃溶液可以與水按任意比例混合水玻璃具有較強(qiáng)粘結(jié)力水玻璃具有較強(qiáng)耐酸腐蝕性和耐熱性能水玻璃對眼睛和皮膚有一定的灼傷作用，氟硅酸鈉具有毒性，使用過程中，應(yīng)注意安全防護(hù)4/5/2023水玻璃

水玻璃的應(yīng)用地基加固n=2.5~3.0的水玻璃與CaCl2交替灌入地基土壤：Na2O·nSiO2+CaCl2+mH2O→nSiO2·(m-1)H2O+Ca(OH)2+2NaCl起膠結(jié)與填充作用涂刷表面，填充、堵塞毛細(xì)孔，提高密實(shí)性、耐水性、抗風(fēng)化能力基底材料不能是石膏制品，因結(jié)晶后，致制品脹裂4/5/2023水玻璃修補(bǔ)堵漏水玻璃能促進(jìn)水泥凝結(jié)，可用以配制促凝劑，用于堵塞漏，搶修；稱快凝防水劑。二礬、三、四、五礬防水劑水玻璃+微量熒光粉→快燥劑改變在水泥中的摻量，初凝可在1~30min間調(diào)節(jié)配制耐酸砼、砂漿；配制耐熱砼、砂漿配制堿礦渣水泥4/5/2023鎂質(zhì)膠凝材料

內(nèi)涵①原材料：天然菱鎂礦，蛇紋石，冶煉鎂合金的熔渣或從海水中提取。主要指菱苦土，是一種白色或淺黃色的粉末，密度為3.10~3.40g/cm3,堆積密度為800~900kg/m3，主要成分是氧化鎂。②生產(chǎn)過程：以上礦物質(zhì)