建筑材料第四章--zfc.ppt

第四章 气硬性胶凝材料 ---------- - 什么是胶凝材料？ 区分无机胶凝材料的气硬性和水硬性，在实际应用上有很大意义 气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或者继续提高其强度，如建筑石灰、石膏、镁质胶凝材料、水玻璃等。气硬性胶凝材料一般只适用于地上或干燥环境。 水硬性胶凝材料不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并提高其强度，如各种水泥。水硬性胶凝材料既适用于地上，也适用于地下或水中。 本章共分为四节 第一节 建筑石灰 第二节 石膏 第三节 镁质胶凝材料 第四节 水玻璃 第一节 建筑石灰 建筑石灰是指工程中用的石灰，其中包括建筑生石灰、生石灰粉和消石灰等，又简称石灰。石灰主要以碳酸钙为主要成分的石灰岩为原料,在低于烧结温度下煅烧而成，是一种古老的建筑材料。 石灰的煅烧 石灰岩煅烧即生成生石灰。煅烧时，石灰岩中碳酸钙和少量碳酸镁分解，生成氧化钙、氧化镁和二氧化碳气体： 石灰的分类 按化学成分分为： 钙质石灰（Mg5%）、 镁质石灰(Mg5%) 按加工分为： 生石灰块、磨细的生石灰、消石灰粉、石灰膏 石灰的分类 按煅烧程度分为： 正火石灰 过火石灰 （温度过高，使粘土杂质和氧化钙形成熔融物，包裹在生石灰颗粒表面，使熟化十分缓慢，后期熟化的生石灰会使制品爆裂，影响使用） 欠火石灰（温度不足，石灰中的碳酸钙未能完全分解，故不能熟化，应作废渣排除） 石灰的熟化 生石灰加水生成氢氧化钙的过程称为熟化或者消解过程。 生石灰熟化反应如下： 熟化时放出热量，体积膨胀0.5~1.5倍，熟化后的石灰称为熟石灰或消石灰。 石灰必须在充分熟化后才能使用，否则未熟化颗粒在使用后继续熟化，因熟化时体积膨胀，会使平整的表面凸起、开裂或者局部脱落，甚至全面破坏。 石灰的硬化 石灰的硬化过程包括两个同时进行的过程: （1）石灰膏或浆体在干燥过程中，水分蒸发或者被砌体所吸收，氢氧化钙从过饱和溶液中逐渐析出，形成结晶。 （2）氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳，生成不溶于水的碳酸钙结晶，并放出水分： 空气中的二氧化碳含量很低，石灰浆的碳化作用发生在与空气接触的表面，当其表面碳化生成碳酸钙薄层后，阻止二氧化碳继续透入，也影响内部水分蒸发，所以石灰的硬化过程是十分缓慢的。 石灰的特性 石灰浆在硬化过程中，由于大量水分蒸发产生较大收缩，会出现干裂，所以纯石灰膏不能单独使用。一般掺加填充或增强材料，如砂、纸筋、麻刀等。 生石灰的传统用法有一系列缺点，如熟化时间长，有事熟化不完全，硬化速度慢，硬化后强度低等。虽不耐水，但其保水性好。 石灰的应用 石灰在建筑工程中应用很广，常作为以下几种用途 1、砂浆和石灰乳。石灰具有良好的可塑性和粘结性，常用于配制石灰浆 、水泥石灰混合砂浆等，应用于砌筑和抹灰工程。 2、灰土和三合土。由石灰、粘土，或者石灰、粘土砂、石渣，按一定比例，可配制成灰土或三合土。灰土和三合土广泛用于建筑物的地基基础和各种垫层。 3、硅酸盐建筑制品。石灰是生产灰砂砖、蒸养粉煤灰砖、粉煤灰砌块或板材等硅酸盐建筑制品的主要原料 石灰也是生产灰矿渣水泥等无熟料水泥的主要原料 第二节 石膏 石膏具有一系列较之石灰更为优越性的建筑性能，它的资源丰富，生产工艺简单，所以石膏不仅是一种有悠久历史的古老的胶凝材料，而且也是一种有发展前途的新型建筑材料。 石膏的生产过程 作为气硬性胶凝材料的石膏，通常是由天然二水石膏经过低温煅烧、脱水、磨细而制成。 二水石膏在加热过程中的变化如下： 二水石膏在加热时随温度和压力条件的不同，所得的产物的结构和性能均不同。 当温度达60~70摄氏度时，二水石膏开始脱水，但过程十分缓慢。当温度升高到107~170摄氏度时，脱水激烈，水分迅速蒸发，二水石膏转变为β型半水石膏： 建筑石膏的凝结和硬化 建筑石膏加水拌和，很快由半水石膏变成二水石膏： 半水石膏加水后首先进行的是溶解。由于二水石膏的溶解度比半水石膏的溶解度小，所以二水石膏不断从过饱和溶液中沉淀而析出胶体微粒；二水石膏析出，破坏了原有半水石膏的平衡浓度，这时半水石膏会进一步溶解来补充溶液浓度。如 建筑石膏的性能 建筑石膏为白色粉末，密度为2.5~2.8g/cm3,松散堆积密度为800~1000kg/m3，紧密堆积密度为1250~1450kg/m3.。主要有以下特性： 第三节 镁质胶凝材料 镁质胶凝材料是指以MgO为主要成分的无机气硬性胶凝材料，有时称为菱苦土。它是以MgCO3为主要成分的菱镁矿在800℃左右煅烧而得。其生产方式与石灰相似。 块状MgO经磨细后即成为白色或浅黄色粉末状菱苦土类似于磨细生石灰粉。密度3.1～3.4g/cm3，堆积密度800~900kg/m3。 镁质胶凝材料的特点 强度高：