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石膏石灰水玻璃

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石膏石灰水玻璃

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,第三章 氣硬性膠凝材料,教學(xué)目標(biāo)與要求:,掌握膠凝材料,(,cementing material),的定義和分類(lèi);,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;,基本概念,1、什么叫膠凝材料?,膠凝材料是指在建筑工程中,能將散粒材料(如砂子、石子)或塊狀材料(如磚、石塊)粘合為一個(gè)整體的材料。,2、分類(lèi):,膠凝材料一般分為有機(jī)膠凝材料和無(wú)機(jī)膠凝材料。,有機(jī)膠凝材料,無(wú)機(jī)膠凝材料,區(qū)別:,(1)氣硬性膠凝材料:,只能在空氣中(干燥條件下)硬化并保持和發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料,如石灰、石膏、水玻璃和菱苦水;,(2)水硬性膠凝材料:,既能在空氣中(干燥條件下)硬化,又能在水中繼續(xù)硬化并保持和發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料,如水泥;,3.1 建筑石膏,石膏膠凝材料是一種理想的高效節(jié)能材料重點(diǎn)發(fā)展的新型材料;,具有質(zhì)輕、強(qiáng)度較高、絕熱、防火、質(zhì)地細(xì)膩美觀優(yōu)良的裝飾材料;,我國(guó)已經(jīng)探明的天然石膏礦儲(chǔ)量為,52,億噸,化學(xué)石膏儲(chǔ)量約,100,萬(wàn)噸以上;,易于加工、成品多樣各類(lèi)石膏線;,在美國(guó),目前,80%,的住宅使用石膏板作為內(nèi)墻和吊頂;,石膏的品種很多,主要有建筑石膏、高強(qiáng)石膏、無(wú)水石膏水泥、高溫煅燒石膏。,3.1.1 建筑石膏生產(chǎn)簡(jiǎn)介,(1)主要原料:,天然石膏,(2)主要成分:,建筑石膏是指由二水石膏(CaSO,4,.2H,2,O),經(jīng)過(guò),加工,而成的半水石膏(CaSO,4,.H,2,O)故又稱(chēng)熟石膏。,破碎、加熱和磨細(xì),(3)化學(xué)反應(yīng)式:,天然二水石膏在加熱過(guò)程中,隨著,加熱溫度,和,加熱方式,的不同,可以得到不同性質(zhì)的石膏產(chǎn)品。,二水石膏,107170,0,煅燒,(建筑石膏),125,0,C,0.13MPa,(高強(qiáng)石膏),3.1.2 建筑石膏的性質(zhì)和技術(shù)要求,(1)性質(zhì):,顏色為白色;,密度,:2.62.75,g/cm,3,;,孔隙率大:,50%60%,;,(,2,)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn):,具體參見(jiàn),P21,表3.1,建筑石膏的技術(shù)指標(biāo);,(,3,)石膏產(chǎn)品的標(biāo)記:,3.1.4建筑石膏的特性,1)凝結(jié)硬化快:,在常溫下一般幾分鐘,(6,分鐘)即可初凝,,30,分鐘內(nèi)終凝;,2,)微膨脹性:,石膏硬化過(guò)程中體積略有膨脹,因此,澆注成型時(shí)可以得到尺寸精確、表面光滑致密的構(gòu)件,或裝飾圖案;,3,)孔隙率大:,輕質(zhì)、隔熱、吸聲性好;但是強(qiáng)度低、吸水率大;,3.1.4建筑石膏的特性,4),耐水性、抗凍性差:,軟化系數(shù)為,0.20.3,,不宜用于室外,5,)抗火性好:,建筑石膏硬化后的主要成分為,CaSO,4,.2H,2,O,,遇火,時(shí),其中的結(jié)晶水脫出能吸收熱量,而且生成的無(wú)水石膏是良好的熱絕緣體。,6,)塑性變形大:,石膏制品有明顯的塑性變形性能,因此,一般不能用于承重構(gòu)件;,2 建筑石膏及其制品為什么適用于室內(nèi),而不適用于室外使用?,解:建筑石膏及其制品適用于室內(nèi)裝修,主要是由于建筑石膏及其制品在凝結(jié)硬化后具有以下的優(yōu)良性質(zhì):(1)石膏表面光滑飽滿,顏色潔白,質(zhì)地細(xì)膩,具有良好的裝飾性。加入顏料后,可具有各種色彩。建筑石膏在凝結(jié)硬化時(shí)產(chǎn)生微膨脹,故其制品的表面較為光滑飽滿,棱角清晰完整,形狀、尺寸準(zhǔn)確、細(xì)致,裝飾性好;,(2)硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔,故其保溫性、吸聲性好。,(3)硬化后石膏的主要成分是二水石膏,當(dāng)受到高溫作用時(shí)或遇火后會(huì)脫出21%左右的結(jié)晶水,并能在表面蒸發(fā)形成水蒸氣幕,可有效地阻止火勢(shì)的蔓延,具有一定的防火性。,(4)建筑石膏制品還具有較高的熱容量和一定的,吸濕性,,故可調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度,改變室內(nèi)的小氣候。,(5)在室外使用建筑石膏制品時(shí),必然要受到雨水冰凍等的作用,而建筑石膏制品的耐水性差,且其吸水率高,抗?jié)B性差、抗凍性差,所以不適用于室外使用.,分析討論:,其原因有兩個(gè)方面,可有針對(duì)性地解決。,建筑石膏拌水后一般于數(shù)分鐘至半小時(shí)左右凝結(jié),后來(lái)粘貼石膏飾條的石膏漿已初凝,粘結(jié)性能差??蓳饺刖從齽?,延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)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,宜對(duì)表面予以打刮,以利粘貼?;蛘咴谡辰Y(jié)的石膏漿中摻入部分粘結(jié)性強(qiáng)的粘結(jié)劑,工程實(shí)例分析 石膏飾條粘貼失效,現(xiàn)象:,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(shí)完工。幾天后最后粘貼的兩條石膏飾條突然墜落,,,請(qǐng)分析原因。,石膏用途1: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面抹灰。,與普通水泥砂漿比較,粉刷石膏的特點(diǎn),:,1,是黏結(jié)力強(qiáng),不易脫落,克服了傳統(tǒng)的水泥砂漿經(jīng)常出現(xiàn)的空鼓、開(kāi)裂現(xiàn)象;,2,是具有呼吸功能,可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度。,3,是無(wú)毒無(wú)味,其配料注重健康環(huán)保;,4,是凝結(jié)度快,體質(zhì)輕,減少了樓層重量;,5,是為新型的綠色生態(tài)建材,防火性能良好;,6,是施工工序簡(jiǎn)便,落地灰少,操作快捷。,3.1.5 建筑石膏的應(yīng)用,用途2:,裝飾制品如石膏像等;,用途3:建筑石膏制品:石膏板、石膏砌塊等.如上圖的石膏板造型天花,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;,石灰吟(作者:明代詩(shī)人于謙),千錘萬(wàn)鑿出深山,烈火焚燒若等閑。粉身碎骨渾不怕,要留清白在人間。,3.2 石 灰,石灰廣泛應(yīng)用于建筑工程中;,優(yōu)點(diǎn),:(1),原材料豐富,分布廣;,(2)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,成本低.,1 生產(chǎn)簡(jiǎn)介:,主要原料是,天然巖石,(以碳酸鈣為主要原料)。常用的有石灰石,白云石等;,CaCO,3,C,aO+H,2,O,第一種情況:生石灰燒制過(guò)程中,往往由于石灰石原料的尺寸過(guò)大或窯中溫度不均勻等原因,生石灰中殘留有未燒透的的內(nèi)核,這種石灰稱(chēng)為,“欠火石灰”,。,第二種情況是由于燒制的溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng),使得石灰表面出現(xiàn)裂縫或玻璃狀的外殼,體積收縮明顯,顏色呈灰黑色,這種石灰稱(chēng)為,“過(guò)火石灰”,。過(guò)火石灰表面常被粘土雜質(zhì)融化形成的玻璃釉狀物包覆,熟化很慢。當(dāng)石灰已經(jīng)硬化后,過(guò)火石灰才開(kāi)始熟化,并產(chǎn)生體積膨漲,引起隆起鼓包和開(kāi)裂。,生產(chǎn)過(guò)程中形成的二種不利情況,2 石灰的種類(lèi),(1)石灰按加工方法分以下四種:,塊狀的生石灰:,即由天然巖石原料煅燒而得到的產(chǎn)品,主要成分是,CaO,;,磨細(xì)生石灰,:,把塊狀生水灰磨細(xì)而得到的粉末材料,主要成分為,Cao,消石灰粉,:,將生石灰加適量的水熟化而得到的粉末;,Ca(OH),2,;,消石灰漿:,加多量的水(,34,倍的水)而得的漿體,主要成分為,Ca(OH),2,+,水,(2)石灰按氧化鎂(MgO)含量分類(lèi):,鈣質(zhì)生石灰:,氧化鎂(,MgO,),含量,5%;,3 石灰的熟化,生石灰(,CaO,),加水生成,Ca(OH),2,過(guò)程,稱(chēng)為石灰的,熟化,或,消解,過(guò)程。,熱量,體積膨脹,開(kāi)裂或裂縫等,思考題,工地上使用石灰時(shí),為什么要先進(jìn)行熟化處理?,答:在建筑或抹面工程中,石灰必須先充分進(jìn)行熟化后才能夠使用,若有未熟化的顆粒,使用后未熟化的顆粒將繼續(xù)熟化,放出大量的,熱量,,產(chǎn)生,體積膨脹,,使得,表面凸起,開(kāi)裂,,,或局部脫落,而影響施工的質(zhì)量。故,工地上使用石灰時(shí)先進(jìn)行熟化處理,。,例3 某單位宿舍樓的內(nèi)墻使用石灰砂漿抹面。數(shù)月后,墻面上出現(xiàn)了許多不規(guī)則的網(wǎng)狀裂紋。同時(shí)在個(gè)別部位還發(fā)現(xiàn)了部分凸出的放射狀裂紋。試分析上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。,解:,引發(fā)的原因很多,但最主要的原因在于石灰在硬化過(guò)程中,蒸發(fā)大量的游離水而引起體積收縮的結(jié)果。墻面上個(gè)別部位出現(xiàn)凸出的呈放射狀的裂紋,是由于配制石灰砂漿時(shí)所用的石灰中混入了過(guò)火石灰。這部分過(guò)火石灰在消解、陳伏階段中未完全熟化,以致于在砂漿硬化后,過(guò)火石灰吸收空氣中的水蒸汽繼續(xù)熟化,造成體積膨脹。從而出現(xiàn)上述現(xiàn)象。,陳伏:,為了消除過(guò)火石灰的危害,生石灰熟化形成的石灰漿應(yīng)在儲(chǔ)灰坑中放置兩周以上,這一過(guò)程稱(chēng)為石灰的“陳伏”?!瓣惙逼陂g,石灰漿表面應(yīng)保有一層水分,與空氣隔絕,以免碳化。,4 石灰的硬化,石灰漿體在空氣中逐漸硬化,是由下面兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程來(lái)完成的:,()結(jié)晶作用,:,游離水分蒸發(fā),氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中結(jié)晶。,()碳化作用,:,氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化合生成碳酸鈣結(jié)晶,釋出水分并被蒸發(fā):,5 建筑工程用石灰,(1)建筑生石灰,(2)建筑生石灰粉,(3)建筑消石灰粉,具體技術(shù)指標(biāo)參見(jiàn):,JC/T479-1992 建筑生石灰(P26 表3-2),JC/T480-1992 建筑生石灰粉(P26 表3-3),JC/T481-1992 建筑消石灰粉(P26 表3-4),6 石灰的特性,良好的保水性;,凝結(jié)硬化慢,強(qiáng)度低;,(對(duì)比:建筑石膏硬化快),耐水性差;,(對(duì)比:與建筑石膏相同),體積收縮率大;,(對(duì)比:建筑石膏是微膨脹性),7.石灰的應(yīng)用,(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?dāng)嚢柘♂專(zhuān)蔀槭胰?,是一種廉價(jià)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(guó)農(nóng)村也用于外墻。石灰乳可加入各種耐堿顏料。調(diào)入少量水泥、?;郀t礦渣或粉煤灰,可提高其耐水性,調(diào)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)和三合土,如建筑物或道路基礎(chǔ)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(jí)配碎石)等,石灰與粘土或硅鋁質(zhì)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(shí),在潮濕環(huán)境中使石灰與粘土或硅鋁質(zhì)工業(yè)廢料表面的活性氧化硅或氧化鋁反應(yīng),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,石灰與天然砂或硅鋁質(zhì)工業(yè)廢料混合均勻,加水?dāng)嚢?經(jīng)壓振或壓制,形成硅酸鹽制品。為使其獲早期強(qiáng)度,往往采用高溫高壓養(yǎng)護(hù)或蒸壓,使石灰與硅鋁質(zhì)材料反應(yīng)速度顯著加快,使制品產(chǎn)生較高的早期強(qiáng)度。,如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等,。,8 石灰的保存,(1)防潮;(與空氣中的CO,2,發(fā)生反應(yīng)),(2)防火。(硬化時(shí)產(chǎn)生大量的熱量),例4 既然石灰不耐水,為什么由它配制的灰土或三合土卻可以用于基礎(chǔ)的墊層、道路的基層等潮濕部位?,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(shí),在潮濕環(huán)境中石灰與粘土表面的活性氧化硅或氧化鋁反應(yīng),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(qiáng)度和耐水性會(huì)隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)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(shí)或夯實(shí),使灰土或三合土的密實(shí)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(chǔ)的墊層、道路的基層等潮濕部位。,四 菱苦土-鎂質(zhì)膠凝材料,1 主要成分:,MgO 白色或黃色粉末;,2 生產(chǎn):,3 硬化:,4 思考題:,為什么菱苦土在使用的時(shí)候,不單獨(dú)用水拌和?,(1),Mg(OH),2,結(jié)構(gòu)疏松,膠凝性差;,(2)一般采用氯化鎂(,MgCl,2,.6H,2,O),液體來(lái)拌和,,拌和后凝結(jié)速度快,硬化強(qiáng)度高。,4,思考題:,為什么菱苦土在使用的時(shí)候,不單獨(dú)用水拌和?,試驗(yàn)證明,用水調(diào)拌菱苦土?xí)r將生成,Mg(OH)2,,漿體凝結(jié)很慢,硬化后強(qiáng)度很低。若以氯化鎂水溶液來(lái)調(diào)制,gO,時(shí),可以加速其水化反應(yīng),并且能形成新的水化產(chǎn)物。這種新的水化產(chǎn)物硬化后的強(qiáng)度較高(,4060,Pa)。,水化反應(yīng)如下:,水化產(chǎn)物是針狀結(jié)晶,彼此機(jī)械咬合,并相互連生、長(zhǎng)大,形成致密的結(jié)構(gòu),使?jié){體凝結(jié)硬化。,5 菱苦土的應(yīng)用,地板:保溫性,無(wú)噪聲,耐磨,是民用建筑和紡織車(chē)間的地板材料;,內(nèi)墻、天花板和隔墻;,一般用于機(jī)械設(shè)備的 包裝構(gòu)件,可節(jié)約大量的木材;,耐水性差,不宜使用于易受潮的部位;,五 水 玻 璃,1 定義:,水玻璃是,堿金屬氧化物,和,二氧化硅,結(jié)合而成的能夠溶解于水的一種硅酸

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