第三章无机胶凝选读.ppt

第 三 章 无机胶凝材料 本 章 主 要 内 容 石膏 石灰 水玻璃 硅酸盐水泥 掺混合材的硅酸盐水泥 其它品种水泥 基本概念：什么是胶凝材料？ 定义： 经过一系列物理、化学作用，能由浆体变成坚硬的固体，并能将散粒或片、块状材料胶结成整体的物质。 特征： 严格意义上胶凝材料应指浆体； 能在常温下凝结硬化为固体； 有较强的胶结能力； 具有一定的使用性能。 胶凝材料的种类？ 按其化学组成： 有机胶凝材料：沥青、树脂等。 无机胶凝材料：水泥、石膏、石灰等。 按其硬化条件： 气硬性胶凝材料： 石膏、石灰等； 水硬性胶凝材料： 各种水泥等。 气硬性与水硬性胶凝材料的特点 气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并且在空气中保持和发展其强度； 关键：干燥状态下，其硬化体才有较好的性能！ 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，保持并发展其强度。 关键：干燥或潮湿状态下，其硬化体均有很好的性能！ 学习要求—三问？ 胶凝材料凝结硬化机理及其影响因素是什么(What)？ 土木工程对胶凝材料有哪些性能要求(Which)？ 怎样正确选择和使用胶凝材料(How)？ 第一节 石 膏 石膏的组成与结构 石膏的生产 建筑石膏的凝结与硬化 建筑石膏的性质 建筑石膏的应用 Summary 性质——石膏是气硬性胶凝材料，建筑石膏的主要成分是?-半水石膏CaSO4?0.5H2O; 生产方法——建筑石膏可用天然二水石膏或化学石膏在120~180 ?C干燥下脱水制备； 凝结硬化机理——“溶解—沉淀”理论，即通过半水石膏在水中不断溶解，二水石膏不断结晶，晶体不断生长、相互交错与连生构成晶体网络结构而硬化； 性能——浆体需水量较大，凝结硬化快、凝结时有微膨胀、表观密度较小、孔隙率较大、强度低、耐水与抗冻性差、容易吸水和吸潮、导热系数低、隔热与吸声性好、耐火、对人体和环境无害。 应用——各种板材、粉刷砂浆、雕饰等。 进一步研究开发的课题 先进纤维石膏基复合材料 高强石膏及其制品 提高石膏及其制品的耐水性 外墙保温砂浆及其装饰 钢结构防火涂层 石膏应用的历史 9000年前，叙利亚和土耳其的安那托力亚就有古迹； 5000年前，埃及人就在敞开的火炉中煅烧石膏，然后破碎磨成粉末，再与水拌和制得用于金字塔建造中石块得粘结材料——灰浆； 372-287 BC，古希腊人采用天然透明石膏（亚硒酸石膏）做神庙得窗户； 古罗马人用石膏浇注了成千上万座古希腊得雕塑。 十七世纪，法国巴黎的木质房的所有墙壁均用石膏灰浆（plaster）覆盖，以提高防火性能，因而，法国巴黎有“石膏的首都（capital of plaster）之称。 一、石膏的组成与结构 石膏的矿物组成： CaSO4·xH2O 二、石膏的生产 原料： 天然二水石膏； 天然无水石膏； 工业副产物——磷石膏、氟石膏等。 生产工序： 原料(破碎) ? 脱水 ? 磨细 生产(脱水)的工艺： 非密闭煅烧(干燥空气中)： 密闭蒸练(湿的水蒸气)： 不同工艺得到不同组成的石膏胶凝材料 非密闭煅烧脱水工艺及其产品 密闭蒸练工艺及其产品： 生产工艺与产品的组成 三、建筑石膏的凝结硬化 凝结硬化过程中的水化反应： CaSO4· 0.5H2O ＋1.5H2O ? CaSO4·2H2O＋Q 即：石膏的水化反应是由二水石膏制备半水石膏的逆反应 凝结硬化机理——“溶解－沉淀理论” 溶解 沉淀 硬化 凝结硬化的物理化学过程 半水石膏颗粒 二水石膏晶体 半水石膏在空气中，也会吸收空气中的水分子水化成二水石膏晶体。 石膏凝结硬化的影响因素 石膏的组成 石膏浆体的用水量 外加剂 细度 四、建筑石膏的性质 建筑石膏的技术要求(GB9776－88)： 密度：2.50~2.70; 强度：抗折强度、抗压强度; 细度：0.2mm方孔筛筛余; 凝结时间：初凝、终凝时间; 石膏硬化体及制品的特性： 表观密度较小：800～1000kg/m3 孔隙率较大 强度较低 耐水性和抗冻性较差 防火性较好 隔热性和吸声性良好 装饰性 学会分析、思考和回答问题！ 1. 石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，Why？ 答：半水石膏需加水60～80％，才能使浆体达到成型所需可塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需18.6％的水量；即，有40~60％多的水不能参与反应，硬化后多余水分的挥发留下大量孔隙。 学会分析、思考和回答问题！ 3. 为什么石膏制品的耐水性差Why？ 答：石膏晶体是亲水性很强的离子晶体，而且晶体内