无机气硬性胶凝材料资料.ppt

School of Architectural and Civil Engineering Anhui University of Technology 土木工程材料 （无机气硬性胶凝材料） 、 安徽工业大学本科生课程 掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、 石膏技术要求、性质 熟悉：石灰的凝结、石膏的熟化、 硬化和应用 了解：石灰的生产、石灰的品种 本章教学目标 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。 Cementitous materials 将在第四章 进行讲解 胶 凝 材 料 有机胶凝材料（树脂、沥青等） 无机胶凝材料 水硬性胶凝材料（水泥） 气硬性胶凝材料（石灰、石膏） 本章的重点 二者有何区别 胶凝材料分类 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！ 石膏的组成与结构 石膏的矿物组成： CaSO4·xH2O X为结晶水H2O x＝0，硬石膏 (无水石膏) x＝0.5 ，熟石膏(半水石膏) x＝2，生石膏 (二水石膏) 石膏胶凝材料的组成： CaSO4· 0.5H2O或CaSO4 。 石膏是晶体结构 二水石膏晶体形貌 半水石膏晶体形貌 CaSO4·2H2O 石膏的生产 生石膏 工业石膏 建筑石膏(β半水石膏) 高强石膏(α半水石膏) (有胶凝性的)无水石膏 (无胶凝性的)无水石膏 煅烧石膏(地板石膏) 生产工艺与产品的组成 CaSO4?2H2O 120~180?C 干燥空气 125~180?C 水蒸气 ?-CaSO4?0.5H2O ?-CaSO4?0.5H2O ?-CaSO4(Ⅲ)可溶 ?-CaSO4(Ⅲ)可溶 200~360?C 200~360?C 400~800?C 400~800?C CaSO4(Ⅱ)不溶 800~1180?C CaSO4(Ⅰ)不溶＋CaO 非密闭煅烧工艺及其产品组成 密闭蒸炼工艺及其产品组成 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 半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不断溶解，生成Ca2+、SO42-离子的饱和溶液 半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是过饱和溶液，后者不断结晶沉淀。 二水石膏晶体不断生长、连生、交错，构成晶体颗粒堆聚的结晶结构网 凝结硬化的物理化学过程 水化初期：二水石膏晶体较少 随着水化反应进行二水石膏晶体量 石膏硬化体中晶体堆积体 凝结硬化快 硬化后体积微膨胀性 硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表 观密度小、吸声性较强、吸湿性较强。 耐水性与抗冻性较差 防火性好但耐火性差 建筑石膏的特性 建筑石膏及其制品的性质 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：～1.0 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 建筑石膏的应用 纸面石膏板 装饰石膏板 吸声用穿孔石膏板 石膏艺术制品 石灰的组成与品种 气硬性石灰 粘土杂质含量＞8%的石灰石热分解物及其水化物： 生石灰粉：CaO； 熟(消)石灰粉：Ca(OH)2； 石灰膏(浆)：Ca(OH)2、H2O； 水硬性石灰 粘土杂质含量＞8%的石灰石热分解物： CaO、活性Si2O、Al2O3等 煅烧 石灰石 或白垩, 内含CaCO3 温度在900℃左右时 温度过高时 温度过低时 正火石灰 欠火石灰 过火石灰 因煅烧温度过高使粘土杂质 融化并包裹石灰，从而延缓 石灰的熟化，导致已硬化的 砂浆产生鼓泡、崩裂等现象 碳酸钙没有 完全分解，降 低了生石灰的 产量 如何解决它的危害？ 石灰的生产 制备工艺与产品 石灰石 1000～1200?C 磨细 生石 灰粉 生石灰 水喷淋 熟石 灰粉 (水)化灰池