4 气硬性胶凝材料

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1、周次:星期:授课时间:【课题】4气硬性胶凝材料【教学目标】1.了解石灰、石膏的分类,生产。2.掌握石灰、石膏的硬化原理,性能及应用。【教学重点】石灰、石膏的硬化原理、性能及应用。【教学难点】石灰、石膏的硬化原理、性能及应用。【教学方法】讲授【时间分配】两课时(1)复习导入:5分钟(2)讲授新课:85分钟(3)小结作业:10分钟【作业布置】【审批】【后记】【教学过程】4.1石膏气硬性无机胶凝材料:只能在空气中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料。水硬性无机胶凝材料:不仅能在空气中,而且能更好地在水中硬化、保

2、持或继续发展强度的无机胶凝材料。土木工程中常用的气硬性无机胶凝材料主要有:石膏、石灰、菱苦土和水玻璃。4.1.1石膏胶凝材料的生产石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物,当石膏中含有结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。1、石膏的生产建筑石膏(CaSO4·1/2H2O),也称熟石膏或半水石膏。它是由生石膏(CaSO4·2H2O)加工而成的,根据其内部结构不同可分为α型半水石膏和β型半水石膏:建筑石膏通常是由天然石膏经压蒸或煅烧加热而成的。常压下煅烧加热到107℃~170℃,可产生β型建筑石膏:(二水石膏)(β型半水

3、石膏)124℃条件下压蒸(1.3大气压)加热可产生α型建筑石膏:(二水石膏)(α型半水石膏)4.1.2建筑石膏的凝结硬化(1)、水化建筑石膏与适量水拌合后,能形成可塑性良好的浆体,随着石膏与水的反应,浆体的可塑性很快消失而发生凝结,此后进一步产生和发展强度而硬化。建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为:此反应实际上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反应,因为二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多,所以此反应总体表现为向右进行,二水石膏以胶体微粒自水中析出。(2)、硬化随着二水石膏沉淀的不断增加,就会产生

4、结晶,结晶体的不断生成和长大,晶体颗粒之间便产生了磨擦力和粘结力,造成浆体的塑性开始下降,这一现象称为石膏的初凝;而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大,浆体的塑性很快下降,直至消失,这种现象为石膏的终凝。石膏终凝后,其晶体颗粒仍在不断长大和连生,形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构,其强度也会不断增大,直至水分完全蒸发,形成硬化后的石膏结构,这一过程称为石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬化,实际上是交叉进行的。4.1.3建筑石膏的技术要求详见表4。14.1.4建筑石膏的特性(1)、凝结硬化速度快建筑石膏的浆体,

5、凝结硬化速度很快。一般石膏的初凝时间仅为10min左右,终凝时间不超过30min,这对于普通工程施工操作十分方便。有时需要操作时间较长,可加入适量的缓凝剂,如硼砂、动物胶、亚硫酸盐酒精废液等(2)、孔隙率大,表观密度小,绝热、吸声性能好(表观密度↓吸湿性↑强度↓抗冻性↓保温隔热↑)(为什么:理论用水量和实际用水量差距大→18.6﹪--60﹪~80﹪)建筑石膏在使用时,为获得良好的流动性,常加入的水分要比水化所需的水量多,因此,石膏在硬化过程中由于水分的蒸发,使原来的充水部分空间形成孔隙,造成石膏内部的大量微

6、孔,使其重量减轻,但是抗压强度也因此下降。通常石膏硬化后的表观密度约为800kg/m3~1000kg/m3,抗压强度约为3Mpa~5MPa。石膏硬化体中大量的微孔,使其传热性显著下降,因此具有良好的绝热能力;石膏的大量微孔,特别是表面微孔对声音传导或反射的能力也显著下降,使其具有较强的吸声能力。大热容量和大的孔隙率及开口孔结构,使石膏具有呼吸水蒸气的功能。(3)、凝结硬化时的膨胀性(为什么:半水石膏→二水石膏)(怎么样:固定模型)建筑石膏凝结硬化是石膏吸收结晶水后的结晶过程,其体积不仅不会收缩,而且还稍有膨

7、胀(0.2%~1.5%),这种膨胀不会对石膏造成危害,还能使石膏的表面较为光滑饱满,棱角清晰完整、避免了普通材料干燥时的开裂。(4)、防火性好,但耐水性差(为什么:孔隙率大,二水石膏→无水石膏)(怎么样:隔墙)硬化后石膏的主要成分是二水石膏,当受到高温作用时或遇火后会脱出21%左右的结晶水,并能在表面蒸发形成水蒸气幕,可有效地阻止火势的蔓延,具有良好的防火效果。由于硬化石膏的强度来自于晶体粒子间的粘结力,遇水后粒子间连接点的粘结力可能被削弱。部分二水石膏溶解而产生局部溃散,所以建筑石膏硬化体的耐水性较差。4

8、.1.5建筑石膏的应用(1)、石膏砂浆及粉刷石膏(2)、建筑石膏制品:石膏板、石膏砌块等(3)、制作建筑雕塑和模型贮藏注意事项:防潮防水、贮存期不能过长4.2石灰4.2.1生石灰的生产天然碳酸岩类岩石——(石灰石、白云石)经高温煅烧,其主要成分CaCO3分解为以CaO为主要成分的生石灰,其化学反应可表示如下:生石灰(堆积密度为800~1000kg/m3)一般为白色或黄灰色块灰,块灰碾碎磨细即为生石灰粉。4.2.2

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