第章无机胶凝材料

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1、第3章无机胶凝材料教学目的：让学生了解胶凝材料的种类、特性。特别是要求学生掌握水泥在建筑工程中的应用，为今后的学习和在施工中水泥的合理选用打下前期基础。教学重点：学习硅酸盐水泥的技术性质、工程应用等技术方法。教学难点：理解和掌握建筑水泥材料的应用性质、工程技术特点等。教学学时：4教学过程：3．1气硬性胶凝材料胶凝材料：凡是经过一系列的物理、化学变化，能将散粒状材料或块状材料粘结成整体的材料，统称为胶凝材料。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继续发展其强度的胶凝材料，称为气硬性胶凝材料。如：石膏、石灰、水玻璃如下图所示。3．1．1石膏石膏材料：以C

2、aSO4为主要成分的气硬性胶凝材料。其性质优良，原料来源丰富，生产能耗低，因而在建筑工程中应用广泛。1、石膏胶凝材料的生产原料：主要是天然二水石膏（CaSO4·2H2O）矿石，也可利用化工石膏。生产工序：破碎、加热煅烧、磨细。加热方式和煅烧温度：不同性质的石膏胶凝材料产品。建筑石膏：β型半水石膏，即建筑石膏。晶体较细，调制成一定稠度的浆体时，需水量较大，强度较低。高强石膏：0.13MPa、124℃的过饱和蒸汽条件下蒸压，或置于某些盐溶液中沸煮α型半水石膏，即高强石膏。其特点：晶粒粗大，调制成浆体时需水量较小，因而强度较高。2、建筑石膏的凝结硬化：建筑石膏的凝结硬化示

3、意图见教课书中图3-1所示：3、建筑石膏的技术性质与应用(1)建筑石膏的性质：初凝和终凝时间都很短；硬化后孔隙率较大，表观密度小；强度较低；导热系数小，吸声性强，吸湿性大，可调节室内的温度和湿度；耐水性和抗冻性差；防火性能较好；硬化时体积微膨胀，可装饰性好。(2)建筑石膏的技术要求：强度、细度、凝结时间。分为优等品、一等品和合格品。(3)建筑石膏的应用：石膏抹灰材料、各种墙体材料（纸面石膏板、石膏空心条板等）、各种装饰石膏板、浮雕花饰、雕塑制品等。纸面石膏板与龙骨组成轻质墙体：美国，70％以上的民用住宅内隔墙、轻钢龙骨石膏板墙体体系(简称QST)具有以下优点：(1)

4、质轻，强度较高。(2)尺寸稳定。(3)抗震性好。(4)自动调湿性好。(5)装饰方便。(6)占地面积少。(7)便于管道及电线等埋设。(8)施工简便，进度快。艺术装饰石膏制品：石膏注模成型。建筑石膏注意防潮：储存期超过三个月应重新进行质量检验，以确定其等级。吸潮结粒，对凝结硬化性能及强度均有影响。3．1．2石灰1、生石灰的生产原料:石灰石、白云石、白垩、贝壳等。钙质石灰，镁质石灰：MgO含量。块状生石灰加热分解生成：生石灰粉、消石灰粉和石灰膏。2、生石灰的熟化（1）熟化成石灰膏（用于拌制石灰砌筑砂浆或抹灰砂浆时）在化灰池中熟化成石灰浆，在储灰坑中沉淀并去除上层水分，得到

5、石灰膏。熟化时要控制温度，防止过高或过低。石灰浆应在储灰池中“陈伏”两星期以上，其作用是消除过火石灰的危害。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。石灰浆熟化过程见下图所示：石灰浆在储灰池中“陈伏”期不够示意图见下图所示：（2）熟化成消石灰粉（用于拌制石灰土、三合土时）控制加水量:充分消解而又不过湿成团。3、石灰的硬化结晶作用：表层、内部。碳化作用：表层、内部。4、石灰的技术性质和要求（1）性质：良好的可塑性、硬化缓慢、强度低（28d抗压强度仅0.2~0.5Mpa）、耐水性差（不宜在潮湿环境下使用）、吸湿性强（注意防潮）、硬化时体积收缩大，不宜

6、单独使用。（2）技术指标要求：按规定的指标要求分为优等品、一等品和合格品。优等品适用于饰面层和中间涂层、合格品仅适用于砌筑。5、石灰在土木工程中的应用（1）制作石灰乳涂料和砂浆。（2）配制石灰土和三合土：6％－12％。（3）生产硅酸盐制品：如灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等。3．1．3水玻璃水玻璃（泡花碱）：是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属和二氧化硅所组成的。1、水玻璃的生产水玻璃（泡花碱）：碱金属氧化物＋二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。有干法和湿法两种方式生产。建筑中常用：硅酸钠(Na2O·nSiO2)水玻璃。2、水玻璃的硬化水玻璃在空

7、气中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝胶，并逐渐干燥脱水成为氧化硅而硬化。3、水玻璃的性质：良好的粘结性能和防水止渗作用、不燃烧、高度耐酸性能。4、水玻璃的硬化应用：涂刷材料表面（石膏制品、铝合金不可使用）、提高抗风化能力、配制快凝堵漏防水剂、加固土壤。3．2硅酸盐水泥我国水泥年产量约16.3亿吨(2009年)，占全世界产量的一半。对环境污染、影响较大。水泥品种及组分如下表所示：3．2．1硅酸盐水泥的生产及矿物组成凡是由硅酸盐水泥熟料、0~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。1、硅酸盐水泥的生产原料：石灰质原料（如石灰石、白垩等