《土木工程材料》教案教学教材.ppt

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1、《土木工程材料》教案学习目标：掌握石膏、石灰及水玻璃的硬化机理、性质及使用要点，熟悉其主要用途。熟悉硅酸盐水泥的矿物组成，了解其硬化机理，熟练掌握通用水泥的性能特点、检测方法及选用原则。了解特性水泥和专用水泥的主要性能及使用特点。3.1石灰3.1.1石灰的生产及分类块灰中可能有欠火石灰、过火石灰。MgO≤5%钙质石灰；MgO＞5%镁质石灰。加工可得：生石灰粉、消石灰粉、石灰膏。3.1.2石灰的熟化与硬化１．石灰的熟化烧制成的生石灰为块状的，在使用时必须加水使其“消化”成为粉未状的“消石灰”，这一过程亦称“熟化”，故消石灰亦称“熟石灰”。其化学反应式为：CaO+H2O=Ca（O

2、H）2+64.9×103J石灰加水后，放出大量的热，体积膨胀，质纯且煅烧良好的石灰体积增大１～２.５倍。2.石灰的硬化石灰的硬化过程包括干燥硬化和碳化两部分。１）石灰浆的干燥硬化水分蒸发Ca（OH）2从饱和溶液中结晶析出。２）硬化石灰浆的碳化Ca（OH）2+CO2+H2O=CaCO3+2H2O3.1.3石灰的技术性质与技术要求1.石灰的性质（1）可塑性好（2）硬化较慢、强度低（3）硬化时体积收缩大（4）耐水性差（5）石灰吸湿性强2.建筑石灰的技术要求《建筑生石灰》JC/T479-92技术指标：（1）CaO+MgO含量（2）CO2含量（2）未消化残渣含量（4）产浆量《建筑生石灰

3、粉》JC/T480-92技术指标：（1）CaO+MgO含量（2）CO2含量（3）细度《建筑熟石灰粉》JC/T481-92技术指标：（1）CaO+MgO含量（2）游离水（3）体积安定性（4）细度《公路路面基层施工技术规范）JTJ034-2000仍按GB1594-79将生石灰和消石灰分三个等级，检测CaO+MgO含量和未消化残渣含量两项；消石灰为CaO+MgO含量、含水量和细度三项。此标准的Ⅲ级石灰未达到建材行业合格品标准。3.1.4石灰的应用1.石灰乳2.配制砂浆3.石灰土和三合土4.制作硅酸盐制品3.2石膏3.2.1石膏的种类1.天然二水石膏(CaSO4·2H2O)2.化工石

4、膏(CaSO4·2H2O+CaSO4混合物)3.天然无水石膏（CaSO4）4.建筑石膏（二水石膏加热107-170℃脱水制成β半水石膏）CaSO4·2H2O=β-CaSO4·1/2H2O+3/2H2O5.高强石膏（二水石膏在0.13MPa加热124℃蒸压制成α半水石膏）3.2.2建筑石膏的水化硬化建筑石膏与适量的水混合，最初为可塑的浆体，但很快就失去塑性并产生强度，并发展成为坚硬的固体。这一过程可分为水化和硬化两部分。1.建筑石膏的水化（很快约需7-12min）CaSO4·1/2H2O+3/2H2O=CaSO4·2H2O2.建筑石膏的凝结硬化石膏浆体中的自由水因水化和蒸发而逐

5、渐减少，粒子总表面积增加，因而浆体可塑性减少，浆体渐渐变稠，这一过程为凝结。其后，浆体继续变稠，逐渐凝聚成为晶体。晶体逐渐长大，共生和交错，浆体逐渐产生强度，并不断增长，直到完全干燥。晶体之间的摩擦力和粘聚力不再增加，强度才停止发展。这一过程为硬化。凝结与硬化是一个连续的过程。3.2.3建筑石膏的性质与技术要求1.建筑石膏的性质（1）密度与堆积密度（2.60-2.75g/cm3；800-1000kg/m3（2）凝结硬化快（3）凝结硬化时体积微膨胀（4）硬化后孔隙率高（5）防火性能好（6）耐水性和抗冻性差2.建筑石膏的技术要求《建筑石膏》（GB9776-88）主要技术指标有强度

6、、细度和凝结时间。表3-4分三个等级。3.2.4建筑石膏的应用1.制备石膏砂浆和粉刷石膏2.石膏板及装饰件3.3水玻璃3.3.1水玻璃的组成建筑工程最常用的是硅酸盐钠水玻璃（Na2O·nSiO2），n为水玻璃模数（1-3.5）。3.3.2.水玻璃的硬化液体水玻璃会吸收空气中二氧化碳，反应如下：Na2O·nSiO2+CO2+mH2O=nSiO2·mH2O+Na2CO3析出无定形二氧化硅凝胶，并逐渐干燥而硬化。这个过程缓慢，为加速硬化常加入氟硅酸钠作为促凝剂，反应如下：2(Na2O·nSiO2)+Na2SiF6+mH2O=(2n+1)SiO2·mH2O+6NaF氟硅酸钠适宜用量为

7、12-15%，过高过低均降低强度。3.3.3水玻璃的性质凝结硬化后具有如下性质：1.粘结能力强；2.不燃烧、耐高温；3.耐酸能力强；4.不耐水；5.不耐碱。3.3.4水玻璃的应用1.涂刷材料表面（抗材料风化、内外墙涂料）2.配制防水剂（加矾制成防水剂堵漏或缝隙）3.用于土壤加固（水玻璃+氯化钠加固砂土强度可达3-6MPa）4.其他（耐酸、耐热混凝土或砂浆）3.4硅酸盐水泥《水泥命名原则》（GB4131-84）按性能及用途分三类：通用水泥、专用水泥、特性水泥。3.4.1硅酸盐水泥的生产与基本组成凡由硅酸盐