东南大学2011土木工程材料 第4次 气硬性胶凝材料

第四章复习· 思考题*
1 、水玻璃硬化有何特点？水玻璃模数、密度对 其性质有何影响？ 2、可以用来配制地面材料的是（）。 A.建筑石膏；B.高强石膏；C.地板石膏； D.菱苦土；E.碳化石灰板。 3、可用于配制防水剂的材料是( )。 A.无水石膏水泥；B.熟石灰；C.菱苦土； D.水玻璃；E.生石灰
• 状态：
– 液态和固态。
第四节 水玻璃
4.4.2 水玻璃的硬化
• 机理： – 液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅 酸，并逐渐硬化。 • 反应式： Na2O· nSiO2+CO2+mH2O=Na2CO3+nSiO2 · mH2O • 上述过程很慢，加入硅氟酸钠作为促硬剂，则反应按 下式进行： 2[Na2O· nSiO2]+Na2SiF6+mH2O =6Na2F+(2n+1)SiO2 · mH2O
抗折强度 抗压强度 ≥2.5MPa ≥5.0MPa ≥ 2.1MPa ≥ 4.0MPa ≤10.0 ％ ≥1.8MPa ≥3.0MPa ≤15.0％
0.2mm筛余 ≤5.0％
初凝时间
终凝时间
≥6min
≤30 min
≥6min
≤30 min
≥6min
≤30 min
4.1 石 膏
4.1 石 膏
•装饰石膏板
4.2 石灰
• 硅酸盐制品
4.2 石灰
• 硅酸盐制品
第三节 菱苦土（略）
4.3.1 概述（图片：原料、生产、产品） 4.3.2 菱苦土的硬化 4.3.3 菱苦土的应用
第三节 菱苦土（略）
第三节 菱苦土（略）
第三节 菱苦土（略）
第三节 菱苦土（略）
第三节 菱苦土（略）
第三节 菱苦土（略）
第四节 水玻璃（略）
第四节 水玻璃Байду номын сангаас
• 生成反应：
– Na2CO3+nSiO2 → Na2O· nSiO2+CO2↑
• 分子式：
硅酸钠水玻璃：Na2O· nSiO2； 硅酸钾水玻璃： K2O· nSiO2。
第四节 水玻璃
• 水玻璃的模数：
– 氧化硅与氧化钠的分子比n。一般在1.5～3.5 之间。 n 为 1 时能溶于水， n 加大，则只能在 热水中溶解；当n大于3时，要加压溶解。
第四章（I）复习· 概念体系
• • • • • 石膏的品种。 建筑石膏的凝结硬化过程。 建筑石膏的主要特性及用途。 菱苦土的组成、硬化特点、特性与用途。 水玻璃的组成、硬化特点、特性与用途。
第四章 习题***
1 、某民用建筑内墙抹灰采用石灰砂浆，施工验 收时，发现抹灰层有起鼓现象，伴有放射状裂 纹，并且还存在不规则的网状裂纹。试分析这 些裂纹的原因，应采取防止措施？（p71 ，4-8） 2、为什么说建筑石膏是一种很好的内墙抹面材 料？ 3、脱硫石膏的来源？与天然石膏有何异同？
4.2 石灰
4.2.4 石灰的技术性质 • 特点：硬化较慢；强度较低；吸湿；体 积收缩显著； • 钙质生石灰：MgO≤5％； • 镁质生石灰； MgO＞5％。 • 行业标准： • 建筑生石灰技术标准： 表 4-2*。 • 建筑生石灰粉技术标准：表 4-3*。
4.2 石灰
4.2.5 石灰在建筑中的应用
• 建筑石膏照片
4.1 石膏
4.1.1 石膏胶凝材料的生产 （1）原料：天然二水石膏 （CaSO4 2H2O） （石膏原料插图1、2、3） （2）工序：破碎、加热和磨细；由加热方式和温度的不 同可以生产不同性质的石膏胶凝材料；（石膏企业外 景插图） （3）生产半水石膏反应式：
●
4.1 石 膏
第四章复习· 思考题*
4、可用作为室内抹灰材料的是（）。 A.建筑石膏；B.石灰乳；C.菱苦土；D. 水玻璃。 5、可用于配制人造板材的是（）。 A. 建筑石膏；B. 菱苦土；C.石灰；D.水玻璃。 6、由气硬性胶凝材料配制的人造板材种类有哪 些？
第四章复习· 思考题*
• 石膏：石膏板材：装饰石膏板、纸面石 膏板。 • 石灰：碳化石灰板、硅酸盐板。 • 菱苦土：木屑板、木丝板、纤维板。 7、可用于土壤固化剂的是（）。 A.建筑石膏；B.高强石膏；C.消石灰；D菱 苦土；E.水玻璃
第四节 水玻璃
（1）涂刷建筑材料表面可提高抗风化能力
– 用浸渍法处理多孔材料时，可使其密实度和强度提 高。 – 常用水将液体水玻璃稀释至比重为 1.35 左右的溶液， 多次涂刷或浸渍，对粘土砖、硅酸盐制品、水泥混 凝土和石灰石等，均有良好的效果。 – 但不能用以涂刷或浸渍石膏制品，因为硅酸钠与硫 酸钙会起化学反应生成硫酸钠，在制品孔隙中结晶， 体积膨胀，从而导致制品的破坏。
第四节 水玻璃
Na2O· nSiO2+CaCl2+xH2O →2NaCl+nSiO2 · (x－1)H2O+Ca(OH)2 • 由这种方法加固的砂土，抗压强度可达3～ 6MPa。 • 用水玻璃还可配制耐酸砂浆和耐酸混凝土、耐 热砂浆和耐热混凝土。
第四章（I）复习· 概念体系
• 气硬性胶凝材料与水硬性胶粘材料的概 念。 • 过火石灰与欠火石灰，以及它们对石灰 质量的影响。 • 石灰的熟化与硬化过程。 • 石灰的主要特性及在建筑中的应用。
（1）石灰乳和石灰砂浆（欠火石灰和过火石灰；陈
伏及陈伏时间；）
（2）硅酸盐制品 硅酸盐混凝土中主要水化反应：
Ca (OH ) 2 SiO2 aq CaO SiO2 aq
ALC板插图（3）。 碳化石灰板（钙硅天花板）插图（3）。
4.2 石灰
（3）基础及道路工程： • 石灰土：石灰+粘土； • 三合土：石灰+粘土+砂（炉渣）； • 二灰：石灰+粉煤灰； • 二灰土：石灰+粉煤灰+土； • 二灰集料：二灰+集料（夯实）
第三节 菱苦土（略）
4.3.3 菱苦土的应用 • 特性：碱性弱，不会腐蚀纤维； • 制品：木屑地板、木屑板、木丝板和植 物纤维板*。 • 菱苦土对玻璃纤维仍具有一定的腐蚀性， 所以注意这种制品的耐久性。
第四节 水玻璃（略）
4.4.1 概述 4.4.2 水玻璃的硬化 4.4.3 水玻璃的性质与应用
4.3.1 概述 • 菱苦土的主要成分：MgO。 • 主要原料：菱镁矿（MgCO3）。 • 煅烧反应：MgCO3→MgO+CO2↑ 4.3.2 菱苦土的硬化 • 条件：空气中。 • 反应式：xMgO+yMgCl2· 6H2O → xMgO · yMgCl · zH2O (氧氯化镁) MgO+H2O →Mg(OH)2(氢氧化镁)
第四章 无机气硬性胶凝材料
• 气硬性胶凝材料：
– 只能在空气中硬化。
• 水硬性胶凝材料：
– 水泥。不仅能在空气中硬化而且能在水中硬 化。
4.1 石 膏
常用的石膏胶凝材料：建筑石膏、高强石膏、 无水石膏水泥、高温煅烧石膏 4.1.1 石膏胶凝材料的生产（略） 4.1.2 建筑石膏 4.1.3 高强石膏 4.1.4 粉刷石膏 4.1.5 无水石膏水泥和地板石膏
第四节 水玻璃
• 调制液体水玻璃时，可加入耐碱颜料和填料，兼有饰 面效果。 • 用液体水玻璃涂刷或浸渍含有石灰的材料如水泥混凝 土和硅酸盐制品等时，水玻璃与石灰之间起如下反应： • Na2O· nSiO2+Ca(OH)2 =Na2O ·(n－1)SiO2+CaO · SiO2+H2O 生成的硅酸钙胶体填实制品孔隙，使制品的密实度有所 提高。
4.1 石 膏
4.1 石 膏
• 木纤维石膏板
4.1 石 膏
• 木纤维石膏板
4.2 石灰
• • • • • 概述 生石灰的熟化 生石灰的硬化 石灰的技术性质 石灰在土木工程中的应用
4.2 石灰
4.2.1 概述
• 概念：石灰石、生石灰、熟石灰（消石 灰粉）； • 反应式：
4.2 石灰
• 石灰窑
• 生石灰
4.2 石灰
• 生石灰粉
• 生石灰粉
4.2 石灰
4.2.2 生石灰的熟化 • 熟化反应：快速放热反应； CaO+H2O=Ca(OH)2
4.2 石灰
4.2.3 石灰的硬化 • 条件：空气中。 • 机理：以下两个同时进行的过程： （1）结晶作用：CH从饱和溶液中结晶； （2）碳化作用：碳酸钙结晶。
土木工程材料 （4）
第四章 无机气硬性胶凝材料
4.1 石膏 4.2 石灰 4.3 菱苦土（略） 4.4水玻璃（略）
第四章 无机气硬性胶凝材料
• 要求：掌握石膏、石灰及水玻璃等气硬 性胶凝材料的硬化机理、性能及使用要 点，熟悉其主要用途 。 • 问题：
– 石膏在土木工程中的应用？在各种应用中石 膏起什么作用（作用机理）？ – 石灰在土木工程中的应用？在各种应用中石 灰起什么作用（作用机理）？
（下页插图：建筑石膏凝结硬化示意图）
4.1 石 膏
4.1 石 膏
（2）建筑石膏的技术性质与应用 • 技术性质：表4-1（p63）。 • 特点：强度低；体积稳定性好；凝结时间短； 吸湿性强；阻燃性好。 • 建筑用途：抹灰材料；墙体材料；装饰石膏制 品，内保温砂浆胶结材，自保温材料（砌块） 等。
建筑石膏技术要求(GB9776-88)
第四节 水玻璃（略）
4.4.1 概述 • 概念：
– 水玻璃俗称刨花碱（插图），是一种能溶于水的硅 酸盐。
• 生产：
– 有湿法和干法两种。湿法生产硅酸钠水玻璃时，将 石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅（2～3大气压）内用 蒸汽加热，并加搅拌，使直接反应而成液体水玻璃 （见下页图片）。干法（硅酸盐法）是将石英砂和 碳酸钠磨细拌匀，在熔炉内1300～14000C下熔化， 按下式反应生成固体水玻璃（见下页图片）