电子课件—建筑材料(第三版)—A09-1616 第三章气硬性胶凝材料

二、胶凝材料的分类
按化学成分可分为：
有机胶凝材料：如沥青、树脂、橡胶等。 无机胶凝材料：按硬化条件可分为
• 气硬性胶凝材料：只能在空气中凝结硬 化，也只能在空气中保持和发展其强度， 如建筑石膏、石灰、水玻璃等；
• 水硬性胶凝材料：不仅能在空气中硬化， 而且能更好地在水中硬化，并保持和发 展其强度，如各种水泥。
液体水玻璃可以与水按任意比例混合。
二、水玻璃的生产
第三节 水玻璃
湿法：将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅内用 蒸汽加热，并加搅拌，使直接反应而成液体 水玻璃。
nSiO2＋2NaOH→Na2O·nSiO2＋H2O 干法：是将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在熔
炉中于1300～1400℃高温下熔化，生产固体 水玻璃，将固体水玻璃装进蒸压釜中，通入 水蒸汽，使固体水玻璃溶解于水中，便获得 液体水玻璃。
答：在建筑或抹面工程中，石灰必须先 充分进行熟化后才能够使用，若有未熟 化的颗粒，使用后未熟化的颗粒将继续
熟化，放出大量的热量，产生体积膨胀 ，使得表面凸起，开裂，或局部脱落而
影响施工的质量。故~~~。
三、石灰的硬化
（1）结晶过程 （2）碳化过程
产物是什 么？
反应条件是 什么？
第一节 石灰
四、石灰的技术性质
石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时 间不足，致使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化， 导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)2，产生体积膨 胀，从而形成膨胀性裂纹。
石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程 中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大、石灰过多，易产生此 类裂纹。
②硬化后孔隙率大、强度较低。建筑石膏孔隙 率可高达50％～60％。较高的孔隙率使得石膏 制品的强度较低。
③体积稳定。建筑石膏凝结硬化过程中体积不 收缩，还略有膨胀，一般膨胀率为0.5%～1.5%。
④装饰性好。石膏洁白、细腻。可锯可钉。
第二节 石膏
四、建筑石膏的技术性质
⑤不耐水。若长期浸泡在水中还会因二水石膏晶 体溶解而引起溃散破坏；若吸水后受冻，还会因 孔隙中水分结冰膨胀而引起崩溃。因此，石膏的 耐水性、抗冻性都较差。
五、水玻璃的应用
第三节 水玻璃
1．涂刷材料表面 2．加固土壤（与氯化钙） 3．配制防水剂 4．水玻璃砂浆，修补砖墙裂缝 5．耐酸砂浆，耐酸混凝土
实例分析
观察与讨论
水玻璃与铝合金窗表面的斑迹
某些建筑物的室内墙面装修过程中可以观 察到，使用以水玻璃为成膜物质的腻子作为底 层涂料，施工过程往往散落到铝合金窗上，造 成了铝合金窗外表形成有损美观的斑迹。试分 析原因，应采取什么措施避免这类现象。
nSiO2 Na2CO3 1300~1400℃ Na2O nSiO2 CO2
三、水玻璃的硬化
第三节 水玻璃
水玻璃在空气中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝 胶，并逐渐干燥脱水成为氧化硅而硬化，其表达 式为：
Na2O·nSiO2+CO2+mH2O＝nSiO2·mH2O+Na2CO3 由于空气中二氧化碳的浓度较低，为加速水玻璃
第三章 气硬性胶凝材料
本章讲述了建筑工程中常用的石膏 、石灰和水玻璃三种气硬性胶凝材 料。要求掌握各种材料的特性及应 用，熟悉其生产、凝结硬化原理以 及储运、使用中应注意的问题。
一、胶凝材料的定义
胶凝材料是指能将散粒材料、块状 材料或纤维材料粘结成为整体，并 经物理、化学作用后可由塑性浆体 逐渐硬化而成为人造石材的材料。
要求高时也用硅酸钾(K2O·nSiO2)的水溶 液，又称钾水玻璃。
第三节 水玻璃
泡花碱
泡花碱水溶液
水玻璃模数
第三节 水玻璃
二氧化硅(SiO2)与氧化钠(Na2O)的摩尔数的比值n，称 为水玻璃的模数。
水玻璃溶解于水的难易随水玻璃模数n而定。n值越大， 水玻璃的越难溶于水。
水玻璃的浓度越高，模数越高，则水玻璃的密度和粘 度越大，硬化速度越快，硬化后的粘结力与强度、耐 热性与耐酸性就越高。但水玻璃的浓度和模数不宜太 高。
2.化学石膏。是指化工生产过程中所生成的以 C品a。SO4·2H2O或CaSO4·0.5H2O为主要成分的副产 第二节 石膏
二、石膏的生产
第二节 石膏
半水石膏有α、β型两种，α型为高强度石 膏，β型为建筑石膏。
建筑石膏——熟石膏，晶体较细，需水量
较大（80～100％） ，因而强度较低。
高强石膏——晶粒粗大，需水量小
吸声用穿孔石膏板：用于音乐厅，影剧院，会议 室的吊顶、墙面材料。
耐水纸面石膏板：（添加耐水外加剂），用于厨 房、卫生间。
耐火纸面石膏板：（添加无机耐火纤维），用于 公共建筑，如影剧院、体育馆、展馆、幼儿园、 商场的吊顶、墙面、隔断。
特种耐火石膏板 用于防火等级要求高的建筑物 。
艺术浮雕装饰制品
（35～45％），强度高。高级室内抹灰、 石膏线、石膏板等。
三、建筑石膏的水化、硬化
CaSO4
•
1 2
H2O
1
1 2
H2O
CaSO4
•
2H 2O
１—半水石膏；２—二水石膏胶体微粒；
３—二水石膏晶体；４—交错的晶体
第二节 石膏
第二节 石膏
四、建筑石膏的技术性质
①凝结硬化快。建筑石膏水化迅速，适合于大 规模连续生产。在使用石膏浆体时，若需要延 长凝结时间，可掺加适量缓凝剂。
六、石灰的储存
干燥：防雨、不得与易燃易爆等危险液体 物品混合存放和运输 如长时间存放，需紧密防水、防潮，一般 存放不得超过一个月，做到“随到随化” 将储存期变为熟化期。 消石灰储运时应包装密封，以隔绝空气， 防止碳化。
石灰咏
〈明〉于谦
千锤万凿出深山，→原料 烈火焚烧若等闲；→制备 粉身碎骨浑不怕， →熟化 要留清白在人间。 →应用
②耐酸性好。用于配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂浆、耐酸 胶泥等。
③耐热性好。用于配制水玻璃耐热混凝土、耐热砂浆、耐热 胶泥。
④耐碱性和耐水性差。在硬化后，仍然有一定量的水玻璃 Na2O·nSiO2。由于SiO2和Na2O·nSiO2均可溶于碱。Na2O·nSiO2 可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。为提高耐水 性，常采用中等浓度的酸对已硬化的水玻璃进行酸洗处理。
的加硬速化二， 氧常 化加 硅入 凝氟胶硅的酸析钠出(。Na2SiF6)作为促硬剂，
2（Na2O·nSiO2）+mH2O+Na2SiF6 ＝（2n+1）SiO2·mH2O+6NaF
氟硅酸钠的适宜用量为水玻璃重的12～15％。
第三节 水玻璃
四、水玻璃的技术性质
①粘结力强、强度较高。水玻璃在硬化后，其主要成分为二 氧化硅凝胶和氧化硅，因而具有较高的黏结力和强度。用水 玻璃配制的混凝土的抗压强度可达15～40 MPa。
实例 分析
观察与讨论
(1) 建筑石膏粉的质量问题 (2) 硬化石膏的结构与性能
（1）石膏饰条粘贴失效 （2）石膏制品发霉变形
工程实例分析
第三节 水玻璃
一、定义
水玻璃俗称泡花碱，是由不同比例的碱 金属氧化物和二氧化硅化合而成的一种 可溶于水的硅酸盐。
建筑常用的为硅酸钠(Na2O·nSiO2)水溶 液，又称钠水玻璃。
◎过火石灰：温度过高或煅烧时间过 长；→长期使用后崩裂、鼓泡
◎欠火石灰：温度过低或煅烧时间过 短。→降低质量（CaO含量低）
第一节 石灰
二、生石灰的熟化
CaO H2O Ca(OH) 2 Q
特点： （1）放热量大 （2）体积膨胀 （3）反应可逆
第一节 石灰
思考题:工地上使用石灰时，为 什么要先进行熟化处理？
⑥防火性能良好。石膏制品本身不可燃，而且具 有抵抗火焰靠近的能力。
⑦具有一定调湿作用。由于石膏制品内部的大量 毛细孔隙对空气中水分具有较强的吸附能力，在 干燥时又可释放水分。
•纸面石膏板
•装饰石膏板
•石膏艺术制品
吸声用穿孔石膏板
嵌装式装饰石膏板：用于吊顶，嵌固在龙骨上。
普通纸面石膏板：用于室内隔断，吊顶，要经过 表面处理才能做装饰材料，如抹腻子、刷漆。
第一节 石灰
一、石灰的原料及生产
石灰岩 煅烧
生石灰
CaCO3 900C CaO CO2
MgCO3 600C MgO CO2
钙质石灰： MgO含量小于或等于5％
Hale Waihona Puke 镁质石灰： MgO含量大于5％
第一节 石灰
石灰石
白云质石灰石
白垩
贝壳
原料：采用石灰石、白云石、白垩、贝壳等原料 经煅烧后，即得到块状的生石灰。
生石灰粉：是由块状生石灰磨细而成。
消石灰粉：将生石灰用适量水经熟化和干燥而 成 的粉末，主要成分为Ca(OH)2,称为消石灰粉。
石灰膏：将块状生石灰用过量水(约为生石灰体 积的3～4倍)熟化，或将消石灰粉和水拌和，所得的 一定稠度的膏状物，主要成分为Ca(OH)2和水。
生产工艺关键——煅烧（温度、时间）
①保水性和可塑性好。 ②硬化较慢、强度低。 ③硬化时体积收缩大。 ④耐水性差。
第一节 石灰
石灰砂浆的裂缝
两者有何 差别？
过火石 灰膨胀 裂纹
石灰网 状收缩 裂纹
A
B
在煅烧过程中，若温度过低或煅烧时间不足，使得 CaCO3不能完全分解，将会生成“欠火石灰”。如果煅烧时 间过长或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的“过火石 灰”。过火石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生 体积膨胀，引起已变硬石灰体的隆起鼓包和开裂。
讨论
五、石灰的应用
第一节 石灰
①石灰乳涂料石灰+水，内外、顶棚涂料
②拌制砂浆消石灰粉+沙子+水 石灰砂浆
消石灰粉+水泥+沙子+水 抹灰砌墙