建筑装饰材料 无机胶凝材料课件.ppt

《建筑装饰材料 无机胶凝材料课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑装饰材料 无机胶凝材料课件.ppt（125页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第3章无机胶凝材料,主要内容: 本章介绍建筑工程中常用的石膏、 石灰、水泥三种无机胶凝材料的原料、生产、硬化原理、技术性质及其在工程中的应用。 其中石膏、石灰、水泥的技术性质、影响因素、工程应用是学习的重点。,什么是胶凝材料cementing material,又称胶结料。在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，制成有一定机械强度的复合固体的物质。分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料两大类。,1、水硬性胶凝材料 和水成浆后，既能在空气中硬化，又能在水中硬化的胶凝材料。这类材料通称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。 2、气硬性胶凝材料不能在水中硬化但能在空气

2、中或其他条件下硬化的胶凝材料。分为无机的（包括石灰、建筑石膏、水玻璃和菱苦土）和有机的（如沥青、树脂等）两种。一般用途的有石灰、石膏等。,无机凝胶材料的特点:,原料丰富,生产成本低;耐久性好,适应性强;耐火性好;维护成本低;组合或复合其它材料的能力强;可有效的利用废渣.,3.1 石 膏,石膏是一种气硬性胶凝材料，只能在空气中凝结硬化，并在空气中保持和发展其强度，不能再水中凝结硬化。3.1.1石膏的生产 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。 存在于石膏矿和工业副产品。建筑石膏只是其中一种,石膏矿资源遍布世界各地，探明储量大于600亿吨，主要集中于亚洲

3、、北美，以中国资源最为丰富。湖北、湖南两省都是中国石膏矿的主要产区之一 。,1、盐类矿产石膏矿,露天石膏矿,盐类矿产石膏矿,高温热液溶解石膏矿脉，在平静处比如洞穴，水坑之类的地方，温度降低，压力减小，硫酸钙逐渐从中析出，渐渐长大。 硫酸钙的溶解度较大，所以石膏的生长速度也就比较快，形成结晶。如：平邑石膏矿主要分布于第三系卞桥组地层中，为陆相湖泊沉积型。,2、工业副产石膏,是某些化学工业的生产过程中，同时产生的以硫酸钙为主要成分的副产品，可作为石膏胶凝材料的原料1.氟石膏氟石膏是制备氢氟酸生产过程中排除的废渣。萤石粉（CaF2）和硫酸（H2SO4）按一定比例配合经加热产生反应：CaF2 +H2S

4、O4=CaSO4+ 2HFHF气体经冷凝收集成氢氟酸，Ca SO4残渣即氟石膏。氟石膏常残留一定数量的酸，因此需用石灰进行中和。,工业副产石膏,2、磷石膏磷石膏是洗衣粉厂和磷肥厂等制造磷酸时的废渣，是磷灰石（或氟磷灰石）和硫酸反应生成磷酸及石膏。反应如下：Ca5F(PO4)3+5 H2SO4+10H2O=3H3PO4+5CaSO42H2O+ HF磷石膏主要成分为二水石膏，含量可达85以上。常含有2左右的磷、氟、有机物等杂质。磷石膏的结晶与天然二水石膏很接近。多数呈菱形板状，部分呈长板状，少量为燕尾双晶。,3.1.2 石膏的分类1）按形状石膏分,石膏一般呈板状、叶片状、针状和纤维状形式进行结晶，

5、少数呈柱状，有时也可见燕尾双晶形。所以，按形状石膏的种类可为透明石膏、纤维石膏、雪花石膏、片状石膏和土石膏等。,天然的石膏矿有二水石膏(CaSO4.2H2O)及无水石膏(CaSO4).（1）无水石膏（aSO4）：也称硬石膏，它结晶紧密，质地较硬，故又称为硬石膏，是生产硬石膏水泥的原料。（2）天然石膏（aSO42H2O）：也称生石膏或二水石膏，质地松软,故又称为软石膏.大部分自然石膏矿为生石膏，是生产建筑石膏的主要原料。（）建筑石膏 （aSO41/2 H2O） 也称熟石膏或半水石膏。是由二水石膏加热至一定的温度后脱去部分的结晶水而得到的。根据其内部结构不同可分为型半水石膏和型半水石膏：天然硬石膏

6、主要是由无水硫酸钙（CaSO4）所组成的沉积石岩。矿层一般位于二水石膏层的下面，通常，硬石膏在矿物水作用下可变成二水石膏。,2）根据结晶水的含量可分为,3.1.3 石膏结构和性质,1、硬石膏结构和性质结构：硬石膏属斜方晶系。晶体呈柱状和厚板状，集合体常呈块状或粒状。纯净的硬石膏透明，无色或白色，但含杂质时，就会呈灰白或灰黑色，有时微带红色或蓝色。硬石膏不同于二水石膏，它在三个互相垂直的方向上都具有完全的解理。折射率Ng1.614，Np1.57，纯的硬石膏与二水石膏相比，乃是一种比较致密的坚硬岩石，密度大，在自然界中， 二水石膏比硬石膏少的多。,3.1.3 石膏结构和性质,硬石膏特性：它在400

7、1180温度范围内是一个稳定相。它的晶粒大小、密度和连生程度与热处理温度有关。温度越高，结构越致密，密度一般为22003100kg/m3,在水中的溶解度较小，当温度3时为3.77gCaSO4/L，当温度50时为1.84gCaSO4/L。,半水石膏（又名熟石膏）由于加热条件不同，形成了型和型两种不同形态的半水石膏。型半水石膏是用蒸压釜在饱和水蒸汽的湿介质中蒸炼而成的，脱出的水是液体；而型半水石膏的脱水形成过程是在处于缺少水蒸汽的干燥环境中进行的，脱出的水是蒸汽。形成条件的差异，导致在结构、物理力学性能上的差别：型半水石膏为菱形结晶体，晶体尺寸大而完整，晶形良好、密实，从建筑性质上可以把它称为高强

8、建筑石膏；而型半水石膏呈细鳞片状集合体，晶体表面有裂纹，结晶很细不规则，从建筑性质上把它称为普通建筑石膏。型半水石膏硬化浆体的强度比型半水石膏硬化浆体的强度低很多。,3.1.3 石膏结构和性质2、半水石膏（建筑石膏）的结构与性质,当加热温度超过170时，可生产无水石膏，只要温度不超过200，此无水石膏具有良好的凝结硬化性能。当加热温度超过800时，部分石膏会分解出CaO，经细磨后得到的石膏称为煅烧石膏。在凝结硬化过程中，由于CaO的作用，在和H2O混合后生成Ca(OH)2，Ca(OH)2和空气中的CO2作用形成坚硬的CaCO3，因此此种石膏也称地板石膏。,3.1.3 石膏结构和性质,水化是指物

9、质与水所起化合作用的过程。即物质从无水状态转变到含结合水状态的反应，包括水解和水合。凝结是指物质加水后，开始变成流动性浆体，浆体向固体发展形成了一定的结构，可以承受微弱的力量，但不能承受强大的力量的过程。硬化是指浆体从失去流动性发展到能承受强大力量的过程。此过程也可以认为是结晶结构网形成的过程。,建筑的水化过程及机理,建筑石膏的水化和硬化,建筑石膏加水后，很快发生水化反应，生成水化产物aSO42H2O,随着水化的不断进行，二水石膏胶体微粒凝聚转变为晶体。晶体颗粒逐渐长大，且晶体颗粒间相互搭接、交错、共生（两个以上晶粒生长在一起），产生强度，即浆体产生了硬化。这一过程不断进行，直到浆体完全干燥，

10、强度不断增加，此时浆体已硬化称为石膏制品。,3.1.3 石膏的性能和结构石膏胶凝材料的制备和石膏制品的制作本质上有何区别？,石膏凝胶材料的制备:将二水石膏为原料在一定条件下进行热处理脱水而制得。二水石膏受热脱水过程中，根据不同条件，会得到各种半水和无水石膏变体，它们的结构和性质是有区别的。 石膏制品的制备过程:将半水石膏(或脱水石膏)与适当的水溶液拌和称为膏浆,由于水化作用再生成二水石膏晶体,从而得到一定形状的石膏制品.石膏胶凝材料在水化过程中，仅生成水化产物浆体并不一定能形成具有强度的人造石，而只有当水化物晶体互相连接生形成结晶结构网时，才能硬化并形成具有强度的人造石。所以，可以认为，石膏浆

11、体的硬化过程就是结晶结构网的形成过程，而浆体结晶结构网的形成过程又一定伴随着强度的发展。,提高石膏硬化浆体抗水性的途径:,1)保证石膏硬化浆体结晶结构的形成;2)保证一定强度的条件下,减少接触点的数量;3)保证石膏浆体有较高的密实度;4)加入一定量的硅酸盐水泥或其他含有活性二氧化硅,三氧化硅的氧化钙的外加剂;5)用沥青-石蜡悬浮液以及其他水溶性聚合物对石膏制品进行改性.,3.1.4 建筑石膏的应用和性质,在水泥工业中作为制造硅酸盐水泥的缓凝剂并增强水泥的强度，用量占水泥总成分的45。在建筑业上将天然石膏矿烧到170时所得的灰泥石膏，用于涂抹天棚、木板和檐板等；煅烧到750并碾成粉末所得的地板石

12、膏，用于制造印花墙板、窗框、窗台、台阶、地檐等建筑装饰材料。适宜做绝热、保温、吸声和防火材料在造纸和油漆工业中，石膏矿用作填充料；在陶瓷上用作高级瓷器模型以及高级雕塑艺术品；在外科医疗上，也均用到石膏矿。,石膏的应用特点,1）凝结硬化快，强度较低；2）孔隙率大,体积密度小；3）凝结硬化时体积膨胀；4）保温性和吸声性能好；5）具有一定的调温和调湿性能；6）防火性好，但耐火性较差；7）耐水性，抗掺性，抗冻性差。,凝结硬化快、强度较低，孔隙率大,体积密度小,一般石膏初凝时间仅为10min，终凝时间不超过30min.这对一般额施工十分合适。建筑石膏水化时，为了使浆体有一定的塑形，需要用较多的水拌和，硬

13、化后多余的水分蒸发，使石膏内部形成大量空隙，因此强度较低。型半水石膏因为在水化过程中加水较少，硬化后比较密实，因此强度也较高。,凝结时体积略有膨胀,建筑石膏浆体凝结硬化的过程实际是石膏吸收结晶水的过程，因此其体积略有膨胀，这种特性使石膏装饰过程中不会产生裂缝，表面光滑饱满、棱角清晰。,保温、吸声性能较好,建筑石膏凝结硬化后孔隙率大，使其传热性能显著下降，保温性能良好。特别是表面大量的微孔，使其具有良好的吸声性能。,耐水性差、防火性良好,建筑石膏硬化后呈多孔状态，且二水石膏微溶于水，具有很强的吸湿性和吸水性。因此石膏制品的耐水性差。担当二水石膏遇到火灾时，结晶水会变为水蒸气而蒸发，并能在石膏表面

14、形成水蒸气幕，有效地阻止火势的蔓延。,由于建筑石膏的优良特性，常用于室内高级抹灰和粉刷。 建筑石膏加砂、缓凝剂和水拌和成石膏砂浆，用于室内抹灰，其表面光滑、细腻、洁白、美观。石膏砂浆也作为腻子，填平墙面的凹凸不平。建筑石膏加缓凝剂和水拌和成石膏砂浆，可以作为室内粉刷的涂料。,建筑石膏的应用1、室内抹灰及粉刷,1)定义：是以半水石膏和护面纸为胶凝材料，掺加适量纤维、胶粘剂、促凝剂、缓凝剂，经料浆配制、成型、切割、烘干而成的轻质薄板。 2)特点：具有质轻、保温、防火、吸声、抗冲击，调节室内温度湿度等性能，可锯、可钉、可钻，并可以用钉子、螺栓和石膏为基材的粘结剂粘结。 3)应用：价格低廉、现场加工简

15、单、防火性能良好，主要适用于室内隔断和吊顶，而且要求环境干燥。不适用于厨房、卫生间以及空气相对湿度大于70%的潮湿环境。,2、普通纸面石膏板,图4.1普通纸面石膏板的棱边,1)定义：装饰石膏板是以建筑石膏为胶凝材料，加入适量的纤维增强材料、胶粘剂、改性剂等辅料，与水拌和成料浆，经成型、干燥而成的不带护面的装饰板材。所用的纤维材料为玻璃纤维，为了增强板的强度，也可以附加长纤维或玻璃长纤维捻成绳，在石膏板成型过程中，呈网格方式布置在板内。板面可制成平面型的，也可以制成有浮雕图案或带有小孔洞的形状。 2)特点：它具有质轻、强度高、图案饱满、细腻、色泽柔和、美观、吸音、防火、隔热、变形小及可调节室内湿

16、度等优点，并具有施工方便，加工性能好，可锯、可钉、可刨、可粘贴等特点，是较理想的顶棚吸音板及墙面装饰板材。,3、装饰石膏板,3)应用：装饰石膏板不需作饰面处理。可以用于宾馆、商场、音乐厅、会议室、幼儿园、住宅等建筑的墙面和吊顶装饰。 4)规格： 装饰石膏板为正方形，其棱边断面形式有直角形和倒角形。板材的规格为500mm500mm9mm，600mm600mm11mm。,1)定义：吸声用穿孔石膏板是以装饰石膏板、纸面石膏板为基板，在其上设置孔眼而成的轻质建筑板材 2)应用：吸声用穿孔石膏板主要用于音乐厅、会议室以及对音质要求高的或对噪音限制较严的场所，作为吊顶、墙面等等吸声装饰材料。,4、吸声用穿

17、孔石膏板,3)规格：板材的规格尺寸分为500mm500mm和600mm600mm两种，厚度分为9mm和12mm两种板面上开有6， 8， 10的孔眼，孔眼垂直于板面，孔距的大小为1824mm。孔径越小，孔距也越小。穿孔率为5.7%15.7%，孔眼呈正方形或三角形排列。除标准所列的孔形外，实际应用中还有其他孔形。,5.其他石膏制品,包括石膏角线、石膏花角、石膏灯圈、石膏罗马柱等。石膏角线多用高强石膏或加筋建筑石膏制作，用浇注法成型，其表面的雕花图案多种多样。石膏角线以其装饰性好、价格低廉而广泛应用于普通的家具和商业的天花角线装饰；石膏花角常用于天花平面四周角的粘贴装饰；石膏灯圈多为圆形或椭圆形，结

18、合吊灯的装饰，粘贴于天花平面中央；石膏罗马柱分上、中、下三部分，上为柱头、下为基座，中为方柱体或空心圆，常用于门面、厅堂和门窗洞口的装饰。,3.2 石 灰,天然的石灰石是沉积岩，是由含碳酸钙成分的细小的生物残骸沉入海底，形成由贝壳、甲壳、骨骼等组成的岩层，经相当年后，岩层逐渐致密而成为坚硬的岩石。 定义：由石灰石、白云岩、白垩、贝壳等碳酸盐含量高的原料经9001300煅烧，尽可能分解和排出CO2而得到的产品，称生石灰。主要成分是CaO，呈块状，色白或淡黄，有强烈的吸水性和吸湿性，易与水作用生成Ca(OH)2熟石灰。在潮湿的状态下，进一步吸收空气中的CO2，变成CaCO3而硬化。 作为胶凝材料，

19、兼有水硬性和气硬性，主要表现为气硬性 。,3.2.1 石灰的原料,普通石灰石、白云石、大理石、石灰华、贝壳石灰石、白垩，以及工业废料，如电石渣、碱渣等。普通石灰石，是煅烧石灰的主要原料，其结构致密，CaCO3含量较高，一般超过90。大理石，是由石灰岩变质生成的，是CaCO3含量最多的岩石，主要用作装饰工程。只有那些不适宜作装饰材料的大理石以及大理石碎块，才用来烧制石灰；某些工业废料如有机合成工业中消化电石的电石渣（主要成分为Ca(OH)2）,用氨碱法制碱的残渣（主要成分为CaCO3）等，也可用来生产石灰。,石灰石,白垩,石灰岩的一种，主要成分是碳酸钙(CaCO3)。是由古生物的残骸集聚形成的。

20、白色，质软，分布很广，用作粉刷材料等。作为矿物的白垩一般用来制造粉笔等产品。,3.2.2石灰石煅烧的化学反应及石灰的结构,是碳酸钙为主的天然岩石进行煅烧分解反应后得到的。 CaCO3CaO+CO2（900-1300度）生石灰的性能主要取决于石灰石的煅烧条件，而石灰石由于地质形成条件不同，在其化学和物理特点方面可能有较大的差异。经煅烧后的生石灰可能出现以下三种情况：1.正火石灰。即在低于烧结温度下煅烧，分解完全的石灰。色淡，无明显烧结和体积收缩，无裂缝或微裂缝，质量好，主要成分是CaO，块体容重为2.22.5g/cm3 。 2. 过火石灰，煅烧温度高、时间长的石灰。表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体

21、积收缩明显，颜色呈灰黑色，块体容重大，CaO晶体的尺寸一般大于10m，水化很慢。3.欠烧石灰 也可称为欠火石灰。即一种煅烧温度低或煅烧时间短，没有烧透的石灰。内部有未分解的核，容重比较大，由于煅烧不充分，所以活性CaO加MgO总量低于60，难以水化。,3.2.2.石灰的水化和硬化,1.石灰的熟（水）化 生石灰（氧化钙）与水发生作用生成熟石灰（氢氧化钙）的过程，称为石灰的熟化或消解。 CaO+H2OCa(OH)2 熟石灰又称消石灰，有两种熟化形式即：石灰膏与消石灰（粉状）,2. 石灰的硬化,石灰浆体的硬化过程包括干燥硬化和炭化硬化机理: 干燥硬化砌体吸水、空气 碳化硬化碳化生成CaCO3由于空气

22、中的二氧化碳少,且生成的碳酸钙负在表面阻止反应的进行因此石灰浆体硬化慢,强度低,也不耐水.,3.2.3.石灰的特性、质量要求与应用,1.石灰的特性:a.保水性与可塑性好 b.凝结硬化慢,强度低c.耐水性差 d.干燥收缩大,a.良好的可塑性,石灰熟化成石灰浆时，能自动形成颗粒极细的、呈胶体分散状态的氢氧化钙。因此石灰浆具有良好的可塑性，在水泥砂浆中掺入石灰浆，能显著提高其可塑性。,b.凝结硬化慢,石灰的凝结硬化只能在空气中进行，且硬化速度较慢，硬化后强度不高。,c.耐水性差,石灰硬化后受潮后石灰溶解，强度更低。因此石灰不适宜在潮湿环境下使用。,d.干燥收缩大,石灰在硬化过程中蒸发大量的水而引起显

23、著的收缩，造成变形开裂，因此出来调成石灰乳作薄层涂饰外，不能单独使用。常掺入细砂、纸筋等以减少收缩,2.石灰的的质量要求,建筑生石灰:为 有效氧化钙和有效氧化镁的含量,二氧化碳含量及细度并按此划分优等品,一等品,合格品.建筑消石灰:为 有效氧化钙和有效氧化镁含量,游离水含量,体积安定性及细度,并由此划分优等品,一等品,合格品,3.2.4 石灰的应用,土木工程中应用范围很广，品种主要有块状生石灰（cao）、磨细生石灰(cao)、消石灰粉(Ca(OH)2)和熟石灰膏(Ca(OH)2)。除块状生石灰外，其它品种均可在工程中直接使用： 1.拌制灰土或三合土（广泛用于基础、路面、地面等的垫层）; 2.配

24、制水泥石灰砂浆、石灰砂浆（用石膏、水泥、砂配置的混合砂浆，是目前用量做大、用途最广的砌筑砂浆机墙体找平砂浆）; 3.制造加气混凝土砌块、粉煤灰砌块等（用生石灰和硅质材料（如石英砂、粉煤灰等）为原料加水搅拌，经成型、蒸养而成的材料，常用于墙体材料）。,1.三合土,是黄土、石灰和河沙三者的混合物。它的制作方法是将这三种原料按一定的比例混合后，用竹片或木槌不断地炼打、翻动，然后堆放停置一段时间使其融合、老化。特别是石灰和黄土都有一个从生到熟的演化过程。停置时间的长短应掌握在混合物未硬化之前，几天十几天不一，然后再次炼打、翻动。这样的炼打次数越多、越久则效果越好。而它的干湿度应掌握在用手捏可以成团状，

25、用手揉又会散开为适。 这就是建筑上所用的“三合土”。用这种“三合土”夯打土楼的墙基是相当坚实的。它既可以承载巨大的压力，又可以防止洪水、山水的冲刷和浸泡，而且有着坚不可摧的防御功能。 但由于这种“三合土”的成本高，制作也麻烦，时间又长。因此，在土楼的建造中，人们只能将它用在墙基约一米半以下的高度上。除此，土楼的先民们还把这种“三合土”广泛地运用到其他的一些建筑工程中去，比如楼廊、凉亭、庵庙等公共场所。大凡在远古时代所修建的坟地、公墓也随处可以看到“三合土”的身影。,广西上思三合土棺椁内发现黑色内棺(组图),由于密封和保存如此完备的“三合土”棺椁在广西尚属首次发现，在国内亦属少见。所以专家组中不

26、仅包括来自了区内的考古专家，还邀请了北京、陕西、湖北等地的相关专家加入。一大一小两副“三合土”棺椁，由于较小的棺椁在从发现现场移动至上思县文管所过程中，导致大量棕褐色的不明液体泄露，估计棺椁出现裂缝。专家推测，泄露的这些液体应该是土壤里渗透进棺椁的水分。但从这些泄露的液体也透露出两个极其重要的信息：液体没有异味，要么里面的遗体依然保存完好，要么遗体已经完全腐烂。针对棺椁已经产生裂隙发生液体渗漏的事实，就必须尽快进行抢救性保护，确保文物完好，因此需要尽快做好这幅棺椁的开棺工作。 此前，专家就已推定，这两具棺椁外面是以白石灰为主，粗砂、粘土等为辅制成的“三合土”外椁，包裹着里面的木制棺椁。经过专家

27、组对棺椁的测量、分析、研究，最终确定了开棺方案：先在“三合土”棺椁钻出探眼，对内棺里的气体进行取样，然后在外层棺椁一侧上方竖着切开两道探槽，通过探槽确定棺木的结构，为完整开棺做准备。相关专家告诉记者，对内棺的气体取样分析，是为了了解棺内物品的保存状况。解剖“三合土”非常艰难19日下午4时50分，经过一个下午的努力，专家们利用现场的钻探设备，终于穿过厚厚的“三合土”和棺木，钻通到了内棺。这一进展让在场的专家们都兴奋不已。负责对内棺气体进行取样的专家立即找来了橡胶管和特大号的针筒，细心地把橡胶管塞到钻出来的小孔深处，将内棺的气体收集在针筒，部分气体则充入气球内保存，准备对内棺的气体进行下一步的化验

28、分析。,“三合土”内惊现“棺”中棺随着小型起吊工具的的启动，“三合土”棺椁的上层慢慢移开，一副木制的盖板出现在专家组的眼里。如何完好无损地打开顶盖成了专家们面临的又一个问题。经过对木制棺盖的测量，长约2.08米，宽约0.6米。从色泽和质地来看，应该是由整块樟木制成，凑近仔细一闻，还有一股香味。整个木制盖板尽管已经历了数百年，除了表层已有腐烂的迹象外，还能清楚地看清楚树木的年轮。木棺顶盖是否是采用榫铆结构的？还是有铁钉或是木钉钉盖？在地下埋了数百年的木料又是否还经得起打木楔子时产生的影响呢？最终专家决定沿着木制的盖板切割，同样使用两端撬动侧面木楔的方法，让盖板与木棺主体分离。20日晚8时许，随着

29、棺盖的掀开，让在场的专家都难以置信，发出了一阵阵惊呼：在木制的“棺”里面，居然还保存着一幅黑色的内棺，内棺比外面的木椁稍小，外表有一层黑漆。除了内棺顶部有几处细小裂纹外，总体保存完好。在灯光照射下，内棺仍发着黑色的幽光。“太漂亮了。”现场的一位专家情不自禁地发出赞叹。为什么会出现“棺”中棺这一现象？据专家介绍，这一葬法在古代的非常常见，一般称为一棺一椁。椁，指的是棺材外面套的大“棺”。专家们最初开启的“木棺”顶盖更确切地说法应该是“木椁”顶盖，而“木椁”外面厚厚的“三合土”层则可以说是这一副棺椁的封泥，因此，这是一副用“三合土”封装的一棺一椁。专家组经过合计后，决定暂时将棺椁封存，留待次日再对

30、内棺进行开启。,2.混合砂浆,砂浆与水泥、石灰按一定比例配制的混合物，叫混合砂浆。混合砂浆由于加入了石灰膏，改善了砂浆的和易性可塑性，操作起来比较方便，有利于砌体密实度和工效的提高。,水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆,a.砂浆中加入水泥叫水泥砂浆。水泥砂浆是由水泥和砂子按一定比例混合搅拌而成的，它可以配制强度较高的砂浆。水泥砂浆一般应用于基础、长期受水浸泡的地下室和承受较大外力的砌体。b.加入石灰(膏)叫白灰砂浆或石灰砂浆。石灰砂浆是由石灰膏和砂子按一定比例搅拌而成的砂浆，完全靠石灰的气硬而获得强度。石灰砂浆仅用于强度要求低、干燥环境 。成本比较低。c.加入水泥，又加入白灰的，叫混合砂浆。,3.加

31、气混凝土砌块,加气混凝土砌块的生产原理是利用硅质材料，钙质材料，另外掺入适量调节材料和少量的发气材料这些原材料经过处理，配料搅拌，浇注到模具进行发气初凝；然后对其切割并放入蒸压釜养护直到出釜堆垛装车。 加气混凝土砌块是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能良好、可钉、可锯、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料。早在三十年代初期，我国就开始生产这种产品，并广泛使用于上海国际饭店、上海大厦、福州大楼、中国人民银行大楼等高低层建筑中。是一种优良的新型建筑材料。并且具有环保等优点。,3.3 水 泥,内容提要： 介绍硅酸盐水泥的矿物组成、水化硬化机理、影响水化因素； 硅酸盐水泥、白水泥主要技术性质,水泥石的腐

32、蚀和防止； 其它掺混合材的水泥、特种水泥； 正确选择和使用水泥。,水泥的分类:,(1)按水泥的化学成分分类:硅酸盐系;铝酸盐系;硫铝酸盐系;磷酸盐系.(2)按混合方法分类:一般水泥;快硬高强水泥;水工水泥及耐侵蚀水泥;膨胀水泥;油井水泥及耐高温水泥;装饰水泥;地方性水泥.,3.3.1 白水泥,在建筑装饰工程中，装饰水泥和装饰混凝土的用量和用途越来越来大，越来越广泛。装饰水泥和装饰混凝土的核心材料是白水泥。,Q1白水泥是干什么用？,白水泥与彩色水泥以其良好的装饰性能而被广泛使用于接缝材料，配制成各种颜色的彩色混凝土结构材料和彩色砂浆。近年来硅酸盐类人造大理石饰面材料发展很快，其面层也是采用白色水

33、泥或彩色水泥。 普通水泥混凝土通过适当处理后，也可获得良好的建筑装饰效果，而且比采用其他装饰材料节省费用，减低成本。,装饰水泥有白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥白水泥 白水泥是白色硅酸盐水泥的简称。 Q2普通水泥是什么颜色的？为什么？深灰色，决定其颜色的是水泥中的氧化铁含量，普通硅酸盐水泥氧化铁的质量分数一般在3%4%。,白水泥和普通水泥在化学成分上的主要区别是：,白水泥中氧化铁含量只有普通水泥的十分之一左右。白水泥的原料制备方法与硅酸盐水泥基本相同，只是白水泥要求用较纯的石灰质原料，粘土原料也选用氧化铁含量低的高岭土或含铁质较低的砂质粘土，尽量选用灰分小的燃料。在对白水泥的原料与熟料进行粉磨时

34、，均须防止铁质或其它杂质的混入，这样才能保证白水泥的白度。,白水泥的白度，通常用白水泥和纯净氧化镁的反射率比值来表示，以氧化镁的白度为100，用白度计测定。我国白水泥的白度分为特级、一级、二级、三级等四个等级，白水泥磨的越细，其白度越高。我国生产白水泥的品质指标如下表：,白水泥具有强度高、色泽洁白、可以配制各种彩色砂浆及彩色混凝土的特点，主要应用于建筑装饰工程的粉刷，制造具有艺术性和装饰性的白色、彩色混凝土装饰结构，制造各种颜色的水刷石、仿大理石及水磨石等制品，配制彩色水泥。,使用白水泥时不能掺合其他物质，以免影响白度。白水泥的施工和养护方法与普通硅酸盐水泥相同，但施工时底层及搅拌工具必须清洗

35、干净，否则将影响到白水泥的装饰效果。,1生产方法 第一种方法，在普通白水泥熟料中加入无机或有机颜料共同经行磨细。用无机矿物颜料，包括铅丹、铬绿等。就象市场上买的熟食是先做熟了再上色一样。在制造红色、黑色或棕色等水彩色泥时，可在普通水泥中加入矿物颜料，而不一定用白水泥。,3.3.2 彩色水泥,Q3为什么在制造红色、黑色或棕色等水彩色泥时，可在普通水泥中加入矿物颜料，而不一定用白水泥？ 第二种方法，在白水泥生料中加入少量金属氧化物作为着色剂，烧成熟料后再进行磨细。就象在炒菜时放酱油上色一样。 第三种方法将着色物以干式混合的方法掺入白水泥或其他硅酸盐水泥中进行磨细。这就像是炸酱面。,Q4第一、第三种

36、方法实质上的不同是什么？ Q5上述三种方法各自具有什么样的特点？ 第一种方法生产的彩色水泥色彩较为均匀，颜色也较浓（象熟食）。第二种方法生产的彩色水泥，着色剂用量较少，也可用工业副产品作着色剂，成本低，但生产的彩色水泥色泽有限（酱油放的少，菜就颜色浅）。第三种方法生产的彩色水泥较简单，色泽较多，但不易均匀，颜料用量较大（吃炸酱面都想多要点酱，并且拌不匀）。,无论用上述哪一种方法生产彩色水泥，它们所拥着色剂必须满足以下各项要求： （1）不溶于水，分散性好。 （2）耐候性好，要求耐光性达七级以上（共八级）。耐候性是指材料或产品暴露在日光，冷热，风雨等气候条件下的耐久性。 （3）抗碱性强，要求达到一

37、级耐碱性。,（4）着色力强，颜色浓。着色力是指颜料与水泥等胶凝材料混合后显现颜色较深的能力。 （5）不含杂质。 （6）不能使水泥强度显著降低，也不能影响水泥的正常凝结硬化。 （7）价格便宜。,3.3.3 硅酸盐水泥,定义 由硅酸盐水泥熟料、05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Portland Cement. 1.硅酸盐水泥熟料的矿物组成与特性 定义:煅烧时由石灰质原料（石灰石、白垩等）、粘土原料（粘土、页岩等）和辅助原料（铁矿石、砂岩等）组成的生料脱水和分解出的CaO, AL2O3,SiO2,Fe2O3,在约1450度的高温下相互间产生化学反应,生成一些以硅酸盐为主的

38、新的化合物,称为水泥熟料.,2.硅酸盐水泥的水化、凝结硬化,水化物质由无水状态变为有水状态，由低含水变为高含水，统称为水化。 凝结水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。 硬化此后，浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体（水泥石），这一过程称为硬化。,水泥的水化、凝结与硬化是一个不可分割的连续而复杂的物理化学过程。水泥的凝结硬化过程比较复杂，一般可以理解为水泥水化后，各种水化矿物的不断增加，水泥颗粒相互形成骨架结构，水泥浆结构内部的孔隙不断被新生水化物填充和加固，最后形成坚硬的水泥石。,3、硅酸盐水泥的应用,常用于： 重要结构的高强混凝土和预应力混凝 土工

39、程 要求凝结快的现场浇注的混凝土工程 冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程 不宜用于： 受流动的软水和有水压作用的工程 受海水和矿物水作用的工程 大体积工程 耐热、耐酸工程,4. 掺混合材料的硅酸盐水泥,定义凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材料和适量的石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料，均属掺混合材料的硅酸盐水泥。 掺入目的： a.改善水泥的性能 b.增加品种 c.提高产量 d.节约熟料， e.降低成本,混 合 材 料,定义在水泥生产过程中，为改善水泥性能，调节水泥标号，扩大使用范围而 掺入的天然或人工的矿质原料称为混合材。 分类：活性混合材具有火山灰性或潜在水硬性的材料，如矿渣、粉煤灰等

40、。 非活性混合材不具有潜在水硬性的材料，如石灰石粉、慢冷矿渣等,掺混合材料的硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥代号P.O Ordinary Portland Cement 硅酸盐水泥熟料(615)%混合材石膏 后磨细制成的水硬性胶凝材料 标号（GB175-1999） 32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5性质：同硅酸盐水泥相近 （有“R”为早强型，无“R”为普通型）。,硅酸盐水泥的技术要求,(1)细度 筛孔尺寸为80m的方孔筛的筛余不得超过10%,否则为不合格（水泥的细度直接影响水泥的活性和强度）。(2)凝结时间 初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于6.5h，（初凝时间

41、过短会对混凝土或砂浆的搅拌、运输等造成影响；终凝时间过长会影响构件或制品的硬化和强度）。(3)标号 根据3d和28d的抗压强度和抗折强度,将普通硅酸盐水泥划分为32.5,42.5,52.5,62.5等四个标号,(4）水化热 水化热是指水泥在水化过程中放出的热量。水泥的水化热对大型基础、水坝、桥墩等大体积混凝土工程有不利影响，混凝土内外温度差可能产生裂缝。,普通硅酸盐水泥的特性,普通硅酸盐水泥与掺混合材料硅酸盐水泥性质差异:(1)早期强度略低(2)耐腐蚀性销好(3)水化热略高(4)抗冻性和抗掺性略差(5)耐磨性略差,三种水泥的共性,矿渣、火山灰质、粉煤灰硅酸盐水泥凝结硬化速度慢，早期强度低，后期

42、强度高； 水化放热速度慢，放热量低；对温度敏感性高，温度低时影响强度发展； 抗软水、SO42+的腐蚀性好；矿渣水泥耐热性好 适于水下、大体积混凝土结构和蒸养的混凝土 构件； 不适于抗冻、干燥地区的混凝土工程。,软水,软水（soft water）指的是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。软水不易与肥皂产生浮渣，而硬水相反。天然软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。,五种常用水泥的主要性能,90,3.3.4 高 铝 水 泥,定义:高铝酸水泥属于铝酸盐类水泥,它是由绿矾土和石灰石为原料,经高温熔融煅烧所得的以铝酸钙为主要成分的熟料,经磨细而得的水硬性胶凝材料.(一)技术要求: (1)细度 筛孔尺寸为

43、80m的方孔筛的筛余不得超过10%,否则为不合格,(2)凝结时间 初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于10h(3)标号 根据3和28的抗压强度和抗折强度,将普通硅酸盐水泥划分为325,425,525,625等四个标号,高铝水泥的应用,适于：紧急抢修的工程，临时军事工事；冬季施工的工程水化放热量大且集中； 有抗硫酸盐腐蚀要求的工程f-CaO极少耐高温（13001400）的工程高温时，烧结结合代替了水化结合。,不适于： 长期承重的结构工程晶体转变引起的强度倒缩； 大体积工程温度过高引起强度倒缩。与硅酸盐水泥混用,3.3.5硅酸盐水泥的技术要求,1.密度、细度 a.密度：3.053.20g/

44、cm3，一般取3.1 堆积密度：1.3 g/cm3 b.细度:指水泥颗粒的粗细程度，用筛余或比表面积表示（300350 m2/kg），影响水泥的水化速度、收缩等性质 c.粒径： 40 m 水化非常缓慢，接近惰性,a.初凝时间（t初）水泥开始加水拌和至水泥浆开始失去可塑性所需的时间。 b.终凝时间（t终） 水泥开始加水拌和至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 c.GB1346规定： t初45min t终6.5h,2. 凝 结 时 间,定义: 是水泥硬化后因体积膨胀而产生不均匀变形 的性质。体积安定性不良的水泥应作废品处理。 原因: 熟料中含游离氧化钙（f-CaO)过多 熟料中含游离氧

45、化镁（f-MaO)过多 石膏过多,3. 体积安定性,a.熟料中f-CaO、f-MgO都是过烧的， 结构致密，水化很慢； b.水泥硬化后才吸收孔隙中水分熟化： CaO+H2O=Ca(OH)2 MgO+H2O=Mg(OH)2 c.体积膨胀97以上，从而引起不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。,游离氧化钙、镁膨胀原因,3.3.5 水 泥 石,1.定义 又称净浆硬化体。是指 硬化后的水泥浆体，称为水泥石，是由胶凝体、未水化的水泥颗粒内核、毛细孔等组 成的非均质体。 具有一定的机械强度与孔隙率，外形及许多性能与天然石材相似，因而统称为水泥石。 强度和耐久性是评价水泥石性能的重要指标。通常将28天以前的强度称为

46、早期强度，28天及其以后的强度称为后期强度。耐久性则主要通过抗渗性、抗冻性以及对环境介质的抗蚀性三个方面来衡量。,2.水泥石的组成： 未水化水泥颗粒 水化产物晶体、胶体 毛细孔、毛细水 3.影响水泥石结构的因数: a.石膏的掺量 c.养护时间, b.温度和湿度 d.水灰比,4.水泥石的腐蚀,定义水泥石在外界侵蚀性介质（软水、含酸、含盐、含碱等）的作用下结构受到破坏，强度降低的现象称为水泥石的腐蚀。 表现形式： 体积膨胀膨胀型腐蚀 体积收缩溶出型腐蚀,(1)水泥石腐蚀的原因,内因水泥石存在不稳定的Ca(OH)2和介稳的水化硫铝酸钙；外因环境中有害介质（软水、酸、盐等）的存在； 联系水泥石中的孔缝

47、系统，产生有害介质的侵蚀、交换作用。 长期性、后期加剧性,(2)水泥石腐蚀的防止,措施： 根据侵蚀环境特点,合理选用水泥品种； 提高水泥石的密实度； 加作保护层石材、陶瓷、沥青,习题,1胶凝材料的定义、特征、作用。2按照硬化条件，胶凝材料可以分为哪两类，其意义是什么？3石膏胶凝材料的制备和石膏制品的制作本质上有何区别？4型半水石膏和型半水石膏各在什么条件下得到的？结构上各有什么特点？5用吕查德里的结晶理论，解释半水石膏水化、凝结、硬化的机理。6为什么说石膏胶凝材料在水化过程中，仅生产水化产物，浆体并不具备强度？7石膏硬化体的主要特征是什么？硬化浆体的性质决定于哪几个结构特征性质？8如何理解石膏

48、浆体结晶结构网的形成和破坏几乎是受同一因素液体过饱和度的控制?9在煅烧石灰石时，为什么要特别注意窑炉的通风？10 石灰的实际煅烧温度为什么比理论温度高得多？11简述石灰的水化硬化过程。12.为什么在煅烧白云石碳酸盐的过程中要严格控制煅烧温度？镁质胶凝材料。13.为什么只能用调和剂调和镁质胶凝材料，而不能用水调和？（以MgCl26H2O为例，谈谈其作为镁质胶凝材料调和剂的好处）14.用MgCl26H2O调和的镁质胶凝材料，具有最大的弱点是什么，引起该弱点的原因，如何解决？,1胶凝材料的定义、特征、作用。,又称胶结料。在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，制成有一定机械强

49、度的复合固体的物质。分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料两大类。作用：胶结、固化，机械强度广泛应用于土木工程。,2按照硬化条件，胶凝材料可以分为哪两类，其意义是什么？,水硬性胶凝材料 和水成浆后，既能在空气中硬化，又能在水中硬化的胶凝材料。这类材料通称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。气硬性胶凝材料不能在水中硬化但能在空气中或其他条件下硬化的胶凝材料。分为无机的（包括石灰、建筑石膏、水玻璃和菱苦土）和有机的（如沥青、树脂等）两种。一般用途的有石灰、石膏等。根据胶凝材料的硬化条件决定了材料的使用范围，和影响强度的因素。气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境，而水硬性胶凝材料既适用于地

50、上，也可用于地下潮湿环境或水中。,3石膏胶凝材料的制备和石膏制品的制作本质上有何区别？,石膏凝胶材料的制备:将二水石膏为原料在一定条件下进行热处理脱水而制得。二水石膏受热脱水过程中，根据不同条件，会得到各种半水和无水石膏变体，它们的结构和性质是有区别的。 石膏制品的制备过程:将半水石膏(或脱水石膏)与适当的水溶液拌和称为膏浆,由于水化作用再生成二水石膏晶体,从而得到一定形状的石膏制品.,1、制作过程不同（加热，水化作用）2、成分不同（半水石膏、二水石膏）3、强度不同（石膏制品的强度高，因为水化作用形成了结晶结构网）4、形状不同（石膏胶凝材料为半成品，石膏制品为成品，可以制作成各种形状）,4型半