气硬性胶凝材料课件.pptx
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- 硬性 材料 课件
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1、2022-12-142022-12-141 1胶凝材料的定义与分类 在土木工程中,经过一系列的物理化学变化,可以将砂、石子等散状颗粒或砖等片、块材料粘结成一个整体,并具有机械强度的材料,统称为胶凝材料。有机胶凝材料有机胶凝材料无无机机胶胶凝凝材材料料气硬性气硬性(非水硬性)(非水硬性)水硬性水硬性胶胶凝凝材材料料2022-12-142022-12-142 2有机胶凝材料 有机胶凝材料是以高分子化合物为主要成分的胶凝材料。如:u石油沥青;u煤沥青;u各种天然和人造树脂;u2022-12-142022-12-143 3u气硬性胶凝材料只能在空气中硬化,适合于地上或干燥环境,不宜用于潮湿环境,更不可
2、用于水中。如:石灰、菱苦土、水玻璃、石膏u水硬性胶凝材料不仅能在空气中,而且能更好地在水中硬化。既适用于地上,也适用于地下或水中。如:各种水泥无机胶凝材料2022-12-142022-12-144 43.气硬性胶凝材料3.1 石灰3.2 建筑石膏3.3 水玻璃2022-12-142022-12-145 5北京修复明长城遗址拒绝水泥 始建于明代的北京古城墙,正是用这种以石灰、石膏为主要原料的黏合剂配以巨大的城砖砌成。新修复的城墙在用料和工艺上都与老城墙相同。确保“修旧如旧”效果沿用明代古方城砖、黏合剂选择灰白色的石灰膏。3.1 石灰(Lime)2022-12-142022-12-146 63.1
3、 石灰(Lime)2022-12-142022-12-147 7石灰用途石灰用途用 途发达国家中国冶金、化工、环保、建材90%30%建 筑(房屋、道路、地下工程、各种土建项目)10%70%3.1 石灰(Lime)2022-12-142022-12-148 8u 能耗高;年耗标煤2000多万吨,是建材第三大耗煤大户。(水泥、粘土砖)u 生产水平低;多为立窑u 产品结构单一。多为块状产品中国石灰质量差的原因中国石灰质量差的原因石灰石块进口CaCO3块状生石灰出口CaO1000-11003.1 石灰(Lime)2022-12-142022-12-149 9u石灰石u生石灰(石灰)u钙质石灰:石灰中M
4、gO含量5%u镁质石灰:石灰中MgO含量5%3.1.1 石灰的生产CaCO3 CaO+CO2 2022-12-142022-12-1410103.1.1 石灰的生产2022-12-142022-12-141111u欠火石灰:烧成温度低,分解不完全,产浆量低,减少了石灰的利用率。u过火石灰:烧成温度高,表面致密,延缓了产物熟化速度,其过烧成分可能在石灰应用后熟化,这时硬化的水泥浆中会产生膨胀而引起崩裂或隆起,直接影响工程质量。3.1.1 石灰的生产2022-12-142022-12-141212CaO+H2O Ca(OH)2+64.9kJu特点:体积增大12.5倍,同时放出大量热,u几个术语:u
5、石灰乳u石灰膏 u消石灰粉u生石灰粉u块状生石灰消化或熟化消化或熟化3.1.1 生石灰的熟化(消化)2022-12-142022-12-1413133.1.1 生石灰的熟化(消化)2022-12-142022-12-1414143.1.1 生石灰的熟化(消化)2022-12-142022-12-141515化浆池过筛储灰池石灰浆生石灰块 石灰浆在储灰池中需放置15天以上,消除过火石灰的危害,才能使用,这个过程叫陈伏。3.1.2 石灰浆的调制2022-12-142022-12-141616石灰浆的可塑性和保水性石灰浆的可塑性和保水性 生石灰熟化后形成的石灰浆,是球状细颗粒高度分散的胶体,具有很强
6、的吸附力,表面附有较厚的水膜,降低了颗粒之间的磨擦力,具有良好的塑性,易铺成均匀的薄层。在水泥砂浆中加入石灰浆,可使可塑性和保水性显著提高。Ca(OH)2水膜3.1.2 石灰浆的调制2022-12-142022-12-141717 石灰水化后的逐渐凝结硬化,主要包括下面两个同时进行的过程:u 结晶过程:石灰浆体在干燥过程中,游离水分蒸发,使Ca(OH)2从饱和溶液中结晶析出。u 碳化过程:Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O 碳化过程极为缓慢3.1.3 石灰的硬化2022-12-142022-12-1418181.可塑性和保水性好2.生石灰水化时水化热大,体积增大;3
7、.硬化缓慢;4.硬化时体积收缩大:硬化过程中,蒸发大量的游离水而引起显著收缩,促使制品开裂。5.硬化后强度低;6.耐水性差:氢氧化钙晶体易溶于水。3.1.4 石灰的特性2022-12-142022-12-141919品种名称适用范围生石灰配制石灰膏;磨细成生石灰粉石灰膏用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆;稀释成石灰乳涂料,用于内墙和平顶刷白。生石灰粉用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆;配制无熟料水泥(石灰矿渣水泥、石灰粉煤灰水泥等);制作硅酸盐制品(如灰砂砖等);制作碳化制品(如碳化石灰空心板);用于石灰土(灰土)和三合土。消石灰粉制作硅酸盐制品;用于石灰土(灰土)和三合土三合土3.1.5 石灰在建筑
8、上的应用2022-12-142022-12-1420203.1.5 石灰在建筑上的应用u石灰土(灰土)消石灰粉+粘土u三合土消石灰粉+粘土+砂(或石屑、炉渣等)u石灰稳定土生石灰量占土质量的8%10%u石灰粉煤灰土(二灰土)石灰与粉煤灰的比例 1:21:4二灰与细粒土的比例 20:8015:852022-12-142022-12-142121坚固的三合土2022-12-142022-12-142222工程案例分析工程案例分析某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面,数月后,某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面,数月后,墙面上出现了许多墙面上出现了许多不规则的网状裂纹不规则的网状裂纹,同时在个别,同时在
9、个别部位还发现了部分部位还发现了部分凸出的放射状裂纹凸出的放射状裂纹,试分析上述,试分析上述现象产生的原因。现象产生的原因。u石灰砂浆抹面的干墙面上出现不规则的网状裂纹,石灰砂浆抹面的干墙面上出现不规则的网状裂纹,引发原因很多,但最主要的原因在于石灰在硬化过引发原因很多,但最主要的原因在于石灰在硬化过程中,蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。程中,蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。u墙面上个别部位出现的呈放射状的裂纹,是由于配墙面上个别部位出现的呈放射状的裂纹,是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中存在没有熟化的过火石制石灰砂浆时所用的石灰中存在没有熟化的过火石灰,以致于在砂浆硬中,过火石灰吸
10、收空气中的水灰,以致于在砂浆硬中,过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化,造成体积膨胀,从而出现上述现象。蒸汽继续熟化,造成体积膨胀,从而出现上述现象。3.1.5 石灰在建筑上的应用2022-12-142022-12-1423233.气硬性胶凝材料3.1 石灰3.2 建筑石膏3.3 水玻璃2022-12-142022-12-1424243.2.1 建筑石膏的生产1.原料:天然生石膏和化工石膏原料:天然生石膏和化工石膏磷石膏磷酸盐矿与硫酸反应制造磷酸盐时的副产品氟石膏氟化物与硫酸反应制造HF时的副产品盐石膏由海水制造NaCl时钙化合物与硫酸盐反应而成乳石膏制造乳酸时的副产品黄石膏染化厂生产氧化剂、染
11、化中间体、扩散剂等的副产品苏打石膏苏打石灰工业与人造丝工业中CaCl2与Na2SO4反应而成2022-12-142022-12-1425252.生产:二水石膏的脱水过程生产:二水石膏的脱水过程二水石膏-CaSO4H2O:建筑石膏-CaSO4H2O:高强石膏不熔性硬石膏、死烧石膏高温煅烧石膏CaSOCaSO4 42H2H2 2O OCaSOCaSO4 4H H2 2O OCaSOCaSO4 4 CaSOCaSO4 4+CaO+SO+CaO+SO3 3 CaO+SO CaO+SO3 3 400-75080016003.2.1 建筑石膏的生产2022-12-142022-12-142626产品产品建
12、筑石膏建筑石膏u 建筑石膏为-CaSO4H2O,为二水石膏在常压下经过107-170脱水而形成。u-CaSO4H2O的需水量60-80%,为-型的1倍左右。u 硬化后由于多余水分蒸发,内部具有很大的孔隙率(约占总体积的50-60%)。u 强度低,如1级石膏7d强度8-12MPa。3.2.1 建筑石膏的生产2022-12-142022-12-142727产品产品高强石膏高强石膏u 高强石膏为-CaSO4H2O,为二水石膏在具有一定压力的密闭容器中在饱和蒸汽条件下蒸炼,或置于某些盐溶液中沸煮,可获得晶粒较粗、较致密的-CaSO4H2O。u-CaSO4H2O晶体粗于-CaSO4H2O,比表面积相对要
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