最新版《道路建筑材料》电子课件模块2-胶-凝-材-料.ppt
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1、POWEPOINT适用于商务主题及相关类别演示目录2.1 气硬性胶凝材料2.2水硬性胶凝材料模块2 胶 凝 材 料模块2 胶 凝 材 料学习目标了解各种胶凝材料的含义和分类。掌握各种胶凝材料的技术性质及其特点。了解各种胶凝材料的应用范围与检测标准。石灰石灰 2.1.1岩石的物理性质岩石的物理性质1.石灰(见图2-1)是一种以氧化钙为主要成分的气硬性胶凝材料,是由石灰石、白云石、白垩、贝壳等碳酸钙含量高的原料,经900 1 100 煅烧而成。石灰是人类最早应用的胶凝材料。1 1)物理常数)物理常数2.1 气硬性胶凝材料2.1 气硬性胶凝材料图2-1 石灰石灰的生产与分类石灰的生产与分类1.1 1
2、)原料)原料2.1 气硬性胶凝材料 生产石灰的原料有两种:一是天然原料,以CaCO3为主要成分的矿物、岩石(如石灰岩、白云岩)或贝壳等;二是化工副产品,如电石渣(用碳化钙制取乙炔时产生的,其主要成分是氢氧化钙)。2 2)生产过程)生产过程2.1 气硬性胶凝材料 将主要成分为CaCO3和MgCO3的岩石经高温煅烧(加热至900 以上),逸出CO2气体,得到的白色或灰白色的块状材料即为生石灰,其主要化学成分为CaO和MgO。在石灰的原料中,除主要成分CaCO3外,常含有MgCO3。煅烧过程中MgCO3分解出MgO,存在于石灰中。3 3)石灰的分类)石灰的分类2.1 气硬性胶凝材料(1)按石灰的加工
3、方法分类。(2)按石灰中MgO的含量多少分类。2.1 气硬性胶凝材料表2-1 建筑生石灰的分类石灰的熟化与硬化石灰的熟化与硬化2.1 1)熟化过程)熟化过程2.1 气硬性胶凝材料 块状生石灰在使用前都要加水消解,这一过程称为消解或熟化,也可称之为淋灰,经消解后的石灰称为消石灰或熟石灰,其化学反应式为CaO+H2OCa(OH)2+64.88 J 生石灰在熟化过程中有两个显著的特点:一是体积膨胀大(12.5倍);二是放热量大,放热速度快。2 2)熟化方法)熟化方法2.1 气硬性胶凝材料(1)经过筛与陈伏后制成石灰膏。(2)制成消石灰粉。3 3)石灰的硬化)石灰的硬化2.1 气硬性胶凝材料(1)干燥
4、结晶过程。(2)碳化硬化过程。石灰的技术指标石灰的技术指标3.1 1)建筑生石灰)建筑生石灰2.1 气硬性胶凝材料表2-2 建筑生石灰的化学成分2.1 气硬性胶凝材料表2-3 建筑生石灰的物理性质2 2)建筑消石灰)建筑消石灰2.1 气硬性胶凝材料表2-4 建筑消石灰的分类2.1 气硬性胶凝材料表2-5 建筑消石灰的化学成分表2-6 建筑消石灰的物理性质石灰的技术特性石灰的技术特性4.2.1 气硬性胶凝材料1)2)3)4)5)保水性、可塑性好硬化慢、强度低体积收缩大耐水性差吸湿性强石灰的技术应用石灰的技术应用5.2.1 气硬性胶凝材料拌制灰浆、砂1)拌制灰土、三合土2)建筑生石灰粉3)制作碳化
5、石灰板材4)生产硅酸盐制品5)石灰的储运石灰的储运6.2.1 气硬性胶凝材料 石灰保管时应分类存放在干燥的仓库内,不宜长期存储。运输过程中要采取防水措施。由于生石灰遇水发生反应会放出大量的热,所以生石灰不宜与易燃易爆物品共存储、运输,以免酿成火灾。水玻璃水玻璃 2.1.2水玻璃的生产与组成水玻璃的生产与组成1.水玻璃俗称“泡花碱”,如图2-2所示,是由碱金属氧化物和SiO2结合而成的能溶于水的一种金属硅酸盐物质,可以作为矿物黏结剂使用。根据碱金属氧化物种类的不同,水玻璃分为硅酸钠水玻璃和硅酸钾水玻璃,工程中以硅酸钠水玻璃(Na2OnSiO2)最为常用。2.1 气硬性胶凝材料2.1 气硬性胶凝材
6、料图2-2 水玻璃水玻璃的性质水玻璃的性质2.2.1 气硬性胶凝材料黏结强度较高耐热性好耐碱性、耐水性较差耐酸性强水玻璃的凝结硬化水玻璃的凝结硬化3.2.1 气硬性胶凝材料 水玻璃在空气中的凝结硬化与石灰的凝结硬化非常相似,主要通过碳化和脱水结晶固结两个过程来实现。水玻璃在空气中与CO2作用,析出二氧化硅凝胶,凝胶因干燥而逐渐硬化,其反应式为Na2OnSiO2+CO2+mH2OnSiO2mH2O+Na2CO3水玻璃的应用水玻璃的应用4.2.1 气硬性胶凝材料 (1)涂刷材料表面,提高抗风化能力。(2)加固土壤。(3)配制速凝防水剂。(4)配制耐酸胶泥、耐酸砂浆和耐酸混凝土。(5)配制耐热胶泥、
7、耐热砂浆和耐热混凝土。(6)防腐工程应用。石膏石膏 2.1.3 石膏(见图2-3)在建筑工程中的应用也有较长的历史。由于其具有轻质、隔热、吸声、耐火、色白且质地细腻等一系列优良性能,加上我国石膏矿藏(如南京石膏矿、大波口石膏矿、平邑石膏矿等)2.1 气硬性胶凝材料2.1 气硬性胶凝材料图2-3 石膏石膏的生产石膏的生产1.2.1 气硬性胶凝材料 将天然二水石膏(或主要成分为二水石膏的化工石膏)加热,由于加热方式和温度的不同,可生产不同性质的石膏品种。石膏的凝结与硬化石膏的凝结与硬化2.2.1 气硬性胶凝材料 建筑石膏遇水将重新水化成二水石膏,反应式为CaSO40.5H2O+1.5H2OCaSO
8、42H2O 建筑石膏与适量的水混合成可塑的浆体,但很快就失去塑性、产生强度,并发展成为坚硬的固体。石膏的凝结硬化是一个连续的溶解、水化、胶化、结晶的过程。半水石膏极易溶于水,加水后很快达到饱和溶液而析出溶解度低的二水石膏胶体。石膏的技术性能石膏的技术性能3.2.1 气硬性胶凝材料 根据现行国家标准建筑石膏(GB/T 97762008),建筑石膏按原材料种类的分类和物理力学性能应分别符合表2-7和表2-8的要求。2.1 气硬性胶凝材料表2-7 建筑石膏的分类表2-8 建筑石膏的物理力学性能4.2.1 气硬性胶凝材料石膏的特点石膏的特点(1)孔隙率大、强度较低。(2)硬化后体积微膨胀。(3)防火性
9、好,但耐火性差。(4)凝结硬化快。(5)保温性和吸声性好。(6)具有一定的调温、调湿性。(7)耐水性差。(8)可装饰性强。石膏的应用石膏的应用5.2.1 气硬性胶凝材料(1)室内抹灰及粉刷。(2)建筑装饰制品。(3)石膏板。石膏的验收与储运石膏的验收与储运6.2.1 气硬性胶凝材料 建筑石膏一般采用袋装,可用具有防潮及不易破损的纸袋或其他复合袋包装;包装袋上应清楚标明产品标识、制造厂名、生产批号和出厂日期、质量等级、商标、防潮标志;运输、储存时不得受潮和混入杂物,不同等级的石膏应分别储运,不得混杂;石膏的储存期为3个月(自生产日起算)。超过3个月的石膏应重新进行质量检验,以确定等级。石膏制品的
10、发展石膏制品的发展7.2.1 气硬性胶凝材料 石膏制品具有绿色环保、防火、防潮、阻燃、轻质、高强、易加工、可塑性好、装饰性强等特点,使得石膏及其制品倍受青睐,具有广阔的发展空间。硅酸盐水泥硅酸盐水泥 2.2.1硅酸盐水泥的生产工艺及组成硅酸盐水泥的生产工艺及组成1.2.2 水硬性胶凝材料1 1)生产工艺)生产工艺 生产硅酸盐水泥的原料主要有石灰质原料、黏土质原料两大类,此外再配以辅助的铁质和硅质校正原料。硅酸盐水泥生产过程是将原料按一定比例混合磨细,先制得具有适当化学成分的生料,再将生料在水泥窑(回转窑或立窑)中经过1 400 1 450 的高温煅烧至部分熔融,冷却后而得硅酸盐水泥熟料(见图2
11、-4),最后再加适量石膏(不超过水泥质量5%的石灰石或粒化矿渣)共同磨细至一定细度即得P(P)型硅酸盐水泥。水泥的生产过程可概括为“两磨一烧”,其生产工艺流程如图2-5所示。图2-4 硅酸盐水泥熟料2.2 水硬性胶凝材料图2-5 硅酸盐水泥生产工艺流程2.2 水硬性胶凝材料2.2 水硬性胶凝材料2 2)硅酸盐水泥熟料的组成)硅酸盐水泥熟料的组成 硅酸盐水泥熟料矿物成分及含量如下。(1)硅酸三钙3CaOSiO2,简写为C3S,含量为45%60%。(2)硅酸二钙2CaOSiO2,简写为C2S,含量为15%30%。(3)铝酸三钙3CaOAl2O3,简写为C3A,含量为6%12%。(4)铁铝酸四钙4C
12、aOAl2O3Fe2O3,简写为C4AF,含量为6%8%。在以上的矿物组成中,硅酸三钙和硅酸二钙的总含量占75%以上,而铝酸三钙和铁铝酸四钙的总含量仅占25%左右,硅酸盐占绝大部分,故名硅酸盐水泥。表2-9 硅酸盐水泥熟料矿物特性2.2 水硬性胶凝材料图2-6 不同熟料矿物的强度增长曲线2.2 水硬性胶凝材料图2-7 不同熟料矿物的水化热释放曲线2.2 水硬性胶凝材料2.2 水硬性胶凝材料 由表2-9及图2-6、图2-7可知,不同熟料矿物单独与水作用的特性是不同的。(1)C3S的水化速度较快,早期强度高,28 d强度可达一年强度的70%80%;水化热较大,且主要是早期放出,其含量也最高,是决定
13、水泥性质的主要矿物。(2)C2S的水化速度最慢,水化热最小,且主要是后期放出,是保证水泥后期强度的主要矿物,且耐化学侵蚀性好。2.2 水硬性胶凝材料 (3)C3A的凝结硬化速度最快(故需掺入适量石膏作为缓凝剂),也是水化热最大的矿物。其强度值最低,但强度成形最快,3 d几乎接近最终强度。但其耐化学侵蚀性最差,且硬化时体积收缩最大。(4)C4AF的水化速度也较快,仅次于铝酸三钙,其水化热中等,且有利于提高水泥抗拉(折)强度。硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化2.2.2 水硬性胶凝材料 硅酸盐水泥与适量的水拌和后,最初形成具有可塑性的浆体,随着水化反应的进行,水泥浆体逐渐变稠失去可塑性,
14、但尚不具有强度,这一过程称为水泥的凝结。随后凝结了的水泥浆体开始产生强度,并逐渐发展成为坚硬的水泥石,这一过程称为硬化。水泥的水化贯穿凝结、硬化过程的始终,在几十年龄期的水泥制品中,仍有未水化的水泥颗粒。水泥的水化、凝结、硬化过程如图2-8所示。图2-8 水泥的水化、凝结与硬化2.2 水硬性胶凝材料2.2 水硬性胶凝材料1 1)硅酸盐水泥的水化反应)硅酸盐水泥的水化反应(1)硅酸三钙的水化。(3)铝酸三钙的水化。(2)硅酸二钙的水化。(4)铁铝酸四钙的水化。2.2 水硬性胶凝材料2 2)硅酸盐水泥的凝结与硬化过程)硅酸盐水泥的凝结与硬化过程图2-9 硅酸盐水泥的凝结硬化过程1水泥颗粒;2自由水
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