4 气硬性胶凝材料

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1、周次：星期：授课时间：【课题】4气硬性胶凝材料【教学目标】1.了解石灰、石膏的分类，生产。2．掌握石灰、石膏的硬化原理，性能及应用。【教学重点】石灰、石膏的硬化原理、性能及应用。【教学难点】石灰、石膏的硬化原理、性能及应用。【教学方法】讲授【时间分配】两课时（1）复习导入：5分钟（2）讲授新课：85分钟（3）小结作业：10分钟【作业布置】【审批】【后记】【教学过程】4.1石膏气硬性无机胶凝材料：只能在空气中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料。水硬性无机胶凝材料：不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化、保

2、持或继续发展强度的无机胶凝材料。土木工程中常用的气硬性无机胶凝材料主要有：石膏、石灰、菱苦土和水玻璃。4．1．1石膏胶凝材料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。1、石膏的生产建筑石膏（ＣaSO4·1／2H2O），也称熟石膏或半水石膏。它是由生石膏(CaSO4·2H2O)加工而成的，根据其内部结构不同可分为α型半水石膏和β型半水石膏：建筑石膏通常是由天然石膏经压蒸或煅烧加热而成的。常压下煅烧加热到107℃～170℃，可产生β型建筑石膏：（二水石膏）（β型半水

3、石膏）124℃条件下压蒸（1.3大气压）加热可产生α型建筑石膏：（二水石膏）（α型半水石膏）4．1．2建筑石膏的凝结硬化(1)、水化建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：此反应实际上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反应，因为二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多，所以此反应总体表现为向右进行，二水石膏以胶体微粒自水中析出。(2)、硬化随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生

4、结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便产生了磨擦力和粘结力，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的初凝；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消失，这种现象为石膏的终凝。石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也会不断增大，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程称为石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的。4．1．3建筑石膏的技术要求详见表4。14．1．4建筑石膏的特性(1)、凝结硬化速度快建筑石膏的浆体，

5、凝结硬化速度很快。一般石膏的初凝时间仅为10min左右，终凝时间不超过30min，这对于普通工程施工操作十分方便。有时需要操作时间较长，可加入适量的缓凝剂，如硼砂、动物胶、亚硫酸盐酒精废液等(2)、孔隙率大，表观密度小，绝热、吸声性能好（表观密度↓吸湿性↑强度↓抗冻性↓保温隔热↑）（为什么：理论用水量和实际用水量差距大→18.6﹪--60﹪～80﹪）建筑石膏在使用时，为获得良好的流动性，常加入的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在硬化过程中由于水分的蒸发，使原来的充水部分空间形成孔隙，造成石膏内部的大量微

6、孔，使其重量减轻，但是抗压强度也因此下降。通常石膏硬化后的表观密度约为800kg／ｍ3～1000kg／ｍ3，抗压强度约为3Mpa～5ＭPa。石膏硬化体中大量的微孔，使其传热性显著下降，因此具有良好的绝热能力；石膏的大量微孔，特别是表面微孔对声音传导或反射的能力也显著下降，使其具有较强的吸声能力。大热容量和大的孔隙率及开口孔结构，使石膏具有呼吸水蒸气的功能。(3)、凝结硬化时的膨胀性（为什么：半水石膏→二水石膏)（怎么样：固定模型）建筑石膏凝结硬化是石膏吸收结晶水后的结晶过程，其体积不仅不会收缩，而且还稍有膨

7、胀（0.2%~1.5%），这种膨胀不会对石膏造成危害，还能使石膏的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥时的开裂。(4)、防火性好，但耐水性差（为什么：孔隙率大，二水石膏→无水石膏）（怎么样：隔墙）硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当受到高温作用时或遇火后会脱出21%左右的结晶水，并能在表面蒸发形成水蒸气幕，可有效地阻止火势的蔓延，具有良好的防火效果。由于硬化石膏的强度来自于晶体粒子间的粘结力，遇水后粒子间连接点的粘结力可能被削弱。部分二水石膏溶解而产生局部溃散，所以建筑石膏硬化体的耐水性较差。4

8、．1．5建筑石膏的应用(1)、石膏砂浆及粉刷石膏(2)、建筑石膏制品：石膏板、石膏砌块等(3)、制作建筑雕塑和模型贮藏注意事项：防潮防水、贮存期不能过长4.2石灰4．2．1生石灰的生产天然碳酸岩类岩石——（石灰石、白云石）经高温煅烧，其主要成分CaCO3分解为以CaO为主要成分的生石灰，其化学反应可表示如下：生石灰（堆积密度为800~1000kg/m3)一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎磨细即为生石灰粉。4．2．2