气硬性无机胶凝材料.ppt

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1、土木工程材料主讲教师：耿方方第二章气硬性无机胶凝材料什么是胶凝材料？???胶凝材料：经过一系列物理、化学作用，能由浆体变成坚硬的固体，并能将散粒或片、块状材料胶结成整体的物质。按其化学组成分类：有机胶凝材料：沥青、树脂等无机胶凝材料：水泥、石膏、石灰等。复合胶凝材料：第二章气硬性无机胶凝材料按其硬化条件分类：气硬性胶凝材料:石膏、石灰等;水硬性胶凝材料:各种水泥等。气硬性与水硬性胶凝材料的特点气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并且在空气中保持和发展其强度；关键：干燥状态下，其硬化体才有较好的性能！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，保持并发展其强度

2、。关键：干燥或潮湿状态下，其硬化体均有很好的性能！第二章气硬性无机胶凝材料第二章气硬性无机胶凝材料2.1石膏2.2石灰2.3水玻璃本章教学目标熟悉：石膏及石灰的生产、熟化、硬化过程。掌握：石膏及石灰的技术性质和应用。了解：菱苦土、水玻璃的性质和应用。气硬性无机胶凝材料2.1石膏第一节石膏一、石膏的原料、生产及品种2.1石膏（一）石膏的组成与结构石膏的矿物组成：CaSO4·xH2OX为结晶水H2Ox＝0，硬石膏(无水石膏)x＝0.5，熟石膏(半水石膏)x＝2，生石膏(二水石膏)石膏胶凝材料(Gypsumbinder)的组成：CaSO4·0.5H2O或CaSO4。石膏是晶体结构二

3、水石膏晶体形貌半水石膏晶体形貌2.1石膏原料：天然二水石膏；天然无水石膏；工业副产物——磷石膏、氟石膏等。生产工序：原料(破碎)脱水磨细生产(脱水)的工艺：非密闭煅烧(干燥空气中)：密闭蒸练(湿的水蒸气)：不同工艺得到不同组成的石膏胶凝材料（一）石膏的生产天然石膏矿纤维状晶体2.1石膏非密闭煅烧脱水工艺及其产品CaSO42H2O120~180C可溶无水石膏-半水石膏200~360C400~500C难溶无水石膏500~750C不溶无水石膏（二）石膏的脱水工艺及其产品随着煅烧温度升高：二水石膏转变为-型半水石膏-型转变可溶性无水石膏可溶性转变为

4、难溶性无水石膏难溶性转变为不溶性无水石膏2.1石膏（三）石膏的产品石膏按其生产时煅烧的温度不同，分为低温煅烧石膏和高温煅烧石膏。低温煅烧石膏低温煅烧石膏：是在低温（107～170C）煅烧天然石膏所获得的产品，主要成分为半水石膏CaSO40.5H2O。主要产品：建筑石膏、模型石膏和高强度石膏。CaSO42H2O＝CaSO40.5H2O＋1.5H2O2.1石膏建筑石膏：为型半水石膏，内部还含有少量的无水石膏（CaSO4）和未分解的原料颗粒；模型石膏：为型半水石膏，但含杂质少，细度小；高强度石膏：为型半水石膏，硬结后具有密实结构，抗压强度高。高温煅烧石膏高温煅

5、烧石膏：是在高温（600～900C）煅烧天然石膏所获得的产品，主要成分为无水硫酸钙CaSO4，并且部分硫酸钙分解成氧化钙。高温煅烧石膏凝结硬化慢，但耐水性和强度高，耐磨性好，可用于铺设地面（地板石膏）。2.1石膏二、建筑石膏的凝结与硬化凝结与硬化凝结：建筑石膏和水拌和后，最初是具有可塑性的石膏浆体，然后逐渐变稠失去可塑性，但尚无强度的过程。硬化：建筑石膏凝结后，浆体逐渐变成具有一定强度的固体，这一过程成为建筑石膏硬化。2.1石膏建筑石膏的凝结硬化过程凝结硬化过程中的水化反应：CaSO4·0.5H2O＋1.5H2OCaSO4·2H2O＋Q凝结硬化机理——“溶解－沉淀理论”

6、溶解沉淀硬化半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不断溶解，生成Ca2+、SO42-离子的饱和溶液半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是过饱和溶液，后者不断结晶沉淀。二水石膏晶体不断生长、连生、交错，构成晶体颗粒堆聚的结晶结构网2.1石膏半水石膏颗粒二水石膏晶体石膏浆体石膏胶体石膏硬化体水孔隙凝结硬化的物理化学过程水化初期：二水石膏晶体较少随着水化反应进行二水石膏晶体量石膏硬化体中晶体堆积体2.1石膏注意：半水石膏在空气中，也会吸收空气中的水分子水化成二水石膏晶体。石膏颗粒表面分子首先水化颗粒表面二水石膏晶体不断增多半水石膏全部水

7、化成二水石膏所以，石膏胶凝材料运输、储存中，必须防潮、防水，以免失效！2.1石膏石膏的组成石膏浆体的用水量外加剂细度用水量越大，石膏晶体颗粒越大；凝结硬化所需时间增加一些无机盐(如硫酸钾)可以促进凝结硬化，而一些有机酸(如柠檬酸)可以延缓凝结硬化石膏凝结硬化的影响因素凝结硬化速度的排序：可溶性无水石膏＞半水石膏＞难溶性无水石膏＞不溶性无水石膏加水量50％的硬化石膏的晶体较粗加水量24％的硬化石膏的晶体较细2.1石膏三、建筑石膏的特性、质量要求及应用特性建筑石膏与其他无机胶凝材料相比，应具有以下特