《建筑材料》第五次课（第三章）资料讲解.ppt

《土木工程材料》 第三章 无机气硬性胶凝材料 无机胶凝材料 （以无机化合物为基本成分） 有机胶凝材料 （天然的或合成的有机 高分子化合物为基本成分） （沥青、树脂） 按凝结硬化 条件分类 气硬性胶凝材料 ——只在空气中硬化 （石灰、石膏） 水硬性胶凝材料 ——空气、水中皆可 硬化 （水泥） 第三章 无机气硬性胶凝材料 ① 胶凝材料：能通过物理化学作用将散粒材料或块状材料胶结成为一个整体，并产生强度的材料。 ② 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，保持并发展其强度的材料。 ③ 水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好的在水中硬化，保持并发展其强度的材料。 课前思考： 石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，Why？ 孔隙率较大在应用上，有哪些优点和缺点Which？ 为什么石膏制品的耐水性差Why？ 为什么石膏制品的防火性好Why? ？？？？？ 人类使用石膏的历史 早在公元前9000年，人类已经可以把石膏加工成石膏浆用于建筑和装饰领域。 人们在位于亚洲的卡塔于育克遗址的地下壁画中发现了石膏浆。 据考古发现，在埃及的法老统治时期，就曾经使用石膏作为泥浆修建齐阿普斯的金字塔（公元前3000年）。 在我国，早在2000多年前，石膏就用于长沙马王堆汉墓的建造。 中国石膏矿资源丰富。全国23个省(区)有石膏矿产出。探明储量的矿区有169处，总保有储量矿石576亿吨。从地区分布看，以山东石膏矿最多，占全国储量的65%；内蒙古、青海、湖南次之。 石膏的存在形式 天然二水石膏 化工石膏 天然无水石膏 建筑石膏 高强石膏 高温煅烧石膏 CaSO4·2H2O，软石膏 CaSO4·2H2O与CaSO4混合废渣 CaSO4，硬石膏 β-CaSO4·1/2H2O α-CaSO4·1/2H2O CaSO4 3.1.1、石膏的原料、生产及品种 建筑石膏：以 为主要成分，不预加任何外加剂的粉状胶凝材料。 建筑石膏 3.1.2、建筑石膏的凝结与硬化 水化：半水石膏和水反应生成二水石膏的过程。 由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大（约四倍），所以二水石膏处于过饱和状态，不断从溶液中析晶，水解反应不断右移，直至半水石膏全部转变成二水石膏。 速度很快，大约7~12min。 凝结：可塑性浆体失去可塑性，开始产生强度的过程。 生成二水石膏用水 吸附水 水分蒸发 溶液中的 自由水减少 浆体变稠 摩擦力 粘结力 失去可塑性 初凝时间：从石膏与水拌和起至浆体开始失去可塑性所需的时间。 终凝时间：从石膏与水拌和起至浆体完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 硬化：失去可塑性浆体强度增加的过程。 石膏晶体数量增加，晶体长大，彼此连生，相互交错，形成结晶网，产生强度。 以上三个过程是相互交错，连续进行的。 该反应过程见下图建筑石膏凝结硬化示意图所示。 石膏的凝结和硬化 1.建筑石膏的特性 1）.凝结硬化快 建筑石膏加水拌和后的浆体初凝时间不小于6min，终凝时间不大于30min，一星期左右完全硬化。常用的缓凝剂是动物胶、亚硫酸盐、酒精废液，也可以用硼砂、柠檬酸等。但会使石膏制品强度有所下降。 2）.微膨胀性 石灰和水泥等胶凝材料硬化时往往产生收缩，而建筑石膏却略有膨胀（膨胀率为0.05％～0.15％）,这使石膏制品表面光滑饱满、棱角清晰，干燥时不开裂。  3.1.3、建筑石膏的特性、质量要求及应用 3）.硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低建筑石膏在使用时，为获得良好的流动性，加入的水量往往比水化所需的水分多。理论需水量为18.6％。而实际加水量约为60％～80％。石膏凝结后，多余水分蒸发，在石膏硬化体内留下大量孔隙（孔隙率高达50％～60％），故表观密度小，强度低。 4）.隔热、吸声性良好石膏硬化体孔隙率高，且均为微细的毛细孔，故导热系数小[一般为0.121～0.205 W/(m·Ｋ)]，具有良好的绝热能力；石膏的大量微孔，尤其是表面微孔使声音传导或反射的能力也显著下降，从而具有较强的吸声能力。  5）.防火性能良好遇火时，石膏硬化后的主要成分二水石膏中的结晶水蒸发同时吸收热量，制品表面形成蒸汽幕，能有效阻止火的蔓延。虽然可以防火，但耐火性差。 6）.具有一定的调温调湿性建筑石膏的热容量大、吸湿性强，故能对室内温度和湿度起到一定的调节作用。 7）.耐水性和抗冻性差建筑石膏吸湿、吸水性大，故在潮湿环境中，建筑石膏晶体粒子间粘合力会被削弱，在水中还会使二水石膏溶解而引起溃散，故耐水性差。另外，建筑石膏中