【正文】 建 筑 材 料 水 泥 1 本章內(nèi)容 水泥概述 硅酸鹽水泥 硅酸鹽水泥 摻混合材料的通用硅酸鹽水泥 通用硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用 水泥的驗(yàn)收與儲(chǔ)存 水泥的取樣規(guī)定 水泥主要技術(shù)性質(zhì)的檢測(cè)方法與檢測(cè)報(bào)告 通用硅酸鹽水泥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 水泥石的腐蝕與防止 課堂練習(xí) 復(fù)習(xí)思考題 ⑴熟悉硅酸鹽水泥的礦物組成，了解其硬化機(jī)理； ⑵熟練掌握硅酸鹽水泥等幾種通用水泥的性能特點(diǎn)，相應(yīng)的檢測(cè)方法及選用原則；⑶了解特性水泥和專用水泥的主要性能及使用特點(diǎn)；⑷ 掌握水泥的檢驗(yàn)及質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)的判定。 教學(xué)目標(biāo) 2 膠凝材料概述 定義：在一定條件下，經(jīng)過自身的一系列物理、化學(xué)作用后，能將散?；驂K狀材料粘結(jié)成為具有一定強(qiáng)度的整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。 分類： 有機(jī) 膠凝材料 氣硬性膠凝材料 水硬性 膠凝材料 只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或發(fā)展其強(qiáng)度。 如：石灰、石膏、水玻璃、菱苦土 不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化保持并發(fā)展其強(qiáng)度。 如 ： 水泥 如 ： 瀝青、各種合成樹脂 無(wú)機(jī)膠凝材料 膠凝材料 3 一、 石灰的生產(chǎn)與分類 石灰：包含不同化學(xué)組成和物理形態(tài)的生石灰、消石灰、水硬 性石灰的統(tǒng)稱。 將主要成分為碳酸鈣的天然巖石（石灰?guī)r、白堊等）煅燒，排除分解出的二氧化碳后，所得以 CaO為主要成分的產(chǎn)品即為生石灰。 ? ? ?????? ??? 2C1 200~9 003 COCaO 生石灰CaCO欠火石灰 CaO含量低，質(zhì)量 等級(jí)低，利用率低 過火石灰 質(zhì)地密實(shí)，顏色較 深，消化緩慢，容 易造成墻體開裂 溫度過低或時(shí)間不足 溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng) 石 灰 4 二、 石灰的消化與硬化 ?消化（熟化）：生石灰（ CaO）與水作用生成氫氧化鈣（熟石灰，又稱消石灰）的過程。生石灰的消化反應(yīng)如下： CaO＋ H2O → Ca(OH) 2＋ 179。 103J ? 石灰的消化過程會(huì)放出大量的熱，熟化時(shí)體積增大1～ 。 ?過燒石灰消化速度慢，易引起墻面隆起、開裂，所以使用前需 洗灰陳伏 。 5 石灰膏多存放在工地現(xiàn)場(chǎng)的貯灰坑中，產(chǎn)品含水量約為 50%，表觀密度為 1300~1400kg/m3。由于過火石灰熟化緩慢，為防止過火石灰在建筑物中吸收空氣中水分繼續(xù)熟化，造成建筑物局部膨脹開裂，石灰膏應(yīng)在貯灰坑中隔絕空氣存放 2周以上，使生石灰熟化后再用于工程，這種過程成為“陳伏”。 6 石灰的凝結(jié)硬化 膠凝材料的凝結(jié)硬化時(shí)一個(gè)連續(xù)的物理、化學(xué)變化過程，具有可塑性的膠凝材料能逐漸變成堅(jiān)硬的固體物質(zhì)。通常將具有可塑性的漿體逐漸失去塑性的過程，成為凝結(jié)；隨著物理、化學(xué)作用的延續(xù)，漿體產(chǎn)生強(qiáng)度，并逐漸提高，最終變成堅(jiān)硬的固體物質(zhì)的過程，成為硬化。 石灰的硬化 干燥 —— 多余水分蒸發(fā)或被吸收而使粒子緊密接 觸，獲得一定強(qiáng)度。 結(jié)晶 —— 游離水減少，溶液飽和，氫氧化鈣結(jié)晶析出，強(qiáng)度增大。 碳化 —— 強(qiáng)度進(jìn)一步提高，但進(jìn)行緩慢： ? ? ? ? OHnCaC OOnHCOOHCa 23222 1?????7 A B ?石灰抹面裂紋比較和分析 案例分析 分析答案 8 三、 石灰的技術(shù)要求及特性 ?石灰的分類及技術(shù)要求 ? 建筑工程中所用的石灰常分三個(gè)品種：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。 ? 根據(jù)石灰中氧化鎂的含量分為： ?鈣質(zhì)石灰： MgO≦5% ?鎂質(zhì)石灰： MgO﹥5% ?鈣質(zhì)消石灰粉： MgO≦4% ?鎂質(zhì)消石灰粉： 4%﹤MgO﹤24% ?白云石質(zhì)消石灰粉： 24%﹤MgO﹤30% 10 ? 根據(jù)成品加工方法不同分為： 名稱 加工方法 狀態(tài) 主要成分 塊灰 直接煅燒 塊狀 CaO 生石灰粉 塊狀生石灰磨細(xì) 粉末 CaO 消石灰粉 生石灰用適量水經(jīng) 消化和干燥 粉末 Ca(OH)2 石灰膏 塊狀生石灰用過量水消化（或?qū)⑾曳酆退韬希? 一定稠度的膏狀物 Ca(OH)2和水 石灰乳 生石灰加大量水消 化 乳狀液體 Ca(OH)2和水 ? 各種石灰根據(jù)其種類、成分、細(xì)度等劃分為優(yōu)等品、一等品及合格品。 11 石灰的特性 ? 可塑性和保水性好：可調(diào)成石灰砂漿。 ? 吸濕性強(qiáng)：是傳統(tǒng)的干燥劑；儲(chǔ)存時(shí)注意防潮。 ? 凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)渡低。 ? 體積收縮大：不宜單獨(dú)使用，可摻入砂、各種纖維材料等減少收縮 。 ? 耐水性差：不宜在潮濕的環(huán)境中使用，也不宜單獨(dú)用于建筑物基礎(chǔ)。 12 四、 石灰的應(yīng)用 ? 制作石灰乳涂料 ? 石灰乳涂料可用于建筑室內(nèi)墻面和頂棚粉刷。 ? 摻入少量佛青顏料，可使其呈純白色； 摻入 107膠 或少量水泥?；郀t礦渣 (或粉煤灰 )，可提高粉刷層的防水性； 摻入各種色彩的耐堿材料，可獲得更好的裝飾效果。 ? 配制砂漿 ? 石灰漿和消石灰粉可以單獨(dú)或與水泥一起配制成砂漿，前者稱石灰砂漿，后者稱 混合砂漿 ，用于墻體的砌筑和抹面。 ? 為了克服石灰漿收縮性大的缺點(diǎn)，配制時(shí)常要加入紙筋等纖維質(zhì)材料。 保水性好 13 ? 拌制灰土和三合土： 消石灰粉與粘土的拌合物，稱為 灰土 ，若再加入砂（或碎石、爐渣等），即成 三合土 ?；彝梁腿贤猎诤粚?shí)或壓實(shí)下，密實(shí)度大大提高，而且在潮濕的環(huán)境中，粘土顆粒表面的少量活性氧化硅和氧化鋁與 Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，生成水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣， 使粘土的抗?jié)B能力、抗壓強(qiáng)度、耐水性得到改善 。三合土和灰土主要用于建筑物基礎(chǔ)、路面和地面的墊層。 ? 制作碳化石灰板：用作非承重的內(nèi)墻板、天花板等。 ? 生產(chǎn)硅酸鹽制品：如灰砂磚、粉煤灰磚、粉煤灰砌塊、硅酸鹽砌塊等。 ? 配制無(wú)熟料水泥 14 各類石灰的用途 品種名稱 適 用 范 圍 生石灰 配制石灰膏；磨細(xì)成生石灰粉 石灰膏 用于調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿 稀釋成石灰乳 (石灰水 )涂料，用于內(nèi)墻和平頂刷白 生石灰粉 (磨細(xì)生石灰粉 ) 用于調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿 配制無(wú)熟料水泥 制作硅酸鹽制品 (如灰砂磚等 ) 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 制作硅酸鹽制品 用于石灰土 (石灰 +粘土 )和三合土 ?總結(jié) 15 一、 石膏的生產(chǎn)及分類 石膏的生產(chǎn)：原料在不同壓力和溫度下煅燒、脫水，再經(jīng)磨細(xì)而成。 CaSO4178。2H 2O 二水石膏 107～ 170℃ 蒸壓 125℃ 加熱、脫水 170～ 360℃ 400～ 750℃ 800℃ 加熱、脫水 ? ?型半水石膏?? OHCaSO 24 21??Ⅲ4CaSO Ⅱ4CaSOⅠ4CaSO建筑石膏 高強(qiáng)石膏 可溶性硬石膏 不溶性硬石膏 高溫煅燒石膏 石 膏 16 ?石膏的分類 名稱 特點(diǎn) 建筑石膏 白色粉末，晶體細(xì)小，需水量大；制品孔隙率大，強(qiáng)度較低；便于生產(chǎn)成本低，應(yīng)用最廣 高強(qiáng)石膏 白色粉末，晶粒粗大，需水量小；制品密實(shí)度大，強(qiáng)度高；用于建筑抹灰，裝飾品及石膏板 可溶性硬石膏 需水量大，凝結(jié)快，強(qiáng)渡低；需陳化轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨嗪蟛趴墒褂? 不溶性石膏 死燒石膏；難溶于水，不可凝結(jié)凝結(jié)硬化；摻入激發(fā)劑可制成無(wú)水石膏水泥 高溫煅燒石膏 高溫下才穩(wěn)定 17 二、 建筑石膏的凝結(jié)硬化 ?建筑石膏與適量的水相混合，最初成為可塑的漿體，但很快就失去塑性并產(chǎn)生強(qiáng)度，并發(fā)展成為堅(jiān)硬的固體。 ?石膏與水?dāng)嚢韬蟀l(fā)生如下反應(yīng)： OHCaSOOHCaSO 2424 22321 ????18 初凝：建筑石膏拌水后形成流動(dòng)的可塑性膠凝體溶解于水中，很快形成飽和溶液，溶液中的半水石膏與水反應(yīng)生成二水石膏，二水石膏膠體微粒由于溶解度低將從溶液中析出，并促使半水石膏進(jìn)一步溶解，直至半水石膏全部轉(zhuǎn)化為二水石膏。在這個(gè)過程中，漿體中的水分逐漸減少，漿體失去流動(dòng)性，可塑性也開始下降，稱為石膏的初凝。 終凝：隨著水分蒸發(fā)和水化的繼續(xù)進(jìn)行，漿體完全失去可塑性，這個(gè)過程稱為終凝。 1— 半水石膏； ２ — 二水石膏膠體微粒； ３ — 二水石膏晶體；４ — 交錯(cuò)的晶體。 建筑石膏凝結(jié)硬化示意圖 19 三、 建筑石膏的技術(shù)要求及特性 ?建筑石膏的技術(shù)要求 ? 外觀：色白，密度為 ～ g/cm3,堆積密度為800～ 1100 kg/m3。 ? 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：建筑石膏按強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間指標(biāo)分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)。 石膏 20 ? 產(chǎn)品標(biāo)記：產(chǎn)品名稱 +抗折強(qiáng)度 +標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 建筑石膏的技術(shù)指標(biāo)（ GB 977688） 技術(shù)指標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 合格品 抗折強(qiáng)度 /MPa,不小于 抗壓強(qiáng)度 /MPa,不小于 細(xì)度 ( mm方孔篩篩余 /％ ),不大于 凝結(jié)時(shí)間 初凝時(shí)間不早于 6 min；終凝時(shí)間不遲于 30 min 抗折強(qiáng)度為 ： 建筑石膏 GB9776 例如 21 ?建筑石膏的特性 ? 凝結(jié)硬化快 ? 硬化制品的孔隙率大，體積密度小，保溫、吸聲性能好 ? 具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性 ? 凝固時(shí)體積微膨脹 ? 防火性好 ? 耐水性、抗凍性差 22 四、 建筑石膏的應(yīng)用 ?室內(nèi)抹灰及粉刷 ? 建筑石膏凝結(jié)快，用于抹灰、粉刷時(shí)需加緩凝劑及附加材料制成粉刷石膏。 ? 粉刷石膏粘接力高、不裂、不起鼓、表面光潔、防火、保溫，并且施工方便，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，是一種高檔抹面材料，可用于辦公室、住宅等的墻面、頂棚等。 23 ?制作石膏制品 ? 建筑石膏制品的種類很多。如紙面石膏板、空心石膏板、石膏砌塊、裝飾石膏板、石膏角線、燈圈、羅馬柱等，主要用于分室墻，內(nèi)隔墻、吊頂及裝飾。 ? 石膏制品質(zhì)量輕，可鋸、可刨、可釘，加工性能好，可連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，有廣闊的發(fā)展前途。 石膏立柱 石膏吊頂 24 25 26 ?請(qǐng)觀察建筑石膏粉，并分析是否宜用此石膏粉作粘結(jié)或制作石膏制品。 觀察與討論 分析答案 ?建筑石膏粉的質(zhì)量 建筑石膏粉 27 ?某住戶喜愛石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕板作裝飾。使用一段時(shí)間后，客廳、臥室效果相當(dāng)好，但廚房、廁所、浴室的石膏制品出現(xiàn)發(fā)霉變形。請(qǐng)分析原因。 案例分析 分析答案 29 ?某工人用建筑石膏粉拌水為一桶石膏漿，用以在光滑的天花板上直接粘貼，石膏飾條前后半小時(shí)完工。幾天后最后粘貼的兩條石膏飾條突然墜落，請(qǐng)分析原因。 案例分析 分析答案 31 、石灰漿和水泥漿三種膠凝材料漿體硬化時(shí)收縮最大的是水泥漿。 課堂練習(xí) 。 。 、凝結(jié)和硬化實(shí)際上是碳化作用。 ，石膏加入的量越多越好。 否 是 否 是 是 否 否 是 否 是 33 我國(guó)水泥工業(yè)的優(yōu)勢(shì) 我國(guó)水泥工業(yè)的劣勢(shì) 36 作為主要的建筑材料，水泥產(chǎn)量變化客觀反映了建筑業(yè)的發(fā)展。在過去的 100年中，中國(guó)的建筑業(yè)以驚人的速度發(fā)展，特別是近二十年來(lái)更是盛況空前，從表中水泥產(chǎn)量的變化中可以得到充分證明。 我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 年 1908 1949 1962 1978 1990 2023 2023 2023 2023 2023 產(chǎn)量 210 823 1069 1236 1336 1388 我國(guó)水泥產(chǎn)量 (106 t) 達(dá)到世界水泥總量的 50％ 新型干法產(chǎn)量所占比例超過 50％ 37 水泥檢測(cè) 概述 水泥是工程中廣泛使用的水硬性膠凝材料，是水利水電工程混凝土結(jié)構(gòu)的主要建筑材料，常用于拌制水泥砂漿、水泥混凝土，也常用作灌漿材料加固地基。 水泥的種類繁多，按所含水硬性物質(zhì)的不同，可分為硅酸鹽系水泥、鋁酸鹽系水泥及硫鋁酸鹽系水泥等，其中以硅酸鹽系水泥應(yīng)用最廣；按水泥的用途及性能，可分為通用水泥、專用水泥與特性水泥三類，見表 。 分類 主要品種 通用水泥 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥等 專用水泥 油井水泥、砌筑水泥、耐酸水泥、耐堿水泥、道路水泥等 特性水泥 白色硅酸鹽水泥、快硬硅酸鹽水泥、高鋁水泥、硫鋁酸鹽水泥、抗硫酸鹽水泥、膨脹水泥、自應(yīng)力水泥等 表 水泥分類 38 硅酸鹽水泥概述 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB17