4 氣硬性膠凝材料

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1、周次：星期：授課時間：【課題】4氣硬性膠凝材料【教學目標】1.了解石灰、石膏的分類，生產(chǎn)。2．掌握石灰、石膏的硬化原理，性能及應(yīng)用。【教學重點】石灰、石膏的硬化原理、性能及應(yīng)用。【教學難點】石灰、石膏的硬化原理、性能及應(yīng)用?！窘虒W方法】講授【時間分配】兩課時（1）復習導入：5分鐘（2）講授新課：85分鐘（3）小結(jié)作業(yè)：10分鐘【作業(yè)布置】【審批】【后記】【教學過程】4.1石膏氣硬性無機膠凝材料：只能在空氣中硬化、保持或繼續(xù)發(fā)展強度的無機膠凝材料。水硬性無機膠凝材料：不僅能在空氣中，而且能更好地在

2、水中硬化、保持或繼續(xù)發(fā)展強度的無機膠凝材料。土木工程中常用的氣硬性無機膠凝材料主要有：石膏、石灰、菱苦土和水玻璃。4．1．1石膏膠凝材料的生產(chǎn)石膏是以硫酸鈣為主要成分的礦物，當石膏中含有結(jié)晶水不同時可形成多種性能不同的石膏。1、石膏的生產(chǎn)建筑石膏（ＣaSO4·1／2H2O），也稱熟石膏或半水石膏。它是由生石膏(CaSO4·2H2O)加工而成的，根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同可分為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經(jīng)壓蒸或煅燒加熱而成的。常壓下煅燒加熱到107℃～170℃，可產(chǎn)生β型建筑石膏

3、：（二水石膏）（β型半水石膏）124℃條件下壓蒸（1.3大氣壓）加熱可產(chǎn)生α型建筑石膏：（二水石膏）（α型半水石膏）4．1．2建筑石膏的凝結(jié)硬化(1)、水化建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑性良好的漿體，隨著石膏與水的反應(yīng)，漿體的可塑性很快消失而發(fā)生凝結(jié)，此后進一步產(chǎn)生和發(fā)展強度而硬化。建筑石膏與水之間產(chǎn)生化學反應(yīng)的反應(yīng)式為：此反應(yīng)實際上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反應(yīng)，因為二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多，所以此反應(yīng)總體表現(xiàn)為向右進行，二水石膏以膠體微粒自水中析出。(2)、硬化

4、隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會產(chǎn)生結(jié)晶，結(jié)晶體的不斷生成和長大，晶體顆粒之間便產(chǎn)生了磨擦力和粘結(jié)力，造成漿體的塑性開始下降，這一現(xiàn)象稱為石膏的初凝；而后隨著晶體顆粒間磨擦力和粘結(jié)力的增大，漿體的塑性很快下降，直至消失，這種現(xiàn)象為石膏的終凝。石膏終凝后，其晶體顆粒仍在不斷長大和連生，形成相互交錯且孔隙率逐漸減小的結(jié)構(gòu)，其強度也會不斷增大，直至水分完全蒸發(fā)，形成硬化后的石膏結(jié)構(gòu)，這一過程稱為石膏的硬化。石膏漿體的凝結(jié)和硬化，實際上是交叉進行的。4．1．3建筑石膏的技術(shù)要求詳見表4。14．1．4建筑

5、石膏的特性(1)、凝結(jié)硬化速度快建筑石膏的漿體，凝結(jié)硬化速度很快。一般石膏的初凝時間僅為10min左右，終凝時間不超過30min，這對于普通工程施工操作十分方便。有時需要操作時間較長，可加入適量的緩凝劑，如硼砂、動物膠、亞硫酸鹽酒精廢液等(2)、孔隙率大，表觀密度小，絕熱、吸聲性能好（表觀密度↓吸濕性↑強度↓抗凍性↓保溫隔熱↑）（為什么：理論用水量和實際用水量差距大→18.6﹪--60﹪～80﹪）建筑石膏在使用時，為獲得良好的流動性，常加入的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在硬化過程中由于水

6、分的蒸發(fā)，使原來的充水部分空間形成孔隙，造成石膏內(nèi)部的大量微孔，使其重量減輕，但是抗壓強度也因此下降。通常石膏硬化后的表觀密度約為800kg／ｍ3～1000kg／ｍ3，抗壓強度約為3Mpa～5ＭPa。石膏硬化體中大量的微孔，使其傳熱性顯著下降，因此具有良好的絕熱能力；石膏的大量微孔，特別是表面微孔對聲音傳導或反射的能力也顯著下降，使其具有較強的吸聲能力。大熱容量和大的孔隙率及開口孔結(jié)構(gòu)，使石膏具有呼吸水蒸氣的功能。(3)、凝結(jié)硬化時的膨脹性（為什么：半水石膏→二水石膏)（怎么樣：固定模型）建筑石

7、膏凝結(jié)硬化是石膏吸收結(jié)晶水后的結(jié)晶過程，其體積不僅不會收縮，而且還稍有膨脹（0.2%~1.5%），這種膨脹不會對石膏造成危害，還能使石膏的表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥時的開裂。(4)、防火性好，但耐水性差（為什么：孔隙率大，二水石膏→無水石膏）（怎么樣：隔墻）硬化后石膏的主要成分是二水石膏，當受到高溫作用時或遇火后會脫出21%左右的結(jié)晶水，并能在表面蒸發(fā)形成水蒸氣幕，可有效地阻止火勢的蔓延，具有良好的防火效果。由于硬化石膏的強度來自于晶體粒子間的粘結(jié)力，遇水后粒子間連接點的

8、粘結(jié)力可能被削弱。部分二水石膏溶解而產(chǎn)生局部潰散，所以建筑石膏硬化體的耐水性較差。4．1．5建筑石膏的應(yīng)用(1)、石膏砂漿及粉刷石膏(2)、建筑石膏制品：石膏板、石膏砌塊等(3)、制作建筑雕塑和模型貯藏注意事項：防潮防水、貯存期不能過長4.2石灰4．2．1生石灰的生產(chǎn)天然碳酸巖類巖石——（石灰石、白云石）經(jīng)高溫煅燒，其主要成分CaCO3分解為以CaO為主要成分的生石灰，其化學反應(yīng)可表示如下：生石灰（堆積密度為800~1000kg/m3)一般為白色或黃灰色塊灰，塊灰碾碎磨細即為生石灰粉。4．2．2