建筑材料_水泥

建筑材料水泥2本章内容水泥概述5.1硅酸盐水泥5.1.1硅酸盐水泥5.1.2掺混合材料的通用硅酸盐水泥5.1.3通用硅酸盐水泥的特性及应用5.2水泥的验收与储存5.3水泥的取样规定5.4水泥主要技术性质的检测方法与检测报告5.5通用硅酸盐水泥的质量标准5.7水泥石的腐蚀与防止课堂练习复习思考题⑴熟悉硅酸盐水泥的矿物组成，了解其硬化机理；⑵熟练掌握硅酸盐水泥等几种通用水泥的性能特点，相应的检测方法及选用原则；⑶了解特性水泥和专用水泥的主要性能及使用特点；⑷掌握水泥的检验及质量合格标准的判定。教学目标3胶凝材料概述定义：在一定条件下，经过自身的一系列物理、化学作用后，能将散粒或块状材料粘结成为具有一定强度的整体的材料，统称为胶凝材料。分类：有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或发展其强度。如：石灰、石膏、水玻璃、菱苦土不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化保持并发展其强度。如：水泥如：沥青、各种合成树脂无机胶凝材料胶凝材料4一、石灰的生产与分类石灰：包含不同化学组成和物理形态的生石灰、消石灰、水硬性石灰的统称。将主要成分为碳酸钙的天然岩石（石灰岩、白垩等）煅烧，排除分解出的二氧化碳后，所得以CaO为主要成分的产品即为生石灰。2C1200~9003COCaO生石灰CaCO欠火石灰CaO含量低，质量等级低，利用率低过火石灰质地密实，颜色较深，消化缓慢，容易造成墙体开裂温度过低或时间不足温度过高或时间过长石灰5二、石灰的消化与硬化消化（熟化）：生石灰（CaO）与水作用生成氢氧化钙（熟石灰，又称消石灰）的过程。生石灰的消化反应如下：CaO＋H2O→Ca(OH)2＋64.9×103J石灰的消化过程会放出大量的热，熟化时体积增大1～2.5倍。过烧石灰消化速度慢，易引起墙面隆起、开裂，所以使用前需洗灰陈伏。6石灰膏多存放在工地现场的贮灰坑中，产品含水量约为50%，表观密度为1300~1400kg/m3。由于过火石灰熟化缓慢，为防止过火石灰在建筑物中吸收空气中水分继续熟化，造成建筑物局部膨胀开裂，石灰膏应在贮灰坑中隔绝空气存放2周以上，使生石灰熟化后再用于工程，这种过程成为“陈伏”。7石灰的凝结硬化胶凝材料的凝结硬化时一个连续的物理、化学变化过程，具有可塑性的胶凝材料能逐渐变成坚硬的固体物质。通常将具有可塑性的浆体逐渐失去塑性的过程，成为凝结；随着物理、化学作用的延续，浆体产生强度，并逐渐提高，最终变成坚硬的固体物质的过程，成为硬化。石灰的硬化干燥——多余水分蒸发或被吸收而使粒子紧密接触，获得一定强度。结晶——游离水减少，溶液饱和，氢氧化钙结晶析出，强度增大。碳化——强度进一步提高，但进行缓慢：OHnCaCOOnHCOOHCa2322218AB石灰抹面裂纹比较和分析案例分析分析答案10三、石灰的技术要求及特性石灰的分类及技术要求建筑工程中所用的石灰常分三个品种：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。根据石灰中氧化镁的含量分为：钙质石灰：MgO≦5%镁质石灰：MgO﹥5%钙质消石灰粉：MgO≦4%镁质消石灰粉：4%﹤MgO﹤24%白云石质消石灰粉：24%﹤MgO﹤30%11根据成品加工方法不同分为：名称加工方法状态主要成分块灰直接煅烧块状CaO生石灰粉块状生石灰磨细粉末CaO消石灰粉生石灰用适量水经消化和干燥粉末Ca(OH)2石灰膏块状生石灰用过量水消化（或将消石灰粉和水拌合）一定稠度的膏状物Ca(OH)2和水石灰乳生石灰加大量水消化乳状液体Ca(OH)2和水各种石灰根据其种类、成分、细度等划分为优等品、一等品及合格品。12石灰的特性可塑性和保水性好：可调成石灰砂浆。吸湿性强：是传统的干燥剂；储存时注意防潮。凝结硬化慢，强渡低。体积收缩大：不宜单独使用，可掺入砂、各种纤维材料等减少收缩。耐水性差：不宜在潮湿的环境中使用，也不宜单独用于建筑物基础。13四、石灰的应用制作石灰乳涂料石灰乳涂料可用于建筑室内墙面和顶棚粉刷。掺入少量佛青颜料，可使其呈纯白色；掺入107胶或少量水泥粒化高炉矿渣(或粉煤灰)，可提高粉刷层的防水性；掺入各种色彩的耐碱材料，可获得更好的装饰效果。配制砂浆石灰浆和消石灰粉可以单独或与水泥一起配制成砂浆，前者称石灰砂浆，后者称混合砂浆，用于墙体的砌筑和抹面。为了克服石灰浆收缩性大的缺点，配制时常要加入纸筋等纤维质材料。保水性好14拌制灰土和三合土：消石灰粉与粘土的拌合物，称为灰土，若再加入砂（或碎石、炉渣等），即成三合土。灰土和三合土在夯实或压实下，密实度大大提高，而且在潮湿的环境中，粘土颗粒表面的少量活性氧化硅和氧化铝与Ca(OH)2发生反应，生成水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，使粘土的抗渗能力、抗压强度、耐水性得到改善。三合土和灰土主要用于建筑物基础、路面和地面的垫层。制作碳化石灰板：用作非承重的内墙板、天花板等。生产硅酸盐制品：如灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等。配制无熟料水泥15各类石灰的用途品种名称适用范围生石灰配制石灰膏；磨细成生石灰粉石灰膏用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆稀释成石灰乳(石灰水)涂料，用于内墙和平顶刷白生石灰粉(磨细生石灰粉)用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆配制无熟料水泥制作硅酸盐制品(如灰砂砖等)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盐制品用于石灰土(石灰+粘土)和三合土总结16一、石膏的生产及分类石膏的生产：原料在不同压力和温度下煅烧、脱水，再经磨细而成。CaSO4·2H2O二水石膏107～170℃0.13MPa蒸压125℃加热、脱水170～360℃400～750℃800℃加热、脱水型半水石膏OHCaSO2421型半水石膏OHCaSO2421Ⅲ4CaSOⅡ4CaSOⅠ4CaSO建筑石膏高强石膏可溶性硬石膏不溶性硬石膏高温煅烧石膏石膏17石膏的分类名称特点建筑石膏白色粉末，晶体细小，需水量大；制品孔隙率大，强度较低；便于生产成本低，应用最广高强石膏白色粉末，晶粒粗大，需水量小；制品密实度大，强度高；用于建筑抹灰，装饰品及石膏板可溶性硬石膏需水量大，凝结快，强渡低；需陈化转变为半水石膏后才可使用不溶性石膏死烧石膏；难溶于水，不可凝结凝结硬化；掺入激发剂可制成无水石膏水泥高温煅烧石膏高温下才稳定18二、建筑石膏的凝结硬化建筑石膏与适量的水相混合，最初成为可塑的浆体，但很快就失去塑性并产生强度，并发展成为坚硬的固体。石膏与水搅拌后发生如下反应：OHCaSOOHCaSO24242232119初凝：建筑石膏拌水后形成流动的可塑性胶凝体溶解于水中，很快形成饱和溶液，溶液中的半水石膏与水反应生成二水石膏，二水石膏胶体微粒由于溶解度低将从溶液中析出，并促使半水石膏进一步溶解，直至半水石膏全部转化为二水石膏。在这个过程中，浆体中的水分逐渐减少，浆体失去流动性，可塑性也开始下降，称为石膏的初凝。终凝：随着水分蒸发和水化的继续进行，浆体完全失去可塑性，这个过程称为终凝。1—半水石膏；２—二水石膏胶体微粒；３—二水石膏晶体；４—交错的晶体。建筑石膏凝结硬化示意图20三、建筑石膏的技术要求及特性建筑石膏的技术要求外观：色白，密度为2.60～2.75g/cm3,堆积密度为800～1100kg/m3。质量标准：建筑石膏按强度、细度、凝结时间指标分为优等品、一等品和合格品三个等级。石膏21产品标记：产品名称+抗折强度+标准号建筑石膏的技术指标（GB9776-88）技术指标优等品一等品合格品抗折强度/MPa,不小于2.52.11.8抗压强度/MPa,不小于4.93.92.9细度(0.2mm方孔筛筛余/％),不大于5.010.015.0凝结时间初凝时间不早于6min；终凝时间不迟于30min抗折强度为2.5MPa的建筑石膏记为：建筑石膏2.5GB9776例如22建筑石膏的特性凝结硬化快硬化制品的孔隙率大，体积密度小，保温、吸声性能好具有一定的调温调湿性凝固时体积微膨胀防火性好耐水性、抗冻性差23四、建筑石膏的应用室内抹灰及粉刷建筑石膏凝结快，用于抹灰、粉刷时需加缓凝剂及附加材料制成粉刷石膏。粉刷石膏粘接力高、不裂、不起鼓、表面光洁、防火、保温，并且施工方便，可实现机械化施工，是一种高档抹面材料，可用于办公室、住宅等的墙面、顶棚等。24制作石膏制品建筑石膏制品的种类很多。如纸面石膏板、空心石膏板、石膏砌块、装饰石膏板、石膏角线、灯圈、罗马柱等，主要用于分室墙，内隔墙、吊顶及装饰。石膏制品质量轻，可锯、可刨、可钉，加工性能好，可连续生产，生产效率高，有广阔的发展前途。石膏立柱石膏吊顶252627请观察建筑石膏粉，并分析是否宜用此石膏粉作粘结或制作石膏制品。观察与讨论分析答案建筑石膏粉的质量建筑石膏粉29某住户喜爱石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕板作装饰。使用一段时间后，客厅、卧室效果相当好，但厨房、厕所、浴室的石膏制品出现发霉变形。请分析原因。案例分析分析答案31某工人用建筑石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落，请分析原因。案例分析分析答案331.石膏浆、石灰浆和水泥浆三种胶凝材料浆体硬化时收缩最大的是水泥浆。课堂练习2.一般建筑石膏适用于室外。3.石灰陈伏是为了消除过烧石灰的危害。4.石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。5.在水泥中，石膏加入的量越多越好。否是否是是否否是否是36我国水泥工业的优势我国水泥工业的劣势37作为主要的建筑材料，水泥产量变化客观反映了建筑业的发展。在过去的100年中，中国的建筑业以惊人的速度发展，特别是近二十年来更是盛况空前，从表中水泥产量的变化中可以得到充分证明。我国水泥工业发展现状年1908194919621978199020032005200620072008产量0.010.666.0065.242108231069123613361388我国水泥产量(106t)达到世界水泥总量的50％新型干法产量所占比例超过50％38水泥检测5.1概述水泥是工程中广泛使用的水硬性胶凝材料，是水利水电工程混凝土结构的主要建筑材料，常用于拌制水泥砂浆、水泥混凝土，也常用作灌浆材料加固地基。水泥的种类繁多，按所含水硬性物质的不同，可分为硅酸盐系水泥、铝酸盐系水泥及硫铝酸盐系水泥等，其中以硅酸盐系水泥应用最广；按水泥的用途及性能，可分为通用水泥、专用水泥与特性水泥三类，见表5.1。分类主要品种通用水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、石灰石硅酸盐水泥等专用水泥油井水泥、砌筑水泥、耐酸水泥、耐碱水泥、道路水泥等特性水泥白色硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、高铝水泥、硫铝酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥、自应力水泥等表5.1水泥分类395.1.1.1硅酸盐水泥概述国家标准GB175-2007《通用硅酸盐水泥》规定：通用硅酸盐水泥是一般土木工程通常采用的水泥，是以硅酸盐水泥熟料、适量石膏和混合材料制成的水硬性胶凝材料。包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。（1）硅酸盐水泥分类硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5％的粒化高炉矿渣混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。（2）硅酸盐水泥熟料由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉烧制部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。其中硅酸钙矿物不小于66％，氧化钙和氧化硅的质量比不小于2.0。41•5.1.1.2硅酸盐水泥的原料和生产工艺•（1）硅酸盐水泥的原料•硅酸盐水泥的原料主要是石灰质原料（石灰石、白垩等）和粘土质原料（粘土、页岩等）。原料配比的确定，应满足原料中氧化钙含量占75％~78％，氧化