第11章胶凝材料气硬性胶凝材料

第11章胶凝材料本章学习目的及要求1、了解建筑石膏的原料与生产；2、理解建筑石膏的水化、硬化；3、掌握建筑石膏的技术性质和用途。是指在一定的条件下，经过一系列的物理化学作用后，能将散粒状（如砂、石子）或块状（砖、砌块）材料粘结成为具有一定强度的整体的材料。分类：无机胶凝材料气硬性－石膏、石灰、水玻璃、菱苦土水硬性－各种水泥有机胶凝材料－沥青、树脂、橡胶胶凝材料�具有质轻、强度较高、绝热、防火、质地细腻美观－优良的装饰材料；�易于加工、成品多样－各类石膏线、石膏板、石膏雕饰；�资源丰富、分布广、储量大；石膏概述1.原料天然二水石膏(CaSO4·2H2O)。11.1气硬性胶凝材料一、建筑石膏的生产11.1.1石膏的基本知识2.生产过程：3.熟石膏的种类（1）β型半水石膏(β-CaSO4·0.5H2O),即建筑石膏,为常用。（2）α型半水石膏(α-CaSO4·0.5H2O),结晶较粗，施工时拌和用水量小，具有较高的强度，故称为高强石膏。（3）α型或β型可溶性硬石膏，较半水石膏凝结快，标准稠度用水量大，强度较低。（4）不溶性硬石膏，难溶于水，无凝结力或有极缓慢的凝结作用。（5）煅烧石膏(CaSO4+CaO)中，部分硬石膏分解为CaO，起激发作用，使其重获凝结能力，经适当配制和磨细，可成硬石膏水泥。1.石膏的硬化二、石膏的凝结与硬化理论用水量为石膏用量的18.6%，但为了使石膏浆体达到施工要求的流动性，用水量往往达到60～80%，使石膏硬化后体内含有大量孔隙，强度降低。2.石膏的凝结硬化1.凝结硬化快原因：半水石膏溶解度大；二水石膏的溶解度小（为前者的1/5左右）。时间：初凝不小于6分钟；终凝不迟于30分钟；完全硬化约需一周。2、孔隙率大、表观密度小、强度低β型半水石膏理论用水量为石膏质量的18.6%，但实际用水量达60～80%，才能达到施工要求的流动性。α型半水石膏，晶粒粗大，在达到相同流动性的条件下，需水量少，故而强度高。三、建筑石膏的性质及技术要求3、凝结硬化时体积膨胀石膏浆体在凝结硬化时，约产生0.5%-1%的体积膨胀。使石膏制品表面光滑、棱角清晰饱满，尺寸精确。这使石膏具有较强的装饰性、可用于浇注模型的原因所在。4、隔热性和吸声性好石膏制品中含有大量的开口孔隙，且孔径尺寸小。5、防火性好,但耐火性差石膏制品为CaSO4·2H2O遇火后，结晶水蒸发，吸收热量，阻碍火势蔓延；形成的无水石膏为良好的绝热、阻燃材料。但脱水后强度下降，所以不耐火。6、具有一定的调温调湿性石膏的导热系数小、比热容大，有一定调温性；石膏为亲水性材料，且孔隙率大，开口孔隙多，吸水性强，可以调节室内湿度7、耐水性和抗冻性差石膏硬化后在潮湿环境中，晶体间的粘结力会下降，从而引起强度的降低。在水中，晶体会溶解而引起破坏，石膏的软化系数为0.2～0.3石膏制品中含有大量的开口孔隙，故抗冻性差石膏粉吸潮结粒从图可见该建筑石膏粉已吸潮结粒，对凝结硬化性能及强度均有影响，已不宜使用。由于建筑石膏粉易吸潮，长期储存也会降低强度，因此建筑石膏粉存贮时必须防潮，储存时间一般不得超过三个月。四、建筑石膏的技术要求等级（GB9776-88)按强度、细度、凝结时间分：一级、二级、三级见表11.1.1。五、建筑石膏的用途•石膏砂浆及粉刷石膏－高级室内抹灰；•制备各种石膏板；•各类装饰石膏线、花型；•无水石膏水泥；•水泥缓凝剂；•涂料的填充料•陶瓷模具材料、外科医疗固定材料•制作雕塑艺术品等。建筑石膏室内粉刷建筑石膏板及砌块石膏空心墙条板纸面石膏板石膏砌块石膏装饰板一、概述：1、定义：以建筑石膏为基料、参入少量增强纤维，胶粘剂，改性剂等经搅拌、成型、烘干而制成的不带护面纸的装饰板材。2、特点：质轻、图案饱满、细腻，色泽柔和、美观，吸声、隔热、防潮、不变形、防火、阻燃，可调节室内湿度。施工方便，加工性能好（可锯，可钉，可刨，可粘接）。11.1.2石膏装饰制品装饰石膏板3、应用：建筑内墙及顶棚装饰。二、装饰石膏板的分类和规格：一般为正方形，500X500X9或600X600X11的。分直角型和倒角型。按功能分：普通板、防潮板、耐水板、耐火板按表面装饰效果分：平板（P）、穿孔板（K）、浮雕板（D）。（防潮板分别在前边加F）三、性能及技术要求：1、性能：同前边概述2、技术要求：质量等级分三级：优等品、一等品、合格品装饰板正面不应有影响装饰效果的气孔、污痕、裂纹、缺角、色彩不均和图案不完整等缺陷。物理性能包括：含水率，吸水率，受潮挠度。一、概述：一种带有嵌装企口的装饰石膏板，可以具有各种色彩，浮雕图案，不同的孔洞形式和排列方式，装饰性更强，装配化施工，可任意拆卸和更换。嵌装式装饰石膏板二、性质与技术要求1、技术要求：外观质量：要求同装饰石膏板尺寸偏差、平整度、直角偏离度：单位面积质量：含水率吸声板的吸声要求根据其技术要求将石膏板分为三个质量等级：优等品、一等品、合格品。三、应用用于各种公共建筑及纪念性建筑物的室内顶棚及墙面装饰一、概述纸面石膏板是以建筑石膏为主要原料，掺入适量纤维、外加剂和适量轻质填料，加水拌成料浆，浇注在行进中的纸面上，成型后再覆以上层面纸。料浆经凝固形成芯材，切断、烘干使芯材与护面纸牢固结合在一起。根据用途分：普通纸面石膏板（P）、耐火纸面石膏板（H）、耐水纸面石膏板（S）。纸面石膏板特性：质轻、抗弯、抗冲击性高，防火、保温隔热，抗震性好，隔声性好，可加工性好，可调节室内湿度。1、普通纸面石膏板（P）：芯板+厚质护面纸板，护面纸板可提高板材抗弯、抗冲击作用。主要用于处于干燥环境中的各类民用建筑的吊顶、墙面、隔断等的装饰，表面需进行再饰面处理。2、耐水石膏板（S）：掺耐水外加剂，再与耐水护面纸牢固粘接在一起的轻质板材，用于厨房、卫生间装饰。表面也需进行饰面再处理以提高其装饰性。该板是在石膏芯材里加入一定量的防水剂，或在表面覆盖铝箔、牛皮纸等使石膏本身具有一定的防水性能。这种石膏板在根据美国ASTM标准作防水试验时，其吸水率为5％，即能够用于湿度较大的区域，如卫生间、沐浴室和厨房等。这是一种比较好的具有更广泛用途的板材。但此板不可直接长时间进水浸泡。3、耐火纸面石膏板（H）：掺无机耐火纤维增强材料，并与耐火护面纸牢固粘接而成的板材。属于难燃材料，具有较高的遇火稳定性，稳定时间20-30min。主要用于防火等级要求高的建筑物的吊顶、墙面、隔断等。这种板材在发生着火时，在一定长的时间内保持结构完整，从而起到阻隔火焰蔓延的作用。该板在生产过程中加入玻璃纤维和其它添加剂，能够有效地在遇火时起到增强板材完整性的作用。二、纸面石膏板的形状与规格1、形状：一般为矩形，矩形长边的形状有矩形（J）45o倒角（D），契形（C）、半圆形（B），圆形（Y）。2、规格：长边：2440，3000；短边：900，1200；厚：9，10，12，15，18，21，25三、性质与技术要求1、性质：同概述部分2、技术要求：外观质量，尺寸偏差，断裂荷载，单位面积质量，护面纸与石膏板的粘接，吸水率，遇火稳定性。一、概述：吸声穿孔纸面石膏板和吸声穿孔装饰石膏板的统称。以纸面石膏板或装饰石膏板为基础材料，在其上设置孔眼，再加背覆材料（皱纹纸、桑皮纸、微孔玻纤布等起共振吸声作用）、吸声材料（玻璃棉、矿棉、泡沫塑料等）、及板厚空气层等构成共振吸声结构。吸声用穿孔石膏板二、形状与规格1、形状：为正方形。板材棱边形状有直角和倒角两种形状。2、规格：5002，6002，厚：9/12三、产品标记：顺序：产品名称，背覆材料，基板类型，边长，厚度，孔径，孔距，标准号。吸声用穿孔石膏板YC600X12-6-18GB11980-1989四、性能与技术要求吸声用穿孔石膏板按基板不同也可分为:普通版、防潮板、耐水板、耐火板。特点：具有轻质、防火、隔声、隔热、抗振性能好，施工简便迅速、劳动强度小，加工性能好，干法作业等优点，但力学性能（抗弯、抗冲击性能，断裂荷载）较低。五、用途装饰石膏吸声板：用于一般吸声要求的建筑物吸声用穿孔石膏板主要用于对音质要求高或对噪音限制较严的建筑的吊顶、墙面的吸声装饰材料吸声穿孔石膏板艺术装饰石膏制品主要根据室内装饰设计要求而加工制作的，色彩上可利用自身洁白高雅的色彩，也可用金粉或彩绘效果。制品包括：1、浮雕艺术石膏线角、线板、花角特点：表面光洁、颜色洁白高雅、花型线条清晰，立体感强，尺寸稳定，强度高，无毒，防火，施工方便，造价低廉，装饰效果好，调节室内湿度。应用：广泛用于高档宾馆、饭店、写字楼和居民住宅的吊顶装饰其他石膏制品2、浮雕艺术石膏灯圈一种良好的吊顶装饰材料，与灯饰作为一个整体，装饰效果较好。外形一般为圆形板材，也可根据要求加工成椭圆或花瓣型。直径500-1800mm，板厚10-30mm。3、石膏花饰、壁挂用于建筑室内顶棚或墙面装饰。金粉彩绘壁花天花板装饰花梁托线条拐角、线条艺术镜框罗马柱石膏浮雕壁画•石膏浮雕壁画有两种加工方法，一种是做石膏板，在板上放刀雕刻；而另一种方法是用泥做形，然后翻制成品。一般大型石膏壁画都是采用后者。•石膏板浮雕：此种方法与木浮雕相同，只是材料上的不同，石膏板更容易制作，又不会出现开裂与木纹纤维方向的问题，所以是一种性能较好的浮雕材料。一、石灰的生产原材料生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产品。主要成分为CaCO3。11.1.3石灰生产工艺——煅烧CaCO3==CaO+CO2900℃生石灰MgCO3==MgO+CO2700℃石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。二、石灰的化学组成及分类根据石灰加工方法的不同，可将石灰成分分为：块状生石灰，由原料煅烧而成的原产品，主要成分是CaO；生石灰粉，由块状生石灰磨细得到的细粉，其主要成分是CaO；消石灰粉，将生石灰用适当的水消化而得的粉末，亦称熟石灰，主要成分为Ca（OH）2。由于石灰原料中含有碳酸镁成分，石灰中含有氧化镁成分。在建材行业中，根据氧化镁含量差别分成钙质石灰和镁质石灰。石灰种类生石灰生石灰粉消石灰粉钙质石灰≦5≦54镁质石灰55≧4三、石灰的熟化硬化过程1、生石灰的熟化(水化或消化)熟化的过程生石灰+水熟石灰MgO+H2O==Mg（OH）2CaO+H2O==Ca（OH）2+64.83kj熟化的方式淋灰——生石灰粉（消石灰粉）化灰——熟石灰膏熟化过程的特点放出大量的热；体积膨胀1.5～3.5倍。熟化过程的注意事项熟石灰在使用前必须陈伏15d以上——防止过火石灰的危害；在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳化。2、石灰的硬化•Ca（OH）2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提高强度，并具有胶结特性。•Ca（OH）2空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高。表面生成的CaCO3膜层会阻碍CO2的进一步渗入，同时也阻碍内部水分的蒸发，使Ca（OH）2的结晶作用也进行得比较缓慢。所以在相当长的时间里，石灰浆体仍然处于表面为，内部为的状态，其硬化是一个相当缓慢的过程。四、石灰的技术性质与技术标准1、石灰的技术性质：石灰的化学品质；石灰的物理性质（未消化残渣含量、细度、游离含水量）。2、石灰技术标准（生石灰：有效CaO+MgO含量，未消化残渣含量；消石灰粉：有效CaO+MgO含量，含水量，细度）3、石灰的特性：良好的保水性凝结硬化慢，强度低耐水性差体积收缩大吸湿性强五、石灰的应用配制石灰砂浆和石灰乳；石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土；配制三合土和灰土；制作碳化石灰板；生产硅酸盐制品；生产无熟料水泥。六、石灰的储存生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。作到“随到随化”。不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。熟石灰在使用前必须陈伏15d以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属和二氧化硅组成。化学通式：R2O·nSiO2其中R2O为碱金属氧化物，n为SiO2和R2O的摩尔比值，称为水玻璃模数，一般在1.5~3.5之间。最常见的是硅酸钠水玻璃Na2O·nSiO2，还有硅酸钾水玻璃K2O·n