建筑材料第五次课（课件

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1、 土木工程材料土木工程材料 第三章第三章 无机气硬性胶凝材料无机气硬性胶凝材料 无机胶凝材料无机胶凝材料 （以无机化合物为基本成分）（以无机化合物为基本成分） 有机胶凝材料有机胶凝材料（天然的或合成的有机（天然的或合成的有机高分子化合物为基本成分）高分子化合物为基本成分）（沥青（沥青、树脂）树脂） 按凝结硬化按凝结硬化条件分类条件分类 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料只在空气中硬化只在空气中硬化 （石灰、石膏）（石灰、石膏） 水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料空气、水中皆可空气、水中皆可 硬化硬化 （水泥）（水泥） 第三章第三章 无机气硬性胶凝材料无机气硬性胶凝材料 胶凝材料：能通过物理化学作用将散粒材

2、料或块胶凝材料：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。状材料胶结成为一个整体，并产生强度的材料。 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，保持并发气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，保持并发展其强度的材料。展其强度的材料。 水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好水硬性胶凝材料：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。的在水中硬化，保持并发展其强度的材料。本节的学习目标本节的学习目标1）掌握建筑石膏的化学组成，了解）掌握建筑石膏的化学组成，了解其生产工艺。其生产工艺。2）理解石膏的凝结硬化机理。）理解石膏的凝结硬化机理。3）重点掌握石膏的特

3、性及应用。）重点掌握石膏的特性及应用。3.1 石膏石膏课前思考：课前思考： 石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，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为什么石膏制品的防火性好Why?？人类使用石膏的历史人类使用石膏的历史 早在公元前早在公元前9000年，人类已经可以把石膏加工成年，人类已经可以把石膏加工成石膏浆用于建筑和装饰领域。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人们在位于亚洲的卡塔于育克

4、遗址的地下壁画中发现了石膏浆。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（公元前用石膏作为泥浆修建齐阿普斯的金字塔（公元前3000年）。年）。 在我国，早在在我国，早在2000多年前，石膏就用于长沙马王多年前，石膏就用于长沙马王堆汉墓的建造。堆汉墓的建造。 中国石膏矿资源丰富。全国中国石膏矿资源丰富。全国23个省个省(区区)有石膏矿有石膏矿产出。探明储量的矿区有产出。探明储量的矿区有169处，总保有储量矿处，总保有储量矿石石576亿吨。从地区分布看，以亿吨。从地区分布看，以山东石膏矿山东石膏矿最多，最多

5、，占全国储量的占全国储量的65%；内蒙古、青海、湖南次之。；内蒙古、青海、湖南次之。 石膏的存在形式石膏的存在形式天然二水石膏天然二水石膏化工石膏化工石膏天然无水石膏天然无水石膏建筑石膏建筑石膏高强石膏高强石膏高温煅烧石膏高温煅烧石膏CaSOCaSO4 42H2H2 2O O，软石，软石膏膏CaSOCaSO4 42H2H2 2O O与与CaSO4CaSO4混合废混合废渣渣CaSOCaSO4 4，硬石膏，硬石膏-CaSO-CaSO4 41/2H1/2H2 2O O-CaSO-CaSO4 41/2H1/2H2 2O OCaSOCaSO4 4 3.1.1、石膏的原料、生产及品种、石膏的原料、生产及品

6、种 建筑石膏：建筑石膏： OHCaSO2421OHOHCaSOOHCaSOC2241701102423212 3.1.2、建筑石膏的凝结与硬化、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。水化：半水石膏和水反应生成二水石膏的过程。 由于由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大半水石膏的溶解度比二水石膏的大（约四（约四倍），所以二水石膏处于过饱和状态，不断从溶倍），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。部转变成二水石膏。 速度很快，大约速度很快，大约712min。OHCaSOOHOH

7、CaSO2422422321 初凝时间：从石膏与水拌和起至浆体开始初凝时间：从石膏与水拌和起至浆体开始失去可塑性所需的时间。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。失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 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.建筑石膏的特性建筑石膏的特性 1）.凝结硬化快凝结硬化快 建筑石膏加水拌和后的浆体初凝时间不小于建筑石膏加水拌和后的浆体初凝时间不小于6min，终，终凝时间不大于凝时间不大于30min，一星期左右完全硬化。常用的缓凝剂，一星期左右完全硬化

8、。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。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。但会使石膏制品强度有所下降。 2）.微膨胀性微膨胀性 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（膨胀率为却略有膨胀（膨胀率为0.050.15）,这使石膏制品表面这使石膏制品表面光滑饱满、棱角清晰，干燥时不开裂。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、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硬化后孔隙率较大

9、，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。理论需水量为往往比水化所需的水分多。理论需水量为18.6。而实际加。而实际加水量约为水量约为6080。石膏凝结后，多余水分蒸发，在石。石膏凝结后，多余水分蒸发，在石膏硬化体内留下大量孔隙（孔隙率高达膏硬化体内留下大量孔隙（孔隙率高达5060），故），故表观密度小，强度低。表观密度小，强度低。 4）.隔热、吸声性良好隔热、吸声性良好石膏硬化体孔隙率高，且均为微细的毛细孔，故导热系石膏硬化体孔隙率高，且均为微细的毛细孔，故导热系数小数小一般为一般为0.1210

10、.205 W/(m)，具有良好的绝热能力；，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。也显著下降，从而具有较强的吸声能力。 5）.防火性能良好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，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。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具有一定的调温调湿性建筑石膏的热容量大、

11、吸湿性强，故能对室内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。温度和湿度起到一定的调节作用。 7）.耐水性和抗冻性差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，建筑石膏中的水分受冻结冰后会产生崩裂，外，建筑石膏中的水分受冻结冰后会产生崩裂，故抗冻性差。故抗冻性差。 8）.加工性能好加工性能好石膏制品可锯，可刨，可钉，可打眼，具有石膏制品可锯，可刨

12、，可钉，可打眼，具有良好的可加工性能。良好的可加工性能。2.建筑石膏的质量要求建筑石膏的质量要求建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为三级。建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为三级。建筑石膏产品标记顺序为：产品名称，抗折强度值，建筑石膏产品标记顺序为：产品名称，抗折强度值，标准号。例如，抗折强度为标准号。例如，抗折强度为2.5Mpa的建筑石膏标记的建筑石膏标记为：建筑石膏为：建筑石膏2.5GB9776-19883.建筑石膏的应用绿色节能循环利用绿色节能循环利用 石膏建材是一种节能、节材、可回收利用、不污染环境、石膏建材是一种节能、节材、可回收利用、不污染环境、性能价格比优越的绿色建材。性能价格比优越

13、的绿色建材。 建筑石膏是由二水石膏烧制而成的，水化后又变成二水建筑石膏是由二水石膏烧制而成的，水化后又变成二水石膏。废弃的石膏建材，经破碎、筛选、再煅烧后又可石膏。废弃的石膏建材，经破碎、筛选、再煅烧后又可作为生产石膏建材的原料，作为生产石膏建材的原料，不产生建筑垃圾不产生建筑垃圾。 建筑石膏的烧成过程是将二水硫酸钙脱去建筑石膏的烧成过程是将二水硫酸钙脱去3/4的水，变成的水，变成半水硫酸钙，其排放出来的半水硫酸钙，其排放出来的“废气废气”就是水蒸气；各种就是水蒸气；各种石膏建材的生产和应用过程也都不排放废气、废渣、废石膏建材的生产和应用过程也都不排放废气、废渣、废水和对人体有害的物质，水和对

14、人体有害的物质，不污染环境不污染环境。技术成熟前景广阔技术成熟前景广阔 由于石膏建材良好的特性，在西方工业发达国家由于石膏建材良好的特性，在西方工业发达国家普遍受到重视，得到大量应用。目前美国、日本普遍受到重视，得到大量应用。目前美国、日本房屋的内隔墙几乎全部都使用纸面石膏板，欧洲、房屋的内隔墙几乎全部都使用纸面石膏板，欧洲、亚洲和其他地区，纸面石膏板隔墙应用也较为普亚洲和其他地区，纸面石膏板隔墙应用也较为普遍。遍。 据统计，目前在发达国家，轻质新型墙材的利用据统计，目前在发达国家，轻质新型墙材的利用率已经达到率已经达到85%以上，这些轻质墙材基本上是以以上，这些轻质墙材基本上是以石膏为主。特

15、别是在美国，石膏墙板已经占到墙石膏为主。特别是在美国，石膏墙板已经占到墙体总量的体总量的70%，人均使用石膏墙板的面积突破，人均使用石膏墙板的面积突破10平方米。平方米。 而且，在亚非等很多发展中国家，轻质墙板的使而且，在亚非等很多发展中国家，轻质墙板的使用量也提高到了用量也提高到了30%左右。左右。 我国石膏建材制品我国石膏建材制品 主要有两大类：主要有两大类：板材石膏制品板材石膏制品和和装饰石膏制装饰石膏制品品，其中纸面石膏板生产既具规模又具水平，是，其中纸面石膏板生产既具规模又具水平，是我国室内装修材料的主要产品之一。但目前人均我国室内装修材料的主要产品之一。但目前人均占有量仍不足占有量

16、仍不足0.5平方米平方米，且主要作为装饰装修，且主要作为装饰装修材料用于吊顶等，只有极少量用于公共建筑的内材料用于吊顶等，只有极少量用于公共建筑的内隔墙材料。我国人均占有石膏建材的量还是大大隔墙材料。我国人均占有石膏建材的量还是大大低于欧美等国家。低于欧美等国家。石膏线石膏吊顶石膏砌块工程实例分析 1. 石膏饰条粘贴失效 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。其原因有两个方面，可有针对性地解决。建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时左右凝结，后来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝，粘结性能差。可掺入缓凝剂

17、，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者，在粘结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘结剂。 2.石膏制品发霉变形 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。厨房、厕所、浴室等处一般较潮湿，厨房、厕所、浴室等处一般较潮湿，普通石膏制品具有强的吸湿性和吸水普通石膏制品具有强的吸湿性和吸水性，在潮湿的环境中，晶体间的粘结性，在潮湿的环境中，晶体间的粘结力削弱，强度下降、变形，且还会发力削弱，强度下降、变形，且还会发霉。建筑石

18、膏一般不宜在潮湿和温度霉。建筑石膏一般不宜在潮湿和温度过高的环境中使用。过高的环境中使用。 3.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。 从图可见该建筑石膏粉已吸潮结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，粒，对凝结硬化性能及强度均有影响，已不宜使用。已不宜使用。 由于建筑石膏粉易吸潮，影响其由于建筑石膏粉易吸潮，影响其以后使用时的凝结硬化性能和强度，以后使用时的凝结硬化性能和强度，长期储存也会降低强度，因此建筑石长期储存也会降低强度，因此建筑石膏粉存贮时必须防潮，储存时间不得膏粉存贮时必须防潮，储存时间不得过长，一般不得超过三个月。过长，一般不得超

19、过三个月。 练习题1、建筑石膏凝结硬化速度、建筑石膏凝结硬化速度 ，硬化时体，硬化时体积积 ，硬化后孔隙率，硬化后孔隙率 ，表观密度，表观密度 ，强度强度 ，保温性，保温性 ，吸声性能，吸声性能 ，防，防火性能火性能 。 2、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。（性胶凝材料只能在水中硬化。（ ） 3、建筑石膏最突出的技术性质是凝结硬化慢，、建筑石膏最突出的技术性质是凝结硬化慢，并且在硬化时体积略有膨胀。（并且在硬化时体积略有膨胀。（ ）4、建筑石膏板因为其强度高，所以在装修时可、建筑石膏板因为其强度高，所以在装修时可用于潮湿环

20、境中。（用于潮湿环境中。（ ）5、建筑石膏的分子式是、建筑石膏的分子式是 CaSO42H2O。（。（ ）6、石膏由于其防火性好，故可用于高温部位。、石膏由于其防火性好，故可用于高温部位。（ ）7、石膏制品具有较好的（、石膏制品具有较好的（ ） 。 A. 耐水性耐水性 B. 抗冻性抗冻性 C. 加工性加工性 D . 导热性导热性 8、高强石膏的强度较高，这是因其调制浆体时、高强石膏的强度较高，这是因其调制浆体时的需水量（的需水量（ ） 。 A. 大大 B. 小小 C. 中等中等 D. 可大可小可大可小 9、.石膏类板材具有（石膏类板材具有（ ）的特点。）的特点。 A. 质量轻质量轻 B. 隔热、吸声性能好隔热、吸声性能好 C. 防火加工性能好防火加工性能好 D. 耐水性好耐水性好 E.强度高强度高The end of this Part.Thanks !