水玻璃案例学习.pptx
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1、概念:水玻璃俗称“泡花碱”,由碱金属氧化物(Na2O、K2O、Li2O)和二氧化硅(SiO2)组成,是可溶性碱金属硅酸盐材料。根据碱金属氧化物的不同,水玻璃有:硅酸钠水玻璃(Na2O nSiO2)(常用)硅酸钾水玻璃(K2O nSiO2)硅酸锂水玻璃(Li2O nSiO2)第1页/共49页n是是水玻璃的模数水玻璃的模数(水玻璃的重要参数)(水玻璃的重要参数)n=SiO2/R2O(分子数比分子数比)一般:一般:1.5-3.5之间之间n越大,越大,固体水玻璃越难溶于水,水玻璃的粘性和强度越高。固体水玻璃越难溶于水,水玻璃的粘性和强度越高。n为为1时常温水即能溶解,时常温水即能溶解,n大时须加热才能
2、溶解。大时须加热才能溶解。n大于大于3时需时需4个大气压以上的蒸汽才能溶解。个大气压以上的蒸汽才能溶解。根据根据水玻璃模数水玻璃模数的不同,分为:的不同,分为:“碱性碱性”水玻璃(水玻璃(n=3)第2页/共49页水玻璃的水玻璃的密度密度(波美度波美度):):水玻璃在水溶液中的含量(浓度)水玻璃在水溶液中的含量(浓度)密度越大,水玻璃含量越高,黏度越大,水玻璃模数密度越大,水玻璃含量越高,黏度越大,水玻璃模数n越大越大越难溶于水。越难溶于水。第3页/共49页一、水玻璃的硬化一、水玻璃的硬化液体水玻璃在空气中吸收液体水玻璃在空气中吸收CO2,形成,形成无定形硅酸胶凝无定形硅酸胶凝,并逐渐干,并逐渐
3、干燥而硬化。燥而硬化。(Na2OnSiO2+CO2+mH2O=Na2CO3+nSiO2mH2O)特点:特点:1、速度慢、速度慢由于空气中由于空气中CO2浓度较低,这个过程进行的很慢。浓度较低,这个过程进行的很慢。为了加速硬化和提高硬化后的防水性,常加入为了加速硬化和提高硬化后的防水性,常加入氟硅酸钠氟硅酸钠Na2SiF6作为作为促硬剂促硬剂。氟硅酸钠氟硅酸钠Na2SiF6用量:水玻璃的用量:水玻璃的12%-15%第4页/共49页2、体积收缩、体积收缩3、强度低、强度低为加速水玻璃的凝结固化速度和提高强度,水玻璃使用时一般要求加入为加速水玻璃的凝结固化速度和提高强度,水玻璃使用时一般要求加入固化
4、剂固化剂氟硅酸钠氟硅酸钠,加入量一般为,加入量一般为12%15%加入量少:加入量少:凝结固化慢,且强度低;凝结固化慢,且强度低;加入量太多:加入量太多:凝结硬化过快,施工困难,而且硬化后的早期强度虽高,凝结硬化过快,施工困难,而且硬化后的早期强度虽高,但后期强度明显降低。但后期强度明显降低。因此,使用时应严格控制固化剂加入量,并根据气温、湿度、水玻璃的因此,使用时应严格控制固化剂加入量,并根据气温、湿度、水玻璃的模数、密度在上述范围内适当调整。模数、密度在上述范围内适当调整。即:气温高、模数大、密度小时选下限,反之亦然。即:气温高、模数大、密度小时选下限,反之亦然。第5页/共49页二、水玻璃的
5、主要技术性质二、水玻璃的主要技术性质1、粘结力强、强度较高、粘结力强、强度较高水玻璃在硬化后,其主要成分为SiO2胶凝,因而具有较高的粘结力和强胶凝,因而具有较高的粘结力和强度,用水玻璃配制的混凝土的抗压强度可达度,用水玻璃配制的混凝土的抗压强度可达15MPa-40MPa2、耐酸性好、耐酸性好由于水玻璃在硬化后主要成分为由于水玻璃在硬化后主要成分为SiO2,它可以抵抗除氢氟酸、过热磷酸它可以抵抗除氢氟酸、过热磷酸以外的几乎所有的有机和无机酸,可用于配制以外的几乎所有的有机和无机酸,可用于配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂浆、耐酸胶凝等。砂浆、耐酸胶凝等。3、耐热性好、耐热性好水
6、玻璃不燃烧,在高温下硅酸胶凝干燥的更加强烈,强度并不降低,可水玻璃不燃烧,在高温下硅酸胶凝干燥的更加强烈,强度并不降低,可用于配制用于配制水玻璃耐热混凝土、耐热砂浆、耐热胶泥水玻璃耐热混凝土、耐热砂浆、耐热胶泥等。等。4、耐碱性和耐水性差、耐碱性和耐水性差由于水玻璃在加入促凝剂后不能完全硬化,仍有一定量的由于水玻璃在加入促凝剂后不能完全硬化,仍有一定量的Na2OnSiO2(可溶于碱、溶于水)(可溶于碱、溶于水)第6页/共49页三、水玻璃的应用水玻璃的用途非常广泛,几乎遍及国民经济的各个部门。1、作为涂料,涂刷材料表面直接将液体水玻璃涂刷在建筑物表面或涂刷粘土砖、水泥混凝土等多孔材料,渗入缝隙和
7、孔隙中,可使材料的密实度、强度、抗渗性、耐水性均得到提高。2、配制防水剂这种防水剂凝结迅速,一般不超过1分钟,适合用于和水泥浆调和,堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。第7页/共49页3、配制水玻璃矿渣砂浆、修补砖墙裂缝、配制水玻璃矿渣砂浆、修补砖墙裂缝将液体水玻璃、粒化高炉矿渣粉、沙和氟硅酸钠按比例配合,压入砖缝中。将液体水玻璃、粒化高炉矿渣粉、沙和氟硅酸钠按比例配合,压入砖缝中。(氟硅酸钠有毒,操作时戴口罩防护)(氟硅酸钠有毒,操作时戴口罩防护)4、加固土壤、加固土壤将模数为将模数为2.5-3的液体水玻璃和氯化钙溶液通过金属管轮流向地下压入,两的液体水玻璃和氯化钙溶液通过金属管轮流向地下压入,两种溶
8、液发生化学反应,析出硅酸胶体,将土壤包裹并填实孔隙。种溶液发生化学反应,析出硅酸胶体,将土壤包裹并填实孔隙。用这种方法加工土壤,抗压强度可达用这种方法加工土壤,抗压强度可达3-6MPa.第8页/共49页作业:什么是水玻璃,水玻璃模数,其值大小对水玻璃的性质有何影响?第9页/共49页第四节第四节水泥水泥概念:概念:加水拌和成塑性浆体后,能胶结沙、石等适当材料并能在水和空气中加水拌和成塑性浆体后,能胶结沙、石等适当材料并能在水和空气中硬化粉状水硬性胶凝材料。硬化粉状水硬性胶凝材料。水泥的水泥的水硬性水硬性:水泥与水拌合后,水泥与水产生水化反应凝结硬化,:水泥与水拌合后,水泥与水产生水化反应凝结硬化
9、,形成具有强度的稳定性化合物的能力。形成具有强度的稳定性化合物的能力。作用:作用:加水搅拌后成浆体,能在空气中硬化或者在水中更好的硬化,并能把加水搅拌后成浆体,能在空气中硬化或者在水中更好的硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥是重要的建筑材料,用水泥制成的砂浆或混凝土,坚固耐久,广水泥是重要的建筑材料,用水泥制成的砂浆或混凝土,坚固耐久,广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程泛应用于土木建筑、水利、国防等工程第10页/共49页水泥的分类:水泥的分类:1、通用水泥通用水泥一般土木建筑工程通常采用的水泥。一般土木建筑工程通常采用的水泥。六大品种:六大品种:即硅
10、酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。2、专用水泥专用水泥专门用途的水泥。专门用途的水泥。如:砌筑水泥、道路水泥。如:砌筑水泥、道路水泥。3、特性水泥特性水泥某种性能比较突出的水泥。某种性能比较突出的水泥。如:快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥如:快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥。第11页/共49页常用水泥及其特性常用水泥及其特性:1、硅酸盐水泥、硅酸盐水泥凡以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料,凡以硅酸钙为
11、主的硅酸盐水泥熟料,0-5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣、以下的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,统称为硅酸盐水泥。国际上统称适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,统称为硅酸盐水泥。国际上统称为波特兰水泥。为波特兰水泥。硅酸盐水泥分两种类型:硅酸盐水泥分两种类型:不掺加混合材料不掺加混合材料称为称为型硅酸盐水泥,代号型硅酸盐水泥,代号P掺加不超过水泥质量掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料。的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料。称为称为型硅酸盐水泥,代号型硅酸盐水泥,代号P。第12页/共49页常用水泥生产过程:常用水泥生产过程:1450混合材料按比例混合石灰石黏土铁矿
12、石生料 磨细煅烧石膏熟料磨细水泥生生料料制制备备熟料煅烧熟料煅烧水泥粉磨水泥粉磨第13页/共49页水泥的整个生产工艺概括为水泥的整个生产工艺概括为“两磨一烧两磨一烧”,其中,其中“一烧一烧”就是把经过粉就是把经过粉磨配制好的生料,在回转窑的高温作用下烧成为熟料的工艺过程。因此,磨配制好的生料,在回转窑的高温作用下烧成为熟料的工艺过程。因此,回转窑是水泥生产中的回转窑是水泥生产中的主机主机,俗称水泥工厂的,俗称水泥工厂的“心脏心脏”。第14页/共49页球磨机是物料被破碎之后,再球磨机是物料被破碎之后,再进行粉碎的关键设备。进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥、硅酸盐制品,它广泛应用于水泥、硅酸盐
13、制品,新型建筑材料、耐火材料等生产行新型建筑材料、耐火材料等生产行业,对各种矿石和其它可磨性物料业,对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。进行干式或湿式粉磨。第15页/共49页硅酸盐水泥熟料的矿物组成及含量:硅酸盐水泥熟料的矿物组成及含量:硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO2,可简写为,可简写为C3S,50%左右,有时高达左右,有时高达60%以上;以上;硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2,可简写为,可简写为C2S,20-33%铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3:可简写为:可简写为C3A,7-15%铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3,可简写为,可简写为C4AF,10-18%。硅酸
14、盐水泥的硅酸盐水泥的水化水化、凝结凝结和和硬化硬化:水化水化物质有无水状态变为有水状态,由低含水边为高含水。物质有无水状态变为有水状态,由低含水边为高含水。凝结凝结水泥加水拌合初期形成具有可塑性的浆体,然后逐渐变稠水泥加水拌合初期形成具有可塑性的浆体,然后逐渐变稠并失去可塑性的过程。并失去可塑性的过程。硬化硬化此后,浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体(水泥此后,浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体(水泥石),这一过程称石),这一过程称“硬化硬化”第16页/共49页水泥的水化基本上是在水泥的水化基本上是在Ca(OH)2和石膏的饱和溶液中进行的和石膏的饱和溶液中进行的.水泥熟料首先在溶液中解
15、体、分散、悬浮在液相中,各单体矿物进水泥熟料首先在溶液中解体、分散、悬浮在液相中,各单体矿物进行水化,水化产物彼此间又化合,之后水化产物凝结、硬化、发挥行水化,水化产物彼此间又化合,之后水化产物凝结、硬化、发挥强度。强度。故:故:熟化过程实际上是:熟料解体熟化过程实际上是:熟料解体水化水化水化产物凝聚水化产物凝聚水泥石水泥石开始是解体开始是解体-水化占主导作用,以后是凝聚占主导作用水化占主导作用,以后是凝聚占主导作用。第17页/共49页水泥混合材料:水泥混合材料:1450混合材料按比例混合石灰石黏土铁矿石生料 磨细煅烧石膏熟料磨细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
16、盐水泥复合水泥为改善水泥性能、调节水泥标号而加入到水泥中的人工或天然的矿物材料。第18页/共49页水泥混合材料活性混合材料非活性混合材料加水拌合本身不硬化,与石灰、石膏、水泥一起加水拌合生成胶凝性物质粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣火山灰混合材料、粉煤灰火山灰混合材料、粉煤灰(SiO2Al2O3)加入水泥中 不发生化学反应提高产量石英砂石英砂石灰石石灰石黏土黏土(SiO2CaOAl2O3)第19页/共49页六种常用水泥的特性和适用范围:六种常用水泥的特性和适用范围:书P31表2-6影响水泥性能的因素:影响水泥性能的因素:a.水泥矿物组成:水泥矿物组成:矿物组成矿物组成硅酸三钙硅酸三钙C C3 3S S
17、硅酸二钙硅酸二钙C C2 2S S铝酸三钙铝酸三钙C C3 3A A铁铝酸四钙铁铝酸四钙C C4 4AFAF与水反应速度与水反应速度中中慢慢快快中中水化热水化热中中低低高高中中对强度的作对强度的作用用早期早期良良差差良良良良后期后期良良优优中中中中耐化学腐蚀耐化学腐蚀中中 良良差差优优以上是单个矿物组成的性能,水泥是几种孰料矿物的混合物,改变孰料矿以上是单个矿物组成的性能,水泥是几种孰料矿物的混合物,改变孰料矿物间的比例,水泥的性质即发生相应的变化。物间的比例,水泥的性质即发生相应的变化。例如例如:提高硅酸三钙:提高硅酸三钙的含量可以制成的含量可以制成高强度水泥高强度水泥。降低降低铝酸三钙铝酸
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