3.3.2哪种材料硬精品PPT课件

3.耐水性 在石灰硬化体中大部分仍是尚未碳化的Ca(OH)2
，而Ca(OH)2是易溶于水的，所以石灰的耐水性较 差。硬化后的石灰若长期受潮，会导致强度尚失， 甚至引起溃散，故石灰不宜用于潮湿环境中。 4.收缩性
石灰在硬化过程中蒸发掉大量的水分，引起体积 显著收缩，易产生裂纹。因此，石灰一般不宜单独 使用，通常掺入一定量的骨料(砂)或纤维材料(纸 筋、麻刀等)以提高抗拉强度，抵抗收缩引起的开 裂。
粉，则可不预先熟化而直接应用。 ➢ 熟化方法
熟化时根据加水量的多少，可得到消生灰粉和石 灰膏。
（1）熟化为消生灰粉： 将生石灰块分层淋适量的水，使石灰充分熟化，
又不会过湿成团，此时得到的产品就是熟石灰粉。
（2）熟化为石灰膏： 将生石灰放入化灰池中，加大量的水，熟化成
石灰膏。 为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的
(1)建筑石膏 将天然二水石膏在非密闭的窑炉中加热，至
107~170℃时，生成半水石膏，其反应式为：
CaSO4
2H 2O
1 07~1 70 CaSO4
1 2
H 2O
1
1 2
H 2O
所生成以为主要成分的产品即为β型半水石膏，也
就是建筑石Байду номын сангаас。建筑石膏结晶较细，硬化后强度低。
(2)高强石膏
将天然二水石膏置于具有0.13MPa、124℃过饱和蒸
CaCO3 900CCaO CO2
此外，还可以利用化学工业副产品作为石灰的 生产原料，如用碳化钙制取乙炔时所产生的主要 成分为氢氧化钙的电石渣等。
在实际生产中，若煅烧温度过低，煅烧时间不 足，或料块过大，碳酸钙不能完全分解，石灰中 含有未烧透内核，这种石灰称为“欠火石灰”。 欠火石灰的产浆量较低，有效氧化钙和氧化镁含 量低，使用时粘结力不足，质量较差。

20～ 70HRC
40～ 77HRD
70～ 100HRE
60～ 100HRF
30～ 94HRG
洛氏硬度标尺的选择
试样材料
高硬度或薄硬材料。如硬质合金、硬化薄钢带、 渗碳后的淬硬钢。
中低硬度材料。如退火后的中低碳钢、不锈钢、 铜合金、超硬铝合金、可锻铸铁等。是应用较广 的洛氏硬度标尺。
淬火及低温回火的一般钢材、冷硬铸铁、珠光体 可锻铸铁、钛合金等，及硬度值超过HRB100的材 料。是应用最广的洛氏硬度标尺。
洛氏硬度试验
批量件、成品件及半成品件的硬度检验。对晶粒粗大且组织 不均的零件不宜采用。A标尺适于测量高硬度淬火件、较小与 较薄件的硬度，以及具有中等厚度硬化层零件的表面硬度。B 标尺适于测量硬度较低的退火件、正火件及调质件。C标尺适 于测量经淬火回火等处理零件的硬度，以及具有较厚硬化层 零件的表面硬度
工件进行逐件检测； 5）对测量操作的要求不高。
缺点：
由于压痕小，测得的数值不够准确，通常要在试样不 同部位测定四次以上，取其平均值为该材料的硬度值。
2.4洛氏硬度计检定时常见误差
1 人为误差 技术熟练程度 加荷速度及时间
2 被测零件影响的因素 表面光洁度 表面毛刺、残粉 、氧化皮等 斜面（或锥度）、球面及圆柱体零件
维氏硬度试验的三种方法
试验力范围/N
硬度符号
试验名称
F≥49.03
≥HV5
维氏硬度试验
1.961≤F<49.03
HV0.2～<HV5
小负荷维氏硬度试验
0.09807≤F<1.961
HV0.01～<HV0.2
显微维氏硬度试验
推荐的维氏硬度试验力
维氏硬度试验

用於橋梁的專用鋼種爲“16Mnq”，汽車大梁的專用鋼種爲 “16MnL”，壓力容器的專用鋼種爲“16MnR”。 7．彈簧鋼 彈簧鋼按化學成分可分爲碳素彈精选簧课鋼件pp和t 合金彈簧鋼兩類，其鋼號24
表示方法，前者基本上與優質碳素結構鋼相同，後者基本上與
合金結構鋼相同。
8．滾動軸承鋼
(1)鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。
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8
二、常用金屬材料（b 合金鋼）
3.3 國際不銹鋼標示方法 美國鋼鐵學會（AISI)是用三位元數位來標示各種標準
級的可鍛不銹鋼的。其中： a 2**---CrMnNi 奧氏體不鏽鋼 b 3**---CrNi奧氏體鋼（302相當1Cr18Ni9) c 4**---高鉻馬氏體鋼和鐵素體耐熱鋼
➢氧化層的狀況---低碳鋼(粗糙); 高碳鋼(細緻)
➢生銹---鋼及鐵生紅繡,銅生綠繡.
➢硬度---碳鋼同等條件下硬度越高含碳量越高.
➢磁性---碳鋼均會被磁鐵吸引.但高錳鋼(奧氏體鋼)無磁性,
18-8型不銹鋼(奧氏體鋼)無磁性.
➢鍍層---光亮銀白色爲鍍鉻, 顔色略發黃爲鍍鎳, 黃色或略紅
爲鍍銅, 亮金色爲鍍鈦, 如零件爲鐵件且表面鍍層爲
當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符
號後面應標明含量，可相應表示爲2、3、4……等。例如
18Cr2Ni4WA。
(3)鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微
合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB
鋼中。釩爲0.07-0.12%，硼爲0.001-0.005%。
d 5**--低鉻馬氏體鋼
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二、常用金屬材料（c 有色金屬及其合金）

塑料材料种类 9
第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合
3.3.3典型应用范围:
汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械 （洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日 用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。
塑料材料种类
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第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合
塑料材料种类
7 7
第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合
3.3 聚丙烯(PP)
英文名称:Polypropylene 聚丙烯俗称“百折胶”，属结晶性塑料。
3.3.1其主要性质如下：
1、呈半透明，质轻，可浮于水上。 2、良好流动性及成型性，表面光泽，着色，外伤留痕优于PE。 3、高的分子量使得抗拉强度高及屈服强度(耐疲劳度高)。 4、化学稳定性高，不溶于有机溶剂，喷油，烫印及粘结8困难。 5、耐磨性优异，以及常温下耐冲击性好。 6、成型收缩率大(1.6%)，尺寸较不稳定，胶件易变形及缩水。
塑料材料种类 2
6、内应力检验以产品没入煤油中2分钟不出现裂纹为准。 7、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物， 导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位 置。
塑料材料种类
3 3
3.1.3 应用场合
ABS主要应用于汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电 冰箱， 大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电 话机壳体， 打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车 等场合。
1、耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，可以氯化，辐照改性， 可用玻璃纤维增强。 2、低压聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电 性能和耐辐射性。

Zn离子的位置交叉错开。
表示方法：球体堆积法；坐标法；投影图；配位多面体连 接方式
与金刚石晶胞的比照 ，有什么不同？
同型结构的晶体β-SiC,GaAs,AlP 等
5、 -ZnS〔纤锌矿〕型结构 〔AB type〕
六方晶系，简单六方格子
配位数：
晶胞中正负离子个数
堆积及空隙情况
同型结构的晶体:BeO, ZnO, AlN等
笼外俘获其它原子或基团，形成类C60的衍生物，例如
C60F60。再如，把K、Cs、Ti等金属原子掺进C60分子 的笼内，就能使其具有超导性能。再有C60H60这些相 对分子质量很大地碳氢化合物热值极高，可做火箭的 燃料等等。
2〕碳纳米管
碳纳米管又称纳米碳管〔 Carbon nanotube，CNT〕，是 单质碳的一维结构形式。碳纳米 管按照石墨烯片的层数分类可分 为：单壁碳纳米管〔Singlewalled nanotubes, SWNTs〕和多 壁碳纳米管〔Multi-walled nanotubes, MWNTs〕。
4. -ZnS〔闪锌矿〕型结构 〔AB type〕 点群：
空间群：
配位数：
晶胞中正负离子个数Z：
堆积及间隙情况：
• 以体积较大的S2-作立方紧密堆积 • Zn2+如何填充？ • 空隙如何分布？
等同点分布：
共有2套等同点。这种结构 可以看作是Zn离子处在由S离 子组成的面心立方点阵的4个
四面体间隙中，即有一半四面 体间隙被占据，上层和下层的
晶体结构的描述通常有三种方法：
1〕坐标法：给出单位晶胞中各质点的空间坐标，这种采用
数值化方式描述晶体结构是最标准化的。为了方便表示晶胞， 化学式可写为MO，其中M2＋是二价金属离子，结构中M2＋和O2－分别占据了NaCl中钠离子和氯离子的位置。 以由体正积 负还较离大子可的半径S以2比-作rN采立a方+/r用紧cl-密≈堆投0.积 影图，即所有的质点在某个晶面〔001〕上的投

第3章.气硬性胶凝材料
概述：胶凝材料的定义与分类
3.1 石灰 3.2 石膏 3.3 水玻璃
本章教学目标
掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、
石膏的性质 熟悉：石灰的、石膏的的熟化、硬化和应用 了解：石灰的生产、石灰的品种、水玻璃的 性能和应用
概述：胶凝材料的定义与分类
1.胶凝材料 能将散粒材料或块状材料胶结为整体并具有一定机械强度的 物质。又称胶结料。如：水泥、石膏、石灰、沥青等。
即：石膏的水化反应是由二水石膏制备半水石膏的逆反应
• 凝结硬化机理——“溶解－沉淀理论”
溶解
沉淀 硬化 半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石 膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不断溶解， 生成Ca2+、SO42-离子的饱和溶液
半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是 过饱和溶液，后者不断结晶沉淀。
3.1 石膏
建筑石膏生产简介 建筑石膏的特性
建筑石膏的应用
石膏的验收与储存 石膏制品的发展
石膏在建筑工程中的应用也有较长的历史。由于其具有 轻质、隔热、吸声、仿火、色白且质地细腻等一系列优良性 能，加之我国石膏矿藏储量居世界首位（有南京石膏矿，大 波口石膏矿，平邑石膏矿等），所以石膏的应用前景十分广 阔。
3.2 石灰
石灰生产简介 生产简介 1.原料： 生产石灰的原料有两种：一种是天然原料，以碳酸钙为 主要成分的矿物、岩石（如石灰岩、白云岩）或贝壳等， 这些天然原料中主要含CaC03，部分MgCO3，以及少量的 粘土杂质，一般要求粘土杂质控制在8%以内；另外一种 是化工副产品，如电石渣（是碳化钙制取乙炔时产生的， 其主要成分是氢氧化钙）。主要原料是天然的石灰岩。
欠火石灰：温度过低/时间不够/石灰石不能充分烧透,存在硬心 过火石灰：温度过高/时间过长/颜色深（褐、黑）

3 气硬性胶凝材料
一、胶凝材料的定义 胶凝材料是能通过自身的物理化学作用， 从可塑性浆体变成坚硬的固体，并能把散粒 材料（砂、石子）或块状材料（砖、石块） 粘结成为整体的材料。
二 胶凝材料的分类 胶凝材料按化学成分可分为：无机胶凝材料 和有机胶凝材料。 无机胶凝材料按其硬化条件的不同分为：气 硬性和水硬性。
白云石是碳酸盐矿物，分别有铁白云石和锰白云石。它的晶体结构像方解石，常 呈菱面体。遇冷稀盐酸时会慢慢出泡。有的白云石在阴极射线照射下发橘红色光 。白云石是组成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分。白云石可用于建材、陶瓷 、玻璃和耐火材料、化工以及农业、环保、节能等领域。主要用作碱性耐火材料 和高炉炼铁的熔剂；生产钙镁磷肥和制取硫酸镁；以及生产玻璃和陶瓷的配料。 理论化学成分：CaO 30.4%，MgO 21.7%
水硬性胶凝材料是指不仅能在空气中硬化， 而且能更好地在水中硬化，并保持和继续发 展其强度的胶凝材料，如各种水泥。 水硬性胶凝材料既适用于地上，也可用于地 下或水中环境。
3.1 石灰
建筑石灰常简称为石灰，是人类最早使用的 一种建筑材料。 石灰是具有不同化学成分和物理形态的生石 灰、消石灰、水硬性石灰的统称。
气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持 或继续发展其强度的胶凝材料，如石膏、石灰、水玻璃和菱 苦土等。这类材料只适用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿 环境，更不可用于水中。
菱苦土，又名苛性苦土、苦土粉，它的主要成分是氧化镁。以天然菱镁矿
为原料，在800～850℃温度下煅烧而成，是一种细粉状的气硬性胶结材 料。颜色有纯白，或灰白，或近淡黄色，新鲜材料有闪烁玻璃光泽。
2 二水石膏胶体微粒 4 交错的晶体
建筑石膏凝结硬化

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§ 3.4.4硅酸盐水泥的腐蚀与防止
§ 1.硅酸盐水泥的腐蚀
§பைடு நூலகம்（1）软水的侵蚀
§ （2）硫酸盐的腐蚀
3CaO·Al2O3·6H2O+3(CaSO4·2H2O)+19H2O =3CaO· Al2O3 ·3CaSO4·31H2O
§ （3）镁盐的腐蚀
MgSO4+Ca(OH) 2+H2O = CaSO4·2H2O+Mg(OH) 2
§不掺混合材料称Ⅰ型硅酸盐水泥（Ｐ·Ⅰ ）； 掺≤5%混合材料称Ⅱ型硅酸盐水泥（Ｐ·Ⅱ ）。
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硅酸盐水泥主要矿物组成与特性
性能指标
C3S
水泥凝结硬化 速率
快
28d水化热 多
早期 高 强度
后期 高
熟料矿物 C2S C3A C4AF 慢 最快 快 少 最多 中 低低低 高低低
（2）游离水
（3）体积安定性
（4）细度
§ 《公路路面基层施工技术规范）JTJ0342000仍按GB1594-79将生石灰和消石灰分 三个等级，检测CaO+MgO含量和未消化 残渣含量两项；消石灰为CaO+MgO含量、 含水量和细度三项。此标准的Ⅲ级石灰未 达到建材行业合格品标准。
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§ 3.4.3硅酸盐水泥的技术要求
§ 《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999 ） 规定如下：
§ 1细度
§ 细度是指水泥颗粒的粗细程度。 § 2凝结时间

.2H
2O
CaSO4
.
1 2
H
2O
1
1 2
H
2O
107～170℃
加热、脱水
CaSO4.1/2H2O(β 型 半水 石 膏)－建 筑 石 膏
CaSO4.2H2O
二水石膏
125℃
0.13MPa蒸压锅
170～360℃
加热、脱水
CaSO4.1/2H2O(α 型 半水 石 膏)－高强 石 膏 CaSO4 Ⅲ－可 溶 性 硬 石 膏
用来拌制砌筑砂 浆或抹面砂浆
2.石灰的应用
➢ 配制石灰砂浆、石灰乳 ➢ 配制石灰土、三合土 ➢ 生产碳化石灰板 ➢ 生产硅酸盐制品
三合土用作铺筑步道砖的垫层
三 合 土 桩
2、石灰的应用
2.配制三合土和灰土 三合土：生石灰粉（或消石灰粉）、粘土和砂子
比例：1：2：3 加水——拌合、夯实作基础垫层 灰土：生石灰粉、粘土
溶解 沉淀
半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石 膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不断溶解， 生成Ca2+、SO42-离子的饱和溶液
硬化
半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是 过饱和溶液，后者不断结晶沉淀。
二水石膏晶体不断生长、连生、交错， 构成晶体颗粒堆聚的结晶结构网
三、建筑石膏的特性
1.凝结硬化快 初凝时间：不小于6min 终凝时间：不大于30min 1星期左右完全硬化，实际应用中加适量缓凝剂 2.硬化后孔隙率大（达50%~60%），水化的理论需水量
为18.6%，实际用水量为60%~80%，多余水分蒸发形 成孔隙。故其强度较低。
硬化后强度3~5MPa——隔墙、饰面 存放三个月强度下降30%。 3.建筑石膏硬化隔热性和吸音性能良好，但耐水性较差。 4.防火性能良好，着火温度下，石膏脱水，水分蒸发，火

sp3杂化，根据其存在的环境可知反应条件为高温、高压。
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a.立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
b.六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
c.两种晶体中的B—N键均为共价键
d.两种晶体均为分子晶体
(2) 六 方 相 氮 化 硼 晶 体 层 内 一 个 硼 原 子 与 相 邻 氮 原 子 构 成 的 空 间 构 型
为
平面三角形
，其结构与石墨相似却不导电，原因是:
很强
分子晶体
金属阳离子和自由电子
分子
可能会含有氢键
分子间作用力
或分子的极性
弱
分子中的支链
作用力大小的 离子电荷数、 键能、键长(与 组成和结构相似时
判断
离子半径
金属晶体
原子半径相关) 比较相对分子质量
金属键
有的较强，有的较弱
离子半径、离子所带
汞常温下为液态
电荷数
钨熔点为3
410 ℃
熔点(一般)
较高
高
过渡晶体与混合型晶体 晶体类型的比较
GUODUJNGTIYUHUNHEXINGJINGT JINGTILEIXINGDEBIJIAO
晶体结构与性质
目录
CONTENTS
过渡晶体
混合型晶体
纳米晶体
晶体类型的
比较
当堂小结
新知导入
+11
Na+
O2-
Na+
O2-
+8
Na+
Na+
+11
氧
化
钠
晶
体
中
含
有
共
价

()
2．建筑石膏的分子式是CaSO4·2H2O。
()
3．因为普通建筑石膏的晶体较细，故其调成可塑性浆体时，
需水量较大，硬化后强度较低。
()
习题
二、判断题
4．石灰在水化过程中要吸收大量的热量，其体积也有较大收
缩。
()
5．石灰硬化较慢，而建筑石膏则硬化较快。
()
6．石膏在硬化过程中体积略有膨胀。
()
7．水玻璃硬化后耐水性好，因此可以涂刷在石膏制品的表面
项目三 气硬性胶凝材料
学习要求
掌握气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别，熟 悉胶凝材料的分类。了解石灰的生产、技术要求， 熟悉石灰的熟化过程、特点、必要性以及石灰硬化 机理，掌握石灰的技术性质与应用。熟悉石膏的品 种与生产，了解石膏的凝结硬化，主要掌握石膏的 技术性质，熟悉其应用。了解水玻璃的性质，熟悉 其应用。
A．水化
B．干燥 C．结晶 D．碳化
3．天然二水石膏在不同条件下可制得( )产品。
A．CaSO4
B． 型CaSO4·1/2H2O
C．CaSO4·2H2O
D． 型CaSO4·1/2H2O
习题
四、多项选择题
4．建筑石膏依据( )等性质分为三个质量等级。 A．凝结时间 B．细度 C．抗折强度 D．抗压强度
5
7
9
6
8
10
产浆量不小于(L/kg)
2.8 2.3 2.0 2.8 2.3 2.0
任务3.1 石灰
3.1.3 石灰的技术标准
表3-2 建筑生石灰粉技术指标(JC/T480—1992)
项目
钙质生石灰
镁质生石灰
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品

——勃氏法〔适用于硅酸盐水泥〕 mm方孔筛筛余量: %
——负压筛法〔适用于其它水泥
〕
▲
39
b.试验方法
1.筛析试验前：调节负压至 4000～6000Pa范围内。
g，置于负压筛， 筛析2min。
3.筛毕，称量筛余物ms。
(1)水泥试样筛余百分数：F ms 100
m
筛余结果的修正: FC CF C——
35
〔2〕水泥的硬化
第一阶段： 大约在水泥拌水起至初凝时止，C3S
迅速反响生成Ca(OH)2。石膏和C3A反 响生成钙矾石晶体。
水泥浆呈塑性状态。 第二阶段：
大约从初凝起至24h止，水泥水化加 速，生成较多的Ca(OH)2、钙矾石晶体、 水化硅酸钙凝胶。
水化产物大量生成，水泥凝结。 第三阶段：
指24h以后直到水化结束。所有水化 产物生成，数量不断增加，结构更加 致密，强度不断提高。
36
水泥硬化研究理论 水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理； 不同的矿物在不同的阶段，水化机理也会不完全相同。
37
第4章 无机胶凝材料
4、硅酸盐水泥的技术性质
〔1〕化学性质
① 不溶物——主要指煅烧过程中存留的残渣，不溶 物的含量会
影响水泥的粘结质量。
② 烧失量——水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致
❖
高硅质炉灰等。
33
五大品种硅酸盐水泥
硅酸盐水泥熟料 + 适量石膏
不掺混合材+ 少量混合材〔≤ 水泥量5%〕
P·Ⅰ 硅酸盐水泥 P·Ⅱ
+少量混合材
P·O 普通硅酸盐水泥
〔水泥量6%～15% 〕
P·S
矿渣硅酸盐水泥
粒化高炉矿渣