第二章气硬性胶凝材料

1、项目二项目二 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料主要内容主要内容F 2.1 2.1 石灰石灰F 2.2 2.2 石膏石膏F 2.3 2.3 水玻璃水玻璃重难点重难点 凝结硬化原理凝结硬化原理 原料及生产，主要技术特性，工程应用原料及生产，主要技术特性，工程应用 胶凝材料胶凝材料：指经过自身的：指经过自身的物理化学物理化学作用作用后，能够由浆体变成固体（具有一定的机械后，能够由浆体变成固体（具有一定的机械强度），并在变化过程中把一些颗粒、块状强度），并在变化过程中把一些颗粒、块状材料胶结成具有一定材料胶结成具有一定强度强度的整体，也称的整体，也称胶结胶结材料材料。概述概述 特征：特征：严格意义上胶凝材

2、料应指浆体；严格意义上胶凝材料应指浆体；能在常温下凝结硬化为固体；能在常温下凝结硬化为固体；有较强的胶结能力；有较强的胶结能力；具有一定的使用性能具有一定的使用性能气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料只能只能在在空气空气中硬化，并且在空中硬化，并且在空气中保持和发展其强度；气中保持和发展其强度； 关键：干燥状态下，其硬化体才有较好关键：干燥状态下，其硬化体才有较好的性能！的性能！水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料不仅不仅能在能在空气空气中，而且能更好中，而且能更好地在地在水中水中硬化，保持并发展其强度。硬化，保持并发展其强度。 关键：干燥或潮湿状态下，其硬化体关键：干燥或潮湿状态下，其硬化体均有很好的性能！

3、均有很好的性能！【质量员质量员】只能在空气中硬化的胶凝材料是只能在空气中硬化的胶凝材料是( )。A气硬性无机胶凝材料气硬性无机胶凝材料 B水硬性无机胶凝材料水硬性无机胶凝材料C气硬性有机胶凝材料气硬性有机胶凝材料 D水硬性无机水硬性无机答案：答案：A【施工员施工员】下列属于水硬性胶凝材料的是下列属于水硬性胶凝材料的是( )。A石灰石灰B石膏石膏C水玻璃水玻璃D水泥水泥答案：答案：D胶凝材料的发展简史胶凝材料的发展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000-10000年天然黏土泥巴墙泥巴墙不抗水不抗水强度低强度低阶段时间胶凝材料石膏-石灰时期公元前2000-3000年石灰、石膏石块

4、、砖用石灰粘结石块、砖用石灰粘结人们发现石灰岩在火中煅烧脱人们发现石灰岩在火中煅烧脱水、在雨中胶结产生胶凝性，水、在雨中胶结产生胶凝性，因而可用来调制砌筑砂浆。石因而可用来调制砌筑砂浆。石灰为何能产生胶凝性？灰为何能产生胶凝性？古罗马万神庙古罗马万神庙阶段时间胶凝材料石灰一火山灰时期 公元初至18世纪石灰、火山灰天然水泥时期18世纪下半叶天然水泥在石灰中掺加某些火山灰沉积物，不仅强度提高，而在石灰中掺加某些火山灰沉积物，不仅强度提高，而且还具有一定的抗水性。且还具有一定的抗水性。为何？为何？ （潜在水硬性）千锤百炼出深山千锤百炼出深山烈火焚烧若等闲烈火焚烧若等闲粉身碎骨浑不粉身碎骨浑不怕只留清

5、白在人间只留清白在人间2.1 2.1 石石 灰灰原原 料料 含含碳酸钙为主碳酸钙为主的天然原料。的天然原料。贝壳贝壳石灰石石灰石白云石白云石白垩白垩3CaCO 煅烧过程煅烧过程7002COMgO氧化镁氧化镁温度过低或温度分布不均匀温度过低或温度分布不均匀 欠火石灰欠火石灰 温度太高温度太高 过火石灰过火石灰3MgCO90010002COCaO生石灰生石灰土土 窑窑立立 窑窑河北省唐山丰南石源冶金炉料公司河北省唐山丰南石源冶金炉料公司2002年年5月建成投产日产月建成投产日产480吨的节能型石灰立窑吨的节能型石灰立窑回回 转转 窑窑武钢乌龙泉矿日产武钢乌龙泉矿日产600吨回转窑吨回转窑竖竖 窑窑

6、唐山三丰集团唐山三丰集团2003年年10月建成投产月建成投产4140m3气烧石灰竖窑气烧石灰竖窑【施工员施工员】钙质石灰是指钙质石灰是指( )。AMgO含量含量5%BMgO含量含量10%CMgO含量含量5%DMgO含量含量10%答案：答案：A1. 按氧化镁的含量按氧化镁的含量：（1）钙质生石灰）钙质生石灰 MgO 5% （2）镁质生石灰）镁质生石灰 MgO 5%分类分类3CaCO 生石灰粉生石灰粉消石灰粉，主要成分为消石灰粉，主要成分为Ca(OH)2，建筑俗称，建筑俗称“熟石灰熟石灰”。 石灰膏石灰膏90010002COCaO块状生石灰块状生石灰加加过量过量水消化水消化生石灰体积的生石灰体积的

7、3-4倍倍磨细磨细加水拌合加水拌合加加适量适量水消化、然后干燥水消化、然后干燥过多的水，会使过多的水，会使温度下降，熟化温度下降，熟化速度减慢。速度减慢。理论需水量为石灰重量的理论需水量为石灰重量的32.1%，但由于一部分水分，但由于一部分水分蒸发，实际加水量为石灰重蒸发，实际加水量为石灰重量的量的60%80%2.2.按加工方法按加工方法熟化为石灰膏：将生石灰放入水将生石灰放入水中，注意水要中，注意水要过量过量池中透明液体为氢氧池中透明液体为氢氧化钙饱和溶液，下部化钙饱和溶液，下部沉淀即为熟石灰沉淀即为熟石灰 “欠火石灰欠火石灰”、“过火石灰过火石灰”煅烧温度过低煅烧温度过低或时间不足、或时间

8、不足、原料体积过大原料体积过大煅烧温度过高煅烧温度过高或时间过长或时间过长3.3.按煅烧温度和煅烧时间按煅烧温度和煅烧时间 1. 石灰的熟化石灰的熟化1222-64.79H ,OHCa(OH)OHCaOmolKJnn石灰熟化示意图（淋灰法）石灰熟化示意图（淋灰法） 石灰的石灰的“陈伏陈伏” 石灰的石灰的“陈伏陈伏” 石灰的石灰的“陈伏陈伏” 这是因为粉磨过程使过火石灰这是因为粉磨过程使过火石灰表面积大大增表面积大大增加加, ,与水熟化反应速度加快与水熟化反应速度加快, ,几乎可以同步熟化几乎可以同步熟化, ,而而且又均匀分散在生石灰粉中且又均匀分散在生石灰粉中, ,不至引起过火石灰的不至引起过

9、火石灰的种种危害。种种危害。 注册造价工程师注册造价工程师 原题原题:生石灰（又称块灰）加水熟化成石灰浆（氢氧化钙和水）。使用生石灰（又称块灰）加水熟化成石灰浆（氢氧化钙和水）。使用前，应在储灰坑中前，应在储灰坑中“陈伏陈伏”（ ）天以上，其目的是消除过火石灰）天以上，其目的是消除过火石灰的危害，同时也得到良好的可塑性。的危害，同时也得到良好的可塑性。 A7 B15 C21 D30一级注册建筑师执业资格考试一级注册建筑师执业资格考试、一级注册建造师执业资格考试一级注册建造师执业资格考试袋白灰袋白灰(消石灰粉消石灰粉)使用前也应进行陈伏处理是为了（使用前也应进行陈伏处理是为了（ ）。）。 提提

10、示：示： 建筑材料建筑材料(单选题单选题3) 答答 案：案： A.有利于硬化有利于硬化 B.消除过火石灰的危害消除过火石灰的危害 C.提高浆体的可塑性提高浆体的可塑性 D.使用方便使用方便 根据砌筑砂浆配合比设计规程（JGJ 98-2010）生石灰熟化成石灰膏时，应用孔径不大于3mm3mm的网过滤，熟化时间不得小于7d；磨细生石灰粉的熟化时间不得小于2d。建筑装饰装修工程质量验收规范（ GB 50210-2013）规定：抹灰用的石灰膏的熟化期不应小于15d；罩面用的磨细石灰粉的熟化期不应小于3d。 熟化时间熟化时间 2. 石灰的硬化石灰的硬化 2. 石灰的硬化石灰的硬化OH) 1(CaCOOH

11、COCa(OH)23222nn碳化 3.硬化的硬化的 特点特点由此可见，石灰是一种由此可见，石灰是一种硬化慢、强度低的气硬性胶凝材料硬化慢、强度低的气硬性胶凝材料。观察与讨论：观察与讨论：两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？ 石灰砂浆石灰砂浆A为凸出为凸出放射性裂纹放射性裂纹，这是由于石灰浆的，这是由于石灰浆的陈伏时间不足陈伏时间不足，致使其，致使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续中部分过火石灰在石浆砂浆制

12、作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。石灰砂浆石灰砂浆B为为网状干缩性裂纹网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。 【施工员施工员】石灰硬化的特点石灰硬化的特点( )。A放热量大放热量大 B体积膨胀大体积膨胀大C速度慢速度慢 D体积收缩大体积收缩大E. 只能在空气中进行只能在空气中进行答案：答案：CDE产品标准：产品标准：建筑生石灰建筑生石灰 JC/T 47

13、9-2013钙质生石灰钙质生石灰（MgO5%），镁质生石灰镁质生石灰（MgO5%）将将 JC/T 479和和480两个合并，两个合并，CL代表钙质生石灰；代表钙质生石灰；ML代表代表镁质生石灰镁质生石灰 ；Q表示石灰块；表示石灰块；OP表示石灰粉；表示石灰粉；建筑生石灰的技术指标建筑生石灰的技术指标 产品标准：产品标准：建筑生石灰粉建筑生石灰粉JC/T 480一一2013建筑生石灰粉的技术指标建筑生石灰粉的技术指标 项项 目目钙质生石灰钙质生石灰镁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CaO+MgO含量不小于（%）908580858075CO2含量不大于（%）510155101

14、5细度 0.9mm筛筛余（%）不大于57968100.125mm筛筛余（%） 不大于2.82.32.02.82.32.0产品标准：产品标准：建筑消石灰粉建筑消石灰粉JC/T 481一一2013分类：钙质消石灰粉分类：钙质消石灰粉（MgO4%）HCL，镁质消石灰粉镁质消石灰粉（4%MgO24%）HML，白云石消石灰粉（，白云石消石灰粉（25MgO30%）。每一种又有）。每一种又有优等品、一等品和合格品优等品、一等品和合格品三个等级。三个等级。建筑消石灰粉的技术指标建筑消石灰粉的技术指标 1. 保水性与可塑性好保水性与可塑性好 2. 硬化过程缓慢硬化过程缓慢 3. 硬化时体积收缩大硬化时体积收缩大

15、 4. 硬化后强度低硬化后强度低 5. 易受潮不宜贮存易受潮不宜贮存 6. 耐水性差耐水性差所以，所以， 石灰不宜在潮湿环境下使用；石灰不宜在潮湿环境下使用； 不宜不宜单独用于建筑物基础单独用于建筑物基础； 石灰砂浆抹墙可产生一定的透气性。石灰砂浆抹墙可产生一定的透气性。【二级建造师二级建造师】石灰的技术性质有石灰的技术性质有( )。A保水性好保水性好B强度低强度低C耐水性好耐水性好D吸湿性强吸湿性强E. 硬化时体积收缩小硬化时体积收缩小答案：答案：ABD 1. 石灰乳石灰乳 2. 石灰砂浆石灰砂浆 3. 石灰土（灰土）石灰土（灰土） 4. 三合土三合土石灰土石灰土三合土三合土三合土用作铺筑步

16、道砖的垫层三合土用作铺筑步道砖的垫层 5. 硅酸盐制品硅酸盐制品灰砂砖灰砂砖灰砂空心墙体砖灰砂空心墙体砖蒸压灰砂墙体砖蒸压灰砂墙体砖灰灰砂砂墙墙体体砖砖轻轻质质保保温温灰灰砂砂砖砖灰砂砖工艺流程图灰砂砖工艺流程图表里通明不假雕表里通明不假雕冷于春雪白于瑶冷于春雪白于瑶朝来送在凉床上朝来送在凉床上只怕风吹日炙销只怕风吹日炙销2.2 2.2 石石 膏膏 古老的胶凝材料古老的胶凝材料 具有质轻、隔音、绝热、防火、质地细具有质轻、隔音、绝热、防火、质地细腻美观（优良的装饰材料）腻美观（优良的装饰材料） 易于加工、成品多样：各类石膏线易于加工、成品多样：各类石膏线 我国资源丰富、分布广、储量大我国资源丰

17、富、分布广、储量大 理想的高效节能材料：重点发展的新型理想的高效节能材料：重点发展的新型材料材料 与与石灰、水泥石灰、水泥并称为并称为无机胶凝材料的三无机胶凝材料的三大支柱大支柱2.2 2.2 石石 膏膏 1. 原料原料2.2 石石 膏膏硬石膏硬石膏天然石膏天然石膏 2. 石膏的生产石膏的生产 OH211OH21CaSO OH2CaSO22417010724常压CCOH211OH21CaSO OH2CaSO22412424 蒸压C附：附：型与型与型半水石膏区别型半水石膏区别 半水石膏半水石膏(熟石膏熟石膏)和和半水石膏半水石膏(高强石膏高强石膏)在宏观在宏观性能上的差别，主要是由于亚微观上即晶

18、粒的型态、大小以及性能上的差别，主要是由于亚微观上即晶粒的型态、大小以及聚集状态等方面的差别。聚集状态等方面的差别。 附：附：型与型与型半水石膏区别型半水石膏区别结晶度较差，常为细小结晶度较差，常为细小的纤维状或片状聚集体，的纤维状或片状聚集体，内比表面积较大。内比表面积较大。结晶比较完整，常呈短柱结晶比较完整，常呈短柱状，晶粒较粗大，聚集体状，晶粒较粗大，聚集体的内比表面积较小，致密，的内比表面积较小，致密，有一定的结晶形状。有一定的结晶形状。 2. 石膏的生产石膏的生产OOCCC2nHaCaSO OH2CaSO490060024（少量）磨细【施工员施工员】建筑石膏是指建筑石膏是指( )。A

19、CaSO4B- CaSO4.0.5H2OC - CaSO4.0.5H2OD CaSO4.0.5H2O答案：答案：B【二级建造师二级建造师】石膏胶凝材料品种主要有石膏胶凝材料品种主要有( )。A建筑石膏建筑石膏B高强石膏高强石膏C高温煅烧石膏高温煅烧石膏D 无水石膏无水石膏E. 水泥水泥答案：答案：ABCD 1. 建筑石膏的水化反应建筑石膏的水化反应注：注： 生成的二水硫酸钙与生石膏分子式相同，但物理力学性能有差异。生成的二水硫酸钙与生石膏分子式相同，但物理力学性能有差异。 二水石膏溶解度比半水石膏溶解度小得多，所以二水石膏首先从饱和二水石膏溶解度比半水石膏溶解度小得多，所以二水石膏首先从饱和溶

20、液中析晶沉淀，促使半水石膏继续溶解，这一反应过程连续不断进行，溶液中析晶沉淀，促使半水石膏继续溶解，这一反应过程连续不断进行，直至半水石膏全部水化生成二水石膏。直至半水石膏全部水化生成二水石膏。OH2CaSOOH211 OH21CaSO24224 3. 建筑石膏的硬化建筑石膏的硬化 2. 建筑石膏的凝结建筑石膏的凝结 半水石膏颗粒 二水石膏晶体石膏浆体结晶开始晶体长大形成石膏硬化体水孔隙水化初期：二水石膏晶体较少随着水化反应进行二水石膏晶体量石膏硬化体中晶体堆积体石膏颗粒表面分子首先水化颗粒表面二水石膏晶体不断增多半水石膏全部水化成二水石膏 所以，石膏胶凝材料运输、储存中，必须防潮、所以，石膏

21、胶凝材料运输、储存中，必须防潮、防水，以免失效！防水，以免失效！ 建筑石膏的技术指标有建筑石膏的技术指标有：产品标准：产品标准：建筑石膏建筑石膏（GBT9776-2008）分为优等品、一等品和合格品分为优等品、一等品和合格品建筑石膏技术指标建筑石膏技术指标技术指标技术指标优等品优等品 一等品一等品 合格品合格品 抗折强度，抗折强度，MPa，2.52.11.8抗压强度，抗压强度，MPa， 4.93.92.9细度（细度（0.2mm方孔筛筛余，方孔筛筛余，%），）， 5.010.015.0凝结时间凝结时间 初凝时间初凝时间6min；终凝时间；终凝时间30min 1. 凝结硬化速度快凝结硬化速度快 2

22、. 硬化时体积膨胀硬化时体积膨胀 3. 轻质多孔，但强度低轻质多孔，但强度低 4. 良好的保温隔热和吸声、吸湿功能良好的保温隔热和吸声、吸湿功能 建筑石膏制品建筑石膏制品 5. 防火性好防火性好 6. 耐水性差耐水性差加入水硬性材料，如水泥、矿渣加入水硬性材料，如水泥、矿渣加入水溶性树脂氨基、密胺、聚乙烯醇等加入水溶性树脂氨基、密胺、聚乙烯醇等加入有机乳液，如沥青、石蜡加入有机乳液，如沥青、石蜡提高石膏耐水性提高石膏耐水性 7. 装饰性和可加工性好装饰性和可加工性好思考：建筑石膏与石灰的凝结硬化有什么不同？ 吊顶石膏板吊顶石膏板压花石膏板压花石膏板刚装好的石膏板吊顶刚装好的石膏板吊顶石膏装饰制品石膏装饰制品石膏制品背景墙石膏制品背景墙【现象现象】 某住户喜爱石膏制品，房间运用普通石膏浮雕板作装饰。使用某住户喜爱石膏制品，房间运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。试分析原因。膏制品出现发霉变形。试分析原因。【分析分析】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性，在潮湿的环境中，晶体间的粘结力削弱，强度下降、性和吸水性，在潮湿的环境中，晶体间的粘结力削弱，强度