第2章石灰、石膏、水玻璃

1、 按照“原料 生产 熟化（水化）硬化 技术性质 应用”这几个步骤去学习，在学习石灰和石膏时，还要有意识地相互对照，这样就能避免出现概念混乱的现象。当然对于硅酸盐水泥熟料组成及特点、水泥腐蚀、通用水泥选择等。总之，有大的知识框架，在针对不同的材料进行细化学习，这样对于课程内容的认识更加清晰。 无无机胶凝材料机胶凝材料有有机胶凝材料机胶凝材料（1）有机胶凝材料）有机胶凝材料以天然或人工合成的高分子化合物以天然或人工合成的高分子化合物为基本组分的一类胶凝材料，如为基本组分的一类胶凝材料，如沥青、树脂和橡胶沥青、树脂和橡胶等；等；（2）无机胶凝材料）无机胶凝材料以无机矿物为主要成分，当其与水以无机矿物

2、为主要成分，当其与水拌和后所产生的浆体，经过一系列的物理化学变化后，拌和后所产生的浆体，经过一系列的物理化学变化后，产生胶结力而把其他材料胶结成一个具有强度的整体。产生胶结力而把其他材料胶结成一个具有强度的整体。 树脂类；沥青类； 水硬性胶凝材料气硬性胶凝材料 （Lime）石灰广泛应用于建筑工程中；优点：原材料丰富，分布广；生产工艺简单，成本低 原料：以碳酸钙为主要成分的石灰石、白云石。原料：以碳酸钙为主要成分的石灰石、白云石。211009003COCaOCaCOc 26003COMgOMgCOc 石灰吟石灰吟于谦于谦( (明明) )千锤万凿出深山，千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。烈火焚烧若等

3、闲。 粉身碎骨浑不怕粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。要留清白在人间。状灰状灰v特点：特点：CaO质量下降一半，但体积缩小很少，白色疏松结构。质量下降一半，但体积缩小很少，白色疏松结构。v两种杂质：两种杂质： 欠火石灰欠火石灰：温度过低：温度过低/时间不够时间不够未充分烧透硬心，影响产量未充分烧透硬心，影响产量 过火石灰过火石灰：温度过高：温度过高/时间过长时间过长颜色深颜色深(褐、黑褐、黑)，对工程较大危害，对工程较大危害 块状块状生石灰生石灰与与生石灰粉：生石灰粉：石灰在制备过程中，采用石灰在制备过程中，采用石灰石、白云石、白垩、贝壳等原料经煅烧后，即得到石灰石、白云石、白垩、贝壳等原料经煅

4、烧后，即得到块状的生石灰，块状的生石灰，生石灰粉生石灰粉是由块状生石灰磨细而成是由块状生石灰磨细而成。 消石灰粉消石灰粉：将生石灰用适量水经消化和干燥而将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末成的粉末，主要成分为主要成分为Ca(OH)2,称为消石灰粉称为消石灰粉。 石灰膏石灰膏：将块状生石灰用过量水将块状生石灰用过量水(约为生石灰体约为生石灰体积的积的34倍倍)消化消化，或将消石灰粉和水拌或将消石灰粉和水拌和和，所得的一所得的一定稠度的膏状物定稠度的膏状物，主要成分为主要成分为Ca(OH)2和水和水。三种产品三种产品袋装生石灰粉袋装生石灰粉洗灰池洗灰池思 考 工地上使用石灰时，为什么要先进行熟化

5、处理？块灰块灰( (团灰团灰) )2.1.2 2.1.2 石灰的熟化与硬化石灰的熟化与硬化 1.1.熟化或消化熟化或消化 生石灰加水生成熟石灰生石灰加水生成熟石灰Ca(OH)2的过程。的过程。 CaO+H2OCa(OH)2+64.8kJ 水化时放出大量的热，体积会膨胀水化时放出大量的热，体积会膨胀12.5倍。倍。 依加水量的多少，消化后的状态为：依加水量的多少，消化后的状态为：消石灰粉、石消石灰粉、石灰膏、石灰浆灰膏、石灰浆等。等。石灰的陈伏石灰的陈伏 石灰膏在储灰池中隔离空气下保存石灰膏在储灰池中隔离空气下保存“两周两周”以上的以上的工艺过程。工艺过程。 目的：目的：消除过火石灰的危害。消除

6、过火石灰的危害。 原因：原因：过火石灰表面形成一层釉质，熟化速度慢，过火石灰表面形成一层釉质，熟化速度慢，当未熟化的石灰抹灰后，会吸收空气中的水分继续熟当未熟化的石灰抹灰后，会吸收空气中的水分继续熟化，体积膨胀，造成墙面的隆起和开裂。化，体积膨胀，造成墙面的隆起和开裂。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。制备工艺与产品制备工艺与产品石灰石10001200C磨细生石灰粉生石灰喷淋熟石灰粉(水)化灰池石灰浆浓缩石灰膏温度较低，时间较短，欠火石灰温度较高，时间较长，过火石灰陈伏,消除过火石灰的危害煅烧 2、石灰的硬化、石灰的硬化（Hardening） 机理：机理：干燥干燥作

7、用、作用、结晶结晶作用、作用、碳化碳化作用。作用。 干燥：基体材料吸水、空气蒸发。干燥：基体材料吸水、空气蒸发。 结晶：结晶： 石灰浆：石灰浆：Ca(OH)2 + H2O 析晶析晶 蒸发蒸发(吸收吸收) 晶粒长大、交错堆聚成晶粒结构网晶粒长大、交错堆聚成晶粒结构网硬化。硬化。碳化：二氧化碳与水、氢氧化钙反应生成碳酸钙。碳化：二氧化碳与水、氢氧化钙反应生成碳酸钙。 Ca(OH)2+CO2+nH2OCaCO3+(n+1)H2O 慢！慢！v表面形成表面形成CaCO3膜层膜层, 提高耐久性。提高耐久性。2.1.3 2.1.3 石灰的技术标准石灰的技术标准 石灰的品种石灰的品种 钙质石灰钙质石灰 氧化镁

8、（氧化镁（MgO)含量含量5%; 钙质消石灰粉钙质消石灰粉 氧化镁（氧化镁（MgO)含量含量5%; 白云石质消石灰粉白云石质消石灰粉 氧化镁（氧化镁（MgO)含量含量5%;建筑生石灰的技术指标建筑生石灰的技术指标 项目项目钙质生石灰钙质生石灰镁质生石灰镁质生石灰优等优等品品一等一等品品合格合格品品优等优等品品一等一等品品合格合格品品（CaO+MgO）含量，含量，%，不小于，不小于908580858075末消化残渣含量（末消化残渣含量（5mm园孔筛余）园孔筛余）% %，不大于，不大于5101551015CO2，%，不大于，不大于5796810产浆量产浆量/ /（Lkg-1）不小于不小于2.82.

9、32.02.82.32.0建筑消石灰粉的技术指标建筑消石灰粉的技术指标 项项 目目钙质生消石灰粉钙质生消石灰粉镁质消生石灰粉镁质消生石灰粉白云石消石灰粉白云石消石灰粉优等优等一等一等合格合格优等优等一等一等合格合格优等优等一等一等合格合格（CaO+MgO）含量含量%，不小于不小于706560656055656055 体积安定性体积安定性合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格游离水游离水(%)0.420.420.420.420.420.420.420.420.42细细度度0.9mm筛筛余筛筛余(%), ,不大于不大于000.5000.5000.50.125mm筛筛筛筛余余(%), ,不

10、大于不大于310153101531015建筑生石灰粉的技术指标建筑生石灰粉的技术指标 项目项目钙质生石灰钙质生石灰镁质生石灰镁质生石灰优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格合格品品（CaO+MgO）含量，含量，%，不小，不小于于858075807570CO2，%，不大于不大于791181012细度细度0.9mm筛筛余筛筛余(%), ,不大于不大于0.20.51.50.20.51.50.125mm筛筛余筛筛余(%), ,不大不大于于7.012.018.07.012.018.02.1.4 石灰的技术性质石灰的技术性质 特性：特性：可塑性好、凝结硬化慢、硬化时体积收缩大、耐

11、水可塑性好、凝结硬化慢、硬化时体积收缩大、耐水性差、吸湿性强。性差、吸湿性强。（1）可塑性好）可塑性好 熟化时形成颗粒极细熟化时形成颗粒极细(约约1m)呈胶体分散状态的氢氧化钙，呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面吸附一层厚的表面吸附一层厚的水膜水膜。 调成的调成的石灰砂浆石灰砂浆有良好的有良好的可塑性可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可浆，可 可塑性显著提高。可塑性显著提高。 CO2稀薄稀薄(0.03%)，碳化缓慢。表面碳化后形成紧密外壳，不，碳化缓慢。表面碳化后形成紧密外壳，不利于碳化作用的深入，阻碍内部水分的蒸发，硬化缓慢。利于碳化作用的深入，阻碍内部水分的蒸发，硬化缓慢。

12、 石灰砂浆石灰砂浆(1:3)28d强度仅强度仅0.20.5MPa。不宜在潮湿的环境下。不宜在潮湿的环境下使用，不宜用于重要建筑物基础。使用，不宜用于重要建筑物基础。（2）硬化慢、强度低）硬化慢、强度低 （4） 体积收缩大体积收缩大 硬化过程蒸发大量游离水，显著收缩。不宜独用，掺砂、麻刀、硬化过程蒸发大量游离水，显著收缩。不宜独用，掺砂、麻刀、纸筋等以减少收缩和节约石灰。纸筋等以减少收缩和节约石灰。 状灰放置太久，会吸收水熟化成消石灰粉（常作干燥剂），碳化状灰放置太久，会吸收水熟化成消石灰粉（常作干燥剂），碳化为为CaCO3后失去胶结能力。将贮存期变为陈伏期。后失去胶结能力。将贮存期变为陈伏期。

13、 受潮熟化时放出大量的热，体积膨胀，储存和运输时，注意安全受潮熟化时放出大量的热，体积膨胀，储存和运输时，注意安全。（3） 耐水性差耐水性差麻刀麻刀纸筋纸筋（4） 吸湿性强吸湿性强 贮存过久，会吸收空气中的水分消化成消石灰粉，再与贮存过久，会吸收空气中的水分消化成消石灰粉，再与空气中的空气中的CO2作用则生成作用则生成CaCO3，失去胶结能力。防止受，失去胶结能力。防止受潮和储存过久。潮和储存过久。（5）碱性大）碱性大 具有较强的碱性，在常温下，能具有较强的碱性，在常温下，能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成有水硬性的产物，化铝反应，生成有水硬性的产物，产生

14、胶结。因此，石灰还是建筑产生胶结。因此，石灰还是建筑材料工业中重要的原材料。材料工业中重要的原材料。讨论：讨论：观察观察A、B两种石灰砂浆的裂纹的差别，并分析成因。两种石灰砂浆的裂纹的差别，并分析成因。砂浆砂浆A凸出放射性裂纹，陈伏不足，过火石灰未完全水化，在硬化砂浆凸出放射性裂纹，陈伏不足，过火石灰未完全水化，在硬化砂浆中继续水化成中继续水化成Ca(OH)2，体积膨胀，膨胀性裂纹。，体积膨胀，膨胀性裂纹。AB砂浆砂浆B网状干缩性裂纹，石灰砂浆在硬化过程中干缩。尤其水灰比过大，网状干缩性裂纹，石灰砂浆在硬化过程中干缩。尤其水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。石灰过多，易产生此类裂纹。案例分析

15、案例分析 2.1.5 石灰的应用及储存石灰的应用及储存 应用：应用：石灰乳涂料和石灰砂浆；配制灰土和三合石灰乳涂料和石灰砂浆；配制灰土和三合土；硅酸盐混凝土及制品；加固含水的软土地基；制土；硅酸盐混凝土及制品；加固含水的软土地基；制作碳化石灰板。作碳化石灰板。 储存：储存：（1）防潮 （与空气中的CO2发生反应）（2）防火 （硬化时产生大量的热量） 1. 1. 石灰乳石灰乳 将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入大量的水搅拌稀释，成将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入大量的水搅拌稀释，成为石灰乳。主要用于内墙和天棚刷白，石灰乳中加入各种耐碱为石灰乳。主要用于内墙和天棚刷白，石灰乳中加入各种耐碱颜料，可形成彩

16、色石灰乳。颜料，可形成彩色石灰乳。 2. 2. 配制砂浆配制砂浆 由于石灰膏和消石灰粉中氢氧化钙颗粒非常小，调水后具由于石灰膏和消石灰粉中氢氧化钙颗粒非常小，调水后具有很好的可塑性。因而，常可用石灰膏或消石灰粉配制成石灰有很好的可塑性。因而，常可用石灰膏或消石灰粉配制成石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆。砂浆或水泥石灰混合砂浆。 3. 3. 石灰土和三合土石灰土和三合土 石灰与粘土拌合后称为灰土或石灰土，再加砂或炉渣等即石灰与粘土拌合后称为灰土或石灰土，再加砂或炉渣等即成为三合土。用于建筑物的地基和道路工程的基层、垫层。成为三合土。用于建筑物的地基和道路工程的基层、垫层。 4. 4. 制作硅酸盐制品制

17、作硅酸盐制品 以磨细的石灰与硅质材料为胶凝材料，必要时加入少量石以磨细的石灰与硅质材料为胶凝材料，必要时加入少量石膏，经蒸汽养护或蒸压养护制作硅酸盐制品。膏，经蒸汽养护或蒸压养护制作硅酸盐制品。 2.2.1.5 1.5 石灰的应用石灰的应用 1.1.配制石灰乳和砂浆配制石灰乳和砂浆 2. 2.配制无熟料水泥配制无熟料水泥 3. 3.配制石灰土和三合土配制石灰土和三合土 ：用于道路的底基层、基层：用于道路的底基层、基层 比例比例5%12% 用于建筑物的地基、基础。用于建筑物的地基、基础。机理：机理：粘土颗粒表面的少量活性粘土颗粒表面的少量活性SiO2和和Al2O3与与Ca(OH)2反应，生成水硬

18、性反应，生成水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，改善粘土的抗渗性、抗压强度、耐水性。的水化硅酸钙和水化铝酸钙，改善粘土的抗渗性、抗压强度、耐水性。4.4.生产硅酸盐制品生产硅酸盐制品 生石灰粉生石灰粉( (或消石灰粉或消石灰粉) )和砂和砂( (或粉煤灰、粒化高炉矿渣、炉渣或粉煤灰、粒化高炉矿渣、炉渣) )等硅等硅质材料加水拌和，经成型、蒸压等工序而成。如质材料加水拌和，经成型、蒸压等工序而成。如灰砂砖、粉煤灰砖、灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等。等。 思考题思考题1. 过火石灰有什么危害？应如何消除？过火石灰有什么危害？应如何消除？ 答：过火石灰密度较大，且颗粒表

19、面有玻璃釉状物包裹，水化消解很答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生体积膨胀，影响体积慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈伏期，或过滤掉。稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈伏期，或过滤掉。2.人们经常发现古建筑中的石灰砂浆质地坚硬，其强度比现人们经常发现古建筑中的石灰砂浆质地坚硬，其强度比现今石灰砂浆的高，试分析原因。今石灰砂浆的高，试分析原因。 答：在使用过程中，石灰吸收空气中的答：在使用过程中，石灰吸收空气中的CO2，逐步产生碳化作用的结，逐步产生碳化作用的结果。在经历几百年或

20、上千年后，石灰的碳化程度较高，因而石灰砂果。在经历几百年或上千年后，石灰的碳化程度较高，因而石灰砂浆表现出坚硬、强度较高。浆表现出坚硬、强度较高。 |例题例题 既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却可以既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？|解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有

21、水硬性的水化粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。|再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层

22、等潮湿部位。基层等潮湿部位。9000年前，叙利亚和土耳其的安那托力亚就有古迹；年前，叙利亚和土耳其的安那托力亚就有古迹；5000年前，埃及人在敞开的火炉中煅烧石膏，然后破碎磨成粉末，再年前，埃及人在敞开的火炉中煅烧石膏，然后破碎磨成粉末，再与水拌和制得金字塔中石块粘结材料与水拌和制得金字塔中石块粘结材料灰浆；灰浆；372-287BC，古希腊人采用天然透明石膏做神庙的窗户；，古希腊人采用天然透明石膏做神庙的窗户；古罗马人用石膏浇注了成千上万座古希腊的雕塑。古罗马人用石膏浇注了成千上万座古希腊的雕塑。17世纪，法国巴黎的木质房的所有墙壁均用石膏灰浆（世纪，法国巴黎的木质房的所有墙壁均用石膏灰浆（p

23、laster）覆盖）覆盖，以提高防火性能，因而，法国巴黎有，以提高防火性能，因而，法国巴黎有“石膏的首都（石膏的首都（capital of plaster）之称。）之称。50年代，我国开始研发。年代，我国开始研发。80年代建成纸面石膏板、石膏空心条板、石年代建成纸面石膏板、石膏空心条板、石膏砌块、粉刷石膏生产线。膏砌块、粉刷石膏生产线。90年代建成石膏刨花板年代建成石膏刨花板 、纸纤维石膏板、纸纤维石膏板 、石膏夹芯发泡聚苯保温板等生产线。、石膏夹芯发泡聚苯保温板等生产线。2.2 2.2 建筑建筑石石 膏膏（1）主要原料：）主要原料： 天然石膏天然石膏，即硬石膏；天然无水石膏（，即软石膏；天然

24、二水石膏（)2 .424CaSOOHCaSO（2）主要成分：）主要成分：建筑石膏是指由二水石膏（建筑石膏是指由二水石膏（CaSO4.2H2O)经过经过加工加工而成的而成的半水石膏半水石膏（ CaSO4. H2O）故又称熟石膏。故又称熟石膏。21破碎、加热和磨细破碎、加热和磨细2.2 2.2 建筑建筑石石 膏膏普通纸面石膏板普通纸面石膏板 防火石膏板防火石膏板 硅钙板硅钙板(石膏复合板石膏复合板) 虚实相间的虚实相间的格栅式天花格栅式天花经加热使天然二水石膏脱水，由于加热方式和温度的不同，可生产不同经加热使天然二水石膏脱水，由于加热方式和温度的不同，可生产不同性质的石膏品种性质的石膏品种 。天然

25、二水石膏天然无水石膏2.2.12.2.1石膏的生产石膏的生产各类石膏的特点：各类石膏的特点：建筑石膏（熟石膏）建筑石膏（熟石膏）: :晶体较细，需水量较大晶体较细，需水量较大 （80100），强度较低。，强度较低。高强石膏高强石膏: :晶粒粗大，需水量小晶粒粗大，需水量小（3545），强强 度高。度高。可溶性硬石膏可溶性硬石膏: :需水量大，凝结很快，强度低，不需水量大，凝结很快，强度低，不 宜直接使用。宜直接使用。不溶性硬石膏不溶性硬石膏: :难溶于水，生产无水石膏水泥。难溶于水，生产无水石膏水泥。高温煅烧石膏高温煅烧石膏: :凝结缓慢、硬化后耐水、耐磨、凝结缓慢、硬化后耐水、耐磨、 强度较

26、高。强度较高。 2.2.2 建筑石膏的水化、硬化建筑石膏的水化、硬化 1.建筑石膏的水化建筑石膏的水化 建筑石膏加水拌合后，与水发生水化反应。建筑石膏加水拌合后，与水发生水化反应。OHCaSOOHOHCaSO24221221421 凝结硬化过程中的水化反应：凝结硬化过程中的水化反应： CaSO4 0.5H2O 1.5H2O CaSO42H2OQ 即：石膏的水化反应是由二水石膏制备半水石膏的逆反应即：石膏的水化反应是由二水石膏制备半水石膏的逆反应 凝结硬化机理凝结硬化机理“溶解沉淀理论溶解沉淀理论”l 溶解溶解l 沉淀沉淀l 硬化硬化 半水石膏的溶解度半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石

27、大于二水石膏膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不断溶解，因此，前者在水中不断溶解，生成生成Ca2+、SO42-离子的饱和溶液离子的饱和溶液半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是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。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，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构成晶体颗粒堆聚的结晶结构网石膏浆体 半水石膏颗粒 二水石膏晶体石膏胶体石膏硬化体水孔隙 2.2.3 建筑石膏的性质及技术要求建筑石膏的性质及技术要求 1.1.建筑石膏的建筑石膏的性质性质 1)凝结硬化凝结硬化快快（拌合后（拌合后3

28、5min失去可塑性）。失去可塑性）。 2)凝结硬化时体积凝结硬化时体积微膨胀微膨胀。 3)孔隙率大孔隙率大，质量轻（表观密度小）。，质量轻（表观密度小）。 4)防火防火性能良好、耐火性差。性能良好、耐火性差。 5)可加工性能好。可加工性能好。 6)强度低、耐水性、抗渗性、抗冻性差。强度低、耐水性、抗渗性、抗冻性差。2. 建筑石膏的技术要求建筑石膏的技术要求 按凝结时间、细度及强度分为优等品、一等品、合格品。按凝结时间、细度及强度分为优等品、一等品、合格品。 石膏产品的标记：建筑石膏的技术性质建筑石膏的技术性质1 1）建筑石膏的技术要求）建筑石膏的技术要求（1 1）组成）组成 建筑石膏组成中建筑

29、石膏组成中半水硫酸钙（半水硫酸钙（-CaSO41/2H2O-CaSO41/2H2O）的含量）的含量( (质量质量 分数分数) )应不小于应不小于60.0%60.0%。（2 2）物理力学性能）物理力学性能 建筑石膏的物理力学性能应符合表建筑石膏的物理力学性能应符合表2.42.4的规定。的规定。（3 3）放射性核素限量）放射性核素限量 工业副产建筑石膏的放射性核素限量应符合有关国家工业副产建筑石膏的放射性核素限量应符合有关国家标准的规定。标准的规定。等 级细度(0.2mm方孔筛筛余)，%凝结时间，min2h强度，MPa初凝终凝抗折抗压3.010.03303.06.02.02.04.01.61.63

30、.0表表2.42.4建筑石膏技术要求（建筑石膏技术要求（GB/T 9776-2008GB/T 9776-2008）2）建筑石膏的性质）建筑石膏的性质（1）质轻。）质轻。建筑石膏的密度为建筑石膏的密度为2.52.8g/cm3，堆积密度为，堆积密度为8001000kg/m3，而水泥的堆积密度约为，而水泥的堆积密度约为1600kg/m3，生石灰为，生石灰为1200kg/m3。（2）凝结硬化快。）凝结硬化快。加水拌合后浆体的初凝和终凝时间都很短，不加水拌合后浆体的初凝和终凝时间都很短，不便使用。为延长凝结时间，加入有硼砂、酒石酸纳、柠檬酸、动物便使用。为延长凝结时间，加入有硼砂、酒石酸纳、柠檬酸、动物

31、胶、亚硫酸酒精废液等缓凝剂。胶、亚硫酸酒精废液等缓凝剂。（3）尺寸稳定。）尺寸稳定。石膏制品的伸缩比很小，达到最大的吸水率时伸长石膏制品的伸缩比很小，达到最大的吸水率时伸长仅仅0.09%左右，其干燥收缩则更小。石膏制品装饰性好，可贴各种颜左右，其干燥收缩则更小。石膏制品装饰性好，可贴各种颜色、各种图案的面纸。色、各种图案的面纸。（5）防火性好。）防火性好。遇火时，二水石膏分解出结晶水，吸收大遇火时，二水石膏分解出结晶水，吸收大量热，在制品表面形成蒸汽幕，能阻碍火势蔓延。量热，在制品表面形成蒸汽幕，能阻碍火势蔓延。（6）耐水性和抗冻性差。）耐水性和抗冻性差。硬化体吸湿性强，所吸水分降低硬化体吸湿

32、性强，所吸水分降低晶体间的粘结力，强度下降晶体间的粘结力，强度下降(软化系数仅软化系数仅0.30.45)。长期浸。长期浸水，二水石膏晶体溶解。水，二水石膏晶体溶解。（7）施工性很好。）施工性很好。建筑石膏制品可钉、可刨、可钻、可贴建筑石膏制品可钉、可刨、可钻、可贴，施工与安装灵活方便。，施工与安装灵活方便。（4）孔隙率大。）孔隙率大。为使浆体获得施工要求的可塑性，需加入为使浆体获得施工要求的可塑性，需加入60%80%的拌合水，而理论需水量为的拌合水，而理论需水量为18.6%，故石膏硬化体中留有大量的，故石膏硬化体中留有大量的毛细孔，孔隙率可达毛细孔，孔隙率可达50%60%，因而表观密度较小、导

33、热系数小、，因而表观密度较小、导热系数小、吸声性强、吸湿性大，可调节室内的温度和湿度。吸声性强、吸湿性大，可调节室内的温度和湿度。（1） 石膏板石膏板v 石膏板质轻、保温隔热、吸声防火、尺寸稳定、便于施工。广石膏板质轻、保温隔热、吸声防火、尺寸稳定、便于施工。广泛用于高层建筑和大跨度建筑隔墙。泛用于高层建筑和大跨度建筑隔墙。v 制品：纸面石膏板、纤维石膏板、空心石膏板、装饰石膏板、制品：纸面石膏板、纤维石膏板、空心石膏板、装饰石膏板、 石膏角线等装饰件。石膏角线等装饰件。 2.2.4 建筑石膏及其制品的应用建筑石膏及其制品的应用（3） 制备石膏砂浆和粉刷石膏制备石膏砂浆和粉刷石膏v 表面坚硬、

34、光滑细腻、不起灰。常用于室内抹灰和粉刷，表面坚硬、光滑细腻、不起灰。常用于室内抹灰和粉刷，节能建筑内墙及顶板抹灰。节能建筑内墙及顶板抹灰。（2 2）石膏砌块）石膏砌块 v 以建筑石膏为主要原料，经加水搅拌、挠注成型和干燥而制以建筑石膏为主要原料，经加水搅拌、挠注成型和干燥而制成的块状轻质建筑石膏制品。在生产中根据性能要求可加入轻成的块状轻质建筑石膏制品。在生产中根据性能要求可加入轻集料、纤维增强材料、发泡剂等材料，有时也可用部分高强石集料、纤维增强材料、发泡剂等材料，有时也可用部分高强石膏代替建筑石膏。石膏砌块是一种自重轻、保温隔热、隔声和膏代替建筑石膏。石膏砌块是一种自重轻、保温隔热、隔声和

35、防火性能好的墙体材料。防火性能好的墙体材料。 室内墙面和天花板的雕饰室内墙面和天花板的雕饰制作石膏制品制作石膏制品思考题思考题1. 石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，为什么？石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，为什么？ 答：半水石膏需加水答：半水石膏需加水6080，才能使浆体达到成型，才能使浆体达到成型所需可塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需所需可塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需18.6的水量；即，有的水量；即，有4060多的水不能参与反应多的水不能参与反应，硬化后多余水分的挥发留下大量孔隙。，硬化后多余水分的挥发留下大量孔隙。2、孔隙率较大在应用上，有哪些优点和缺点？、孔隙率较大在应

36、用上，有哪些优点和缺点？ 答：优点答：优点保温隔热性、吸声隔声性好；质轻。可作为墙板保温隔热性、吸声隔声性好；质轻。可作为墙板、天花板、墙面粉刷砂浆等。、天花板、墙面粉刷砂浆等。 缺点缺点强度低、吸水率较大、耐水性差。不能用作结构强度低、吸水率较大、耐水性差。不能用作结构材料，不宜用于潮湿环境等。材料，不宜用于潮湿环境等。3、用于墙面抹灰时，与石灰相比，建筑石膏具有哪些优点？、用于墙面抹灰时，与石灰相比，建筑石膏具有哪些优点？ 答：凝结硬化后具有下述优良性质：凝结硬化块；硬化答：凝结硬化后具有下述优良性质：凝结硬化块；硬化时体积微膨胀，硬化石膏的形状尺寸准确、表面光滑细致；时体积微膨胀，硬化石

37、膏的形状尺寸准确、表面光滑细致；内部孔隙率较大、容积密度较低，故其保温性、吸声性好内部孔隙率较大、容积密度较低，故其保温性、吸声性好；具有较好的防火性；具有较高的热容量和一定的吸湿；具有较好的防火性；具有较高的热容量和一定的吸湿性，可均衡室内温湿度的变化。性，可均衡室内温湿度的变化。 石灰用于墙面抹灰最大的缺点是凝结硬化慢，硬化时体石灰用于墙面抹灰最大的缺点是凝结硬化慢，硬化时体积收缩大，容易形成裂纹等不良现象。积收缩大，容易形成裂纹等不良现象。4、为什么石膏制品的防火性好、为什么石膏制品的防火性好? 答：石膏制品的孔隙率大，隔热性较好；二水石膏晶体含有答：石膏制品的孔隙率大，隔热性较好；二水

38、石膏晶体含有两个结晶水分子，在受热后，二水石膏晶体脱去水分子，并两个结晶水分子，在受热后，二水石膏晶体脱去水分子，并蒸发吸收和带走热量；硫酸钙分子的分解温度很高，因此，蒸发吸收和带走热量；硫酸钙分子的分解温度很高，因此，在高温下，主要发生脱水和烧结。在高温下，主要发生脱水和烧结。2.3 2.3 水玻璃水玻璃 水玻璃的组成水玻璃的组成 水玻璃是水玻璃是碱金属氧化物碱金属氧化物和和二氧化硅二氧化硅结合而成的能结合而成的能够溶解于水的一种硅酸盐材料够溶解于水的一种硅酸盐材料最常用的碱金属氧化物最常用的碱金属氧化物：NaNa2 2O, KO, K2 2O O最常用的水玻璃最常用的水玻璃：硅酸钠硅酸钠

39、： NaNa2 2O.nSiOO.nSiO2 2 硅酸钾硅酸钾 : K: K2 2O.nSiOO.nSiO2 2等等 其中其中n n称为水玻璃的模数，称为水玻璃的模数，n=1.5-3.5n=1.5-3.5建筑水玻璃模数为建筑水玻璃模数为2.6-2.82.6-2.8水玻璃的生产水玻璃的生产 1.1.湿法湿法 石英砂和氢氧化钠水溶液在压蒸锅石英砂和氢氧化钠水溶液在压蒸锅（0.20.3MPa）内用蒸汽内用蒸汽加热溶解而制成。加热溶解而制成。 2.2.干法干法 将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在13001400温度下熔融。温度下熔融。 Na2CO3 + nSiO2 Na2OnSi

40、O2+ CO2 熔融的水玻璃冷却后在熔融的水玻璃冷却后在0.30.8 MPa的蒸压釜内加热溶解成的蒸压釜内加热溶解成胶状玻璃溶液，即液态水玻璃。胶状玻璃溶液，即液态水玻璃。水玻璃的硬化水玻璃的硬化32222222CONaOmHnSiOOmHCOnSiOONa水玻璃的性质水玻璃的性质（1）粘结力强）粘结力强（2）耐酸能力强）耐酸能力强（3）耐热性好）耐热性好（）用作涂料：（）用作涂料：涂刷材料表面直接将液体水玻璃涂刷在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、硅酸盐制品、水泥混凝土等建筑物表面，或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密实度、强度、抗渗性、耐水

41、性均多孔材料，可使材料的密实度、强度、抗渗性、耐水性均得到提高。得到提高。 这是因为水玻璃与材料中的这是因为水玻璃与材料中的a a（OHOH）2 2反应生成硅酸反应生成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。钙凝胶，填充了材料间孔隙。（2）配制防水剂：）配制防水剂： 以水玻璃为基料，配制防水剂。例如：四矾防水以水玻璃为基料，配制防水剂。例如：四矾防水剂是以蓝矾剂是以蓝矾( (硫酸铜硫酸铜) )、明矾（钾铝矾）、红矾（重、明矾（钾铝矾）、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各份，溶于铬酸钾）和紫矾（铬矾）各份，溶于6060份的沸水份的沸水中，降温至中，降温至，投入，投入400400份水玻璃溶液中，搅份水玻璃溶液

42、中，搅拌均匀而成的。这种防水剂可以在拌均匀而成的。这种防水剂可以在1min1min内凝结内凝结, , 适适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。（3）加固土壤）加固土壤 将模数为将模数为.的液体水玻璃和氯化钙溶液通过金的液体水玻璃和氯化钙溶液通过金属管交替向地层压入，两种溶液发生化学反应，可析出属管交替向地层压入，两种溶液发生化学反应，可析出吸水膨胀的硅酸胶体，包裹土壤颗粒并填充其空隙，阻吸水膨胀的硅酸胶体，包裹土壤颗粒并填充其空隙，阻止水分渗透并使土壤固结。用这种方法加固的砂土，抗止水分渗透并使土壤固结。用这种方法加固的砂土，抗压强度可达。压强度可达。( 4 ) 配制水玻璃砂浆。配制水玻璃砂浆。 将水玻璃、矿渣粉、砂和氟硅酸钠按一定比例配合成砂浆将水玻璃、矿渣粉、砂和氟硅酸钠按一定比例配合成砂浆,可用于修补墙体裂缝。可用于修补墙体裂缝。（）配制耐酸砂浆、耐酸混凝土