建筑材料第二章

第二章气硬性胶凝材料胶凝材料的定义和分类胶凝材料的定义经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整体的材料。胶凝材料的分类如沥青、聚合物等胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通称为“水泥”二、分类

分类特点代表材料气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，保持或继续发展其强度石膏、石灰、水玻璃和菱苦土等水硬性胶凝材料在凝结后，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，保持并继续发展其强度水泥学习内容

石膏石灰水玻璃主要几种气凝材料特性、技术性质要求和应用

学习要求了解上述几种胶凝材料的特性与用途第一节石膏

纸面石膏板装饰石膏制品壁花天花板装饰花装饰石膏制品梁托线条拐角、线条艺术镜框罗马柱石膏胶凝材材料的生产产通常是把把二水石膏膏在一定的的温度和压压力下，经经过煅烧、、脱水，再再经磨细而而成。在不同的煅煅烧温度下下，得到的的产品是不不同的。具具体过程如如下所示：：一、石膏胶胶凝材料的的生产一、石膏胶胶凝材料的的生产二水石膏CaSO4·2H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4ⅢCaSO4ⅡCaSO4Ⅰ107～170℃加热、脱水125℃0.13MPa蒸压锅170～360℃加热、脱水400～750℃800℃β型建筑石膏α型高强石膏可溶性石膏不溶性石膏高温煅烧石膏在常温下不存在在建筑工程程中常用建建筑石膏；；高强石膏膏用于生产产建筑石膏膏制品。二、建筑石石膏的凝结结硬化建筑石膏加加水后，与与水发生的的化学反应应如下：CaSO4·0.5H2O+1.5H2O=CaSO4·2H2O建筑石膏的的凝结硬化化过程可以以表示如下下：建筑石膏+水浆体凝结硬化建筑石膏凝凝结过程，，是一个溶溶解、反应应、沉淀、、结晶的过过程；随着水化的的不断进行行，生成的的二水石膏膏胶体微粒粒不断增多多，这些微微粒比原先先更加细小小，比表面面积很大，，吸附着很很多的水分分；同时浆浆体中的自自由水分由由于水化和和蒸发而不不断减少，，浆体的稠稠度不断增增加，胶体体微粒间的的黏结逐步步增强，颗颗粒间产生生摩擦力和和黏结力，，使浆体逐逐渐失去可可塑性，即即浆体逐渐渐产生凝结结。继续水水化，胶体体转变成晶晶体。二、建筑石石膏的凝结结硬化晶体颗粒逐逐渐长大，，使浆体完完全失去可可塑性，产产生强度，，即浆体产产生了硬化化。这一过过程不断进进行，直至至浆体完全全干燥，强强度不在增增加，此时时浆体已硬硬化人造成成石材。建筑石膏凝凝结硬化过过程最显著著的特点1．速度快水化过程一一般为7～12min，整个凝结结硬化过程程只需20～30min。2．体积微膨胀胀建筑石膏凝凝结硬化过过程产生约约0.1%左右的体积积膨胀。这这是其它胶胶凝材料所所不具有的的特性.浆体的凝结结硬化过程程是一个连连续进行的的过程。从从加水开始始拌合直到到浆体开始始失去可塑塑性的过程程称为浆体的初凝，对应的时时间称为初凝时间；从加水拌拌合开始直直到浆体完完全失去可可塑性，并并开始产生生强度的过过程称为浆体的硬化化，对应的时时间称为终凝时间。建筑石膏凝凝结硬化过过程最显著著的特点三、、建建筑筑石石膏膏的的技技术术要要求求建筑筑石石膏膏的的质质量量等等级级建筑筑石石膏膏按按其其细细度度、、强强度度、、凝凝结结时时间间等等指指标标，，划划分分为为优优等等品品、、一一等等品品、、合合格格品品三三个个等等级级。。具具体体指指标标见见下下表表：：技术指标名称优等品一等品合格品强度抗折强度≥2.52.11.8抗压强度≥4.93.92.9细度（0.2mm方孔筛筛余%）≤5.010.015.0凝结时间初凝不早于6min，终凝不迟于30min四、、石石膏膏的的性性质质与与应应用用1.石膏膏的的性性质质（1）凝凝结结硬硬化化快快建筑筑石石膏膏加加水水拌拌合合后后10min内便便失失去去塑塑性性而而初初凝凝，，30min内即即终终凝凝硬硬化化，，并并产产生生强强度度。。（2）强强度度较较高高建筑筑石石膏膏的的强强度度发发展展快快，，一一般般7h即可可达达最最大大值值。。抗抗压压强强度度约约为为8～12MPa。（3）体体积积微微膨膨胀胀建筑筑石石膏膏凝凝结结硬硬化化过过程程的的体体积积微微膨膨胀胀特特性性，，使使得得石石膏膏制制品品表表面面光光滑滑、、体体形形饱饱满满，，特特别别适适用用于于刷刷面面。。（4）色色白白可可加加彩彩色色建筑筑石石膏膏颜颜色色洁洁白白，，杂杂质质含含量量越越少少，，颜颜色色越越白白。。可可加加入入各各种种颜颜料料调调制制成成彩彩色色石石膏膏制制品品，，且且保保色色性性好好。。（5）保温温性能能好由于石石膏制制品生生产时时加入入过量量的水水，蒸蒸发后后形成成大量量内部部毛细细孔，，孔隙隙率达达50%～60%，表观观密度度小（（800～1000kg/m3），导导热系系数小小，故故具有有良好好保温温绝热热性能能，常常作保保温材材料，，并具具有一一定的的吸声声效果果。（6）耐水水性差差,但具有有一定定的调调湿功功能建筑石石膏制制品的的软化化系数数只有有0.2～0.3，不耐耐水。。但由由于毛毛细孔孔隙较较多，，比表表面积积大，，当空空气过过于潮潮湿时时能吸吸收水水分；；而当当空气气过于于干燥燥时则则能释释放出出水分分，从从而调调节空空气中中的相相对湿湿度。。（7）防火火性好好建筑石石膏制制品的的导热热系数数小，，传热热慢，，比热热又大大，更更重要要的是是二水水石膏膏遇火火脱水水，产产生的的水蒸蒸汽能能有效效阻止止火势势蔓延延，起起到防防火作作用。。但脱脱水后后制品品强度度要下下降。。五.建筑石石膏的的应用用（1）室内内抹灰灰及粉粉刷抹灰：：指的的是以以建筑筑石膏膏为胶胶凝材材料，，加入入水和和砂子子配成成石膏膏砂浆浆，作作为内内墙面面抹平平用。。由于于不耐耐水，，故不不宜在在外墙墙使用用。粉刷：：指的的是建建筑石石膏加加水和和适量量外加加剂，，调制制成涂涂料，，涂刷刷装修修内墙墙面，，它具具有表表面坚坚硬,光滑滑细腻腻,粘结结力强强、不不裂、、不起起鼓、、防火火、保保温、、调湿湿、施施工方方便，，可实实现机机械化化施工工。可可用于于办公公楼、、住宅宅楼等等的墙墙面、、顶棚棚等。。（2）建筑筑装饰饰制品品以杂质质含量量少的的建筑筑石膏膏加入入少量量纤维维增强强材料料和建建筑胶胶水等等制作作成各各种装装饰制制品。。也可可制成成彩色色制品品。（3）石膏膏板这是土土木工工程中中使用用量最最大的的一类类板材材。包包括石石膏装装饰板板、空空心石石膏板板、蜂蜂窝板板等，，作为为装饰饰吊顶顶、隔隔板或或保温温、隔隔声、、防火火等使使用。。（4）其他他用途途建筑石石膏可可作为为生产产某些些硅酸酸盐制制品时时的增增强剂剂，如如粉煤煤灰砖砖、炉炉渣制制品等等；也也可用用作油油漆或或粘贴贴墙纸纸等的的基层层找平平。建筑石石膏在在运输输和储储存时时要注注意防防潮，，储存存期一一般不不宜超超过3个月，，否则则将使使石膏膏制品品的质质量下下降。。例题：为为什么么说石石膏是是有发发展前前途的的建材材？答案：：石膏膏的主主要优优点是是原料料丰富富、生生产能能耗低低、不不污染染环境境等，，作为为一种种绿色色建材材已大大量用用于室室内的的空间间分隔隔和装装饰；；建筑筑石膏膏硬化化时体体积略略有膨膨胀，，这一一性能能使得得石膏膏制品品表明明光滑滑细腻腻线条条清晰晰，具具有很很好的的装饰饰艺术术效果果；建建筑石石膏还还具有有隔热热、保保温、、不燃燃、不不蛀、、隔声声、可可锯、、可钉钉、污污染小小等良良好性性能，，所以以石膏膏是很很有发发展前前途的的建材材。第二节节石石灰灰石灰的的生产产原料料含碳酸钙钙为主主的天然然原料料。贝壳石灰石石白云石石白垩石灰吟吟千锤万万凿出出深山山，烈火焚焚烧若若等闲闲。粉骨碎碎身浑浑不怕怕，要留清清白在在人间间。土窑公元前前8世世纪古古希腊腊人已已用于于建筑筑，中中国也也在公公元前前7世世纪开开始使使用石石灰。。唐山三三丰集集团2003年10月建成成投产产4×140m3气烧石石灰竖竖窑石灰是一种种气硬硬性胶胶凝材材料，，它是是将碳碳酸钙钙为主主要成成分的的材料料（主主要为为石灰灰石））经过过900~1300℃℃的高温温煅烧烧，尽尽可能能的分分解与与排出出CO2，得到到以CaO主要成份份的生石石灰，它它是一种种多孔结结构材料料。一、石灰灰的原料料及生产产1.石灰的原原料与生生产石灰在烧烧制过程程中由于于尺寸过过大，或或窑内温温度不均均等原因因，便得得石灰中中含有未未烧透的的内核，，称为““欠火石灰灰”。另一种种情况是是过火而而形成的的“过火石灰灰”。石灰的分分类：（1）根据成成品加工工方法的的不同，，分为：：块状生石石灰，生生石灰粉粉，消石石灰（熟熟石灰）），石灰灰浆。（2）按氧化化镁的含含量分按氧化镁镁含量划划分为钙钙质石灰灰和镁质质石灰两两类二、石灰灰的熟化化与硬化化过程（1）石灰的的熟化石灰的消化过程程有两个个特点：①水化反反应进行行速度快快，放热热量大；；②消化时时体积急急剧膨胀胀。为降低““过火石石灰”危危害，石石灰消化化后，应应将其在在水中继继续“陈伏”15d以上。将块状生生石灰研研磨成粉粉状，得得到的磨磨细生石石灰在适适宜的水水灰比和和消化化温度下下，可控控制其体体积膨胀胀。还可可提高““过火石石灰”的的利用率率。注意：生产时，，由于火火候或温温度控制制不均，，常会含含有欠火火石灰或或过火石石灰。欠火石灰灰中含有未未分解的的碳酸钙钙内核，，外部为为正常煅煅烧的石石灰，它它只是降降低了石石灰的利利用率，，不会带带来危害害；过火石灰灰的结构致致密，孔孔隙率小小，体积积密度大大，并且且晶粒粗粗大，表表面常被被熔融的的黏土杂杂质形成成的玻璃璃物质所所包覆，，与水作作用的速速度很慢慢，须数数天甚至至数年，，对石灰灰的使用用极为不不利。常常采用的的去除方法法是在熟化化过程中中，利用用筛网除除掉较大大尺寸过过火石灰灰颗粒，，而较小小的过火火石灰颗颗粒在储储灰坑中中至少存存放二周周以上，，使其充充分熟化化，此即即所谓的的“陈伏”。陈伏时时为防止止石灰炭炭化，石石灰膏的的表面须须保存有有一层水水。①结晶结晶作用用：指的是石石灰浆中中多余水水分蒸发发或被砌砌体吸收收，使Ca（OH）2以晶体形形态析出出，石灰灰浆体逐逐渐失去去塑性，，并凝结结硬化产产生强度度的过程程。②碳化该反应必必须有水水分存在在时才能能进行，，且仅限限于表面面，反应应速度缓缓慢。（2）石灰的的硬化石灰凝结结硬化过过程的特特点1.速度慢水分从内内部迁移移到表层层被蒸发发或被吸吸收的过过程本身身较慢，，若表层层Ca（OH）2被碳化，，生成的的CaCO3在石灰表表面形成成更加致致密的膜膜层，使使水分子子和CO2的进出更更加困难难。因此此，石灰灰的凝结结硬化过过程极其其缓慢，，通常需需要几周周的时间间。加快快硬化速速度的简简易方法法有加强通风风和提高空气气中CO2的浓度。2.体积收缩缩大容易产生生收缩裂裂缝。三、石灰灰的技术术要求与与特性1．石灰的质质量等级级建筑生石石灰、建建筑生石石灰粉、、建筑消消石灰粉粉按有效效CaO＋MgO的含含量，可可分为优优等品、、一等品品和合格格品三个个等级。。具体指指标见教教材p82。（1）保水性性与可塑塑性好Ca（OH）2颗粒极细，，比表面积积很大，每每一颗粒均均吸附一层层水膜，使使石灰浆具具有良好的的保水性和和塑性。工工程中常用用来改善水水泥砂浆保保水性和塑塑性差的缺缺陷。（2）凝结硬化化慢、强度度低石灰浆凝结结硬化时间间一般需要要数周，硬硬化后的强强度一般小小于1MPa。如1:3的石灰砂浆浆强度仅为为0.2～0.5MPa。但通过人人工碳化，，可使强度度大幅度提提高。2、熟石灰的的特性（3）耐水性差差石灰浆在水水中或潮湿湿环境中没没有强度，，在流水中中还会溶解解流失。但但固化后的的石灰制品品经人工碳碳化处理后后，耐水性性大大提高高。（4）干燥收缩缩大石灰浆体中中游离水，，特别是吸吸附水蒸发发，引起硬硬化时体积积收缩、开开裂。碳化化过程也引引起体积收收缩。因此此，石灰一一般不宜单单独使用，，通常掺入入砂子、麻麻刀、纸筋筋等以减少少收缩或提提高抗裂能能力。1应用（1）石灰乳涂涂料和抹面面（2）石灰混合合砂浆（3）石灰土和和三合土（4）用于生产产硅酸盐制制品四、石灰的的应用与储储存（1）石灰乳涂涂料和抹面面石灰乳通常常采用石灰灰浆（膏））加入大量量水调制成稀浆，用用于要求不不高的室内内粉刷。石灰膏掺入入麻刀或纸纸筋作为墙墙面抹面材材料，也称之为黄灰灰，过去较较常用。目目前主要采采用石灰膏膏与水泥、砂或或直接与砂砂配制成混混合砂浆或或石灰砂浆浆抹面。（2）石灰混合合砂浆石灰、水泥泥和砂按一一定比例与与水配制成成混合砂浆，用于砌砌筑和抹面面。返回（3）石灰土和和三合土消石灰粉和和粘土拌合合后称为石灰土。石灰土中再再加入砂和和石屑、炉炉渣等即为为三合土。由于Ca（OH）2能和粘土中中少量的活活性SiO2和Al2O3反应生成具具有水硬性性的产物，，使密实度度、强度和和耐水性得得到改善。。因此广泛泛用于建筑筑物的基础础和道路垫垫层。如石石灰桩加固固地基等。。但是，目前前更常用的的方法是石灰、粉煤煤灰和石子子混合成“三合土”作为道路垫垫层，其固结强强度高于粘粘土（因粉粉煤灰中活活性SiO2和Al2O3的含量高）），且利用用废渣。返回例：既然然石灰不耐耐水，为什什么由它配配制的灰土土或三合土土却可以用用于基础础的垫层、、道路的基基层等潮湿湿部位？解：石灰土土或三合土土是由消石石灰粉和粘粘土等按比比例配制而而成的。加加适量的水水充分拌合合后，经碾碾压或夯实实，在潮湿湿环境中石石灰与粘土土表面的活活性氧化硅硅或氧化铝铝反应，生生成具有水水硬性的水水化硅酸钙钙或水化铝铝酸钙，所所以灰土或或三合土的的强度和耐耐水性会随随使用时间间的延长而而逐渐提高高，适于在在潮湿环境境中使用。。再者，由于于石灰的可可塑性好，，与粘土等等拌合后经经压实或夯夯实，使灰灰土或三合合土的密实实度大大提提高，降低低了孔隙率率，使水的的侵入大为为减少。因因此灰土或或三合土可可以用于基基础的垫层层、道路的的基层等潮潮湿部位。。（4）用于生产产硅酸盐制制品硅酸盐制品品主要包括括粉煤灰混混凝土、粉粉煤灰砖、、硅酸盐砌砌块、灰砂砂砖、加气气混凝土等等等。硅酸盐制品品主要以石石英砂、粉粉煤灰、矿矿渣、炉渣渣等为原料料，其中的的SiO2、Al2O3与石灰在蒸蒸汽养护或或蒸压养护护条件下生生成水化硅硅酸钙和水水化铝酸钙钙等水硬性性产物，产产生强度。。若没有Ca（OH）2参与反应，，则强度很很低。生石灰块和和粉料在运运输和储存存过程中应应注意密封防潮，否则吸水水潮解后与与空气中CO2作用生成碳碳酸钙，使使石灰胶结结能力下降降。参考答案：：欠火石灰的的产浆量较较低，质量量较差；过过火石灰的的密度较大大，表面常常被黏土杂杂质溶化时时所形成的的玻璃釉状状物包覆，，因而消解解很慢，在在工程中过过火石灰颗颗粒往往会会在正常石石灰硬化后后继续吸湿湿消解而发发生体积膨膨胀，降低低石灰品质质，影响工工程质量。。消除方法法有：将石石灰经陈伏伏处理后再再使用于工工程，控制制煅烧温度度在1000℃℃～1200℃℃之间，岩块块尺寸不宜宜过大。例题:：欠火石灰灰、过火石石灰对石灰灰性能有什什么影响？？如何消除除？某住宅室内内抹灰采用用石灰砂浆浆，交付使使用后出现现墙面普遍遍鼓包开裂裂，试分析析其原因。。要避免这这种情况发发生，应采采取什么措措施？原因：这是是由于石灰灰砂浆中含含有未熟化化的过火石石灰引起的的，它在石石灰使用后后才慢慢熟熟化，此时时产生体积积膨胀，引引起已硬化化的石灰鼓鼓包开裂破破坏。措施：要避避免这种事事故的发生生，应将石石灰浆在储储灰坑中静静置2周以以上上，，即即““陈陈伏伏””例题题在没没有有检检验验仪仪器器的的条条件件下下，，如如何何采采用用简简易易方方法法鉴鉴别别生生石石灰灰的的质质量量？？答：：将将生生石石灰灰加加入入适适量量的的水水，，让让其其充充分分水水化化，，若若水水化化产产物物细细度度高高，，残残渣渣少少，，则则质质量量好好。。例题题过火火石石灰灰膨膨胀胀是是在在石石灰灰使使用用硬硬化化后后，，过过火火石石灰灰开开始始慢慢慢慢熟熟化化，，此此时时的的膨膨胀胀会会引引起起石石灰灰体体的的开开裂裂破破坏坏。。而而建建筑筑石石膏膏产产生生的的膨膨胀胀是是在在凝凝结结硬硬化化过过程程中中，，一一般般膨膨胀胀率率为为0.05%——0.15%。这这种种微微膨膨胀胀不不但但可可以以避避免免干干缩缩开开裂裂，，还还可可以以消消除除浆浆体体内内部部的的应应力力集集中中，，使使其其硬硬化化后后有有着着良良好好的的可可加加工工性性。。过火火石石灰灰的的膨膨胀胀对对石石灰灰的的使使用用及及工工程程质质量量十十分分不不利利，，而而建建筑筑石石膏膏体体积积膨膨胀胀后后却却是是石石膏膏的的一一大大优优点点？？例题题硅酸酸盐盐砌砌块块灰砂砂砖砖2储存存（1））生石石灰灰储储存存时时间间不不宜宜过过长长，，一一般般不不超超过过一一个个月月。。作作到到““随随到到随随化化””。。（2））不得得与与易易燃燃、、易易爆爆等等危危险险液液体体物物品品混混合合存存放放和和混混合合运运输输。。避免免受受潮潮：：以以防防止止生生石石灰灰吸吸收收空空气气中中的的水水分分而而自自行行熟熟化化，，然然后后与与空空气气碳碳化化而而失失去去胶胶结结能能力力。。（3））熟石石灰灰在在使使用用前前必必须须陈陈伏伏15d以以上上，，以以防防止止过过火火石石灰灰对对建建筑筑物物产产生生的的危危害害。。某工工地地急急需需配配制制石石灰灰砂砂浆浆。。当当时时有有消消石石灰灰粉粉、、生生石石灰灰粉粉及及生生石石灰灰材材料料可可供供选选用用。。因因生生石石灰灰价价格格相相对对较较便便宜宜，，便便选选用用，，并并马马上上加加水水配配制制石石灰灰膏膏，，再再配配制制石石灰灰砂砂浆浆。。使使用用数数日日后后，，石石灰灰砂砂浆浆出出现现众众多多凸凸出出的的膨膨胀胀性性裂裂缝缝，，请请分分析析原