第十一讲气硬性胶凝材料

气硬性胶凝材料胶凝材料（结合料）

——经物理、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结为整体的材料1无机胶凝材料（以无机化合物为基本成分）有机胶凝材料（天然的或合成的有机高分子化合物为基本成分）（沥青、树脂）

按凝结硬化条件分类

气硬性胶凝材料——只在空气中硬化

（石灰、石膏）

水硬性胶凝材料——空气、水中皆可硬化（水泥）

胶凝材料分类:2石灰一、石灰的生产

1.原料

——以CaCO3为主要成分的岩石(石灰石、白垩等)

富含CaCO3

部分MgCO33

2.煅烧块状生石灰的特点：

CaO质量几乎下降一半,但体积缩小很少,故优质生石灰应为白色疏松结构。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）块状生石灰过火石灰可以使用，但应陈伏半个月注意4石灰石块状生石灰熟石灰粉生石灰粉石灰膏石灰乳煅烧加适量水熟化磨细加过量水进行陈伏加水稀释3.常用建筑石灰的产品生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳5

二、石灰的熟化与硬化

1.石灰的熟化（消化）

CaO+H2O——Ca(OH)2+Q（64.9KJ）注意：

消解安全措施：分层消解6

2.硬化

1）干燥结晶硬化：水分蒸发，氢氧化钙过饱和析晶——结晶强度产生2种强度2）碳化：

Ca（OH）2＋CO2＋H2O——CaCO3

碳化强度水分蒸发，产生毛细管压力，压密石灰粒子——附加强度7石灰的生产、消解、硬化小结过火石灰存在,陈伏半个月左右

——常见实例：陈伏时间不够，引起房屋抹面层凸起开裂消解为石灰膏/乳的作用

——水层隔绝空气，避免发生碳化消解安全

——分层消解，热量较快散释8三、石灰的技术要求

根据我国建材行业标准JC/T479-92《建筑生石灰》与JC/T480-92《建筑生石灰粉》、JC/T481-92《建筑消石灰粉》的规定，按照技术指标分为优等品、一等品、合格品三个等级。

建筑工程中所使用的石灰通常分为三个品种：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。

桥涵用石灰技术标准应满足建筑石灰的技术要求。

路面基层用石灰技术标准应满足JTJ034-2000《公路路面基层施工技术规范》要求。9表4.1生石灰的技术标准

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

CaO+MgO含量/%≮908580858075

C02含量/%≯

5796810未消化残渣含量（5mm圆孔筛余）/%≯5101551015产浆量/L·kg-1≮

2.82.32.02.82.32.010表4.2生石灰粉的技术标准项目钙质生石灰

镁质生石灰

优等品一等品合格品优等品一等品合格品

CaO+MgO含量/%≮858075807570

C02含量/%≯

791181012细度0.90mm筛筛余/%≯0.20.51.50.20.51.50.125mm筛筛余/%≯7.012.018.07.012.018.011表4.3消石灰粉的技术标准项目钙质消石灰粉镁质消石灰粉白云石消石灰粉优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO+MgO含量/%≮706560656055656055游离水/%0.4～２体积安定性合格合格—合格合格—合格合格—细度0.90mm筛筛余/%≯000.5000.5000.50.125mm筛筛余%≯31015310153101512表4.4路面基层用石灰的技术标准项目钙质生石灰镁质生石灰钙质消石灰镁质消石灰等级ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢCaO+MgO含量/%≮858075807570656055605550未消化残渣含量

/5mm圆孔筛余/%≯71117101420含水量/%≯444444细度0.71mm筛筛余/%≯—11—110.125mm筛筛余%≯1320—1320—MgO含量/%≤5＞5≤4＞413四、石灰的主要技术特性1.良好的可塑性与保水性颗粒非常小，近1um5.耐水性差2.

生石灰水化时水化热大，体积增大1.5倍以上3.凝结硬化缓慢碳化过程非常缓慢4.硬化后强度低14五、石灰的应用三合土用作铺筑步道砖的垫层三合土桩灰土桩（1）制作石灰乳涂料（2）配制砂浆（3）拌制石灰土和石灰三合土（4）生产硅酸盐制品15石膏石膏是以硫酸钙为主要成分，建筑中常用：建筑石膏、高强石膏、无水石膏水泥16一、石膏的分类及生产：天然二水石膏

（CaSO4·2H2O）矿石是生产石膏胶凝材料的主要原料

化工石膏是指一些含有CaSO4·2H2O与CaSO4混合物的化工副产品及废渣，也可作为生产石膏的原料

天然无水石膏（CaSO4）结晶紧密，结构比天然二水石膏致密，质地较硬，难溶于水，

原材料17天然二水石膏煅烧反应式：（1）建筑石膏（2）高强石膏在过饱和蒸汽条件下生产，可获得晶粒较粗、较致密的半水石膏，调制成浆体时需水量较小，α与β型石膏标准稠度需水量差异近两倍，所以α-型强度较高。

181.建筑石膏的水化特点：极快,全过程约7～12min。2.建筑石膏的凝结硬化

自由水水化和蒸发，石膏浆体可塑性减小，浆体变稠——凝结晶体逐渐长大，浆体产生强度，直到干燥——硬化二、建筑石膏水化硬化19石膏凝结硬化示意图

（1）二水石膏的溶解度约为半水石膏溶解度的1/5左右。（2）硬化过程中，水参与反应并不断蒸发。20石膏的SEM照片21三、建筑石膏的技术性质与应用（一）

等级3.02.01.62h强度(MPa)抗折强度≥3.02.01.6抗压强度≥6.04.03.0细度0.2mm方孔筛筛余(%)≤10.O凝结时间(min)初凝时间≥3终凝时间≤30建筑石膏技术要求

(引自

GB9776-2008)22三、建筑石膏的技术性质与应用（二）白色粉末,密度约为

2.60∽2.75g/cm3,堆积密度约为

800∽100Okg/m3

凝结时间快，加缓凝剂。

体积微膨胀：(膨胀量约

1%)

便于模型浇注

制品的孔隙率大,导热系数小

吸声性强

吸湿性大,可调节室内的温度和湿度。

有一定的抗火性23三、建筑石膏的技术性质与应用（三）纸面石膏板建筑石膏作为主要原料，掺入适量轻集料、纤维增强材料和外加剂构成芯材，并与护面纸板牢固地粘结在一起的建筑板材。

（1）制备粉刷石膏（2）建筑石膏制品24纸面石膏板25装饰石膏板26吸声用穿孔石膏板27石膏艺术制品

28石膏线29石膏板3031石膏板吊顶32储运运输及贮存时注意防潮,贮存3个月后,强度将降低

30%左右。应重新进行质量检验,以确定其等级。

石膏粉吸潮结粒

33水玻璃俗称泡花碱，一种可溶于水的硅酸盐。

建筑常用的为：硅酸钠(Na2O·nSiO2)

品质较好的硅酸钾(K2O·nSiO2)溶液水玻璃是一种具有胶体特征，又具有溶液特征的胶体溶液。n－称为水玻璃的模数，随n其密度和黏度越大，硬化速度越快，硬化后的黏结力与强度、耐热性与耐酸性就越高但越难溶于水。建筑上通常用模数2.6～3.0、1.3～1.5g/cm3

。

水玻璃34水玻璃的硬化：Na2O·nSiO2+CO2+mH2O＝nSiO2·mH2O+Na2CO3

由于空气中二氧化碳的浓度较低水化缓慢，一般用促凝剂硅氟酸钠(Na2SiF6)2[Na20·nSi02]+Na2SiF6+mH20===6NaF+(2n+1)Si02·mH2035水玻璃的应用A.涂刷材料表面B.加固土壤C.配制速凝防水剂、防腐胶泥、防腐砂浆D.修补砖墙裂缝但不能用于石膏制品水玻璃的技术性质：黏结力强；耐酸性好；耐热性好36把水玻璃涂在粘土砖表面，可以提高抗风化能力；但涂在石膏制品表面则会使石膏制品破坏，请讨论其原因。

水玻璃浸入粘土砖表面，可使材料更致密，提高风化能力；但浸入石膏制品，水玻璃与石膏反应生成硫