气硬性胶凝材料

气硬性胶凝材料目录第一节概述第二节石膏第三节

石灰主要内容：胶凝材料分类及含义、建筑石灰和石膏的生产、凝结硬化、技术要求、性质及应用。重点：胶凝材料（气硬性无机胶凝材料、水硬性无机胶凝材料）的概念及应用；建筑石灰和石膏凝结硬化机理、特点及应用。3.难点：①建筑石灰、石膏的特点；②气硬胶凝材料与水硬性胶凝材料在凝结硬化机理及性能的差异。4.注意事项：①教材上对建筑石灰和石膏的特点分析不够系统，教案中以补充归纳了二者的特性。从凝结硬化机理上进行了分析。②在介绍这二种材料特性的基础上，将他们的异同点与水泥的性能进行对比，阐明气硬性材料与水硬性材料的异同点，明确它们在应用上的差异。Back第一节概述

胶凝材料有机材料无机材料沥青合成材料-胶粘剂石膏石灰和水玻璃水泥气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料1、分类2．概念①胶凝材料：能通过物理化学作用将散粒材料或块状材料胶结成为一个整体，并产生强度的材料。②气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，保持并发展其强度的材料。③水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好的在水中硬化，保持并发展其强度的材料。Back第二节石膏石膏生产简介石膏的凝结与硬化石膏的技术要求和性质建筑石膏的应用Back石膏生产简介

建筑石膏：以为主要成分，不预加任何外加剂的粉状胶凝材料。

建筑石膏Back石膏的凝结与硬化

1、水化：半水石膏和水反应生成二水石膏的过程。

由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大（约四倍），所以二水石膏处于过饱和状态，不断从溶液中析晶，水解反应不断右移，直至半水石膏全部转变成二水石膏。

2、凝结：可塑性浆体失去可塑性，开始产生强度的过程。

石膏的凝结与硬化

生成二水石膏用水吸附水水分蒸发溶液中的自由水浆体变稠摩擦力粘结力失去可塑性3、硬化：失去可塑性浆体强度增加的过程。

石膏晶体数量增加，晶体长大，彼此连生，相互交错，形成结晶网，产生强度。以上三个过程是相互交错，连续进行的。

石膏的凝结与硬化

Back石膏的技术要求和性质

1、技术要求：建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为三级。2、特点：凝结硬化快早期强度发展快，但后期强度并不高微膨胀性：石膏硬化过程中产生1%左右的膨胀孔隙率高防火性强石膏及制品只能在干燥环境中使用建筑石膏技术要求（GB9776－88）

技术指标优等品一等品一等品抗折强度，MPa，不小于

2.52.11.8抗压强度，MPa，不小于

4.93.92.9细度，0.2mm孔筛余量，不大于5.010.015.0凝结时间

初凝时间不早于6min，终凝时间不迟于30minBack建筑石膏的应用

1、室内抹灰和粉刷

2、石膏制品：石膏板小型石膏砌块中型石膏（砌块）条块装饰面板隔声板Back建筑石膏易受潮吸湿，凝结硬化快，因此在运输、贮存的过程一中，应注意避免受潮。石膏长期存放，强度也会降低。一般贮存三个月后，强度下降30％左右。所以建筑石膏贮存时间不得过长，若超过三个月，应重新检验并确定其等级。石膏板石膏天花板

石膏石膏装饰制品在装饰工程中，建筑石膏和高强石膏往往先加工成各式制品，然后镶贴、安装在基层或龙骨支架上。石膏装饰制品主要有装饰板、装饰吸声板、装饰线角、花饰、装饰浮雕壁画、画框、挂饰及建筑艺术造型等，这些制品都充分发挥了石膏胶凝材料的装饰性，效果很好。1.装饰石膏板装饰石膏板是以建筑石膏为基料，掺入少量增强纤维、胶粘剂、改性剂等，经搅拌、成型、烘干等工艺制成的不带护面纸的装饰板材。（1）装饰石膏板的分类与规格装饰石膏板为正方形，按其棱边断面形式有直角型和45°倒角型两种；按其功能不同分为普通板、防潮板、耐水板和耐火板等；按其表面装饰效果不同分为平板、穿孔板、浮雕板等。常见板材的规格为500mm×500mm×9mm600mm×600mm×11mm

(2)装饰石膏板产品的标记装饰石膏板品种很多，有各种平板、花纹浮雕板、穿孔板等。下表是几种石膏装饰板产品的分类和代号分类普通板防潮板平板孔板浮雕板平板孔板浮雕板代号PKDFPFKFD表

装饰石膏板产品的分类和代号

(3)装饰石膏板的性能与技术要求装饰石膏板具有轻质、高强、耐火、隔声、韧性高等性能，可进行锯、刨、钉、钻、粘等加工，施工安装方便。装饰石膏板的物理力学性能需满足《装饰石膏板》(JC／T799-96)的要求。装饰石膏板正面不应有影响装饰效果的气孔、污痕、裂纹、缺角、色彩不均和图案不完整等缺陷。装饰石膏板板材的含水率、吸水率、受潮挠度应满足下表的要求。项目优等品一等品合格品平均值最大值平均值最大值平均值最大值含水率（≤）/%2.02.52.53.03.03.5含水率（≤）/%5.06.08.09.010.011.0受潮挠度(≤)/mm5.07.010.012.015.017.0表

装饰石膏板的技术要求（4）装饰石膏板的应用装饰石膏板的表面细腻，色彩、花纹图案丰富，浮雕板和孔板具有较强的立体感，质感亲切，给人以清新柔和感，并且具有质轻、强度较高、保温、吸声、防火、不燃、调节室内湿度等特点。主要用于建筑室内墙壁装饰和吊顶装饰以及隔墙等，如宾馆、饭店、餐厅、礼堂、影剧院、会议室、医院、幼儿园、候机(车)室、办公室、住宅等的吊顶、墙面工程。湿度较大的场所应使用防潮板。2.嵌装式装饰石膏板嵌装式装饰石膏板是带有嵌装企口的装饰石膏板，性质和装饰石膏板类似，只是还可以具备各种色彩、浮雕图案、不同孔洞形式和排列方式，因而装饰性更强。同时，嵌装式装饰石膏板在安装时只需嵌固在龙骨上，不再需要另行固定，整个施工全部为装配化，并且任意部位的板材均可随意拆卸和更换，极大地方便了施工。3.纸面石膏板以半水石膏和护面纸(纸厚≤0.6mm)为主要原料，掺加适量纤维、胶粘剂、促凝剂、缓凝剂，经料浆配制、成型、切割、烘干而成的轻质薄板即为纸面石膏板。主要有普通纸面石膏板、防火纸面石膏板和防水纸面石膏板等几种。常用的纸面石膏板的规格：长度为2400mm、3000mm；宽度为900mm、1200mm；板的厚度为9mm、12mm、15mm等。纸面石膏板的性质与技术要求纸面石膏板具有质轻、抗弯和抗冲击性高等优点，此外防火、保温、隔热、抗震性好，并具有较好的隔声性，良好的可加工性(可锯、可钉、可刨)，且易于安装，施工速度快，劳动强度小，还可以调节室内温度和湿度。根据《纸面石膏板》(GB／T9775-1999)的规定。4.其他石膏制品艺术装饰石膏制品是以优质建筑石膏粉为基料，配以纤维增强材料、胶粘剂等，加水拌制成均匀的料浆，浇注在具有各种造型、图案、花纹的模具内，经硬化、干燥、脱模而成。（1）浮雕艺术石膏线角、线板、花角浮雕艺术石膏线角、线板和花角具有表面光洁、颜色洁白高雅、花型和线条清晰、立体感强、尺寸稳定、强度高、无毒、防火、施工方便等优点，广泛用于高档宾馆、饭店、写字楼和居民住宅的吊顶装饰，是一种造价低廉、装饰效果好、调节室内湿度和防火的理想装饰装修材料，可直接用粘贴石膏腻子和螺钉进行固定安装。多用高强石膏或加筋建筑石膏制作，用浇注法成型。其表面呈现雕花型和弧型。（2）浮雕艺术石膏灯圈一般在灯座处及顶棚和角花多为雕花型或弧线型石膏饰件，灯圈多为圆形花饰，直径500～1800mm，美观、雅致，是一种良好的吊顶装饰材料。

（3）石膏花饰、壁挂、花台石膏花饰是按设计方案先制作阴模(软模)，然后浇入石膏麻丝料浆成型，再经硬化、脱模、干燥而成的一种装饰板材，板厚一般为15～30mm。石膏花饰的花型图案、品种规格很多，表面可为石膏天然白色，也可以制成描金、象牙白色、暗红色、淡黄色等多种彩绘效果。用于建筑物室内顶棚或墙面装饰。建筑石膏还可以制作成浮雕壁挂，表面可涂饰不同色彩的涂料，也是室内装饰的新型艺术制品如图。图艺术石膏线角、花饰第三节

石灰

石灰的制备石灰的熟（消化）和硬化石灰的技术性质应用Back超细消石灰生石灰干燥剂石灰的制备CaCO3

CaO

1000～1100℃CO2＋MgCO3

MgO

生石灰

根据MgO2的含量，生石灰分为两种：

钙质生石灰MgO≤5％

镁质生石灰MgO≥5％根据石灰制备的温度和时间，生石灰可分为两种：过火石灰欠火石灰tem\time↑→过火石灰：粘土杂质熔融、填充或包裹石灰表面→密实度高→石灰消解慢tem\time↓→欠火石灰：CaCO3分解不足、产率低。

石灰的制备Back石灰的熟（消化）和硬化

1、生石灰的熟化（消化）：熟石灰

反应：

特点：①放热量大、快（1h放热是混凝土1d放热量的9倍多）

②体积增大：1～2.5倍熟石灰2、石灰的硬化：

石灰浆体在空气中逐渐硬化是由一下两个同时进行的过程完成的：结晶作用和碳化作用。结晶过程中产生Ca(OH)2，反应快。在碳化过程中，Ca(OH)2吸收空气中的CO2生成CaCO3，由内向外反应缓慢.石灰的熟（消化）和硬化

硬化过程结晶碳化Ca(OH)2结晶析出Ca(OH)2结晶析出主要变化特征内部反应快由表及里2、石灰的硬化：Back石灰的技术性质：

1、技术标准：

建筑生石灰（JC/T479-92）:

CaO+MgO含量、CO2含量、未消化残渣量及产浆量（L/kg）:钙质生石灰镁质生石灰各三等：优等品、一等品和合格品。

建筑石灰粉（JC/T480-92）:

CaO+MgO含量、CO2含量、组成分为钙质、镁质。优等、一等及合格三个等级

建筑消石灰分（JC/T481-92）:

CaO+MgO含量、游离水、体积安定性及细度、钙质消石灰粉镁质及白云石消石灰粉：优等、一等、合格三个等级2、性质（特点）

凝结硬化快、强度低浆体可塑性好（保水性好）体积收缩大耐水性差

Back应用

—生石灰粉、熟石灰粉、石灰膏

①加水→石灰浆、石灰乳使用可提高石灰的利用率、缩短陈伏期、操作简便②硅酸盐制品：如灰砂砖、生石灰粉+砂+水→（经拌）陈伏→加压→成型→压蒸③碳化石灰板④作无熟料水泥等（生石灰粉+活性混合料+石膏）Back一、水玻璃的生产1、定义：水玻璃俗称“泡花碱”，是由碱金属氧化物和二氧化硅组合而成的能容易水的一种金属硅酸盐物质。建筑工程中常用的水玻璃是硅酸钠的水溶液。其化学式为：

Na2O·nSiO2

第四节水玻璃2、生产

将石英砂或石英岩粉加入Na2CO2或Na2SO4，在玻璃熔炉内融化，在1300-1400度温度下得固态水玻璃。

固态水玻璃在0.3-0.4MPa压力的蒸汽锅内，融于水，呈粘稠状的水玻璃溶液。

生产水玻璃的反应式如下：nSiO2+Na2CO3=Na2O·nSiO2+CO2式中：

n为水玻璃模数，即二氧化硅与氧化钠的摩尔数比。其溶解的难易程度与水玻璃模数n的大小有关。N值越大，水玻璃的粘度越大，粘结能力越强，越难溶解，但较易分解、硬化。建筑工程中常用水玻璃的

n

值一般为2.5-2.8

之间。

液体水玻璃常含杂质而呈青灰色，绿色或微黄色，以无色透明的液体水玻璃为最好。液体水玻璃可以与水按任意比例配合。使用时仍然可以加水稀释。二、水玻璃的硬化

水玻璃在空气中与二氧化碳作用，析出二氧化硅凝胶，凝胶因干燥而逐渐硬化，其反应式为：

Na2・nSiO2+CO2+mH2O→nSiO2・mH2O+Na2CO3

上述硬化过程很漫，为速硬化，可掺入适当的固化剂，如氟硅酸钠(Na2SiF6)或者氯化钙(CaCl2),其反应式如下：

Na2・nSiO2+Na2SiF6+mH2O→(2n+1)SiO2・mH2O+6NaF

氟硅酸钠的适量掺量，为水玻璃重量的2-15%。加入氟硅酸钠后，水玻璃的初凝时间可以缩短到30-60分钟，终凝时间可以缩短到240-360分钟，7天基本上达到最高强度。三、水玻璃的性质1、粘结强度较高

水玻璃有良好的粘结能力，硬化时析出的硅酸凝胶，有堵塞毛细孔隙而防止水渗透的作用。2、耐热性好水玻璃不燃烧，在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。用于配置水玻璃耐热混凝土，耐热砂浆，耐热胶泥等。3、耐酸性强水玻璃能经受除氢氟酸、过热(300摄氏度以上)磷酸、高级脂肪酸或油酸以外的几乎所有的无机酸和有机酸的作用,用于配置水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂浆、耐酸胶泥等。

4、耐碱性、耐水性较差水玻璃加入氟硅酸钠后，仍不能完全硬化，仍有一定量的水玻璃。由于水玻璃可溶于碱，且溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。为了提高耐水性，可以采用中等浓度的酸对已硬化的水玻璃进行酸性处理。四、水玻璃的应用1、配置快凝防水剂以水玻璃为防水基料，加入两种、三种或者四种矾配置成两矾、三矾、或四矾快凝防水剂。这种防水剂凝结速度一般不超过一分钟。

工程上利用它的速凝作用和粘附性，掺入水泥浆、砂浆或混凝土中，用于修补、堵漏、抢修、表面处理用。

因为凝结迅速，不宜伴制水泥防水砂浆，用作屋面或地面的刚性防水层。2、配置耐热砂浆、耐热混凝土或耐酸砂浆、耐酸混凝土,以水玻璃为胶凝材料，氟硅酸钠做促凝剂，耐热或耐酸粗细骨料按一定比例配置而成。水玻璃耐热混凝土的极限使用温度在1200摄氏度以下。水玻璃耐酸混凝土一般用于储酸槽、酸洗槽、耐酸地平及耐酸器材等.3、涂刷建筑材料表面，可以提高材料的抗渗和抗风化能力。用水玻璃浸泡处理多孔材料时，可使其密度和强度提高。对粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等，均有良好效果。但不能用以涂刷或浸渍石膏制品，因为硅酸钠与硫酸钙会发生化学反应生产硫酸钠，在制品孔隙中结晶，体积显著膨胀，从而导致制品的破坏。4、加固地基，提高地基的承载力将液体水玻璃和氯化钙溶液轮流交替向地层注入，发生反应生成的硅酸凝胶，将土壤颗粒包裹并填实其孔隙。

硅酸胶体为一种吸水膨胀的冻状凝胶，因吸收地下水而经常处于膨胀状态，阻止水分的渗透而使土壤固结。5、水玻璃还可以作为多种建筑涂料的原料。将液体水玻璃与耐火填料等调成糊状的防火漆，涂于木材表面，可抵抗瞬间火焰，着火点降低。第五节菱苦土菱苦土是一种镁质胶凝材料。其主要成分是ＭgO。菱苦土的主要原料是天然菱镁矿。其主要成分是ＭgCO3。菱苦土材料一般是将菱镁矿经煅烧磨细而制成的。要求的细度为4900孔/cm2的筛余量不大于25％:其化学反应可表示如下：试验证明，用水调拌菱苦土时将生成Mg(OH)2，浆体凝结很慢，硬化后强度很低。若以氯化镁水溶液来调制ＭgO时，可以加速其水化反应，并且能形成新的水化产物。这种新的水化产物硬化后的强度较高（40～60ＭPa）。水化反应如下：菱苦土的水化、硬化水化产物中x、y、z的大小与煅烧温度、MgCl2溶液用量、初始配比、养护条件有关。水化产物是针状结晶，彼此机械咬合，并相互连生、长大，形成致密的结构，使浆体凝结硬化。

菱苦土与植物纤维能很好粘接，而且碱性较弱，不会腐蚀纤维。建筑工程中常用来配制菱苦土木屑浆和菱苦土木屑砂浆。前者可胶结为菱苦土木屑板，用于内墙、天花板和地面。也可压制成各种零件用作窗台板、门窗框、楼梯扶手等。后者掺加砂子可作为地坪耐磨面层。用膨胀珍珠岩代替木屑可制成轻质、阻燃型的室内装饰板材。以菱苦土为胶结料，以玻璃纤维为增强材料，添加改性剂，可制成管材产品。菱苦土的应用菱苦土的不足之处是硬化后易吸潮反卤、耐水性差，其原因是硬化产物具有较高的溶解度，遇水会溶解。为提高耐水性，可采用外加剂，或改用硫酸镁作为拌合水溶液，降低吸湿性、改进耐水性。1.某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出现了许多不