第三章气硬性胶凝材料

建筑材料第三章气硬性胶凝材料胶凝材料的定义胶凝材料：经过自身的物理化学作用后，由液态或半固态变成坚硬的固态状态，并能将散粒材料（如砂、石子等）或块状材料（如砖、石块等）粘结成为整体，并使其具有一定的强度的材料，统称为胶凝材料。气硬性：石灰、石膏、水玻璃无机胶凝材料

水硬性：各种水泥

有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶（天然或合成高分子）胶凝材料的分类胶凝材料1.气硬性胶凝材料（适宜地上和干燥环境）只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度的胶凝材料。在水中不能硬化，也就不具有强度。其已硬化并具有强度的制品在水的长期作用下，强度会显著下降以至破坏。2.水硬性胶凝材料（适宜于地上、地下和水中）不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和继续发展其强度的胶凝材料。

根据成品的加工方法的不同，有四种成品：1、块状生石灰：由石灰石煅烧成的白色疏松结构的块状物主要成分CaO。2、生石灰粉：由块状生石灰磨细而成。3、消石灰粉：将生石灰用适量的水经消化和干燥而成的粉末，主要成分为Ca（OH）2，亦称为熟石灰。4、石灰膏：将块状生石灰用过量水（约为生石灰体积的3—4倍）消化，或将消石灰粉和水拌合，所得的具一定稠度的膏状物，主要成分为Ca（OH）2和水。第一节石灰块状生石灰生石灰粉消石灰粉石灰膏一、石灰的原料：

1、石灰是以碳酸钙为主要成分的天然岩石，如石灰石、白云石等为原料，在一定烧结温度下，煅烧所得的产物。其主要成分为氧化钙CaO。

石灰石白云石2、利用化学工业副产品：电石制取乙炔时用的电石渣，其主要成分是消石灰Ca(OH)2。电石渣二、石灰的生产

石灰石经过煅烧生成生石灰，反应式如下：CaCO3——CaO+CO2MgCO3——MgO+CO2煅烧煅烧欠火石灰：

未分解的石灰石，废品，利用率很低，不能消化，降低石灰浆的产量。正火石灰：

煅烧正常，质量轻，无裂缝，密度3.1-3.4g/cm3。当MgO含量≤5%时称为钙质石灰。当MgO含量＞5%时称为镁质石灰。过火石灰：

灰黑色，表面出现裂纹，有玻璃体的外壳。含SiO2、Al2O3杂质，块体容重大，熟化慢。

欠火石灰(温度过低或时间不足)使用时产浆量较低，质量较差，降低石灰利用率。

过火石灰(温度过高，时间过长)石灰使用后产生膨胀引起崩裂或隆起现象。三、石灰的熟化（消化）指生石灰与水发生水化反应，生成Ca（OH）2的过程。其水化反应式如下：生石灰熟化时放出大量热，体积增大1～2.5倍。石灰熟化过程的特点：1、反应可逆。2、水化热大、水化速度快。3、水化过程体积增大。

陈伏：当石灰中含有过火生石灰时，它将在石灰浆体硬化以后才发生水化作用，于是会产生膨胀而引起崩裂或隆起现象，影响工程质量。

为消除此现象，将熟化的石灰浆在储灰池中储存2周以上，即所谓陈伏，使过火石灰块熟化。陈伏期间，石灰膏表面有一层水，以隔绝空气，防止与CO2作用产生碳化。石灰的陈伏四、石灰的硬化石灰浆体的硬化包含了结晶和碳化两个过程。1.结晶作用游离水分蒸发，Ca（OH）2逐渐从饱和溶液中结晶析出，形成结晶结构网，使强度继续增加。

2.碳化作用Ca（OH）2与空气中的CO2化合成CaCO3结晶，析出水分逐渐被蒸发。CaCO3晶体使硬化浆体结构致密，强度进一步提高。由于空气中CO2含量很低，故自然状态下碳化速度较慢。石灰的质量等级

建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaO＋MgO的含量，可分为优等品、一等品和合格品三个等级。

五、石灰的技术性质1、可塑性好和保水性好；2、硬化缓慢；硬化后强度低，一般只有0.2～0.5MPa，不宜用于重要建筑物的基础；4、硬化时体积收缩大，易引起体积收缩而产生开裂；5、耐水性差，不宜在潮湿的环境中使用。

六、石灰的应用例如：制成硅酸盐制品——灰砂砖、粉煤灰砖等制成碳化石灰板——适合作非承重的内阁墙板、天花板制成石灰乳——用作内墙及天棚粉刷的涂料拌制石灰砂浆——用于内墙或顶棚抹面

（石灰砂浆：石灰膏+砂+水）（混合砂浆：石灰砂浆+水泥）七、石灰的储存1、生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。做到“随到随化”。(以防止碳化)2、不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。(受潮熟化放出大量热量)。3、熟石灰在使用前必须陈伏14d以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。第二节建筑石膏建筑中使用最多的石膏胶凝材料有建筑石膏、高强石膏、硬石膏、水泥石膏等制品。优点：质量轻，易加工，耐火，隔音，绝热，可作吊顶和非承重内墙。一、建筑石膏的生产：将原料（二水石膏）在不同压力和温度下煅烧、脱水，再经磨细而成的。在不同的煅烧条件下，所得产品的结构、性质、用途也各不相同。CaSO4·2H2O二水石膏β-CaSO4·1/2H2O（β型半水石膏）建筑石膏α-CaSO4·1/2H2O（α型半水石膏）高强石膏CaSO4Ⅲ

可溶性石膏CaSO4Ⅱ

不可溶性石膏CaSO4Ⅰ

高温煅烧石膏107~170℃125℃170~360℃400~750℃800℃加热、脱水0.13MP蒸压条件加热、脱水1、建筑石膏的生产

建筑石膏是以β型半水石膏为主要成分，不加任何外加剂的白色粉状胶结料。由二水硫酸钙CaSO4.2H2O经低温煅烧、脱水、磨细而成。

二、建筑石膏的水化与凝结硬化建筑石膏与适量的水相混合—————————————可塑浆体————浆体开始失去塑性（初凝约6min）————继续变稠，产生凝结硬化（颗粒之间的摩擦力、粘结力增加，并开始产生强度，即终凝0.5h）—————固体水化反应式：二水石膏生成量增加，水分减小三、建筑石膏的特性建筑石膏的特性：1）凝结硬化快2）凝结硬化时体积膨胀3）孔隙率大与体积密度小4）保温性和吸收性好5）强度较低6）具有一定的调温和调湿性能7）防火性好，但耐火性较差8）耐水性，抗掺性，抗冻性差四、建筑石膏的应用

1、室内抹灰及粉刷用于室内抹灰、粉刷，做为装饰材料，并可调节室内温度和湿度。

2、石膏制品纸面石膏板（内墙、隔墙、天花板）、石膏空心条、纤维石膏板、装饰石膏制品等第三节水玻璃水玻璃俗称泡花碱，由碱金属氧化物和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐类，是一种碱金属气硬性胶凝材料。一、水玻璃的硬化液体水玻璃吸收空气中的二氧化碳，形成无定型硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化，具体反应式如下：Na2O•nSiO2+CO2+mH2O＝Na2CO3+nSiO2•mH2O