第2章 无机胶凝材料(气硬性)

第三章

气硬性胶凝材料

InorganicBindingMaterials1.胶凝材料CementitiousMaterial

Cement凡能经过一系列物理、化学作用,在由可塑浆体变成坚硬石状体的过程中，能把散粒状或块状材料胶结成一个整体，且具有一定机械强度的材料，统称为胶凝材料。2.胶凝材料的分类胶凝材料有机胶凝材料（如沥青，树脂）Organiccement无机胶凝材料Inorganiccement气硬性胶凝材料（Non-Hydrauliccement)只能在空气中硬化,并保持或继续提高强度，如石膏、石灰。水硬性胶凝材料（Hydrauliccement）不仅能在空气中而且能更好地在水中硬化,保持并继续提高强度，如水泥。Chapter1石灰（lime）石灰是一种古老的建筑材料，原料分布广，生产工艺简单，成本低廉，使用方便，被广泛应用于建筑工程。一、石灰的生产

(一)石灰原料与煅烧实际煅烧温度为1000～1100oC。局部温度过低或煅烧时间过短→产生欠火石灰。Deficient-burnedlime局部温度过高或煅烧时间过长→产生过火石灰。Over-burnedlime

生产石灰的主要原料是石灰石，其主要成分是碳酸钙，其次是碳酸镁和少量的粘土质杂质，经煅烧后得到块状生石灰：Quicklime(二)欠火石灰、过火石灰和“陈伏”

●

欠火石灰：中心部分仍是碳酸钙，不能熟化，形成渣子。●过火石灰：结构紧密，质硬，熟化很慢，当用于建筑上后，可能继续熟化产生体积膨胀，引起隆起、鼓包或开裂。﹗石灰浆的陈伏slaking：为消除过火石灰的危害，石灰浆使用前需“陈伏”，即石灰浆在储灰坑中静置两周以上，使未熟化的石灰充分熟化。(二)石灰产品依据石灰中氧化镁的含量：钙质石灰MgO≤5%(calciumquicklime)

镁质石灰Mgo>5%(high-magnesiumquicklime)依据成品加工方法：块状生石灰磨细生石灰粉消石灰粉(粉状）石灰膏（浆状）石灰乳（液体状）

二、石灰的熟化（消解)

hydrationoflime

石灰熟化过程放出大量的热，体积膨胀3-4倍。

生石灰在使用前，要加水熟化成熟石灰（消石灰)三、石灰的硬化hardeningoflime

石灰浆在空气中逐渐硬化，其的硬化包括两个同时进行的过程：●

结晶drycrystallization

水分蒸发引起氢氧化钙从过饱和溶液中结晶析出。

●碳化carbonation氢氧化钙吸收空气中CO2，生成碳酸钙，释放出水分并蒸发。Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O四、石灰的技术性质●良好的保水性－excellentabilitytokeepwater生石灰熟化后形成的石灰浆，是球状细颗粒高度分散的胶体，表面附有较厚的水膜，降低了颗粒之间的摩擦力，具有良好的可塑性。●凝结硬化慢，硬化后强度低。(hardeningprocessisslowandhardenedstrengthislow)生石灰消化时的理论需水量为生石灰质量的32.13％，而实际用水量很大,(可塑性及蒸发需要),多余的水分在硬化后蒸发,将留下大量的孔隙,使得硬化石灰体密实度减小,强度降低.●硬化时体积收缩大－导致制品开裂。硬化时大量的游离水分蒸发,导致内部毛细管失水紧缩,收缩变形导致制品开裂（remarkablevolumnshrinkage---shrinkagecracking）。●耐水性差－不易用于潮湿环境。由于石灰浆硬化慢，强度低，在石灰硬化体中，大部分是尚未碳化的Ca(OH)2。Ca(OH)2易溶于水，使得石灰体遇水后产生溃散，故石灰不易用于潮湿环境。(theabilityofwaterresistanceislow)石灰的技术指标五、石灰的应用●制作石灰乳涂料——用于内墙和天棚刷白。（将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入水搅拌稀释）●配制砂浆——砌筑材料●拌制灰土和三合土——具备一定的强度和耐水性，用于水渠、建筑物基础或地面垫层。（消石灰粉与粘土拌和称为灰土。若再加入砂（碎石、炉渣等）即成三合土）五、石灰的应用●生产硅酸盐制品——粉煤灰砖及砌块等将消石灰粉或磨细的生石灰或砂或粉煤灰、火山灰等硅质材料，经配合拌匀，加水搅拌，成型，养护等工序制得得制品，因其内部胶凝物质基本上是水化硅酸钙，称为硅酸盐制品。●碳化石灰板－轻质板材将磨细生石灰、纤维状填料或轻质骨料加水搅拌成型，用高浓度的二氧化碳进行碳化灰砂砖六、石灰的储存及保管

采取防水措施，不能与易燃、易爆及液体物品同时装运或储存。不宜久存，石灰会从空气中吸收水分而消解，再与二氧化碳作用，形成碳化层，失去胶凝能力。第二节石膏(Gypsum)

石膏原料来源丰富,生产能耗低,其制品具有轻质，保温隔热、耐火、吸音、美观等优良性质，在建筑工程中得到广泛应用.一、石膏的原料、生产及品种

生产石膏的原料主要是天然二水石膏矿石（CaSO4.2H2O)（生石膏），或天然无水石膏（副石膏），或化工石膏，经煅烧后得到半水石膏：若加热条件为常压，得到

型半水石膏，在0.13MPa、1250C过饱和蒸汽下加热或在某些盐溶液中沸煮得到的型半水石膏。PlasterofParis

型半水石膏：又叫高强石膏，晶粒较粗，比表面积较小，调制浆体时需水量较小，硬化后具有较高的密实性，故强度较高。型半水石膏：又叫建筑石膏，晶粒较细，调制浆体时需水量较大，强度较低。-hemi-hydrategypsum

-hemi-hydrategypsum二、建筑石膏的凝结硬化

石膏遇水时,将重新水化成二水石膏，成可塑性浆体，并逐渐凝结硬化，反应式如下：DihydrategypsumSemi-hydrategypsum二、建筑石膏的凝结硬化石膏的凝结硬化过程：半水石膏遇水发生溶解并水化，溶液达到饱和。由于二水石膏的溶解度远小于半水石膏，二水石膏结晶析出，半水石膏继续溶解、水化，如此循环，随着自由水分减少，浆体逐渐变稠并失去塑性，表现为石膏的凝结。其后晶体继续生成长大，相互接触连生，形成结晶结构网，浆体产生强度并不断增长，这就是石膏的硬化。

石膏的凝结硬化很快(6-30min)，一般终凝不超过半个小时，为方便使用，需降低其凝结速度，可加入缓凝剂，如硼砂，柠檬酸等。二、建筑石膏的技术性质1、建筑石膏凝结速度快，成型困难。2、石膏凝固时，体积略有膨胀，这使得石膏制品表明光滑饱满，棱角清晰，且不开裂。3、石膏制品孔隙率大（50％-60%），表观密度小，强度较低，导热系数小，吸声性强，吸湿性大，耐水性和抗冻性较差。4、较好的抗火性能，二水石膏遇火结晶水蒸发，吸收热量，表面生成的无水石膏绝热性能好，起到防火作用。5、加工性能好。可锯，可刨，可钉，可打眼。二、建筑石膏应用室内抹灰粉刷材料。各种墙体材料（纸面石膏板，石膏空心条板，装饰石膏板，纤维石膏板，石膏砌块，石膏吸音板等）。石膏板具有轻质、保温、隔热、吸