材料学1.7-气硬性无机胶凝材料(DDH)

[授课时间]第

10周第

次（20年月日）[课题]胶凝材料[教学目的]1、了解胶凝材料的概念

2、了解胶凝材料的分类

3、理解各胶凝材料的特性

4、掌握各胶凝材料在建筑中的应用[教学重点]各胶凝材料的特性[教学难点]各胶凝材料在建筑中的应用[课型]理论课[教学方法]讲述[教具][板书提纲及教学过程]1.2气硬性无机胶凝材料1.2气硬性无机胶凝材料一、胶凝材料

1、概念：指能将散状材料或物体粘结成为整体并具有所需强度的材料。

2、依成分分类：A、有机胶凝材料（有机高分子化合物），如沥青、树脂等。B、无机胶凝材料（无机化合物），如气硬性（如石膏、石灰等，只能在空气中硬化且只能在空气中继续保持或发展其强度）、水凝性（如水泥等，能在空气中、水中硬化且能更好的在水中继续保持或发展其强度）。胶凝材料有机胶凝材料无机胶凝材料气硬性无机胶凝材料水凝性无机胶凝材料二、石灰1、定义：由石灰石、白云石或白垩等原料，经900～1100℃煅烧而得的以氧化钙CaO为主要成分的气硬性无机胶凝材料，是人类最早应用的胶凝材料。

CaCO3=CaO+CO2

2、分类：A、块状生石灰：由石灰石等原料经煅烧而得的以氧化钙CaO为主要成分的白色疏松块状物。B、磨细生石灰：由块状生石灰磨细而成。消化时间短，直接加水即可；但成本较高、不耐储存。C、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，也叫熟石灰。D、石灰膏：将生石灰和组成的具有一定稠度的膏状物，主要成分为Ca(OH)2和水。3、生石灰熟化(水化、消化)：指生石灰与水发生水化反应，生成Ca(OH)2的过程：

CaO+H2O=Ca(OH)2

注意：①放热量巨大；②体积急剧膨胀（1~2.5倍）；③会发生崩裂或隆起现象。

（石灰中含有过火生石灰，它将在石灰浆体硬化后才发生水化作用。可将熟化的石灰浆在消化池中储存2~3周，即陈伏）

4、石灰浆的硬化：游离水分蒸发、与空气中的CO2发生化学反应并放出水分。（墙面快速硬化：加热或加CO2

）

Ca(OH)2+CO2=CaCO3

5、石灰的技术性质：A、可塑性好石灰粒子形成氢氧化钙胶体结构，颗粒极细(粒径约为1μm)，其表面吸附一层较厚的水膜，故其突出的优点是具有良好的可塑性。将它掺入水泥砂浆中，配成混合砂浆，可显著提高砂浆的和易性（可塑性）。B、硬化慢、强度低：石灰依靠干燥结晶以及碳化作用而硬化，由于空气中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止二氧化碳向内部渗透，也妨碍水分向外蒸发，因而硬化缓慢，硬化后的强度也不高，1：3的石灰砂浆28d的抗压强度只有0.2～0.5MPa。在处于潮湿环境时，石灰中的水分不蒸发，二氧化碳也无法渗入，硬化将停止；加上氢氧化钙易溶于水，已硬化的石灰遇水还会溶解溃散。因此，石灰不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用。

C、硬化时体积收缩大：石灰在硬化过程中，要蒸发掉大量的水分，引起体积显着收缩，易出现干缩裂缝。所以，石灰不宜单独使用，一般要掺人砂、纸筋、麻刀等材料，以减少收缩，增加抗拉强度，并能节约石灰。D、耐水性差、不易储存：块状类石灰放置太久，会因吸收空气中的水分而自动熟化成熟石会，再与空气中的CO2作用而成为CaCO3，失去胶结能力。故储存生石灰要防止受潮，且不宜久存。

6、生石灰的用途：A、配置砌筑沙浆：灰土（石灰+黏土）、三合土（石灰+黏土+沙）、石灰砂浆（石灰+砂）、二灰土（石灰+粉煤灰或炉灰）、二灰碎石（石灰+粉煤灰或炉灰+级配碎石）等。B、抹面沙浆：石灰沙浆（石灰+沙）等。C、石灰乳：石灰+水后变成的膏乳—非常廉价的涂料，用于内墙和房顶的刷白，美化室内和增加亮度。D、园林植物养护涂白：石灰+大量水稀释后用于园林植物冬天的养护涂白。三、石膏

1、概念：

石膏是一种以粉末状半水硫酸钙（CaS04·1/2H2O）为主的气硬性胶凝材料。如建筑石膏、高强石膏等。生产石膏的原料有天然二水石膏、硬石膏和工业副产品石膏。建筑中使用最多的石膏胶凝材料是建筑石膏，其次是高强石膏，此外还有硬石膏水泥等。作为气硬性胶凝材料的石膏，通常是天然二水石膏经过低温煅烧、脱水、磨细而成。

2、石膏的种类：A、无水石膏：也叫硬石膏，结构紧密、质地较硬，是生产硬石膏水泥的原料；B、天然石膏（CaS04·2H2O）：也叫生石膏或二水石膏，大部分自然石膏矿属于生石膏，是生产建筑石膏的主要原料；C、建筑石膏（CaS04·1/2H2O）：也叫熟石膏或半水石膏，是由生石膏加工而成，根据其内部结构不同可分为α型半水石膏（也称高强石膏）和β型半水石膏。3、建筑石膏的特征：（1）凝结硬化快。（2）硬化时体积微膨胀。石灰和水泥等胶凝材料硬化时往往产生收缩，而建筑石膏却略有膨胀（膨胀率约为1%），这能使石膏制品表面光滑饱满，棱角清晰，干燥时不开裂。（3）硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低。（4）隔热吸声性能良好。（5）防火性能良好。遇火石，石膏硬化后的主要成分二水石膏中的结晶水蒸发并吸收热量，制品表面形成蒸汽幕，能有效阻止火的蔓延。（6）具有一定的调温调湿性（7）耐水性和抗冻性差。（8）加工性能好。石膏制品可锯，可刨，可钉，可打眼。

4、建筑石膏的用途：石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性，使之具优良的隔音、隔热和防火性能，常用于室内抹灰、粉刷、制作石膏板、制作模型或雕塑、豆腐生产等。A、纸面石膏板

在建筑石膏中加入少量胶粘剂、纤维、泡沫剂等与水拌和后连续浇注在两层护面纸之间，再经辊压、凝固、切割、干燥而成。板厚9～25毫米，干容重750～850公斤/米3，板材韧性好，不燃，尺寸稳定，表面平整，可以锯割，便于施工。主要用于内隔墙、内墙贴面、天花板、吸声板等，但耐水性差，不宜用于潮湿环境中，在潮湿环境下使用容易生霉。防潮纸面石膏板B、纤维石膏板

将掺有纤维和其他外加剂的建筑石膏料浆，用缠绕、压滤或辊压等方法成型后，经切割、凝固、干燥而成。厚度一般为8～12毫米，与纸面石膏板比，其抗弯强度较高，不用护面纸和胶粘剂，但容重较大，用途与纸面石膏板相同。石膏板石膏板石膏板吊顶石膏板吊顶石膏板吊顶石膏板吊顶石膏板吊顶石膏板吊顶C、装饰石膏板

将配制的建筑石膏料浆，浇注在底模带有花纹的模框中，经抹平、凝固、脱模、干燥而成，板厚为10毫米左右。为了提高其吸声效果，还可制成带穿孔和盲孔的板材，常用作天花板和装饰墙面。装饰石膏板石膏浮雕花饰石膏

花线D、石膏像E、空心条板和石膏砌块

将建筑石膏料浆浇注入模，经振动成型和凝固后脱模、干燥而成