第3章-無(wú)機(jī)氣硬性膠凝材料

第三章氣硬性膠凝材料膠凝材料是指能夠通過(guò)自身的物理化學(xué)作用，或與其他物質(zhì)（如水等）混合后經(jīng)過(guò)一系列物理、化學(xué)作用后，在由漿體變成堅(jiān)硬固體的過(guò)程中，能把散粒材料（如砂、石等）或塊狀、片狀材料膠黏成整體的材料。按照化學(xué)成分的不同，膠凝材料可分為：有機(jī)膠凝材料：如瀝青、樹脂、橡膠等。無(wú)機(jī)膠凝材料：氣硬性膠凝材料：只能在空氣中凝結(jié)硬化，也只能在空氣中保持和發(fā)展其強(qiáng)度，如建筑石膏、石灰、水玻璃、鎂質(zhì)膠凝材料等；

特點(diǎn)：在水中不凝結(jié)，也基本沒(méi)有強(qiáng)度。即使在潮

濕環(huán)境中強(qiáng)度也很低，通常不宜使用。水硬性膠凝材料：不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和發(fā)展其強(qiáng)度，如各種水泥。3.1石灰石灰是一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無(wú)機(jī)膠凝材料。生產(chǎn)石灰的原料為石灰石、白云石、白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的天然原料。3.1.1石灰的生產(chǎn)及分類

1.石灰的生成正火石灰：正常溫度和煅燒時(shí)間所煅燒的石灰具有多孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部孔隙率大，表觀密度較小，晶粒細(xì)小，與水反應(yīng)迅速，這種石灰稱為正火石灰。欠火石灰：若煅燒溫度低或時(shí)間短時(shí)，石灰石的表層部分可能為正火石灰，而內(nèi)部會(huì)有未分解的石灰石核心；其石灰石核不能水化。過(guò)火石灰：若煅燒溫度過(guò)高或高溫持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)因高溫?zé)Y(jié)收縮而使石灰內(nèi)部孔隙率減少，體積收縮，晶粒變得粗大，這種石灰稱為過(guò)火石灰；其結(jié)構(gòu)較致密，與水反應(yīng)時(shí)速度很慢，往往需要很長(zhǎng)時(shí)間才能產(chǎn)生明顯的水化效果。煅燒溫度過(guò)低或時(shí)間不足、原料尺寸過(guò)大欠火石灰煅燒溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)過(guò)火石灰特點(diǎn)：石灰表面出現(xiàn)裂紋或玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色灰黑熟化慢；硬化后體積膨脹，引起鼓包和開裂特點(diǎn)：外部為正常煅燒的石灰，殘留有未燒透的內(nèi)核石灰利用率低，粘結(jié)能力差“欠火石灰”、“過(guò)火石灰”2.石灰的種類（1）按石灰的加工方法分類生石灰粉：由塊狀生石灰磨細(xì)生成。CaO消石灰粉：將生石灰用適量水經(jīng)消化和干燥而成的粉末，主要成分為Ca(OH)2。石灰膏：將塊狀石灰用過(guò)量水（約為生石灰體積的3～4倍）消化所得的膏狀物即為石灰膏，其主要成分為Ca(OH)2和水。石灰膏中的水分約占50%，容重為1300～1400kg/m3。lkg生石灰可熟化成1.5kg～3kg石灰膏。生石灰粉消石灰粉，主要成分為Ca(OH)2，又稱“熟石灰”。石灰膏900~1100℃塊狀生石灰加過(guò)量水消化磨細(xì)加水拌合加適量水消化、然后干燥陳伏用于拌制石灰土、三合土用于拌制石灰砌筑砂漿或抹灰砂漿生石灰粉消石灰粉石灰膏（2）按石灰中氧化鎂含量的多少石灰石中常含有一定量的碳酸鎂（MgC03）：Mg0：結(jié)構(gòu)致密和水化速度很慢。按氧化鎂含量的多少，建筑石灰可分為鈣質(zhì)和鎂質(zhì)兩類。當(dāng)石灰中MgO含量小于或等于5％時(shí)，稱鈣質(zhì)石灰；當(dāng)MgO含量大于5％時(shí)，稱為鎂質(zhì)石灰。3.1.2石灰的熟化與硬化

1.石灰的熟化

MgO＋H2O＝Mg(OH)2

CaO＋H2O＝Ca(OH)2＋64.9kJ

熟化（消化）：工地上使用石灰時(shí)，通常將生石灰加水，使之消解為熟(消)石灰——?dú)溲趸}的過(guò)程。特點(diǎn)：速度快；體積膨脹；放出大量的熱熟化時(shí)體積增大1.5～2.5倍。

石灰的“陳伏”真題為消除過(guò)火石灰的危害，生石灰熟化成的石灰漿應(yīng)在儲(chǔ)灰坑中放置兩周以上，使過(guò)火石灰充分熟化，這一過(guò)程稱為石灰的“陳伏”。

“陳伏”期間，灰漿表面應(yīng)保有一層水分，隔絕空氣，防止發(fā)生碳化反應(yīng)。思考：磨細(xì)生石灰不經(jīng)陳伏可直接使用，為什么？？這是因?yàn)榉勰ミ^(guò)程使過(guò)火石灰表面積大大增加,與水熟化反應(yīng)速度加快,幾乎可以同步熟化,而且又均勻分散在生石灰粉中,不至引起過(guò)火石灰的種種危害。

2.石灰的硬化(1)干燥結(jié)晶硬化過(guò)程水分蒸發(fā)引起Ca（OH）2溶液過(guò)飽和而結(jié)晶析出。(2)碳化過(guò)程氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化合生成碳酸鈣結(jié)晶，并釋出水份，稱為碳化。Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O當(dāng)材料表面形成碳酸鈣達(dá)到一定厚度時(shí)，阻礙了空氣中CO2的滲入，也阻礙了內(nèi)部水分向外蒸發(fā)，這是石灰凝結(jié)硬化慢的原因。硬化的技術(shù)性質(zhì)結(jié)晶自里向表，碳化自表向里速度慢（通常需要幾周的時(shí)間）體積收縮大（容易產(chǎn)生收縮裂縫）3.硬化的特點(diǎn)由此可見(jiàn)，石灰是一種硬化慢、強(qiáng)度低的氣硬性膠凝材料。3.1.3石灰的技術(shù)特征

1.石灰的性質(zhì)保水性好。表面形成一層較厚水膜，保持水分不溢出?？伤苄院?。生石灰熟化為石灰漿時(shí)，能自動(dòng)形成顆粒極細(xì)（直徑約為1μm）的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。因此用石灰調(diào)成的石灰砂漿突出的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的可塑性。

。水泥砂漿石灰漿混合砂漿一種常見(jiàn)的改善水泥砂漿可塑性的方法3.1.3石灰的技術(shù)特征

1.石灰的性質(zhì)硬化較慢、強(qiáng)度低。

從石灰漿體的硬化過(guò)程可以看出，由于空氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面碳化后，形成緊密外殼，不利于碳化作用的深入，也不利于內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此石灰是硬化緩慢的材料。石灰的硬化只能在空氣中進(jìn)行，硬化后的強(qiáng)度也不高。受潮后石灰溶解，強(qiáng)度更低，在水中還會(huì)潰散。如石灰砂漿（1：3）28天強(qiáng)度僅為0.2~0.5MPa。為充分消化石灰，獲得較好的塑性，拌制石灰的用水量較大，石灰凝結(jié)硬化時(shí)多余水分蒸發(fā)，會(huì)留下大量孔隙，因而其密實(shí)性很差。3.1.3石灰的技術(shù)特征

1.石灰的性質(zhì)硬化時(shí)體積收縮大。石灰在硬化過(guò)程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起顯著的收縮、開裂，所以除調(diào)成石灰乳作為薄層涂刷外，不宜單獨(dú)使用。常在其中摻入砂、紙筋等以減少收縮、提高抗裂能力和節(jié)約石灰.耐水性差。石灰漿在水中或潮濕環(huán)境中沒(méi)有強(qiáng)度，已凝結(jié)硬化的石灰在水中會(huì)潰散。石灰不宜在潮濕的環(huán)境中使用，也不宜單獨(dú)用于建筑物基礎(chǔ)。石灰吸濕性強(qiáng)。塊狀生石灰在放置過(guò)程中，會(huì)緩慢吸收空氣中的水分而自動(dòng)熟化成消石灰粉，再與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈣，失去膠結(jié)能力。3.1.3石灰的技術(shù)特征

1.石灰的性質(zhì)石灰吸濕性強(qiáng)。生石灰具有很強(qiáng)的吸濕性，受潮會(huì)自動(dòng)熟化成消石灰粉而失去膠凝能力，所以儲(chǔ)存和運(yùn)輸生石灰時(shí)，既要防水防潮，而且不易久存。另外，生石灰受潮熟化時(shí)放出大量的熱，而且體積膨脹，因此儲(chǔ)存和運(yùn)輸生石灰是，要注意安全，將生石灰與易燃物分開保管，以免引起火災(zāi)。塊狀石灰放置太久，會(huì)吸收空氣中水分而自動(dòng)熟化成消石灰粉，再與空氣中二氧化碳作用而還原為碳酸鈣，失去膠結(jié)能力。所以石灰不能用于潮濕環(huán)境。3.1.4石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建筑工程中所用的石灰常分三個(gè)品種：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。我國(guó)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JC/T479-2013《建筑生石灰》JC/T480-1992《建筑生石灰粉》JC/T481-1992《建筑消石灰粉》交通部門行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTJ034－2000《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》仍按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1594－79將生石灰和消石灰分為三個(gè)等級(jí)，其技術(shù)要求均低于對(duì)應(yīng)的建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1.(1)生石灰

按現(xiàn)行建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T479-92《建筑生石灰》的規(guī)定，鈣質(zhì)生石灰、鎂質(zhì)生石灰各分為優(yōu)等品、一等品、和合格品三個(gè)等級(jí)，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表：項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品(CaO+MgO)含量/%，不小于908580858075未消化殘?jiān)?5mm圓孔篩篩余量)/%,不大于5101551015CO2/％，不大于5796810產(chǎn)漿量/(L/kg),不小于2.82.32.02.82.32.0(2)建筑生石灰粉按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T480-92《建筑生石灰粉》的規(guī)定，生石灰粉的技術(shù)指標(biāo)如表：

項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰粉鎂質(zhì)生石灰粉優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品(CaO+MgO)含量，%，不小于858075807570CO2／％，不大于791181012細(xì)度0.90mm篩的篩余，％，不大于0.20.51.50.20.51.50.125mm篩的篩余，％，不大于7.012.018.07.012.018.0(3)建筑消石灰粉建筑消石灰粉按氧化鎂含量分為鈣質(zhì)消石灰粉、鎂質(zhì)消石灰粉、白云石消石灰粉等，每種又有優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)。

建筑消石灰粉按氧化鎂含量的分類界限

品種名稱鈣質(zhì)消石灰粉鎂質(zhì)消石灰粉白云石消石灰粉氧化鎂含量/％≤44≤MgO<2424≤MgO<30建筑消石灰粉的技術(shù)指標(biāo)

項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰粉鎂質(zhì)生石灰粉白云石消石灰粉優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品(CaO+MgO)含量/％，≮706560656055656055游離水/％0.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～2體積安定性合格合格-合格合格-合格合格-細(xì)度0.9mm篩余％，≯000.5000.5000.50.125mm篩余/％，≯310153101531015品種名稱適用范圍生石灰配制石灰膏；磨細(xì)成生石灰粉石灰膏用于調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿稀釋成石灰乳(石灰水)涂料，用于內(nèi)墻和平頂刷白生石灰粉(磨細(xì)生石灰粉)用于調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿配制無(wú)熟料水泥(石灰礦渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等)制作硅酸鹽制品(如灰砂磚等)制作碳化制品(如碳化石灰空心板)用于石灰土(灰土)和三合土消石灰粉制作硅酸鹽制品用于石灰土(石灰+粘土)和三合土3.1.5石灰的應(yīng)用1.制作石灰乳涂料石灰乳由消石灰粉或消石灰漿摻大量水調(diào)制而成。可用于建筑室內(nèi)墻面和頂棚粉刷。摻入107膠或少量水泥?；郀t礦渣(或粉煤灰)，可提高粉刷層的防水性；摻入各種色彩的耐堿材料，可獲得更好的裝飾效果。調(diào)入氯化鈣或明礬，可減少涂層粉化現(xiàn)象

2.配制砂漿

石灰漿和消石灰粉可以單獨(dú)或與水泥一起配制成砂漿，前者稱石灰砂漿，后者稱混合砂漿，用于墻體的砌筑和抹面。為了克服石灰漿收縮性大的缺點(diǎn)，配制時(shí)常要加入紙筋等纖維質(zhì)材料。消石灰粉或熟化好的石灰膏

水石灰乳（廉價(jià)涂料）石灰乳涂料混合砂漿消石灰粉與粘土的拌合物，稱為灰土，若再加入砂（或碎石、爐渣等）即成三合土?；彝梁腿贤猎诤粚?shí)或壓實(shí)下，密實(shí)度大大提高，而且在潮濕的環(huán)境中，粘土顆粒表面的少量活性氧化硅和氧化鋁與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，生成水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，使粘土的抗?jié)B能力、抗壓強(qiáng)度、耐水性得到改善。三合土和灰土主要用于建筑物基礎(chǔ)、路面和地面的墊層。3.拌制石灰土和石灰三合土（穩(wěn)定類材料）4.生產(chǎn)硅酸鹽制品

磨細(xì)生石灰(或消石灰粉)和砂(或粉煤灰、?；郀t礦渣、爐渣)等硅質(zhì)材料加水拌和，經(jīng)過(guò)成型、蒸養(yǎng)或蒸壓處理等工序而成的建筑材料，統(tǒng)稱為硅酸鹽制品。如灰砂磚、粉煤灰磚、粉煤灰砌塊、硅酸鹽砌塊等?！袊?guó)礦業(yè)網(wǎng)：《綠色墻體材料灰砂磚》灰砂磚是目前我國(guó)積極推廣的一種新型墻體材料。輕質(zhì)、高強(qiáng)、無(wú)毒、無(wú)輻射、保溫隔熱性能好、使用能耗低、防水性能好、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理。廣泛應(yīng)用于住宅、民用、廠房等工業(yè)民用建筑。生產(chǎn)工藝灰砂空心墻體磚蒸壓灰砂墻體磚灰砂墻體磚輕質(zhì)保溫灰砂磚灰砂磚工藝流程圖回顧5.石灰作靜態(tài)爆破劑首先用鉆孔工具在準(zhǔn)備破壞的物體上鉆眼，然后往孔中充填用水?dāng)嚢韬蟪誓酀{狀的破壞材料，或者將該泥漿填入乙烯管中或其它容器后插入孔中，24小時(shí)以后孔的周圍將會(huì)產(chǎn)生龜裂靜態(tài)爆破2.石灰的貯存

應(yīng)注意防潮和防碳化生石灰應(yīng)貯存在干燥的環(huán)境中，要注意防雨防潮，并不宜久存。最好運(yùn)到工地（或熟化工廠）后立即熟化成石灰漿，將儲(chǔ)存期變?yōu)殛惙?。消石灰貯存時(shí)應(yīng)包裝密封，以隔絕空氣，防止碳化；對(duì)石灰膏，應(yīng)在其上層始終保留2cm以上的水層，以防止其碳化而失效。注意安全由于生石灰受潮熟化時(shí)放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲(chǔ)存和運(yùn)輸生石灰時(shí)，還要注意安全。在石灰裝卸過(guò)程中也要注意安全。石灰砂漿的裂紋請(qǐng)觀察圖中A、B兩種已經(jīng)硬化的石灰砂漿產(chǎn)生的裂紋有何差別，并討論其成因。石灰砂漿A石灰砂漿BA體積膨脹造成B收縮裂紋石灰砂漿A為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳伏時(shí)間不足，致使其中部分過(guò)火石灰在石漿砂漿制作時(shí)尚未水化，導(dǎo)致在硬化的石灰砂漿中繼續(xù)水化成Ca(OH)2，產(chǎn)生體積膨脹，從而形成膨脹性裂紋。

石灰砂漿B為網(wǎng)狀干縮性裂紋，是因石灰砂漿在硬化過(guò)程中干燥收縮所致。尤其是水灰比過(guò)大，石灰過(guò)多，易產(chǎn)生此類裂紋。

第二節(jié)石膏

Plaster石膏的組成與結(jié)構(gòu)CompositionandStructureofPlaster石膏的生產(chǎn)PlasterProduction建筑石膏的凝結(jié)與硬化SettingandHardeningofPlastter建筑石膏的性質(zhì)PropertiesofPlasteranditsArticles建筑石膏的應(yīng)用UtilizationofPlasteranditsArticles石膏應(yīng)用的歷史9000年前，敘利亞和土耳其的安那托力亞就有古跡；5000年前，埃及人就在敞開的火爐中煅燒石膏，然后破碎磨成粉末，再與水拌和制得用于金字塔建造中石塊得粘結(jié)材料——灰漿；372-287BC，古希臘人采用天然透明石膏（亞硒酸石膏）做神廟得窗戶；古羅馬人用石膏澆注了成千上萬(wàn)座古希臘得雕塑。十七世紀(jì)，法國(guó)巴黎的木質(zhì)房的所有墻壁均用石膏灰漿（plaster）覆蓋，以提高防火性能，因而，法國(guó)巴黎有“石膏的首都（capitalofplaster）之稱。一、石膏的組成與結(jié)構(gòu)石膏的礦物組成：

CaSO4·xH2OX為結(jié)晶水H2Ox＝0，硬石膏(無(wú)水石膏)x＝0.5，熟石膏(半水石膏)x＝2，生石膏(二水石膏)石膏膠凝材料(Gypsumbinder

)的組成：

CaSO4·0.5H2O或CaSO4。石膏是晶體結(jié)構(gòu)二水石膏晶體形貌半水石膏晶體形貌二、石膏的生產(chǎn)原料：天然二水石膏；天然無(wú)水石膏；工業(yè)副產(chǎn)物——磷石膏、氟石膏等。生產(chǎn)工序：

原料(破碎)脫水磨細(xì)生產(chǎn)(脫水)的工藝：非密閉煅燒(干燥空氣中)：密閉蒸練(濕的水蒸氣)：不同工藝得到不同組成的石膏膠凝材料天然石膏礦纖維狀晶體我國(guó)石膏礦分布非常廣泛非密閉煅燒脫水工藝及其產(chǎn)品CaSO42H2O

120~180C可溶無(wú)水石膏-半水石膏

200~360C

400~500

C難溶無(wú)水石膏

500~750C不溶無(wú)水石膏隨著煅燒溫度升高：二水石膏轉(zhuǎn)變?yōu)?型半水石膏-型轉(zhuǎn)變可溶性無(wú)水石膏可溶性轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性無(wú)水石膏難溶性轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄詿o(wú)水石膏

密閉蒸練工藝及其產(chǎn)品：125~180C水蒸氣-型半水石膏CaSO42H2O200~360C可溶無(wú)水石膏400~800C不溶無(wú)水石膏1不溶無(wú)水石膏CaSO4(Ⅱ)800~1180C地板石膏CaSO4與CaO生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品的組成CaSO42H2O

120~180C干燥空氣125~180C水蒸氣-CaSO40.5H2O-CaSO40.5H2O-CaSO4(Ⅲ)可溶-CaSO4(Ⅲ)可溶200~360C

200~360C

400~800C400~800CCaSO4(Ⅱ)不溶

800~1180CCaSO4(Ⅰ)不溶＋CaO非密閉煅燒工藝及其產(chǎn)品組成密閉蒸煉工藝及其產(chǎn)品組成3.2石膏

石膏是以CaSO4為主要成分的氣硬性膠凝材料。石膏的分類

1.天然石膏?？煞譃樘烊欢嗪吞烊挥彩?。天然二水石膏

(CaS04·2H20)，屬于以硫酸鈣為主所形成的沉積巖，一般沉積在距地表800～1500m的深處。密度約為2.2～2.4g/cm3，難溶于水。天然硬石膏又稱無(wú)水石膏，它是由無(wú)水硫酸鈣(CaSO4)所組成的沉積巖石，其密度約為2.9～3.1g/cm3。硬石膏礦層一般位于二水石膏層以下的深處，其晶體結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，化學(xué)活性較差。2.化學(xué)石膏。是指化工生產(chǎn)過(guò)程中所生成的以CaSO4·2H2O或CaSO4·0.5H2O為主要成分的副產(chǎn)品。天然二水石膏天然硬石膏化學(xué)石膏3.2.1石膏的生產(chǎn)

1.建筑石膏建筑石膏（半水石膏）是將二水石膏加熱脫水制成的產(chǎn)品，由于其脫水工藝不同，所形成的半水石膏類型也不同。其中在蒸壓環(huán)境中加熱（蒸煉）可得α型半水石膏，在回轉(zhuǎn)窯或炒鍋中進(jìn)行直接加熱（煅燒）可得β型半水石膏。普通建筑石膏：β型半水石膏再經(jīng)磨細(xì)所制得的白色粉未，其密度為2.60～2.75g/cm3，松堆積密度為800～1000kg/m3，是土木工程中應(yīng)用最多的石膏材料。α型半水石膏和β型半水石膏相比，其結(jié)晶顆粒較粗，比表面積較小，拌制石膏漿體時(shí)的需水量較小，硬化后強(qiáng)度高，因此又稱為“高強(qiáng)石膏”。2.高強(qiáng)石膏高強(qiáng)石膏是將天然二水石膏蒸壓脫水而得的。α型半水石膏經(jīng)磨細(xì)制得的白色粉末，其密度為2.6～2.8g/cm3，松堆積密度為1000～1200kg/m3。由于高強(qiáng)石膏具有較高的強(qiáng)度和粘結(jié)能力，多用于要求較高的抹灰工程、裝飾制品和制作石膏板；當(dāng)加入防水劑后它還可制成高強(qiáng)防水石膏，加入少量有機(jī)膠結(jié)材料可使其成為無(wú)收縮的膠粘劑。高強(qiáng)石膏高強(qiáng)石膏3.硬石膏半水石膏在200℃左右時(shí)轉(zhuǎn)變而成脫水半水石膏，其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在潮濕條件下易轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的半水石膏。當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)可轉(zhuǎn)變成可溶性硬石膏（CaSO4-Ⅲ），但其性質(zhì)變化卻不大，也能很快地從空氣中吸收水分而水化，且強(qiáng)度較低?？扇苄杂彩嘣?00℃～1180℃范圍煅燒轉(zhuǎn)變成不溶性硬石膏(CaSO4Ⅱ)，其結(jié)構(gòu)體變得緊密和穩(wěn)定，密度大于2.99g/cm3，難溶于水，凝結(jié)很慢。只有加入某些激發(fā)劑（如堿性粒化高爐礦渣、石灰等）后，才能使其具有一定的水化和硬化能力；不溶性硬石膏經(jīng)磨細(xì)后可制成無(wú)水石膏水泥（硬石膏水泥），它主要用于制作石膏灰漿、石膏板和其他石膏制品。硬石膏4.高溫煅燒石膏

煅燒溫度大于1180℃時(shí)，CaSO4開始部分分解，稱為煅燒石膏，其主要成分為CaSO4和少量石灰，能凝結(jié)硬化，強(qiáng)度高。在1600℃以上，CaSO4全部分解成石灰。

CaSO4→CaO＋SO2+O2

2.2.2建筑石膏的凝結(jié)硬化建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑性良好的漿體，隨著石膏與水的反應(yīng)，漿體的可塑性很快消失而發(fā)生凝結(jié)，此后進(jìn)一步產(chǎn)生和發(fā)展強(qiáng)度而硬化。建筑石膏與水之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)式為：

1.建筑石膏的水化反應(yīng)隨著水化的不斷進(jìn)行生成的二水硫酸鈣與生石膏分子式相同，但物理力學(xué)性能有差異。二水石膏溶解度比半水石膏溶解度小得多，所以二水石膏首先從飽和溶液中析晶沉淀，促使半水石膏繼續(xù)溶解，這一反應(yīng)過(guò)程連續(xù)不斷進(jìn)行，直至半水石膏全部水化生成二水石膏。石膏終凝后，其晶體顆粒仍在不斷長(zhǎng)大和連生，形成相互交錯(cuò)且孔隙率逐漸減小的結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度也不斷增大，直至水分完全蒸發(fā)，形成硬化石膏結(jié)構(gòu)，這一過(guò)程稱為石膏的“硬化”。必須理解的是，石膏漿體的凝結(jié)和硬化，實(shí)際上是交叉進(jìn)行的，貫穿于整個(gè)凝結(jié)硬化全過(guò)程。技術(shù)指標(biāo)3.建筑石膏的硬化隨水化反應(yīng)進(jìn)行，漿體中的自由水分因水化和蒸發(fā)而不斷減少，二水石膏膠體微粒數(shù)量不斷增加，漿體的稠度逐漸增大，可塑性逐漸減小，表現(xiàn)為石膏的“凝結(jié)”。2.建筑石膏的凝結(jié)性能討論：建筑石膏與石灰的凝結(jié)硬化對(duì)比【討論】建筑石膏凝結(jié)過(guò)程很快，終凝時(shí)間不超過(guò)30min；而石灰凝結(jié)慢。此外，石灰硬化后體積收縮，而石膏則略有膨脹，膨脹率為0.05%~0.15%，此性質(zhì)使石膏制品干燥時(shí)不開裂，光滑飽滿。石膏硬化后多孔，故強(qiáng)度較低。石灰水化形成Ca(OH)2，強(qiáng)度也不高，碳化后強(qiáng)度才能提高，但這是一個(gè)緩慢的過(guò)程。建筑石膏及石灰均為耐水性差的氣硬性膠凝材料，且石膏吸濕、吸水性大。凝結(jié)和硬化3.2.3建筑石膏的技術(shù)特性

1.建筑石膏的技術(shù)要求《建筑石膏》(GB9776-1999)規(guī)定，根據(jù)建筑石膏的主要技術(shù)指標(biāo)可劃分為優(yōu)等品、一等品和合格品等三個(gè)質(zhì)量等級(jí)，并要求它們的初凝時(shí)間不小于6min，終凝時(shí)間不大于30min，其他技術(shù)性能指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)定要求。技

術(shù)

要

求等

級(jí)優(yōu)等品一等品合格品抗折強(qiáng)度（MPa）2.52.11.8抗壓強(qiáng)度（MPa)5.04.03.0細(xì)度，0.2mm方孔篩篩余≯（％）5.010.015.02.建筑石膏的技術(shù)特性

①凝結(jié)硬化快。建筑石膏水化迅速，常溫下完全水化所需時(shí)間僅為7～12min。適合于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。在使用石膏漿體時(shí)，若需要延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間，可摻加適量緩凝劑,硼砂、亞硫酸鹽酒精廢液等.②體積微膨脹。建筑石膏凝結(jié)硬化過(guò)程中體積不收縮，還略有膨脹，一般膨脹率為0.5%～1.5%。這種微膨脹不會(huì)對(duì)石膏制品造成危害，反而能使石膏表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整，沒(méi)有其它材料干燥時(shí)的開裂現(xiàn)象。③硬化后孔隙率大、強(qiáng)度較低。使用建筑石膏時(shí)，為獲得良好的流動(dòng)性，加入的拌和水要比水化的理論需水量多的多。因此，石膏在硬化過(guò)程中由于多余水分的蒸發(fā)，使原來(lái)的水空間形成孔隙，造成硬化后的石膏內(nèi)部形成大量微孔，硬化后的表觀密度約為800kg/ｍ3

～1000kg/ｍ3，重量較輕。但是較高的孔隙率使得石膏制品的強(qiáng)度較低。抗壓強(qiáng)度也因此下降。約為3MPa～5MPa。受力時(shí)，石膏制品很容易損壞。4.良好的保溫隔熱和吸聲、吸濕功能防火性好，耐水性差石膏硬化體中的大量微孔，使其傳熱性顯著下降，因而具有良好的保溫絕熱能力；其表面微孔對(duì)聲音傳導(dǎo)或反射的能力也明顯下降，因而具有較強(qiáng)的吸聲能力。大熱容量和大孔隙率以及開口孔結(jié)構(gòu)，使石膏具有呼吸水蒸氣的功能。

建筑石膏制品

④耐水性、抗凍性差。石膏的軟化系數(shù)僅為0.3～0.45。若長(zhǎng)期浸泡在水中還會(huì)因二水石膏晶體溶解而引起潰散破壞；若吸水后受凍，還會(huì)因孔隙中水分結(jié)冰膨脹而引起崩潰。⑤防火性能良好。硬化后的石膏主要成分是二水石膏，受到高溫作用時(shí)或遇火后會(huì)脫出21%左右的結(jié)晶水，并能在表面蒸發(fā)形成水蒸氣幕，可有效阻止火勢(shì)的蔓延，因而具有良好的防火效果。⑥具有一定調(diào)濕作用。由于石膏制品內(nèi)部的大量毛細(xì)孔隙對(duì)空氣中水分具有較強(qiáng)的吸附能力，在干燥時(shí)又可釋放水分。⑦儲(chǔ)存及保質(zhì)期。建筑石膏是在高溫條件下煅燒而成的一種白色粉末狀材料，本身易吸濕受潮，而且其凝結(jié)硬化速度很快，因此在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中，一定要注意防潮防水。同時(shí)，石膏若長(zhǎng)期存放,強(qiáng)度也會(huì)降低，一般儲(chǔ)存三個(gè)月后強(qiáng)度會(huì)下降30%左右，因此建筑石膏儲(chǔ)存時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，一般不超過(guò)三個(gè)月。若超過(guò)三個(gè)月，應(yīng)重新檢驗(yàn)并確定其質(zhì)量等級(jí)。8.裝飾性和可加工性好石膏制品表面光滑飽滿，顏色潔白，質(zhì)地細(xì)膩，具有良好的裝飾性。微孔結(jié)構(gòu)使其脆性有所改善，硬度也較低，所以硬化石膏可鋸、可刨、可釘，具有良好的可加工性。3.2.4建筑石膏的應(yīng)用1.粉刷石膏。是由建筑石膏或由建筑石膏與無(wú)水石膏(CaS04Ⅱ)二者混合后，再摻入外加劑、填料等制成。按其用途不同可分為面層粉刷石膏（M）、底層粉刷石膏（D）和保溫層粉刷石膏（W）三類?！斗鬯⑹唷?JC/T517-1993)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，初凝時(shí)間應(yīng)不小于1h，終凝時(shí)間應(yīng)不大于8h。根據(jù)其強(qiáng)度可劃分為優(yōu)等品（A）、一等品（B）和合格品（C）三個(gè)等級(jí)。產(chǎn)品類別面層粉刷石膏底層粉刷石膏保溫層粉刷石膏等級(jí)優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品、合格品抗壓強(qiáng)度/MPa,≮5.03.52.54.03.02.02.51.0抗折強(qiáng)度/MPa,≮3.02.01.02.51.50.81.50.62.紙面石膏板

(1)紙面石膏板

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9775－1999《紙面石膏板》的規(guī)定，紙面石膏板的主要技術(shù)要求有：外觀質(zhì)量、尺寸偏差、對(duì)角線長(zhǎng)度差、斷裂荷載、單位面積質(zhì)量、護(hù)面紙與石膏芯的粘結(jié)、吸水率、表面吸水量和遇火穩(wěn)定性。其中吸水率、表面吸水量?jī)H適用于耐水紙面石膏板；遇火穩(wěn)定性僅適用于耐火紙面石膏板。紙面石膏板按其用途分為：普通紙面石膏板耐水紙面石膏板耐火紙面石膏板剛裝好的石膏板吊頂紙面石膏板纖維石膏板纖維與石膏制成的增強(qiáng)石膏板材石膏空心條板石膏砌塊裝飾石膏板石膏裝飾制品

建筑石膏粉的質(zhì)量問(wèn)題請(qǐng)觀察建筑石膏粉，并分析是否宜用此石膏粉作粘結(jié)或制作石膏制品。石膏粉吸潮結(jié)粒建筑石膏的儲(chǔ)存建筑石膏是在高溫條件下煅燒而成的一種白色粉末狀材料，本身易吸濕受潮，而且其凝結(jié)硬化速度很快，因此在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中，一定要注意防潮防水。同時(shí)，石膏若長(zhǎng)期存放,強(qiáng)度也會(huì)降低，一般儲(chǔ)存三個(gè)月后強(qiáng)度會(huì)下降30%左右，因此建筑石膏儲(chǔ)存時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，一般不超過(guò)三個(gè)月。若超過(guò)三個(gè)月，應(yīng)重新檢驗(yàn)并確定其質(zhì)量等級(jí)。石膏制品發(fā)霉變形某住戶喜愛(ài)石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕板作裝飾。使用一段時(shí)間后，客廳、臥室效果相當(dāng)好，但廚房、廁所、浴室的石膏制品出現(xiàn)發(fā)霉變形。請(qǐng)分析原因。解析：廚房、廁所、浴室等處一般較潮濕，普通石膏制品具有強(qiáng)的吸濕性和吸水性，在潮濕的環(huán)境中，晶體間的粘結(jié)力削弱，強(qiáng)度下降、變形，且還會(huì)發(fā)霉。建筑石膏一般不宜在潮濕和溫度過(guò)高的環(huán)境中使用。欲提高其耐水性，可于建筑石膏中摻入一定量的水泥或其它含活性SiO2、Al2O3、CaO的材料。如粉煤灰、石灰。摻入有機(jī)防水劑也可改善石膏制品的耐水性。續(xù)思考與分析【思考】:

建筑石膏及其制品為什么適用于室內(nèi)，而不適用于室外使用？？【分析】：建筑石膏及其制品適用于室內(nèi)裝修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝結(jié)硬化后具有以下的優(yōu)良性質(zhì)：（1）石膏板面光滑飽滿，顏色潔白，質(zhì)地細(xì)膩，具有良好的裝飾性。加入顏料后，可具有各種色彩。建筑石膏在凝結(jié)硬化時(shí)產(chǎn)生微膨脹，故其制品的表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整，形狀、尺寸準(zhǔn)確、細(xì)致，裝飾性好；（2）硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔，故其保溫性、吸聲性好。水玻璃思考與分析（3）【思考】:

建筑石膏及其制品為什么適用于室內(nèi)，而不適用于室外使用？？【分析】：（續(xù)）（3）硬化后的石膏主要成分是二水石膏，當(dāng)受到高溫作用時(shí)或遇火后會(huì)脫出21%左右的結(jié)晶水，并能在表面蒸發(fā)形成水蒸氣幕，可有效阻止火勢(shì)的蔓延，具有一定的防火性；（4）建筑石膏制品還具有較高的熱容量和一定的吸濕性，故可調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和世俗，改變室內(nèi)的小氣候。在室外使用建筑石膏制品時(shí)，必然要受到雨水冰凍等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗?jié)B性差、抗凍性差，所以不適用于室外使用。2.3.1水玻璃的組成及生產(chǎn)2.3水玻璃俗稱“泡花堿”，由堿金屬氧化物和二氧化硅組成，屬于可溶性硅酸鹽類；

化學(xué)通式：R2O·

nSiO2，其中n為水玻璃模數(shù)；堿性水玻璃n<3，中性水玻璃n≥3；

1.組成生產(chǎn)水玻璃模數(shù)n越大，因硬