第三章氣硬性膠凝材料

建筑材料第三章氣硬性膠凝材料膠凝材料的定義膠凝材料：經(jīng)過自身的物理化學(xué)作用后，由液態(tài)或半固態(tài)變成堅(jiān)硬的固態(tài)狀態(tài)，并能將散粒材料（如砂、石子等）或塊狀材料（如磚、石塊等）粘結(jié)成為整體，并使其具有一定的強(qiáng)度的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。氣硬性：石灰、石膏、水玻璃無機(jī)膠凝材料

水硬性：各種水泥

有機(jī)膠凝材料：瀝青、樹脂、橡膠（天然或合成高分子）膠凝材料的分類膠凝材料1.氣硬性膠凝材料（適宜地上和干燥環(huán)境）只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料。在水中不能硬化，也就不具有強(qiáng)度。其已硬化并具有強(qiáng)度的制品在水的長期作用下，強(qiáng)度會顯著下降以至破壞。2.水硬性膠凝材料（適宜于地上、地下和水中）不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料。

根據(jù)成品的加工方法的不同，有四種成品：1、塊狀生石灰：由石灰石煅燒成的白色疏松結(jié)構(gòu)的塊狀物主要成分CaO。2、生石灰粉：由塊狀生石灰磨細(xì)而成。3、消石灰粉：將生石灰用適量的水經(jīng)消化和干燥而成的粉末，主要成分為Ca（OH）2，亦稱為熟石灰。4、石灰膏：將塊狀生石灰用過量水（約為生石灰體積的3—4倍）消化，或?qū)⑾曳酆退韬?，所得的具一定稠度的膏狀物，主要成分為Ca（OH）2和水。第一節(jié)石灰塊狀生石灰生石灰粉消石灰粉石灰膏一、石灰的原料：

1、石灰是以碳酸鈣為主要成分的天然巖石，如石灰石、白云石等為原料，在一定燒結(jié)溫度下，煅燒所得的產(chǎn)物。其主要成分為氧化鈣CaO。

石灰石白云石2、利用化學(xué)工業(yè)副產(chǎn)品：電石制取乙炔時用的電石渣，其主要成分是消石灰Ca(OH)2。電石渣二、石灰的生產(chǎn)

石灰石經(jīng)過煅燒生成生石灰，反應(yīng)式如下：CaCO3——CaO+CO2MgCO3——MgO+CO2煅燒煅燒欠火石灰：

未分解的石灰石，廢品，利用率很低，不能消化，降低石灰漿的產(chǎn)量。正火石灰：

煅燒正常，質(zhì)量輕，無裂縫，密度3.1-3.4g/cm3。當(dāng)MgO含量≤5%時稱為鈣質(zhì)石灰。當(dāng)MgO含量＞5%時稱為鎂質(zhì)石灰。過火石灰：

灰黑色，表面出現(xiàn)裂紋，有玻璃體的外殼。含SiO2、Al2O3雜質(zhì)，塊體容重大，熟化慢。

欠火石灰(溫度過低或時間不足)使用時產(chǎn)漿量較低，質(zhì)量較差，降低石灰利用率。

過火石灰(溫度過高，時間過長)石灰使用后產(chǎn)生膨脹引起崩裂或隆起現(xiàn)象。三、石灰的熟化（消化）指生石灰與水發(fā)生水化反應(yīng)，生成Ca（OH）2的過程。其水化反應(yīng)式如下：生石灰熟化時放出大量熱，體積增大1～2.5倍。石灰熟化過程的特點(diǎn)：1、反應(yīng)可逆。2、水化熱大、水化速度快。3、水化過程體積增大。

陳伏：當(dāng)石灰中含有過火生石灰時，它將在石灰漿體硬化以后才發(fā)生水化作用，于是會產(chǎn)生膨脹而引起崩裂或隆起現(xiàn)象，影響工程質(zhì)量。

為消除此現(xiàn)象，將熟化的石灰漿在儲灰池中儲存2周以上，即所謂陳伏，使過火石灰塊熟化。陳伏期間，石灰膏表面有一層水，以隔絕空氣，防止與CO2作用產(chǎn)生碳化。石灰的陳伏四、石灰的硬化石灰漿體的硬化包含了結(jié)晶和碳化兩個過程。1.結(jié)晶作用游離水分蒸發(fā)，Ca（OH）2逐漸從飽和溶液中結(jié)晶析出，形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)，使強(qiáng)度繼續(xù)增加。

2.碳化作用Ca（OH）2與空氣中的CO2化合成CaCO3結(jié)晶，析出水分逐漸被蒸發(fā)。CaCO3晶體使硬化漿體結(jié)構(gòu)致密，強(qiáng)度進(jìn)一步提高。由于空氣中CO2含量很低，故自然狀態(tài)下碳化速度較慢。石灰的質(zhì)量等級

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，可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。

五、石灰的技術(shù)性質(zhì)1、可塑性好和保水性好；2、硬化緩慢；硬化后強(qiáng)度低，一般只有0.2～0.5MPa，不宜用于重要建筑物的基礎(chǔ)；4、硬化時體積收縮大，易引起體積收縮而產(chǎn)生開裂；5、耐水性差，不宜在潮濕的環(huán)境中使用。

六、石灰的應(yīng)用例如：制成硅酸鹽制品——灰砂磚、粉煤灰磚等制成碳化石灰板——適合作非承重的內(nèi)閣墻板、天花板制成石灰乳——用作內(nèi)墻及天棚粉刷的涂料拌制石灰砂漿——用于內(nèi)墻或頂棚抹面

（石灰砂漿：石灰膏+砂+水）（混合砂漿：石灰砂漿+水泥）七、石灰的儲存1、生石灰儲存時間不宜過長，一般不超過一個月。做到“隨到隨化”。(以防止碳化)2、不得與易燃、易爆等危險(xiǎn)液體物品混合存放和混合運(yùn)輸。(受潮熟化放出大量熱量)。3、熟石灰在使用前必須陳伏14d以上，以防止過火石灰對建筑物產(chǎn)生的危害。第二節(jié)建筑石膏建筑中使用最多的石膏膠凝材料有建筑石膏、高強(qiáng)石膏、硬石膏、水泥石膏等制品。優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕，易加工，耐火，隔音，絕熱，可作吊頂和非承重內(nèi)墻。一、建筑石膏的生產(chǎn)：將原料（二水石膏）在不同壓力和溫度下煅燒、脫水，再經(jīng)磨細(xì)而成的。在不同的煅燒條件下，所得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、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）高強(qiáng)石膏CaSO4Ⅲ

可溶性石膏CaSO4Ⅱ

不可溶性石膏CaSO4Ⅰ

高溫煅燒石膏107~170℃125℃170~360℃400~750℃800℃加熱、脫水0.13MP蒸壓條件加熱、脫水1、建筑石膏的生產(chǎn)

建筑石膏是以β型半水石膏為主要成分，不加任何外加劑的白色粉狀膠結(jié)料。由二水硫酸鈣CaSO4.2H2O經(jīng)低溫煅燒、脫水、磨細(xì)而成。

二、建筑石膏的水化與凝結(jié)硬化建筑石膏與適量的水相混合—————————————可塑漿體————漿體開始失去塑性（初凝約6min）————繼續(xù)變稠，產(chǎn)生凝結(jié)硬化（顆粒之間的摩擦力、粘結(jié)力增加，并開始產(chǎn)生強(qiáng)度，即終凝0.5h）—————固體水化反應(yīng)式：二水石膏生成量增加，水分減小三、建筑石膏的特性建筑石膏的特性：1）凝結(jié)硬化快2）凝結(jié)硬化時體積膨脹3）孔隙率大與體積密度小4）保溫性和吸收性好5）強(qiáng)度較低6）具有一定的調(diào)溫和調(diào)濕性能7）防火性好，但耐火性較差8）耐水性，抗摻性，抗凍性差四、建筑石膏的應(yīng)用

1、室內(nèi)抹灰及粉刷用于室內(nèi)抹灰、粉刷，做為裝飾材料，并可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度。

2、石膏制品紙面石膏板（內(nèi)墻、隔墻、天花板）、石膏空心條、纖維石膏板、裝飾石膏制品等第三節(jié)水玻璃水玻璃俗稱泡花堿，由堿金屬氧化物和二氧化硅組成，屬可溶性的硅酸鹽類，是一種堿金屬氣硬性膠凝材料。一、水玻璃的硬化液體水玻璃吸收空氣中的二氧化碳，形成無定型硅酸凝膠，并逐漸干燥硬化，具體反應(yīng)式如下：Na2O?nSiO2+CO2+mH2O＝Na2CO3+nSiO2?mH2O