一、氣硬性膠凝材料

1、 天津市建筑工程職工大學(xué)天津市建筑工程職工大學(xué) 教師：孫喬治教師：孫喬治 建建 筑筑 材材 料料建筑材料堅固性適用性耐久性一、氣硬性膠凝材料一、氣硬性膠凝材料n1、什么叫膠凝材料？n能將散粒、塊狀或纖維狀材料粘結(jié)為整體，并保持一定強(qiáng)度的材料。n2、分類： n 膠凝材料按化學(xué)成分：（1）有機(jī)膠凝材料；（2）無機(jī)膠凝材料。n 無機(jī)膠凝材料按硬化條件：（1）氣硬性膠凝材料；（2）水硬性膠凝材料有機(jī)膠凝材料有機(jī)膠凝材料無機(jī)膠凝材料無機(jī)膠凝材料膠凝材料膠凝材料瀝青類瀝青類樹脂類樹脂類水硬性膠凝材料水硬性膠凝材料石灰、石膏、水玻璃石灰、石膏、水玻璃水泥水泥氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料按化學(xué)成分按硬化條件分

2、分類圖解（1）有機(jī)膠凝材料）有機(jī)膠凝材料以天然或人工合成的高分子以天然或人工合成的高分子化合物為基本組分的一類膠凝材料，如化合物為基本組分的一類膠凝材料，如瀝青、樹瀝青、樹脂和橡膠脂和橡膠等；等；（2）無機(jī)膠凝材料）無機(jī)膠凝材料以無機(jī)礦物為主要成分，當(dāng)以無機(jī)礦物為主要成分，當(dāng)其與水拌和后所產(chǎn)生的漿體，經(jīng)過一系列的物理其與水拌和后所產(chǎn)生的漿體，經(jīng)過一系列的物理化學(xué)變化后，產(chǎn)生膠結(jié)力而把其他材料膠結(jié)成為化學(xué)變化后，產(chǎn)生膠結(jié)力而把其他材料膠結(jié)成為一個具有強(qiáng)度的整體。一個具有強(qiáng)度的整體。v無機(jī)膠凝材料分為：無機(jī)膠凝材料分為：氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料和和水硬性膠凝材料。水硬性膠凝材料。n簡述氣硬性膠

3、凝材料和水硬性膠凝簡述氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料的區(qū)別？材料的區(qū)別？n答：答：（1 1）氣硬性膠凝材料：）氣硬性膠凝材料：只能在空氣中（干燥條只能在空氣中（干燥條件下）硬化并保持和發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料，如石件下）硬化并保持和發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料，如石灰、石膏、水玻璃；灰、石膏、水玻璃；（2 2）水硬性膠凝材料：）水硬性膠凝材料：既能在既能在空氣中（干燥條件下）硬化，又能在水中繼續(xù)硬化空氣中（干燥條件下）硬化，又能在水中繼續(xù)硬化并保持和發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料，如水泥；并保持和發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料，如水泥；（一）石膏（一）石膏n優(yōu)點優(yōu)點：n質(zhì)輕、強(qiáng)度較高、絕熱、耐火、吸聲、質(zhì)地細(xì)膩美觀、質(zhì)輕、強(qiáng)

4、度較高、絕熱、耐火、吸聲、質(zhì)地細(xì)膩美觀、易于加工、成品多樣各類石膏線；易于加工、成品多樣各類石膏線；n我國已經(jīng)探明的我國已經(jīng)探明的天然石膏天然石膏礦儲量為礦儲量為52億噸億噸，化學(xué)石膏化學(xué)石膏儲儲量約量約100萬噸萬噸以上；以上；n在美國，目前在美國，目前80%的住宅的住宅使用石膏板作為內(nèi)墻和吊頂；使用石膏板作為內(nèi)墻和吊頂；1、主要原料：、主要原料： 天然石膏天然石膏，即硬石膏；天然無水石膏（，即軟石膏；天然二水石膏（)2 .424CaSOOHCaSO含硫酸鈣的化工副產(chǎn)品含硫酸鈣的化工副產(chǎn)品 (化學(xué)成分為二水硫酸鈣)2、石膏的品種、石膏的品種（1）建筑石膏和模型石膏）建筑石膏和模型石膏（2）高

5、強(qiáng)石膏）高強(qiáng)石膏（3）高溫煅燒石膏）高溫煅燒石膏（超過（超過800度）度）3、石膏的生產(chǎn)、石膏的生產(chǎn)CaSO42H2O生石膏生石膏- - CaSO41/2H2O 建筑石膏建筑石膏模型石膏模型石膏(雜質(zhì)少雜質(zhì)少)- CaSO41/2H2O高強(qiáng)度石膏高強(qiáng)度石膏 CaSO4 +CaO高溫煅燒石膏高溫煅燒石膏1071700.13MPa124800二水石膏即生石膏，半水石膏即熟石膏（經(jīng)過加工） 天然二水石膏在加熱過程中，隨著天然二水石膏在加熱過程中，隨著加熱溫度加熱溫度和和加熱方式加熱方式的不同，可以得到不同性質(zhì)的石膏產(chǎn)品。的不同，可以得到不同性質(zhì)的石膏產(chǎn)品。3.1 建筑石膏建筑石膏 的生產(chǎn)過程的生產(chǎn)過

6、程OHOHCaSOOHCaSO2242423212加熱3.2 建筑石膏的凝結(jié)硬化建筑石膏的凝結(jié)硬化這個過程實為這個過程實為 型半水石膏重新水化放熱生型半水石膏重新水化放熱生成二水石膏的化合反應(yīng)過程。成二水石膏的化合反應(yīng)過程。OHCaSOOHOHCaSO24224223214、石膏的分類：、石膏的分類：（1）建筑石膏）建筑石膏室內(nèi)抹灰粉刷及石膏板；室內(nèi)抹灰粉刷及石膏板； 模型石膏模型石膏裝飾浮雕；裝飾浮雕；（2）高強(qiáng)石膏）高強(qiáng)石膏石膏板及裝飾制品；石膏板及裝飾制品；（3）高溫煅燒石膏）高溫煅燒石膏（超過（超過800度）度） 耐磨、強(qiáng)度、抗水地面裝飾。n5、建筑石膏的特性：、建筑石膏的特性：n（1

7、）凝結(jié)硬化快：）凝結(jié)硬化快：在常溫下一般幾分鐘（在常溫下一般幾分鐘（6分鐘）即可初凝，分鐘）即可初凝，30分鐘內(nèi)分鐘內(nèi)終凝，約一周時間可完全硬化；終凝，約一周時間可完全硬化；（2）微膨脹性：）微膨脹性：石膏硬化過程中體積略有膨脹（石膏硬化過程中體積略有膨脹（1%左右）。因此，澆左右）。因此，澆注成型時可以得到尺寸精確、表面光滑致密的構(gòu)件，注成型時可以得到尺寸精確、表面光滑致密的構(gòu)件，或裝飾圖案；干燥時不產(chǎn)生收縮裂縫；或裝飾圖案；干燥時不產(chǎn)生收縮裂縫；n（3）孔隙率大，體積密度?。海┛紫堵蚀?，體積密度?。罕亍⒏魺?、吸聲性好、輕質(zhì)保溫、隔熱、吸聲性好、輕質(zhì) ；但是強(qiáng)度低、吸水率；但是強(qiáng)度低、吸水

8、率大；大；（4）防火但不耐火）防火但不耐火 二水石膏脫水產(chǎn)生的水蒸氣可阻礙火勢蔓二水石膏脫水產(chǎn)生的水蒸氣可阻礙火勢蔓延，且生成的無水石膏是良好的熱絕緣體，延，且生成的無水石膏是良好的熱絕緣體，但是脫水后強(qiáng)度下降較多；但是脫水后強(qiáng)度下降較多； （5）耐水性、抗凍性差）耐水性、抗凍性差石膏是氣硬性膠凝材料，吸水性強(qiáng)，長期石膏是氣硬性膠凝材料，吸水性強(qiáng)，長期在潮濕環(huán)境中，其晶體粒子間的結(jié)合力會在潮濕環(huán)境中，其晶體粒子間的結(jié)合力會消弱，直至溶解，因此不耐水、不抗凍。消弱，直至溶解，因此不耐水、不抗凍。6、建筑石膏的技術(shù)要求、建筑石膏的技術(shù)要求 （1）性質(zhì)：）性質(zhì)： 顏色為白色；顏色為白色； 密度：密度

9、：2.62.75g/cm3; 堆積密度：約為堆積密度：約為800-1100kg/m3鋼的密度為： 7.85g/cm3 （2 2）建筑石膏的技術(shù)要求主要有：）建筑石膏的技術(shù)要求主要有： 強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時間強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時間（3 3）按強(qiáng)度和細(xì)度的差別將石膏分為：）按強(qiáng)度和細(xì)度的差別將石膏分為： 優(yōu)等品、一等品、合格品優(yōu)等品、一等品、合格品 （1）室內(nèi)抹灰及粉刷室內(nèi)抹灰及粉刷室內(nèi)高級的抹灰和粉刷材料，其表面可以直接涂刷油漆及黏室內(nèi)高級的抹灰和粉刷材料，其表面可以直接涂刷油漆及黏貼墻紙。貼墻紙。（2）石膏板石膏板1、紙面石膏板、紙面石膏板 建筑石膏建筑石膏+纖維纖維+緩凝劑緩凝劑+水，經(jīng)攪拌、輥

10、壓成型水，經(jīng)攪拌、輥壓成型(兩面紙兩面紙板增強(qiáng)護(hù)面板增強(qiáng)護(hù)面)、切割、烘干而成。長、切割、烘干而成。長18003600，寬，寬9001200，厚厚9、12、15、18mm；主要用作隔墻和吊頂。使用時需要龍；主要用作隔墻和吊頂。使用時需要龍骨。骨。2、裝飾石膏板、裝飾石膏板 建筑石膏建筑石膏+纖維纖維+緩凝劑緩凝劑+水，經(jīng)攪拌、澆注、修邊、干水，經(jīng)攪拌、澆注、修邊、干燥而成。分平板、多孔板、浮雕板；燥而成。分平板、多孔板、浮雕板； 規(guī)格規(guī)格5005009mm；600 60011mm 造型美觀，具吸聲、防火功能，主要用于公共建筑的內(nèi)造型美觀，具吸聲、防火功能，主要用于公共建筑的內(nèi)墻、吊頂?shù)?。墻、?/p>

11、頂?shù)取?7、建筑石膏的應(yīng)用、建筑石膏的應(yīng)用3、纖維石膏板、纖維石膏板 建筑石膏建筑石膏+纖維纖維+緩凝劑緩凝劑+水，經(jīng)特殊工藝制成，水，經(jīng)特殊工藝制成，強(qiáng)度高于紙面石膏板；除用于隔墻、內(nèi)墻外，還可強(qiáng)度高于紙面石膏板；除用于隔墻、內(nèi)墻外，還可代木材用于家具。代木材用于家具。4、空心石膏板、空心石膏板 建筑石膏建筑石膏+輕質(zhì)多孔材料輕質(zhì)多孔材料+纖維纖維+水，經(jīng)攪拌、水，經(jīng)攪拌、澆注、振搗成型、抽芯、脫模、干燥而成。主要用澆注、振搗成型、抽芯、脫模、干燥而成。主要用于隔墻、內(nèi)墻等，使用時不需龍骨。于隔墻、內(nèi)墻等，使用時不需龍骨。分析討論：分析討論：其原因有兩個方面，可有針對性地解決。其原因有兩個方

12、面，可有針對性地解決。 建筑石膏拌水后一般于數(shù)分鐘至半小時左右凝結(jié)，后建筑石膏拌水后一般于數(shù)分鐘至半小時左右凝結(jié)，后來粘貼石膏飾條的石膏漿已初凝，粘結(jié)性能差?？蓳饺刖弫碚迟N石膏飾條的石膏漿已初凝，粘結(jié)性能差?？蓳饺刖從齽?，延長凝結(jié)時間；或者分多次配制石膏漿，即配即用。凝劑，延長凝結(jié)時間；或者分多次配制石膏漿，即配即用。 在光滑的天花板上直接貼石膏條，粘貼難以牢固，宜對在光滑的天花板上直接貼石膏條，粘貼難以牢固，宜對表面予以打刮，以利粘貼?；蛘咴谡辰Y(jié)的石膏漿中摻入部表面予以打刮，以利粘貼?；蛘咴谡辰Y(jié)的石膏漿中摻入部分粘結(jié)性強(qiáng)的粘結(jié)劑分粘結(jié)性強(qiáng)的粘結(jié)劑工程實例分析工程實例分析 石膏飾條粘貼失效石膏

13、飾條粘貼失效現(xiàn)象：現(xiàn)象：石膏粉拌水為一桶石膏漿，用以在光滑石膏粉拌水為一桶石膏漿，用以在光滑的天花板上直接粘貼，石膏飾條前后半小時完的天花板上直接粘貼，石膏飾條前后半小時完工。幾天后最后粘貼的兩條石膏飾條突然墜落工。幾天后最后粘貼的兩條石膏飾條突然墜落。n優(yōu)點優(yōu)點：原材料豐富，分布廣；生產(chǎn)工原材料豐富，分布廣；生產(chǎn)工藝簡單，成本低藝簡單，成本低n1、石灰的生產(chǎn)及品種：、石灰的生產(chǎn)及品種：n（1）原料）原料主要原料是主要原料是天然巖石天然巖石（以碳酸鈣為主要原（以碳酸鈣為主要原料），常用的有石灰石，白云石等；料），常用的有石灰石，白云石等；（2）生產(chǎn)）生產(chǎn)210009003)(COCaOCaCO

14、C生石灰（2）品種）品種生石灰粉生石灰（塊灰）石灰石磨細(xì)煅燒 適量水加大量水取下部沉淀熟石灰粉石灰乳石灰膏即由天然巖石原料煅燒而得到的產(chǎn)品即由天然巖石原料煅燒而得到的產(chǎn)品,主要成分是主要成分是CaO；把塊狀生水灰磨細(xì)而得到的粉末材料，主要成分為把塊狀生水灰磨細(xì)而得到的粉末材料，主要成分為Cao將生石灰加適量的水熟化而得到的粉末，也叫消石灰粉；將生石灰加適量的水熟化而得到的粉末，也叫消石灰粉；Ca(OH)2;石灰乳石灰乳Ca(OH)2的懸濁液的懸濁液;由消石灰和水組成的具有一定稠度的膏狀物，主要成分由消石灰和水組成的具有一定稠度的膏狀物，主要成分Ca(OH)2+水水（1）生石灰燒制過程中，往往由

15、于石灰石原料的尺寸過）生石灰燒制過程中，往往由于石灰石原料的尺寸過大或窯中溫度不均勻等原因，生石灰中殘留有未燒透的大或窯中溫度不均勻等原因，生石灰中殘留有未燒透的的內(nèi)核，這種石灰稱為的內(nèi)核，這種石灰稱為“欠火石灰欠火石灰”。 （2）由于燒制的溫度過高或時間過長，使得石灰表面出）由于燒制的溫度過高或時間過長，使得石灰表面出現(xiàn)裂縫或玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，現(xiàn)裂縫或玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，這種石灰稱為這種石灰稱為“過火石灰過火石灰”。過火石灰表面常被粘土雜。過火石灰表面常被粘土雜質(zhì)融化形成的玻璃釉狀物包覆，熟化很慢。當(dāng)石灰已經(jīng)質(zhì)融化形成的玻璃釉狀物包覆，熟化很慢。

16、當(dāng)石灰已經(jīng)硬化后，過火石灰才開始熟化，并產(chǎn)生體積膨漲，引起硬化后，過火石灰才開始熟化，并產(chǎn)生體積膨漲，引起隆起鼓包和開裂。隆起鼓包和開裂。2、過火石灰和欠火石灰、過火石灰和欠火石灰（1）生石灰（生石灰（CaO)加水生成加水生成Ca(OH)2過程，過程，稱為石灰的稱為石灰的熟化熟化或或消解消解過程。過程。熱量熱量體積膨脹體積膨脹開裂或裂縫等開裂或裂縫等思思 考考 工地上使用石灰時，為什么要先進(jìn)行熟化處理？工地上使用石灰時，為什么要先進(jìn)行熟化處理？molKJOHCaOHCaO/9 .64)(22（2）石灰熟化的特點：熟化速度快、放熱量大、體積膨脹也大（3）陳伏：）陳伏： 為了消除過火石灰的危害，生

17、石灰為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應(yīng)在儲灰坑中放置熟化形成的石灰漿應(yīng)在儲灰坑中放置兩周以上，這一過程稱為石灰的兩周以上，這一過程稱為石灰的“陳陳伏伏”?！瓣惙惙逼陂g，期間，石灰漿表面應(yīng)保石灰漿表面應(yīng)保有一層水分，與有一層水分，與空氣隔絕，以免空氣隔絕，以免碳化。碳化。 石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下面兩個石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下面兩個同時進(jìn)行的過程來完成的：同時進(jìn)行的過程來完成的：（）結(jié)晶作用：（）結(jié)晶作用：游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐漸游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中結(jié)晶。從飽和溶液中結(jié)晶。（）碳化作用：（）碳化作用：氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳?xì)溲趸}與空氣中

18、的二氧化碳化合生成碳酸鈣結(jié)晶，釋出水分并被蒸發(fā)：化合生成碳酸鈣結(jié)晶，釋出水分并被蒸發(fā)：OHnCaCOOnHCOOHCa23222)1()( 碳化（1）可塑性和保水性；）可塑性和保水性；（2）凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低；）凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低；（對比：建筑石膏硬化快）（3）體積收縮率大；）體積收縮率大；（對比：建筑石膏是微膨脹性） 因此：在使用過程中，常加入纖維材料。（4）耐水性差；）耐水性差；氫氧化鈣微溶于水（5）化學(xué)穩(wěn)定性差。）化學(xué)穩(wěn)定性差。怕酸6、石灰的質(zhì)量要求、石灰的質(zhì)量要求（1）氧化鈣和氧化鎂含量）氧化鈣和氧化鎂含量（2）未消化殘渣含量）未消化殘渣含量（3）二氧化碳含量）二氧化碳含量（欠火石灰含

19、量）（4）產(chǎn)漿量）產(chǎn)漿量優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品（1）氧化鈣和氧化鎂含量）氧化鈣和氧化鎂含量（2）二氧化碳含量）二氧化碳含量 （欠火石灰含量）（3）細(xì)度）細(xì)度優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品（1）氧化鈣和氧化鎂含量）氧化鈣和氧化鎂含量（2）游離水含量）游離水含量 （欠火石灰含量）（3）細(xì)度）細(xì)度優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品n（1）石灰乳和石灰砂漿）石灰乳和石灰砂漿n石灰乳：石灰乳：將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水?dāng)嚢柘♂專蔀槭胰?，是一種廉價的涂料，主水?dāng)嚢柘♂?，成為石灰乳，是一種廉價的涂料，主要用于內(nèi)墻和天棚刷白，增加室內(nèi)美

20、觀和亮度。石要用于內(nèi)墻和天棚刷白，增加室內(nèi)美觀和亮度。石灰乳可加入各種耐堿顏料。調(diào)入少量水泥、?；呋胰榭杉尤敫鞣N耐堿顏料。調(diào)入少量水泥、?；郀t礦渣或粉煤灰，可提高其耐水性，調(diào)入氯化鈣或爐礦渣或粉煤灰，可提高其耐水性，調(diào)入氯化鈣或明礬，可減少涂層粉化現(xiàn)象。明礬，可減少涂層粉化現(xiàn)象。n石灰砂漿：石灰砂漿：是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。n水泥石灰混合砂漿水泥石灰混合砂漿7、石灰的應(yīng)用、石灰的應(yīng)用n（2）灰土和三合土）灰土和三合土n灰土灰土石灰石灰+粘土；（粘土；（3:7或或2:8灰土）灰土）n三合土三合

21、土石灰石灰+粘土粘土+廢渣或砂或石屑。（廢渣或砂或石屑。（1：2：3）n灰土和三合土中的比例都是指灰土和三合土中的比例都是指消石灰消石灰與其他材與其他材料的料的體積比體積比n灰土和三合土多用于建筑物的基礎(chǔ)和墊層灰土和三合土多用于建筑物的基礎(chǔ)和墊層 n（3）硅酸鹽混凝土及其制品）硅酸鹽混凝土及其制品n鈣質(zhì)材料（鈣質(zhì)材料（石灰石灰）+硅質(zhì)材料硅質(zhì)材料 經(jīng)過磨細(xì)、經(jīng)過磨細(xì)、配料、拌合、成型、養(yǎng)護(hù)等工序可以得到硅配料、拌合、成型、養(yǎng)護(hù)等工序可以得到硅酸鹽混凝土。酸鹽混凝土。n硅酸鹽混凝土制品硅酸鹽混凝土制品有：有：n灰砂磚（石灰灰砂磚（石灰+砂砂 蒸）；蒸）；n粉煤灰磚（石灰粉煤灰磚（石灰+粉煤灰粉煤灰 蒸）；蒸）；n加氣混凝土等。加氣混凝土等。練習(xí)題練習(xí)題：n1.常用的氣硬性膠凝材料有常用的氣硬性膠凝材料有_、 _、 _。n2.灰土是由灰土是由_和和 _拌合而成。拌合而成。n 三合土是由三合土是由_、 _和和_拌拌合而成。合而成。n3石灰的特性有：可塑性石灰的特性有：可塑性_、硬化速度、硬化速度_、硬化時體積、硬化時體積_和耐水性和耐水性_等。等。n4建筑石膏具有以下特性：凝結(jié)硬化建筑石膏具有以下特性：凝結(jié)硬化_、孔隙率孔隙率_、凝結(jié)