第5講 氣硬性膠凝彩料

第四章氣硬性膠凝材料一、膠凝材料的定義

經過一系列的物理和化學變化，能夠產生凝結硬化，將塊狀或粉狀材料膠結起來，形成為一個整體的材料。二、膠凝材料的分類膠凝材料無機膠凝材料有機膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料無機膠凝材料則以無機化合物為基本成分。(絕大多數的無機化合物可以歸入氧化物、酸、堿、鹽四大類)

有機膠凝材料以天然的或合成的有機高分子化合物為基本成分，常用的有瀝青、各種合成樹脂等。第一節(jié)緒論

（1）氣硬性膠凝材料：

只能在空氣中（干燥條件下）硬化并保持和發(fā)展其強度的膠

凝材料，如石灰、石膏、水玻璃；

（2）水硬性膠凝材料：

既能在地上或空氣中硬化，又能在水中或地下硬化并保持和發(fā)展其強度的膠凝材料，如水泥、混凝土；氣硬性膠凝材料第二節(jié)石灰一、

石灰的原料及生產：（一）原料：

以碳酸鈣為主要成分的天然巖石，常用的有石灰石，白云石，貝殼等。（二）生產工藝：

欠火石灰過火石灰正火石灰為了加速分解過程，煅燒溫度常提高至1000~1100℃左右。

900℃CaCO3CaO+CO2石灰?guī)r生石灰氣硬性膠凝材料欠火石灰：碳酸鈣未完全分解，使用時缺乏粘結力；過火石灰：結構致密，表面常包覆一層熔融物，熟化很慢。

二、

石灰的熟化(消化、工地稱為“淋灰”)：

（一）石灰熟化原理：

注意：1、熟化反應是放熱反應

2、熟化反應過程體積膨脹0.5-1.5倍

（二）石灰的陳伏：

過火石灰熟化較慢，當石灰已經硬化后才開始熟化，引起隆起和開裂，為了消除過火石灰的危害，石灰漿應在儲灰池中存放兩周以上，使未曾熟化的石灰顆粒充分熟化，這一過程叫做“陳伏”。CaO+H2O====Ca(OH)2十64.9KJ第二節(jié)石灰氣硬性膠凝材料陳伏三、石灰的硬化（一）干燥硬化

漿體中大量水分蒸發(fā)，但尚留一部分游離水，水表面張力將石灰粒子緊密連接到一起，具有一定的強度。第二節(jié)石灰氣硬性膠凝材料（二）結晶硬化

Ca(OH)2從飽和溶液中析出，逐漸由膠體轉變成晶體的過程，主要作用力為分子力，晶體互相交叉連生，從而提高強度。（三）碳化硬化

Ca(OH)2與空氣中的CO2發(fā)生化學反應，形成CaCO3使石灰的強度逐漸提高。（四）石灰的品種1）按石灰中的氧化鎂含量的高低分2）按成品的加工方法分塊狀生石灰、磨細生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。生石灰鈣質石灰鎂質石灰MgO≤5%MgO＞5%第二節(jié)石灰氣硬性膠凝材料石灰石塊狀生石灰熟石灰粉生石灰粉石灰膏石灰乳煅燒加適量水熟化磨細加水為石灰質量的2.5-3倍沉淀除去表層多余水分第二節(jié)石灰氣硬性膠凝材料（五）石灰的技術標準

建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaO＋

MgO及雜質的含量，可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。（六）石灰的應用及儲存1、石灰的特點（1）良好的保水性；

熟化生成的氫氧化鈣顆粒極其細小，比表面積（材料的總表

面積與其質量的比值）很大，使得氫氧化鈣顆粒表面吸附有一層

較厚的水膜，即石灰的保水性好。（2）生石灰水化時水化熱大，體積增大；（3）凝結硬化慢、強度低；第二節(jié)石灰氣硬性膠凝材料表4.1建筑生石灰的技術指標項目鈣質生石灰鎂質生石灰優(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未消化殘渣含量（5mm圓孔篩篩余量）%，不大于5101551015產漿量，L/kg，不小于2.82.32.02.82.32.0第二節(jié)石灰氣硬性膠凝材料表4.2建筑生石灰粉的技術要求項目鈣質生石灰粉鎂質生石灰粉優(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）858075807570細度0.90mm篩篩余(%，不大于）0.20.51.50.20.51.50.125mm篩篩余(%，不大于）7.012.018.07.012.018.0第二節(jié)石灰氣硬性膠凝材料表4.3建筑消石灰粉的技術要求項目鈣質消石灰粉鎂質消石灰粉優(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）706560656055游離水，%0.4~20.4~20.4~20.4~20.4~20.4~2細度0.90mm篩篩余(%，不大于）000.5000.50.125mm篩篩余(%，不大于）3101531015第二節(jié)石灰氣硬性膠凝材料（4）硬化后體積收縮大，易開裂；（5）耐水性差；（6）化學穩(wěn)定性差。2、石灰的應用

（1）配制石灰砂漿和石灰乳涂料石灰砂漿由石灰膏和砂、水拌合而成，可用作內墻、頂棚的抹面。

石灰乳由石灰膏稀釋而成，常用作內墻和頂棚的粉刷涂料。

（2）配制灰土和三合土

灰土：熟石灰粉+粘土。

三合土：熟石灰粉+粘土+砂、石或爐渣等填料。可廣泛用作建

筑物的基礎、路面或地面的墊層。

第二節(jié)石灰氣硬性膠凝材料

既然石灰不耐水，為什么由它配制的灰土或三合土卻可以用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位？

(1)

石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。加適量的水充分拌合后，經碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中石灰與粘土表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，所以灰土或三合土的強度和耐水性會隨使用時間的延長而逐漸提高，適于在潮濕環(huán)境中使用。

(2)由于石灰的可塑性好，與粘土等拌合后經壓實或夯實，使灰土或三合土的密實度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大為減少。因此灰土或三合土可以用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位。思考

（3）制作碳化石灰板

碳化石灰板是將磨細生石灰、纖維狀填料（如玻璃纖維）或輕質骨料

（如礦渣）攪拌、成型，然后經人工碳化而成的一種輕質板材，適宜作非承

重內墻板、天花板等。

（4）制作硅酸鹽制品

磨細生石灰或消石灰粉與砂或?；郀t礦渣、爐渣、粉煤灰等硅質材

料經配料、混合、成型，再經常壓或高壓蒸汽養(yǎng)護，就可制得密實或多孔的

硅酸鹽制品。如灰砂磚、粉煤灰磚及砌塊、加氣混凝土砌塊等。第二節(jié)石灰氣硬性膠凝材料3、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。作到“隨到隨化”。

（2）生石灰不得與易燃、易爆等危險液體物品混合存放和混合運輸。

（3）熟石灰在使用前必須陳伏15d以上，以防止過火石灰對建筑物產生的危害。工程實例

某工地要使用一種生石灰粉，現取試樣，應如何判該石灰的品質？

1.檢測石灰中CaO和MgO的含量,細度。

2.根據MgO含量，判定該石灰的類別(屬鈣質/鎂質石灰)

3.查表判定該石灰的等級。

第二節(jié)石灰氣硬性膠凝材料一、建筑石膏的原料及生產二水石膏CaSO4·2H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4·0.5H2O107～170℃加熱、脫水125℃0.13MPa蒸壓鍋β型建筑石膏α型高強石膏天然的原材料（一）原材料化學工業(yè)副產品天然的二水石膏（軟石膏）磷石膏和鹽田石膏（二）生產過程第三節(jié)石膏氣硬性膠凝材料生石膏熟石膏天然石膏建筑石膏第三節(jié)石膏氣硬性膠凝材料二、建筑石膏的水化與硬化

建筑石膏（半水石膏）重新水化放熱生成二水石膏的化合反應過程：建筑石膏凝結過程，是一個溶解、反應、沉淀、結晶的過程；硬化過程則是二水石膏晶體之間，結晶結構網的形成過程。建筑石膏凝結硬化很快，一般初凝不小于6分鐘，終凝不超過30分鐘。第三節(jié)石膏氣硬性膠凝材料三、建筑石膏的技術性質（一）技術指標建筑石膏色白，密度2.60～2.75g/cm3,堆積密度800～1000kg/cm3,根據國標《建筑石膏》的規(guī)定，按其凝結時間、細度及強度指標分為三級。優(yōu)等、一等和合格。等級指標優(yōu)等品一等品合格品強度（MPa）抗折強度2.52.11.8抗壓強度4.93.92.9細度(以0.2mm方孔篩篩余百分數計，不大于）5.010.015.0凝結時間(min)初凝時間不小于6終凝時間不大于30表2.4建筑石膏的技術要求(GB9776—88)

（二）技術特性1、強度低；

2、凝結硬化快，初凝6分，終凝30分；3、孔隙率大（50~60%），熱導率?。?.121~0.205W/(m.k)）；4、凝結時體積產生微膨脹（0.05%~0.15%）；5、吸濕性強，耐水性差(軟化系數為0.2~0.3)；6、具有較好的防火性能；7、加工性能好；8、隔熱、吸聲性良好；9、具有一定的調溫、調濕性。四、建筑石膏的應用1、室內抹灰與粉刷；2、生產建筑石膏制品3、生產水泥時作為緩凝劑加入水泥中第三節(jié)石膏氣硬性膠凝材料紙面石膏板裝飾石膏板吸聲用穿孔石膏板第三節(jié)石膏氣硬性膠凝材料五、高強石膏2、高強石膏應用（1）強度要求較高的抹灰工程、裝飾制品和石膏板（2）摻入防水劑，可用于濕度較高的環(huán)境。（3）做粘結劑，須加入聚乙烯醇水溶液。其特點是無收縮。第三節(jié)石膏氣硬性膠凝材料1、高強石膏特點

由于高強石膏晶體較粗大，比表面積小(1g固體所占有的總表面積)，拌制石膏漿時，需水量（需水量約為35%-45%）比建筑石膏（需水量高達60%-70%）小，故硬化后有較高的強度，7天的抗壓強度可達15-40MPa。一、水玻璃（泡花堿）的原料及生產

是一種堿金屬氣硬性膠凝材料。（一）原料

石英砂、純堿或含碳酸鈉的原料（二）生產二、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，速度較慢。具體反應式如下：

Na2O?nSiO2+CO2+mH2O＝Na2CO3+nSiO2?mH20

1300～1400℃Na2CO3+nSiO2

Na2O?nSiO2+CO2第四節(jié)水玻璃（了解）氣硬性膠凝材料第四節(jié)水玻璃（了解）氣硬性膠凝材料為了加速水玻璃的硬化，可加熱或摻入12%-15%的促硬劑氟硅酸鈉或加熱以加快其硬化。三、水玻璃的性質

1、粘結力強2、耐酸性好3、耐熱性好四、水玻璃的用途

1、涂刷或浸漬材料（除浸漬石膏之外，因會生成硫酸鈉晶體，體積膨脹，產生破壞），可增加材料的密實度和強度，增強抗風化能力。2、加固地基；將水玻璃和氯化鈉溶液交替灌入土壤中，發(fā)生化學反應，析出硅酸膠體，起到膠結和填充土壤的作用，并可以阻止水滲入，增加土壤的密實度和強度。3、修補裂縫、堵漏；將水玻璃溶液摻入砂漿或混凝土中，可使其急速凝結硬化。4、配制耐酸砂漿和耐酸混凝土；

5、配制耐熱砂漿和耐熱混凝土。

建筑石膏及其制品為什么適用于室內，而不適用于室外使用？

建筑石膏及其制品適用于室內裝修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝結硬化后具有以下的優(yōu)良性質：

（1）石膏表面光滑飽滿，顏色潔白，質地細膩，具有良好的裝飾性。加入顏料后，可具有各種色彩