氣硬性膠凝材料

氣硬性膠凝材料目錄第一節(jié)概述第二節(jié)石膏第三節(jié)

石灰主要內(nèi)容：膠凝材料分類及含義、建筑石灰和石膏的生產(chǎn)、凝結硬化、技術要求、性質(zhì)及應用。重點：膠凝材料（氣硬性無機膠凝材料、水硬性無機膠凝材料）的概念及應用；建筑石灰和石膏凝結硬化機理、特點及應用。3.難點：①建筑石灰、石膏的特點；②氣硬膠凝材料與水硬性膠凝材料在凝結硬化機理及性能的差異。4.注意事項：①教材上對建筑石灰和石膏的特點分析不夠系統(tǒng)，教案中以補充歸納了二者的特性。從凝結硬化機理上進行了分析。②在介紹這二種材料特性的基礎上，將他們的異同點與水泥的性能進行對比，闡明氣硬性材料與水硬性材料的異同點，明確它們在應用上的差異。Back第一節(jié)概述

膠凝材料有機材料無機材料瀝青合成材料-膠粘劑石膏石灰和水玻璃水泥氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料1、分類2．概念①膠凝材料：能通過物理化學作用將散粒材料或塊狀材料膠結成為一個整體，并產(chǎn)生強度的材料。②氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化，保持并發(fā)展其強度的材料。③水硬性膠凝材料：既能在空氣中硬化，又能更好的在水中硬化，保持并發(fā)展其強度的材料。Back第二節(jié)石膏石膏生產(chǎn)簡介石膏的凝結與硬化石膏的技術要求和性質(zhì)建筑石膏的應用Back石膏生產(chǎn)簡介

建筑石膏：以為主要成分，不預加任何外加劑的粉狀膠凝材料。

建筑石膏Back石膏的凝結與硬化

1、水化：半水石膏和水反應生成二水石膏的過程。

由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大（約四倍），所以二水石膏處于過飽和狀態(tài)，不斷從溶液中析晶，水解反應不斷右移，直至半水石膏全部轉(zhuǎn)變成二水石膏。

2、凝結：可塑性漿體失去可塑性，開始產(chǎn)生強度的過程。

石膏的凝結與硬化

生成二水石膏用水吸附水水分蒸發(fā)溶液中的自由水漿體變稠摩擦力粘結力失去可塑性3、硬化：失去可塑性漿體強度增加的過程。

石膏晶體數(shù)量增加，晶體長大，彼此連生，相互交錯，形成結晶網(wǎng)，產(chǎn)生強度。以上三個過程是相互交錯，連續(xù)進行的。

石膏的凝結與硬化

Back石膏的技術要求和性質(zhì)

1、技術要求：建筑石膏按細度、強度和凝結時間分為三級。2、特點：凝結硬化快早期強度發(fā)展快，但后期強度并不高微膨脹性：石膏硬化過程中產(chǎn)生1%左右的膨脹孔隙率高防火性強石膏及制品只能在干燥環(huán)境中使用建筑石膏技術要求（GB9776－88）

技術指標優(yōu)等品一等品一等品抗折強度，MPa，不小于

2.52.11.8抗壓強度，MPa，不小于

4.93.92.9細度，0.2mm孔篩余量，不大于5.010.015.0凝結時間

初凝時間不早于6min，終凝時間不遲于30minBack建筑石膏的應用

1、室內(nèi)抹灰和粉刷

2、石膏制品：石膏板小型石膏砌塊中型石膏（砌塊）條塊裝飾面板隔聲板Back建筑石膏易受潮吸濕，凝結硬化快，因此在運輸、貯存的過程一中，應注意避免受潮。石膏長期存放，強度也會降低。一般貯存三個月后，強度下降30％左右。所以建筑石膏貯存時間不得過長，若超過三個月，應重新檢驗并確定其等級。石膏板石膏天花板

石膏石膏裝飾制品在裝飾工程中，建筑石膏和高強石膏往往先加工成各式制品，然后鑲貼、安裝在基層或龍骨支架上。石膏裝飾制品主要有裝飾板、裝飾吸聲板、裝飾線角、花飾、裝飾浮雕壁畫、畫框、掛飾及建筑藝術造型等，這些制品都充分發(fā)揮了石膏膠凝材料的裝飾性，效果很好。1.裝飾石膏板裝飾石膏板是以建筑石膏為基料，摻入少量增強纖維、膠粘劑、改性劑等，經(jīng)攪拌、成型、烘干等工藝制成的不帶護面紙的裝飾板材。（1）裝飾石膏板的分類與規(guī)格裝飾石膏板為正方形，按其棱邊斷面形式有直角型和45°倒角型兩種；按其功能不同分為普通板、防潮板、耐水板和耐火板等；按其表面裝飾效果不同分為平板、穿孔板、浮雕板等。常見板材的規(guī)格為500mm×500mm×9mm600mm×600mm×11mm

(2)裝飾石膏板產(chǎn)品的標記裝飾石膏板品種很多，有各種平板、花紋浮雕板、穿孔板等。下表是幾種石膏裝飾板產(chǎn)品的分類和代號分類普通板防潮板平板孔板浮雕板平板孔板浮雕板代號PKDFPFKFD表

裝飾石膏板產(chǎn)品的分類和代號

(3)裝飾石膏板的性能與技術要求裝飾石膏板具有輕質(zhì)、高強、耐火、隔聲、韌性高等性能，可進行鋸、刨、釘、鉆、粘等加工，施工安裝方便。裝飾石膏板的物理力學性能需滿足《裝飾石膏板》(JC／T799-96)的要求。裝飾石膏板正面不應有影響裝飾效果的氣孔、污痕、裂紋、缺角、色彩不均和圖案不完整等缺陷。裝飾石膏板板材的含水率、吸水率、受潮撓度應滿足下表的要求。項目優(yōu)等品一等品合格品平均值最大值平均值最大值平均值最大值含水率（≤）/%2.02.52.53.03.03.5含水率（≤）/%5.06.08.09.010.011.0受潮撓度(≤)/mm5.07.010.012.015.017.0表

裝飾石膏板的技術要求（4）裝飾石膏板的應用裝飾石膏板的表面細膩，色彩、花紋圖案豐富，浮雕板和孔板具有較強的立體感，質(zhì)感親切，給人以清新柔和感，并且具有質(zhì)輕、強度較高、保溫、吸聲、防火、不燃、調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度等特點。主要用于建筑室內(nèi)墻壁裝飾和吊頂裝飾以及隔墻等，如賓館、飯店、餐廳、禮堂、影劇院、會議室、醫(yī)院、幼兒園、候機(車)室、辦公室、住宅等的吊頂、墻面工程。濕度較大的場所應使用防潮板。2.嵌裝式裝飾石膏板嵌裝式裝飾石膏板是帶有嵌裝企口的裝飾石膏板，性質(zhì)和裝飾石膏板類似，只是還可以具備各種色彩、浮雕圖案、不同孔洞形式和排列方式，因而裝飾性更強。同時，嵌裝式裝飾石膏板在安裝時只需嵌固在龍骨上，不再需要另行固定，整個施工全部為裝配化，并且任意部位的板材均可隨意拆卸和更換，極大地方便了施工。3.紙面石膏板以半水石膏和護面紙(紙厚≤0.6mm)為主要原料，摻加適量纖維、膠粘劑、促凝劑、緩凝劑，經(jīng)料漿配制、成型、切割、烘干而成的輕質(zhì)薄板即為紙面石膏板。主要有普通紙面石膏板、防火紙面石膏板和防水紙面石膏板等幾種。常用的紙面石膏板的規(guī)格：長度為2400mm、3000mm；寬度為900mm、1200mm；板的厚度為9mm、12mm、15mm等。紙面石膏板的性質(zhì)與技術要求紙面石膏板具有質(zhì)輕、抗彎和抗沖擊性高等優(yōu)點，此外防火、保溫、隔熱、抗震性好，并具有較好的隔聲性，良好的可加工性(可鋸、可釘、可刨)，且易于安裝，施工速度快，勞動強度小，還可以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度。根據(jù)《紙面石膏板》(GB／T9775-1999)的規(guī)定。4.其他石膏制品藝術裝飾石膏制品是以優(yōu)質(zhì)建筑石膏粉為基料，配以纖維增強材料、膠粘劑等，加水拌制成均勻的料漿，澆注在具有各種造型、圖案、花紋的模具內(nèi)，經(jīng)硬化、干燥、脫模而成。（1）浮雕藝術石膏線角、線板、花角浮雕藝術石膏線角、線板和花角具有表面光潔、顏色潔白高雅、花型和線條清晰、立體感強、尺寸穩(wěn)定、強度高、無毒、防火、施工方便等優(yōu)點，廣泛用于高檔賓館、飯店、寫字樓和居民住宅的吊頂裝飾，是一種造價低廉、裝飾效果好、調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度和防火的理想裝飾裝修材料，可直接用粘貼石膏膩子和螺釘進行固定安裝。多用高強石膏或加筋建筑石膏制作，用澆注法成型。其表面呈現(xiàn)雕花型和弧型。（2）浮雕藝術石膏燈圈一般在燈座處及頂棚和角花多為雕花型或弧線型石膏飾件，燈圈多為圓形花飾，直徑500～1800mm，美觀、雅致，是一種良好的吊頂裝飾材料。

（3）石膏花飾、壁掛、花臺石膏花飾是按設計方案先制作陰模(軟模)，然后澆入石膏麻絲料漿成型，再經(jīng)硬化、脫模、干燥而成的一種裝飾板材，板厚一般為15～30mm。石膏花飾的花型圖案、品種規(guī)格很多，表面可為石膏天然白色，也可以制成描金、象牙白色、暗紅色、淡黃色等多種彩繪效果。用于建筑物室內(nèi)頂棚或墻面裝飾。建筑石膏還可以制作成浮雕壁掛，表面可涂飾不同色彩的涂料，也是室內(nèi)裝飾的新型藝術制品如圖。圖藝術石膏線角、花飾第三節(jié)

石灰

石灰的制備石灰的熟（消化）和硬化石灰的技術性質(zhì)應用Back超細消石灰生石灰干燥劑石灰的制備CaCO3

CaO

1000～1100℃CO2＋MgCO3

MgO

生石灰

根據(jù)MgO2的含量，生石灰分為兩種：

鈣質(zhì)生石灰MgO≤5％

鎂質(zhì)生石灰MgO≥5％根據(jù)石灰制備的溫度和時間，生石灰可分為兩種：過火石灰欠火石灰tem\time↑→過火石灰：粘土雜質(zhì)熔融、填充或包裹石灰表面→密實度高→石灰消解慢tem\time↓→欠火石灰：CaCO3分解不足、產(chǎn)率低。

石灰的制備Back石灰的熟（消化）和硬化

1、生石灰的熟化（消化）：熟石灰

反應：

特點：①放熱量大、快（1h放熱是混凝土1d放熱量的9倍多）

②體積增大：1～2.5倍熟石灰2、石灰的硬化：

石灰漿體在空氣中逐漸硬化是由一下兩個同時進行的過程完成的：結晶作用和碳化作用。結晶過程中產(chǎn)生Ca(OH)2，反應快。在碳化過程中，Ca(OH)2吸收空氣中的CO2生成CaCO3，由內(nèi)向外反應緩慢.石灰的熟（消化）和硬化

硬化過程結晶碳化Ca(OH)2結晶析出Ca(OH)2結晶析出主要變化特征內(nèi)部反應快由表及里2、石灰的硬化：Back石灰的技術性質(zhì)：

1、技術標準：

建筑生石灰（JC/T479-92）:

CaO+MgO含量、CO2含量、未消化殘渣量及產(chǎn)漿量（L/kg）:鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰各三等：優(yōu)等品、一等品和合格品。

建筑石灰粉（JC/T480-92）:

CaO+MgO含量、CO2含量、組成分為鈣質(zhì)、鎂質(zhì)。優(yōu)等、一等及合格三個等級

建筑消石灰分（JC/T481-92）:

CaO+MgO含量、游離水、體積安定性及細度、鈣質(zhì)消石灰粉鎂質(zhì)及白云石消石灰粉：優(yōu)等、一等、合格三個等級2、性質(zhì)（特點）

凝結硬化快、強度低漿體可塑性好（保水性好）體積收縮大耐水性差

Back應用

—生石灰粉、熟石灰粉、石灰膏

①加水→石灰漿、石灰乳使用可提高石灰的利用率、縮短陳伏期、操作簡便②硅酸鹽制品：如灰砂磚、生石灰粉+砂+水→（經(jīng)拌）陳伏→加壓→成型→壓蒸③碳化石灰板④作無熟料水泥等（生石灰粉+活性混合料+石膏）Back一、水玻璃的生產(chǎn)1、定義：水玻璃俗稱“泡花堿”，是由堿金屬氧化物和二氧化硅組合而成的能容易水的一種金屬硅酸鹽物質(zhì)。建筑工程中常用的水玻璃是硅酸鈉的水溶液。其化學式為：

Na2O·nSiO2

第四節(jié)水玻璃2、生產(chǎn)

將石英砂或石英巖粉加入Na2CO2或Na2SO4，在玻璃熔爐內(nèi)融化，在1300-1400度溫度下得固態(tài)水玻璃。

固態(tài)水玻璃在0.3-0.4MPa壓力的蒸汽鍋內(nèi)，融于水，呈粘稠狀的水玻璃溶液。

生產(chǎn)水玻璃的反應式如下：nSiO2+Na2CO3=Na2O·nSiO2+CO2式中：

n為水玻璃模數(shù)，即二氧化硅與氧化鈉的摩爾數(shù)比。其溶解的難易程度與水玻璃模數(shù)n的大小有關。N值越大，水玻璃的粘度越大，粘結能力越強，越難溶解，但較易分解、硬化。建筑工程中常用水玻璃的

n

值一般為2.5-2.8

之間。

液體水玻璃常含雜質(zhì)而呈青灰色，綠色或微黃色，以無色透明的液體水玻璃為最好。液體水玻璃可以與水按任意比例配合。使用時仍然可以加水稀釋。二、水玻璃的硬化

水玻璃在空氣中與二氧化碳作用，析出二氧化硅凝膠，凝膠因干燥而逐漸硬化，其反應式為：

Na2?nSiO2+CO2+mH2O→nSiO2?mH2O+Na2CO3

上述硬化過程很漫，為速硬化，可摻入適當?shù)墓袒瘎?，如氟硅酸鈉(Na2SiF6)或者氯化鈣(CaCl2),其反應式如下：

Na2?nSiO2+Na2SiF6+mH2O→(2n+1)SiO2?mH2O+6NaF

氟硅酸鈉的適量摻量，為水玻璃重量的2-15%。加入氟硅酸鈉后，水玻璃的初凝時間可以縮短到30-60分鐘，終凝時間可以縮短到240-360分鐘，7天基本上達到最高強度。三、水玻璃的性質(zhì)1、粘結強度較高

水玻璃有良好的粘結能力，硬化時析出的硅酸凝膠，有堵塞毛細孔隙而防止水滲透的作用。2、耐熱性好水玻璃不燃燒，在高溫下硅酸凝膠干燥得更加強烈，強度并不降低，甚至有所增加。用于配置水玻璃耐熱混凝土，耐熱砂漿，耐熱膠泥等。3、耐酸性強水玻璃能經(jīng)受除氫氟酸、過熱(300攝氏度以上)磷酸、高級脂肪酸或油酸以外的幾乎所有的無機酸和有機酸的作用,用于配置水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂漿、耐酸膠泥等。

4、耐堿性、耐水性較差水玻璃加入氟硅酸鈉后，仍不能完全硬化，仍有一定量的水玻璃。由于水玻璃可溶于堿，且溶于水，所以水玻璃硬化后不耐堿、不耐水。為了提高耐水性，可以采用中等濃度的酸對已硬化的水玻璃進行酸性處理。四、水玻璃的應用1、配置快凝防水劑以水玻璃為防水基料，加入兩種、三種或者四種礬配置成兩礬、三礬、或四礬快凝防水劑。這種防水劑凝結速度一般不超過一分鐘。

工程上利用它的速凝作用和粘附性，摻入水泥漿、砂漿或混凝土中，用于修補、堵漏、搶修、表面處理用。

因為凝結迅速，不宜伴制水泥防水砂漿，用作屋面或地面的剛性防水層。2、配置耐熱砂漿、耐熱混凝土或耐酸砂漿、耐酸混凝土,以水玻璃為膠凝材料，氟硅酸鈉做促凝劑，耐熱或耐酸粗細骨料按一定比例配置而成。水玻璃耐熱混凝土的極限使用溫度在1200攝氏度以下。水玻璃耐酸混凝土一般用于儲酸槽、酸洗槽、耐酸地平及耐酸器材等.3、涂刷建筑材料表面，可以提高材料的抗?jié)B和抗風化能力。用水玻璃浸泡處理多孔材料時，可使其密度和強度提高。對粘土磚、硅酸鹽制品、水泥混凝土等，均有良好效果。但不能用以涂刷或浸漬石膏制品，因為硅酸鈉與硫酸鈣會發(fā)生化學反應生產(chǎn)硫酸鈉，在制品孔隙中結晶，體積顯著膨脹，從而導致制品的破壞。4、加固地基，提高地基的承載力將液體水玻璃和氯化鈣溶液輪流交替向地層注入，發(fā)生反應生成的硅酸凝膠，將土壤顆粒包裹并填實其孔隙。

硅酸膠體為一種吸水膨脹的凍狀凝膠，因吸收地下水而經(jīng)常處于膨脹狀態(tài)，阻止水分的滲透而使土壤固結。5、水玻璃還可以作為多種建筑涂料的原料。將液體水玻璃與耐火填料等調(diào)成糊狀的防火漆，涂于木材表面，可抵抗瞬間火焰，著火點降低。第五節(jié)菱苦土菱苦土是一種鎂質(zhì)膠凝材料。其主要成分是ＭgO。菱苦土的主要原料是天然菱鎂礦。其主要成分是ＭgCO3。菱苦土材料一般是將菱鎂礦經(jīng)煅燒磨細而制成的。要求的細度為4900孔/cm2的篩余量不大于25％:其化學反應可表示如下：試驗證明，用水調(diào)拌菱苦土時將生成Mg(OH)2，漿體凝結很慢，硬化后強度很低。若以氯化鎂水溶液來調(diào)制ＭgO時，可以加速其水化反應，并且能形成新的水化產(chǎn)物。這種新的水化產(chǎn)物硬化后的強度較高（40～60ＭPa）。水化反應如下：菱苦土的水化、硬化水化產(chǎn)物中x、y、z的大小與煅燒溫度、MgCl2溶液用量、初始配比、養(yǎng)護條件有關。水化產(chǎn)物是針狀結晶，彼此機械咬合，并相互連生、長大，形成致密的結構，使?jié){體凝結硬化。

菱苦土與植物纖維能很好粘接，而且堿性較弱，不會腐蝕纖維。建筑工程中常用來配制菱苦土木屑漿和菱苦土木屑砂漿。前者可膠結為菱苦土木屑板，用于內(nèi)墻、天花板和地面。也可壓制成各種零件用作窗臺板、門窗框、樓梯扶手等。后者摻加砂子可作為地坪耐磨面層。用膨脹珍珠巖代替木屑可制成輕質(zhì)、阻燃型的室內(nèi)裝飾板材。以菱苦土為膠結料，以玻璃纖維為增強材料，添加改性劑，可制成管材產(chǎn)品。菱苦土的應用菱苦土的不足之處是硬化后易吸潮反鹵、耐水性差，其原因是硬化產(chǎn)物具有較高的溶解度，遇水會溶解。為提高耐水性，可采用外加劑，或改用硫酸鎂作為拌合水溶液，降低吸濕性、改進耐水性。1.某單位宿舍樓的內(nèi)墻使用石灰砂漿抹面。數(shù)月后，墻面上出現(xiàn)了許多不