第三章 气硬性胶凝材料

1、第三章 气硬性胶凝材料概 述 胶凝材料的定义 胶凝材料的分类 学习内容与要求 学习重点与难点胶凝材料的定义经过自身的物理化学作用后，在由可塑浆体变成坚硬石状体的过程中，能把散粒或块状物料胶结成一个整体的材料，统称为胶凝材料 （Cementitious Materials）。胶凝材料的分类v 有机胶凝材料 如沥青、各种树脂v 无机胶凝材料 气硬性胶凝材料（Non-Hydraulic） 只能在空气中硬化，并保持或继续提高强度 如石灰、石膏、水玻璃等。 水硬性胶凝材料（Hydraulic） 不仅能在空气中而且能更好地在水中硬化， 保持并继续提高其强度； 如各种水泥学习内容与要求 学习内容 石 灰 （

2、Lime） 石 膏 （Plaster） 水玻璃 （Water Glass） 主要几种气凝材料特性、技术性质要求和应用 学习要求 了解上述几种胶凝材料的特性与用途学习重点与难点 重 点 石灰和石膏的特性与用途 难 点 石灰的熟化和硬化特性 建筑石膏硬化过程的物理化学变化第一节 石 灰石灰的生产 煅 烧 过 程 原料经煅烧后得到块状产品 实际煅烧温度为1000-1100 （目的：加快煅烧过程） 温度过低或温度分布不均匀 欠火石灰 温度太高 过火石灰石灰产品除了块状生石灰，常用的石灰产品还有：生石灰粉：由块状石灰磨细得到的粉末，主要成分CaO消石灰粉：将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末，主要成分

3、为Ca(OH)2，亦称熟石灰石灰膏：将块状生石灰用过量水（约为生石灰体积的3-4倍）消化，或将消石灰粉和水拌和，所得达一定稠度的膏状物，主要成分Ca(OH)2和水一、石灰的熟化（消解）v 石灰的熟化过程 石灰在使用前，要加水熟化成熟石灰 （消石灰，Quicklime） 石灰熟化过程放出大量热，体积膨胀1-2.5倍 欠火石灰：中心部分仍是碳酸钙硬块，不能熟化，形成渣子。 过火石灰：结构紧密，熟化很慢，当用于建筑上后，可能继续熟化产生体积膨胀，引气开裂或局部脱落。 “陈伏”：为消除过火石灰的危害，石灰浆需在消解坑里存放两星期以上，使未熟化的石灰充分熟化。陈伏期间石灰浆表面应覆盖一水，以免石灰浆碳化

4、。二、石灰的硬化 石灰浆在空气中逐渐硬化，其硬化包括两个同时进行的过程：结晶过程 水分蒸发或消散引起氢氧化钙从过饱和溶液中析出晶体碳化过程 需要与空气接触 (过程较慢) 氢氧化钙吸收空气中CO2，生成碳酸钙和水Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O 三、石灰的特性 可塑性和保水性好 水化时放热大，体积增大 硬化缓慢 由于碳化作用主要发生在与空气接触的表面，且生成膜 CaCO3层较致密，阻碍了空气中CO2的渗入，也阻碍了内部水分向外蒸发。 硬化时体积收缩大。(工程上常掺加砂子) 因为硬化时大量水蒸发，导致毛细管失水收缩。 硬化后强度低。其原因是石灰消化时实际用水量比理论用

5、 水量大得多，多余水在硬化后蒸发，留下空隙。 耐水性差。因为 Ca(OH)2易溶于水。四、石灰的技术指标六、石灰的应用 制作石灰乳涂料 配制砂浆 （石灰砂浆和石灰水泥混合砂浆） 拌制灰土和三合土 石灰 ( 消石灰粉) 粘土 灰土 石灰 ( 消石灰粉) 粘土 砂等 三合土 灰土和三合土硬化时,除Ca(OH)2发生结晶和碳化作用外， Ca(OH)2还能与粘土中少量活性SiO2及Al2O3作用而生成具有水硬性的水化硅酸钙及水化铝酸钙。 生产硅酸盐制品 磨细生石灰或消石灰与砂、粉煤灰、炉渣等硅质材料加水拌和、经成型蒸压或蒸压处理等工序制得的建筑材料，通称为硅酸盐制品。如灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块等。

6、 装饰板材 磨细生石灰加入纤维状填料或骨料，可制成碳化板材。如隔板，天花板等。 第二节 石 膏石膏的生产 原 料 天然二水石膏 CaSO42H2O 生石膏 天然无水石膏 CaSO4 硬石膏 以硫酸钙为主要成分的工业副产品 磷石膏、氟石膏、芒硝石膏等。石膏的生产 生产过程 石膏的主要生产工序是煅烧和磨细。 天然二水石膏在非密闭的窑炉中加热到107170时，可得型半水石膏-熟石膏，磨细后即为建筑石膏。二水石膏在不同温度下的生成物及性质煅烧温度生成物性 质107 170（常压） 半水石膏CaSO41/2H2O加水后生成CaSO42H2O，凝结硬化很快，放出热量，体积略膨胀。125（0.13MPa）半

7、水石膏CaSO41/2H2O需水量较b半水石膏小，故硬化后强度较高。170 200可溶硬石膏CaSO4水化凝结较快，同时放出大量热，需水量较半水石膏高，强度较低。400硬石膏CaSO4400 500是难溶石膏，500 750为不溶石膏。800煅烧石膏CaSO4和少量CaO具有水化硬化能力，凝结较慢，抗水性好，耐磨性高。一、建筑石膏（一）建筑石膏的凝结与硬化（二）建筑石膏的特性凝结硬化快硬化时体积微膨胀硬化后体积较大，表观密度和强度较低隔热、吸声性能好防火性能好具有一定调温、调湿性耐水性和抗冻性差加工性能好（三）建筑石膏技术要求(GB97761988)技术指标优等品一等品合格品抗压强度（ MPa

8、 ）2.52.11.8抗折强度（MPa）4.93.92.9细度（0.2mm方孔筛筛余%）5.010.015.0凝结时间初凝时间不早于6min，终凝时间不迟于30min（四）建筑石膏的应用第三节 水 玻 璃一、水玻璃的生产 水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比的碱金属氧化物和二氧化硅所组成。化学式为R2OnSiO2。二氧化硅和碱金属氧化物的摩尔比 n 称为水玻璃的模数，一般在2.63.0之间，密度为1.31.5g/cm3。生产方法： 干法：石英砂和碳酸纳共同加热熔化，经冷却成固体，再与水加热溶解成水玻璃。 湿法：石英砂和苛性钠溶液在在压蒸锅内(0.20.3MPa)用蒸汽加热，直接反应生成水玻璃。二、水玻璃的硬化水玻璃与空气中的CO2作用，生成无定形二氧化硅凝胶，并逐渐干燥而硬化。 无定形硅凝胶 因空气中CO2较少，该过程较慢，通常加入1215氟硅酸钠加速硅酸凝胶析出。三、水玻璃的性能 胶结性能好 热稳定性好 耐酸性好 耐水性和耐碱性差四、水玻璃的应用 配制建筑涂料 直接涂刷多孔制品表面，提高密实性和耐久性 配制快凝防水剂 配制耐酸混凝土和砂浆 配制耐热混凝土和砂浆 作为灌浆材料加固地基思 考 题1、从硬化过程及硬化产物分析石膏及石灰属气硬性胶凝材料的原因。3、用于墙面抹灰时，建筑石膏与石灰比较