气硬性胶凝材料作用及构造做法培训讲义

3气硬性胶凝材料

本章讲述了建筑工程中常用的石膏、石灰和水玻璃三种气硬性胶凝材料。要求掌握各种材料的特性及应用，熟悉其生产、凝结硬化原理以及储运、使用中应注意的问题。

本章提要

胶凝材料是指在一定条件下通过自身的一系列变化，能把其他材料胶结成具有一定强度的整体的材料，通常分为有机和无机两大类。

有机胶凝材料是指以天然的或人工合成的高分子化合物为基本组分的一类胶凝材料。

无机胶凝材料是指以无机矿物为主要成分，当其与水或水溶液拌和后形成的浆体，经过一系列物理化学变化，而将其他材料胶结成具有强度的整体。无机胶凝材料根据硬化条件不同又分为气硬性和水硬性两种。

气硬性胶凝材料一般只能在空气中硬化并保持其强度。如石灰、石膏等。

水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能在水中继续硬化并保持和发展其强度。如水泥等。本章内容3.1

建筑石膏3.2

石灰3.3

水玻璃3.1建筑石膏我国的石膏资源极其丰富，分布很广。有自然界存在的天然二水石膏(CaSO4·2H2O，又称软石膏或生石膏)、天然无水石膏(CaSO4，又称硬石膏)和各种工业副产品或废料——化学石膏。

石膏胶凝材料的生产，通常是用天然二水石膏经低温煅烧、脱水、磨细而成。3.1.1石膏的品种与生产二水石膏在107~170℃时激烈脱水，水分迅速蒸发，成为β型半水石膏：

β型半水石膏磨细即为建筑石膏。其中杂质含量少、颜色洁白者称模型石膏。二水石膏在0.13MPa压力的蒸压锅内蒸炼(温度125℃)脱水，可制得α型半水石膏：

α型半水石膏浆体硬化后的强度较高，故又称高强石膏。半水石膏遇水后将重新水化生成二水石膏：随着浆体中自由水分因水化和蒸发而逐渐减少，浆体也逐渐变稠，这个过程称为凝结过程。其后，二水石膏晶体继续大量形成、长大，晶体之间互相交错连生，形成结晶结构网，使浆体变硬，并形成具有强度的石膏制品。这个过程称为硬化过程。3.1.2建筑石膏的凝结硬化3.1.3.1建筑石膏的技术性质建筑石膏的密度为2.5~2.8g/cm3，表观密度为800~1000kg/m3。建筑石膏的技术要求主要有强度、细度和凝结时间。

按强度和细度的差别，建筑石膏划分为优等品、一等品和合格品三个等级(见表3.1)。3.1.3建筑石膏的技术性质和特点等级指标优等品一等品合格品强度（MPa）抗折强度2.52.11.8抗压强度4.93.92.9细度(以0.02mm方孔筛筛余百分数计，不大于）5.010.015.0凝结时间(min)初凝时间不小于6终凝时间不大于30表3.1建筑石膏的技术要求(GB9776—88)(1)凝结硬化化快(2)凝固时体体积微膨膨胀(3)孔隙率大大，表观观密度小小，绝热热、吸声声性能好好(4)具有一定定的调温温调湿性性(5)防火性好好，但耐耐火性差差(6)耐水性、、抗冻性性差3.1.3.2建筑石膏膏的特点点(1)纸面石膏膏板(2)石膏装饰饰板(3)纤维石膏膏板(4)石膏空心心条板(5)石膏空心心砌块和和石膏夹夹心砌块块石膏还可可用来生生产各种种浮雕和和装饰品品。如浮浮雕饰线线、艺术术灯圈、、角花等等等。3.1.4建筑石膏膏的用途途3.2石灰石灰是由石灰灰岩煅烧烧而成。。石灰岩岩的主要要成分是是碳酸钙钙(CaCO3)和碳酸酸镁(MgCO3)。石灰岩岩在适适当温温度(1000~1100℃℃)下煅烧烧，得得到以以CaO为主要要成分分的物物质即即石灰灰，也也叫生生石灰灰(其中含含一定定量MgO)：3.2.1石灰的的生产产与品品种石灰的的分类类根据据加工工方法法不同同，有有：(1)块状生生石灰灰(2)磨细生生石灰灰粉(3)消石灰灰粉(4)石灰浆浆根据熟化速速度分为快熟石石灰、、中熟熟石灰灰和慢慢熟石石灰，其熟熟化速速度见表3.2。表3.2生石灰灰熟化化速度度分类类石灰种类熟化时间快熟石灰中熟石灰慢熟石灰熟化速度在10min以内熟化速度在10~30min之间熟化速度在30min以上3.2.2石灰的的熟化化与硬硬化生石灰灰加水水生成成氢氧氧化钙钙的过过程，，称为为石灰的的熟化化或消消解过过程。其反反应式式如下下：石灰熟熟化时时放出出大量量的热热，其其体积积膨胀胀1~2.5倍，熟熟化后后的产产物Ca(OH)2称熟石灰灰或消消石灰灰。为了保保证石石灰充充分熟熟化，，必须须将石石灰浆浆在贮贮灰坑坑中存存放两两星期期以上上，这这一过过程叫叫石灰灰的““陈伏”。石灰的的硬化化包含下下面两两个同同时进进行的的过程程：①结晶晶过程程——多余水水分蒸蒸发或或被砌砌体吸吸收，，Ca(OH)2逐渐从从饱和和溶液液中析析出结结晶。。②碳化化过程程——Ca(OH)2和空气气中的的CO2化合，，生成成碳酸酸钙晶晶体。。反应应式如如下：：根据规规定，，钙质质生石石灰和和镁质质生石石灰各各分为为3个等级级，各等等级的的质量量要求求见表3.3、表3.4。建筑消消石灰灰粉按按MgO的含量量分为为钙质消消石灰灰粉(MgO含量小小于4%)、镁质消消石灰灰粉(MgO含量在在4%~24%)和白云石石消石石灰粉粉(MgO含量在在24%~30%)，并按按其技技术要要求分分为优等品品、一一等品品和合合格品品。3.2.3石灰的的技术术性质质和特特性3.2.3.1石灰的的技术术性质质表3.3生石灰灰主要要技术术指标标(JC/T479—92)项目钙质生石灰镁质生石灰优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO+MgO含量(%，不小于)908580858075未消化残渣含量(5mm圆孔筛筛余)(%，不大于)5101551015CO2(%，不大于)5796810产浆量(L/kg，不小于）2.82.32.02.82.32.0表3.4建筑石石灰粉粉的技技术要要求(JC/T480—92)项目钙质生石灰镁质生石灰优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO+MgO含量(%，不小于）858075807570CO2含量(%，不大于）791181012细度0.90mm筛筛余(%，不大于）0.20.51.50.20.51.50.125mm筛筛余(%，不大于）7.012.018.07.012.018.0(1)良好的的可塑塑性及及保水水性(2)凝结硬硬化慢慢、强强度低低(3)耐水性性差(4)体积收收缩大大(5)吸湿性性强3.2.3.2石灰的的特性性(1)配制石石灰砂砂浆和和石灰灰乳(2)配制灰灰土与与三合合土(3)生产硅硅酸盐盐制品品(4)生产碳碳化石石灰板板3.2.4石灰的的应用用3.3水玻璃璃水玻璃璃俗称泡花碱碱，是碱碱金属属氧化化物和和二氧氧化硅硅结合合而成成的能能溶解解于水水的一一种硅硅酸盐盐材料料。最常用用的是是硅酸钠钠水玻玻璃(Na2O·nSiO2)及硅酸钾钾水玻玻璃(K2O·nSiO2)。生产水水玻璃璃的方方法有有湿法和干法两种。。水玻璃璃硬化化是吸收收空气气中CO2而析出出无定定形硅硅酸：：这个过过程进进行很很慢。。为加加速其其硬化化，可可将水水加热热或加