第04讲第十二章第二节气硬性胶凝材料及第三节水泥（一）（新版）

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页第二节气硬性胶凝材料 一、石灰1、原料与生产：石灰石（主要成分是CaCO3）经过高温煅烧而成，其主要成分为氧化钙（CaO），按照其中MgO的含量，分为钙质石灰（MgO<5%）和镁质石灰（MgO>5%）。2、石灰的消化与硬化（1）石灰的消化生石灰加水变成粉末的主意称为消化，成品称为消石灰。石灰的消化过程用下面放热反应化学式表示：（热量）特点：放热，体积增大1～2.5倍。生石灰消化过程需要一定时光，倘若生石灰消化不充足，在消石灰粉中残留有未消化的生石灰，则在使用后，因为未消化的生石灰继续消化，从而导致爆裂或不正常的膨胀现象。陈伏（2周以上）的目的就是使石灰充足熟化，消除过火石灰的危害，防止抹灰后爆灰起鼓。（2）石灰硬化石灰浆体的硬化包括两个同时举行的过程：结晶作用和碳化作用。结晶作用：石灰浆在干燥环境中，多余的游离水逐渐蒸发，使颗粒聚结在一起，同时生石灰浆体的内部形成大量的毛细孔隙。另外，当水分蒸发时，液体中氢氧化钙达到一定程度的过饱和，从而会产生氢氧化钙的析晶过程，加强了石灰浆中本来的氢氧化钙颗粒之间的结合。碳化作用：石灰浆能吸收空气中的二氧化碳而发生碳化作用，其反应如下：Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O石灰在硬化过程异常缓慢，且要蒸发大量的水分，引起体积显著收缩，易浮上干裂纹。所以，石灰不宜单独使用，普通要掺入砂、纸筋、麻刀等材料，以减少收缩，增强抗拉强度，并节约石灰。3、石灰的应用配制石灰砂浆、石灰乳；配制石灰土（石灰和粘土）、三合土（再加填料）；生产灰砂砖、碳化石灰板。二、建造石膏1、定义：建造石膏主要成分为半水硫酸钙(CaSO4·1/2H2O)。2、水化：将半水石膏粉末倒入调和水中搅拌成浆体时，则半水石膏遇水后将重新水化生成二水石膏，放出热量并逐渐凝结硬化。其化学反应可用下式表达：2(CaSO4·1/2H2O)+3H2O=2(CaSO4·2H2O)3、建造石膏的特点有：（1）凝结硬化快建造石膏加水拌合后，浆体的初凝和终凝时光都很短，普通初凝时光为几分钟至十几分钟，终凝时光在30min以内。（2）硬化后体积微膨胀，制品尺寸稳定不浮上裂纹，装点性好石膏在凝结硬化时，不像其他胶凝材料（如石灰、水泥）那样浮上收缩，反而略有膨胀（膨胀率为0.05%～0.15%），使石膏硬化表面光洁饱满，可制作出纹理细致的浮雕花饰。石膏硬化后的湿涨干缩较小，尺寸稳定，干燥时不开裂。（3）硬化体的孔隙率高石膏浆体硬化后，多余的自由水将蒸发，内部将留下大量的孔隙，因而表观密度小，并使石膏制品具有导热系数、吸声性强、吸湿性大、可调节室内的温度和湿度的特点。（4）防火性好，耐热性差石膏制品在碰到火灾时，二水石膏将脱出结晶水，吸热蒸发，并在制品表面形成蒸汽幕和脱水物隔热膜，有效地减少火焰对内部结构的危害，具有较好的防火性能。但是石膏制品的耐热性差，使用温度低于65℃。（5）耐水性和抗冻性能差建造石膏硬化体吸湿性强，吸收的水分会削弱晶体粒子的粘结力，使强度显著降低。吸水饱和的石膏制品受冻后，会因孔隙中的水结冰而开裂崩溃。4、应用：室内抹灰、制作石膏制品等。第三节水泥水泥属于水硬性胶凝材料。普通建造工程中常用的是通用水泥，包括硅酸盐水泥（代号P·Ⅰ，P·Ⅱ）、普通硅酸盐水泥（简称普通水泥，代号P·O）、矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥，代号P·S）、粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥，代号P·F）、火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥，代号P·P）和复合硅酸盐水泥（简称复合水泥，代号P·C）六大种。硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料，0~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细而成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥分为两种类型，不掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号为P·Ⅰ；掺加不超过水泥质量5%石灰石或或粒化高炉矿渣的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。硅酸盐水泥熟料矿物的组成及其水化产物硅酸盐水泥熟料矿物组成及其主要特征见表3。调节各矿物的比例水泥的性能会发生变化，如提高硅酸三钙的含量可制得高强水泥。表3硅酸盐水泥熟料矿物组成与主要特征矿物名称化学式代号含量（％）主要特征水化速度水化热强度硅酸三钙3CaO·SiO2C3S37～60快大高硅酸二钙2CaO·SiO2C2S15～37慢小早期低后期高铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A7～15最快最大低铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10～18较快中中因为铝酸三钙凝结硬化速度很快，会使水泥浆体浮上瞬时凝结的现象，影响水泥的正常使用，掺入石膏可以达到延缓凝结的目的，即石膏起缓凝作用。硅酸盐水泥的水化产物有水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶体，氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。在彻低水化的水泥石中，水化硅酸钙凝胶约占70％