5.2气硬性胶凝材料

气硬性胶凝材料胶凝材料：通过物理化学作用，能由可塑性浆体变成坚固石块体，并能将其它散粒状材料或块状材料粘结成整体的材料。胶凝材料有机胶凝材料无机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化、保持或持续发展强度。常用：石膏、石灰、水玻璃等水硬性胶凝材料：不仅在空气中而且在水中能更好地硬化，并保持和发展其强度。常用：水泥沥青石膏石灰水玻璃水泥（一）建筑石膏主要矿物成分：硫酸钙艺术石膏室内装修生石膏硬石膏1、石膏的制备天然二水石膏/生石膏（CaSO4

2H2O）天然无水石膏/硬石膏（CaSO4）化工石膏（化工副产品和废渣）：脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、盐石膏…水洗或石灰中和至中性107~170℃124℃、0.13MPa170~200℃

400~750℃

800℃

蒸压条件

2、建筑石膏的凝结硬化所谓石膏的“凝结”，就是石膏饱和浆体不断水化和蒸发，自由水逐渐减少，浆体变稠的过程。而石膏的“硬化”，则是二水石膏晶体大量形成长大，互相交错连生，构成结晶的结构网，浆体变硬，逐渐产生强度的过程。2、建筑石膏的凝结硬化建筑石膏凝结硬化的示意图1—半水石膏，2—二水石膏胶体颗粒，3—二水石膏晶体，4—交错的晶体

(1)凝结硬化速度快，硬化时体积微膨胀建筑石膏凝结硬化是石膏的结晶过程，其体积不仅不会收缩，而且还稍有膨胀（约为1%），能使石膏表面较为光滑饱满，棱角清晰完整。常温下完全水化的时间为5～15min，终凝时间不超过30min，7d左右完全硬化。需要操作时间较长时，可加入适量的缓凝剂，如硼砂等。3、建筑石膏的技术性质凝结硬化速度快硬化时体积微膨胀(2)孔隙率大，质量轻，保温性好石膏硬化体中的大量微孔，使其传热性显著下降具有良好的保温绝热能力。半水石膏水化，理论需水量18.6%，实际加水量约为60~80%，多余水分硬化后蒸发，留下孔隙。(3)吸湿性强，耐水性、抗冻性差吸湿性可调节室内的温度和湿度，创造出舒适的“小环境”，但长期在潮湿条件下，晶粒间的结合力减弱，强度下降。水中浸泡→部分二水石膏溶解，发生局部溃散；吸水受冻→空隙中水分会结冰膨胀破坏。(4）防火性好石膏制品遇火时，二水石膏会脱出21%左右的结晶水，吸收热量，并在表面形成蒸汽幕和脱水物隔热层。不宜长期靠近65℃以上高温的部位，以免脱水分解。

（5）装饰性和可加工性好装饰性好可加工性好石膏板吊顶（二）石灰石灰膏修复北京明长城粉笔的制备原料家禽养殖地消毒主要矿物成分：氧化钙或氢氧化钙石灰吟于谦[明代]千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。1、石灰的生产块状生石灰900~1100℃石灰的煅烧立窑竖窑回转窑土窑1、石灰的生产主要原料：石灰石、白云石、白垩、贝壳等块状生石灰CaOCaO+CO2CaCO31、石灰的生产

过火石灰欠火石灰正火石灰特点：外部为正常煅烧的石灰，残留有未烧透的内核胶结能力及利用率降低特点：石灰表面出现裂纹或玻璃状的外壳，颜色灰黑硬化后体积膨胀，引起鼓包和开裂温度过低；时间不足温度过高；时间过长温度正常；时间合理特点：与水反应能力强根据MgO的含量，生石灰分为两种：致密CaO釉状物多孔CaOCaCO3欠火石灰过火石灰熟化（消解）：工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为熟(消)石灰——氢氧化钙的过程。特点：速度快；体积膨胀1-2.5倍；放出大量的热2、石灰的熟化

石灰的“陈伏”：为消除过火石灰的危害，一般需将生石灰在储灰坑中储存两周以上，使过火石灰充分熟化，这一过程称为石灰的“陈伏”。在此期间，用水把石灰浆与空气隔绝，避免碳化。磨细生石灰不经陈伏可以直接使用，因为粉磨过程使过火石灰表面积大大增加，与水熟化反应速度加快，几乎可以同步熟化，而且又均匀分散在生石灰粉中，不至引起过火石灰的种种危害。石灰浆体在空气中逐渐硬化，由两个同时进行的过程来完成的：结晶作用（干燥硬化）：游离水分蒸发或被砌体吸收，

Ca(OH)2以结晶形态析出，碳化作用（碳化硬化）：Ca(OH)2与空气中的CO2与水化合生成CaCO3晶体，释出水分并被蒸发：结晶自里向表碳化自表向里3、石灰的硬化生石灰粉消石灰粉(熟石灰)石灰膏块状生石灰加3~4倍水消化加水拌合加适量水消化然后干燥磨细加适量水拌合4、石灰的品种石灰乳加过量水消化加水拌合主要成分为CaO生石灰粉:CaO熟石灰:Ca(OH)2石灰膏:Ca(OH)2和水石灰乳:Ca(OH)2和水块状生石灰:CaO5、石灰的特性（2）生石灰吸湿性强，保水性好（3）硬化过程缓慢，强度低，耐水性差（1）良好的可塑性（4）硬化时体积收缩大易受潮不宜贮存掺入纸筋、麻刀等减少收缩纸筋麻刀6、石灰的应用（2）制作碳化石灰板（1）室内粉刷，配制石灰砂浆和石灰乳（3）制作硅酸盐制品磨细生石灰+纤维状填料+轻质骨料（4）加固软土地基碳化石灰板灰砂砖（5）制造静态破碎剂和膨胀剂等（三）

水玻璃液体水玻璃固体水玻璃主要矿物成分：碱金属氧化物和二氧化硅组成肥皂水玻璃俗称“泡花碱”，由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅组成；能溶于水的硅酸盐物质。化学通式：R2O·nSiO2，其中n为水玻璃模数，代表氧化物与二氧化硅的摩尔比。n值越大，说明水玻璃的粘度就越高，但水中的溶解能力是相应下降的，建筑工程中常用在2.6～2.8。按碱金属氧化物，分为钠水玻璃、钾水玻璃和钾钠水玻璃。土木工程中主要使用液体钠水玻璃，当工程技术要求比较高的时候，也可能会使用钾水玻璃和钾钠水玻璃。1、水玻璃的生产水玻璃的生产方法分为湿法和干法两种：湿法生产液体水玻璃干法生产固体水玻璃（常用）（固体水玻璃在水中加热溶解而生成液体水玻璃）：固体水玻璃液体水玻璃液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化：由于空气中CO2浓度较低，这个过程进行的很慢，为加速硬化和提高硬化后的防水性，常加入固体剂氟硅酸钠（Na2SiF6）作为促硬剂，适宜用量为水玻璃重量的12%~15%。2、水玻璃的硬化Na2O·nSiO2+CO2+mH2O=Na2CO3+nSiO2·mH2O2(Na2O·nSiO2)+Na2SiF6+mH2O=6NaF+(2n+1)SiO2·mH2O（1）粘结能力强水玻璃是建筑上常用的粘结材料和胶凝材料。硬化后具有较高的粘结强度、抗拉和抗压强度。3、水玻璃的性质（2）耐热性好水玻璃不燃烧，可以用于配置耐热混凝土、耐热砂浆、耐热胶泥等。（4）耐水性差由于硬化产物NaF、Na2CO3等均溶于水