建筑工程材料（第三版）课件 单元2、3 气硬性无机胶凝材料、水泥

建筑工程材料目录绪论建筑材料入门单元一建筑材料的基本性质单元二气硬性无机胶凝材料单元三水泥单元四混凝土单元五建筑砂浆单元六建筑用钢及其他金属材料单元七墙体材料单元八建筑塑料与胶粘剂单元九建筑功能材料单元十装饰材料建筑材料检测教学目标本章内容

单元二气硬性无机胶凝材料

通过本章的学习：1.了解石灰、石膏、水玻璃等的生产、化学组成基本知识；2.掌握石灰、石膏品种的分类、技术标准及工程应用；3.熟悉气硬性胶凝材料的标识、贮存、验收等内容。1322.1石膏2.2石灰2.3水玻璃指在建筑施工中，能将粒状或块状材料粘结成一个整体而使用的材料。由于要经历一系列物理、化学的凝结、硬化作用，故称胶凝材料。单元二气硬性无机胶凝材料按化学组成分有机胶凝材料

例：沥青、各种树脂。无机胶凝材料例：石灰、石膏、水玻璃

例：各种水泥胶凝材料定义胶凝材料分类气硬性水硬性只能在空气中凝结硬化。

在水中凝结硬化更好。单元二气硬性无机胶凝材料2.1石膏一、石膏的生产与品种原料天然二水石膏(CaS04·2H20又称生石膏或软石膏)天然无水石膏(CaS04

又称硬石膏)工业副产品CaS04·2H20主要原料—石膏岩单元二气硬性无机胶凝材料2.1石膏强度增加需水量减少耐水性增强模型石膏建筑石膏，用于一般抹灰高强度石膏，制作石膏板、石膏制品称无水石膏水泥，用于高强石膏制品地板石膏煅烧品种特征工程作用一、石膏的生产与品种单元二气硬性无机胶凝材料2.1石膏一、石膏的生产与品种煅烧生产熟石膏生石膏单元二气硬性无机胶凝材料2.1石膏二、水化、凝结和硬化水化胶凝材料与水之间的化学反应。反应式如下:凝结、硬化加水拌和形成浆体

−→逐渐变为流态塑性浆体−→拌和水继续减少，失去流动性（初凝）−→失去可塑性（终凝）−→结晶析出、交错−→干燥硬化胶体胶体Ω

凝结硬化快：6分钟初凝，30分钟终凝，使用时要加缓凝剂。Ω

硬化时体积微膨胀：建筑石膏硬化时膨胀率为0.1%左右，使石膏制品表面光滑饱满，棱角清晰，干燥时不开裂。

Ω

硬化后孔隙率较大：孔隙率达50%以上，保温隔热、吸声性、吸湿性等较好。Ω

耐水性差：不适宜使用于室外工程。Ω

强度低：不能用作承重构件Ω

防火性能良好：制品厚度越大，防火性能越好。Ω

可加工性能好：可粘接、切割和铆固。单元二气硬性无机胶凝材料2.1石膏三、建筑石膏的特性单元二气硬性无机胶凝材料2.1石膏四、建筑石膏技术标准分类按原材料种类分为三类：类

别天然建筑石膏脱硫建筑石膏磷建筑石膏代

号NSP按2h湿抗折强度分为三个等级:4.0;3.0;2.0标记按产品名称、代号、等级及标准编号的顺序标记：例：等级2.0的天然建筑石膏标记为：

建筑石膏N2.0GB/T9776--2022单元二气硬性无机胶凝材料2.1石膏四、建筑石膏技术标准物理力学性质物理力学性质应符合下表要求：单元二气硬性无机胶凝材料2.1石膏五、工程应用石膏水泥板常用建筑石膏制品

吸音板压花板耐火板单元二气硬性无机胶凝材料2.1石膏五、工程应用单元二气硬性无机胶凝材料2.1石膏六、运输、贮存、验收

Ω

袋装应用防潮包装。

Ω

产品出厂应有检验合格证，包装上应清楚标明产品

标记、生产厂名、厂址、商标、批量编号、净重、

生产日期和防潮标志。

Ω

运输、贮存时不得受潮和混入杂物。

Ω

贮存期为三个月(自生产之日起）。单元二气硬性无机胶凝材料2.2石膏案例：

石膏饰条在光滑的天花板上直接粘贴，前后半小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落，请分析原因。分析：

其原因有两个方面。1.建筑石膏加水拌和后6~30分钟凝结，后来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝，粘结性能差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次随拌即用。2.在光滑的天花板上直接贴石膏条难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者在粘结石膏浆中掺入粘结剂。工程实例分析单元二气硬性无机胶凝材料2.2石灰一、石灰生产简介原料石灰岩、白垩岩（化学成分CaCO3、MgCO3）煅烧生产

CaC03

———→

Ca0

+

C02↑

MgC03

———→

Mg0

+

C02↑生石灰

石灰岩生石灰粉生石灰块1000℃1000℃单元二气硬性无机胶凝材料2.2石灰二、石灰的熟化

熟化是指生石灰（CaO、MgO）与水作用生成Ca(OH)2

、Mg(OH)2的过程，又称石灰的消解或消化。CaO+H20—→Ca(OH)2+65kJ/molMgO

+H20—→Mg(OH)2+65kJ/mol生石灰熟石灰（或消石灰、膏状）概念化学反应工程上熟化有熟石灰膏（水泡法）和石灰粉法（淋水法）两种。熟化方式单元二气硬性无机胶凝材料2.2石灰二、石灰的熟化化灰池熟石灰膏放热：

石灰熟化过程放出大量的热

。300g生石灰加水放热达335KJ，可烧开1kg水。膨胀：生石灰熟化成熟石灰膏后体积增大1～2.5倍。陈伏：为了消除过火石灰的放热、膨胀给工程的危害，

石灰膏应进行陈伏。

①陈伏是指石灰膏在储灰坑中放置14d以上的过程。

②陈伏期间，石灰膏表面应保持一层水膜，以免与空气中二氧化碳发生碳化反应。熟化注意问题陈伏单元二气硬性无机胶凝材料2.2石灰二、石灰的熟化熟石灰粉袋装熟石灰粉单元二气硬性无机胶凝材料2.2石灰三、石灰的硬化结晶过程石灰浆体中游离水分不断蒸发，使Ca(OH)2从饱和溶液中逐渐结晶析出。碳化过程Ca(OH)2与空气中的CO2和水反应，形成不溶于水的碳酸钙晶体。

Ca(OH)2+C02+nH20─→CaC03+(n+1)H20↑

熟石灰碳酸钙、固体

由于碳酸钙晶体固体层在与空气接触的表层先形成，阻碍了空气中CO2的向内继续渗入，也阻碍了内部水分向外蒸发，因此石灰硬化缓慢。单元二气硬性无机胶凝材料2.2石灰四、石灰的性质Ω

保水性好、可塑性好（熟石灰膏）

Ω

硬化慢、强度低

Ω

硬化时体积收缩大：

Ω

耐水性差（熟石灰溶于水、硬化后遇水易匮解）

Ω

石灰吸湿性强：在水泥砂浆中掺入石灰膏，使可塑性提高。抗压强度只有0.2～0.5MPa，不用于作承重结构材料。不宜单独使用。工程上掺入砂或纤维材料以减少收缩。不宜在潮湿的环境和室外工程中使用。可做干燥剂。单元二气硬性无机胶凝材料2.2石灰五、石灰技术标准生石灰分类按加工情况分为：生石灰块和生石灰粉。（市场上也有熟石灰粉）按化学成分分为：钙质石灰和镁质石灰。标记

按产品名称、代号（生石灰块在代号后加Q，生石灰粉加QP）、符合标准等组成。例：符合JC/T479-2013的钙质生石灰粉90的标记为：生石灰粉生石灰块熟石灰粉单元二气硬性无机胶凝材料2.2石灰五、石灰技术标准建筑消石灰的分类建筑消石灰的物理性质单元二气硬性无机胶凝材料2.2石灰

六、工程应用单元二气硬性无机胶凝材料2.2石灰七、运输、贮存、验收

Ω

包装袋上应标明产品名称、标记、净重、批号、厂名、地址和生产日期。

Ω

生石灰是自热材料,不与易燃,易爆和液体物品混装。不应受潮,不宜长期储存。不同类不得混杂。

Ω

每批产品出厂时应向用户提供质量证明书,证明书上应注明厂名、产品名称、标记、检验结果、批号、生产日期。单元二气硬性无机胶凝材料2.2石灰案例：某工程石灰砂浆涂抹数日后，出现众多凸出的膨胀性裂缝，请分析原因。工程实例分析分析：

该石灰的陈伏时间不够。数日后部分过火石灰在已硬化的石灰砂浆中吸潮熟化，体积膨胀，以致产生膨胀性裂缝。

因工期紧，可选用消石灰粉。消石灰粉把过火石灰磨成细粉，易于克服过火石灰在熟化时造成的体积安定性不良的危害。单元二气硬性无机胶凝材料2.3水玻璃

水玻璃俗称泡花碱。工程中常用的硅酸钠水玻璃（Na2O·nSiO2）和硅酸钾水玻（K2O·nSiO2）。固体水玻璃颗粒液体水玻璃一、水玻璃的组成单元二气硬性无机胶凝材料2.3水玻璃Ω

粘结能力强Ω

耐酸Ω

耐高温Ω

抗风化能力好Ω

隔热保温Ω

不耐水

Ω

不耐碱Ω

有毒性二、水玻璃的性质水玻璃混凝土抗压强度可达15～４0MPa。可耐1000℃高温。配制耐热混凝土和耐热砂浆。以水玻璃浸渍或涂刷混凝土等多孔材料，可提高密实度、

强度、抗渗性、抗冻性等；水玻璃不能浸渍石膏制品。烧制蛭石，炉芯。单独用不耐水。与蓝矾、明矾等混合可制四矾防水剂，

与水泥混合可封堵缝隙；加入氯化钙可加固地基土壤。可溶于碱。硬化后主要成分是Si02，在酸中有较好的化学稳定性。单元二气硬性无机胶凝材料2.3水玻璃

水玻璃是有机物质，易溶于油脂、二甲苯、丙酮等有机溶剂物质，所以不能在含有此类物质的基材上施工；切不可用水玻璃处理石膏制品，因为含硫酸钙的材料与水玻璃生成Na2SO4，具有结晶膨胀性，使材料膨胀而破坏。

储存注意事项密封、阴凉、干燥保存。四、使用注意事项三、工程应用工业烟囱使用耐酸耐热混凝土、钾水玻璃耐酸砂浆层施工

浸渍多孔性材料，加固地基土壤；

配置水玻璃耐酸、耐热混凝土或水玻璃耐酸、耐热砂浆。单元二气硬性无机胶凝材料2.3水玻璃案例：某建筑物的室内墙面装修过程中使用的水玻璃不小心散落到铝合金窗框上，造成了有损美观的斑迹。试分析原因。工程实例分析分析：

一方面铝合金不耐酸碱，另一方面水玻璃呈强碱性。当含碱涂料与铝合金接触时，引起铝合金窗框表面发生腐蚀反应，从而使铝合金表面锈蚀而形成斑迹。祝学习

进步

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单元二水泥132

通过本章的学习：1.了解水泥生产原料及工艺过程。2.掌握六大通用水泥的特点、技术标准、应用范围及储存保管。3.熟悉常用特性水泥的种类及性能特点。4.熟悉水泥性能检测。教学目标3.1水泥简介3.2通用硅酸盐水泥3.3其他品种水泥本章内容水泥是一种粉末状、水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，不仅能在空气中硬化，还能更好的在水中硬化，并把砂、石等牢固地胶结在一起。是拌制混凝土、砂浆的主要胶凝材料。3.1

水泥简介

单元二水泥水泥的发明1824年，英国建筑工人阿斯普丁通过煅烧石灰石与粘土的混合料，发明了水泥,它制成的砖块很像波特兰半岛的岩石,故命名“波特兰水泥”。我国1876年在唐山建立第一家---启新洋灰公司。水泥发展历程1824年--波特兰水泥诞生（英国）1850年--水泥砂浆、水泥混凝土1900年--石棉水泥1929年--预应力混凝土1935年--外加剂混凝土20世纪50年代--聚合物水泥混凝土20世纪70年代--高强混凝土20世纪90年代--高性能混凝土

单元二水泥3.1

水泥简介水泥的发明水泥发展历程

单元二水泥水泥制造工艺流程图3.1

水泥简介水泥熟料成品水泥

单元二水泥3.1

水泥简介水泥用途

单元二水泥3.1

水泥简介硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥例：砌筑水泥道路水泥油井水泥......例：快硬硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥硅酸盐膨胀水泥中热、低热矿渣硅酸盐水泥低碱水泥

......专用水泥专用水泥通用硅酸盐水泥特性水泥水泥类别

单元二水泥3.2通用硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥熟料名称矿物组成简写式含量熟料特性硅酸三钙3CaO·SiO2C3S36～60%决定水泥的强度，早期强度高。硅酸二钙2CaO·SiO2C2S15～36%决定水泥的强度。铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A7～15%

凝结速度最快，水化热最大。铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10～18%抗化学腐蚀性能好，抗裂性好。1.熟料组成、特性

单元二水泥3.2通用硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥2.水泥的水化、凝结、硬化过程1.初始反应期2.潜伏期3.凝结期4.硬化期水泥水化生成物毛细孔未水化水泥颗粒内核水水水泥水泥颗粒与水发生化学反应水化生成物--凝胶体水化物增多形成网状结构网状结构密实产生强度

单元二水泥3.2通用硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥3.技术性质

主要包括以下6个方面。其中细度、标准稠度用水量、凝结时间、体积安定性、强度检测见«材料检测»1~5动画视频。细度指水泥颗粒的粗细程度。

硅酸盐水泥细度比表面积不低小于300m2/kg；其他通用水泥45μm方孔筛筛余不低于5%。标准稠度用水量凝结时间初凝—失去流动性的时间

终凝—失去可塑性的时间

硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于390min；其他通用水泥初凝不小于45min，终凝不大于600min。

体积安定性

沸煮法检验合格强度等级《通用硅酸盐水泥》

（GB175—2023）水化热影响大体积混凝土及低温施工

单元二水泥3.2通用硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥3.技术性质《通用硅酸盐水泥》（GB175—2023）强度等级的规定。R—早强型@硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级。

@矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。@复合硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级。

单元二水泥3.2通用硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥4.硅酸盐水泥的性能及应用Ω

强度较高

适于制作受力构件，如混凝土楼板、梁、柱，预应力混凝土等。Ω

凝结硬化快

可用于对早期强度有要求的工程。Ω

水化热较大有利于低温施工；

但大体积混凝土工程(指长、宽、高均在1m以上)，热量易在构件内部聚集，内外产生温度应力造成混凝土开裂，因此，硅酸盐水泥不宜用于大体积混凝土工程。Ω

耐腐蚀性差

硅酸盐水泥水化后，产生大量的氢氧化钙可溶于水或再次生成溶解、膨胀物质，因此不适用于水工工程、海洋工程等。Ω

耐热性差

不宜用于温度高于250℃的耐热混凝土工程，如工业窑炉。熟料名称简写式含量熟料特性硅酸三钙C3S36～60%↑强度较高，且早期强度高。硅酸二钙C2S15～36%↑铝酸三钙C3A7～15%↑

凝结硬化较快，水化热较大。铁铝酸四钙C4AF10～18%↓抗裂性较差。

单元二水泥3.2通用硅酸盐水泥二、掺混合材的硅酸盐水泥1.混合材料活性混合材料：

能与水泥发生化学反应,起改性作用。非活性混合材料

不与水泥发生化学作用，起填充作用。粒化高炉矿渣 例如：火山灰质混合材料

粉煤灰石灰石石英砂例如：黏土矿渣窑灰等

混合材种类

单元二水泥3.2通用硅酸盐水泥二、掺混合材的硅酸盐水泥

2.掺混合材的硅酸盐水泥种类（五种）

种类普通水泥P·O矿渣水泥P·S火山灰水泥P·P粉煤灰水泥P·F复合水泥

P·C组成熟料+石膏+（5～20%）混合材料熟料+石膏+（20～70%）粒化高炉矿渣熟料+石膏+（20～40%）火山灰熟料+石膏+（20～40%）粉煤灰熟料+石膏+（20～50%）两种以上混合材

单元二水泥3.2通用硅酸盐水泥

六大通用水泥性能对比列表名称硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥复合水泥特

性

强度高、水化热大、抗冻性好、耐（水）蚀性差、干缩较小、耐热性差与硅酸盐水泥特性相近。早期强低；水化热低；抗冻差；耐腐蚀性好干缩大干缩小与掺入混合材种类有关耐热性好抗渗性好抗裂性较高强度等级普通型：42.5、52.5、62.5早强型：42.5R、52.5R、62.5R普通型：32.542.552.5早强型：32.5R42.5R52.5R普通型：42.552.5早强型：42.5R52.5R适用范围

高强混凝土、预应力混凝土、冬季施工工程

各种混凝土及钢筋混凝土工程

蒸汽养护的构件，大体积混凝土工程，有抗蚀要求的工程

有耐热、耐火要求的混凝土

有抗渗要求的混凝土

抗裂性要求较高的结构与掺入混合材种类有关不适用范围

大体积混凝土工程、有抗蚀要求的水中工程早期要求高，有抗冻要求的混凝土工程

处于干燥环境的工程

有抗碳化要求的混凝土与掺入混合材种类有关

单元二水泥3.2通用硅酸盐水泥三、标识、取样、验收、储运1.标识

按同品种、同强度等级取样；袋装水泥和散装水泥应分别进行编号和取样；取样方法按GB12573进行。可连续取,亦可20个以上不同部位取等量,总量至少12kg。

2.取样

水泥包装袋上应标明：执行标准、水泥品种、代号、强度等级、生产者名称、生产许可证标志(Qs)及编号、出厂编号、包装日期、净含量。

硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥采用红色印字，矿渣水泥用绿色，火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥用黑色或蓝色印字；散装应提交与袋装标志相同内容的卡片。3.包装

水泥可以散装或袋装；每袋净含量为50kg,且应不少于标志质量的99%;随机抽取20袋总质量(含包装袋)应不少于100kg。水泥包装袋应符合GB9774的规定。4.运输与贮存运输与贮存时不得受潮和混入杂物，不同品种和强度等级的避免混杂。水泥储存期为三个月。

单元二水泥3.2通用硅酸盐水泥三、标识、取样、验收、储运受潮程度处理办法使用要求轻微结块（可用手捏成粉末）将粉块压碎

经试验后根据实际强度使用部分结成硬块

将硬