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第二章 无机气硬性胶凝材料

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第二章气硬性无机胶凝材料.

第二章气硬性无机胶凝材料.

第二章气硬性无机胶凝材料经过自身的一系列物理、化学作用，能由液体、固体（或半固体泥膏状）变为坚硬的固体，并能将松散物质粘结成整体的材料统称为胶凝材料。

这里所指的松散物质主要是指散粒状或块状材料。

胶凝材料的分类根据胶凝材料的化学组成，一般可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类。

有机胶凝材料以天然的或合成的有机高分子化合物为基本成分，常用的有沥青、各种合成树脂等。

无机胶凝材料则以无机化合物为基本成分，常用的有石膏、石灰、各种水泥。

无机胶凝材料按照硬化条件的不同，又可分为气硬性无机胶凝材料和水硬性无机胶凝材料。

气硬性无机胶凝材料：只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度的胶凝材料。

常见如，石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。

这类材料一般只适用在地上或干燥环境中，而不宜用于潮湿环境中，更不能用于水中。

水硬性无机胶凝材料：则不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，保持和继续发展其强度，如各品种水泥，它们既适用于地上，也适用于地下或水中工程。

本章主要介绍气硬性胶凝材料。

土木工程中常用的有：石膏、石灰、水玻璃、菱苦土。

第一节石膏在建筑中应用石膏作胶凝材料和制品已经有很长的历史。

石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。

由于石膏胶凝材料及其制品具有许多优良的性质，原料来源丰富、生产能耗低，因而在建筑工程中得到广泛应用。

目前，常用的石膏胶凝材料有：建筑石膏、高强石膏、无水石膏水泥、高温煅烧石膏等。

一、石膏来源生产石膏胶凝材料的原料主要是天然二水石膏（CaSO4·2H2O），又称为软石膏或生石膏；天然无水石膏（CaSO4），又称天然硬石膏；含有二水石膏或二水石膏与天然无水石膏混合物的化工副产品。

天然二水石膏，是以二水硫酸钙为主要成分的矿石。

纯净的石膏呈无色透明或白色，但天然石膏常含有杂质而呈灰色、褐色、黄色、红色、黑色等颜色。

天然硬石膏质地较天然二水石膏硬，一般是白色，若有杂质则呈灰红色等颜色。

第02章无机气硬性胶凝材料

第02章无机气硬性胶凝材料

石膏模型
石膏工艺品
二、 石
灰
Hale Waihona Puke 天然碳酸岩类岩石——（石灰石、白云石）经高 温煅烧，其主要成分CaCO3分解为以CaO为主要成分的 生石灰，其化学反应可表示如下：
CaCO3 CaO CO2
生石灰（堆积密度为800~1000 kg/m3 )一般为白色 或黄灰色块灰，块灰碾碎磨细即为生石灰粉。 钙质石灰和镁质石灰（P46）
据其内部结构不同可分为α型半水石膏和β型
半水石膏。
建筑石膏通常是由天然石膏经压蒸或煅烧加热而 成的。常压下煅烧加热到107℃～170℃，可产生β型 建筑石膏（建筑石膏）：
1 1 CaSO4 2 H 2O CaSO4 H 2O 1 H 2O 2 2
107 C ~170 C常压
4、石灰的技术性质 （1）可塑性好
生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗
粒极细（直径约为1μ）的呈胶体分散状态的
氢氧化钙，表面吸附一层厚的水膜。因此用
石灰调成的石灰砂浆其突出的优点是具有良
好的可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可
使可塑性显著提高。
(2)硬化慢、强度低 从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中二 氧化碳稀薄，碳化甚为缓慢。而且表面碳化后，形 成紧密外壳，不利于碳化作用的深入，也不利于内 部水分的蒸发，因此石灰是硬化缓慢的材料。 同时，石灰的硬化只能在空气中进行，硬化后的 强度也不高。受潮后石灰溶解，强度更低，在水中 还会溃散。如石灰砂浆（1：3）28天强度仅为0.20.5MPa。所以，石灰不宜在潮湿的环境下作用，也 不宜用于重要建筑物基础。
造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的初凝；而后随
着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体的塑性很快下降， 直至消失，这种现象为石膏的终凝。 石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互 交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也会不断增大，直至水

无机气硬性胶凝材料

无机气硬性胶凝材料

水玻璃：水玻璃的组成；水玻璃的硬化； 水玻璃：水玻璃的组成；水玻璃的硬化；水玻璃的
性质；水玻璃的应用。 性质；水玻璃的应用。
教学要求
基本概念： 基本概念：
胶凝材料及其分类； 胶凝材料及其分类； 石膏、石灰、水玻璃的组成； 石膏、石灰、水玻璃的组成；
基本知识： 基本知识：
重点掌握石灰的技术性质与应用，过火石灰、欠火石灰 重点掌握石灰的技术性质与应用，过火石灰、 的危害及消除方法；石灰熟化与硬化， 的危害及消除方法；石灰熟化与硬化，干燥结晶与碳化的 机理; 机理; 建筑石膏的特性与石膏的水化、凝结、硬化过程， 建筑石膏的特性与石膏的水化、凝结、硬化过程，石膏 的技术性质与应用； 的技术性质与应用； 水玻璃的模数对水玻璃性质的影响，水玻璃硬化的原因。 水玻璃的模数对水玻璃性质的影响，水玻璃硬化的原因。
800~1000°C
600~700°C
CaSO4⋅2H2O
0.13MPa、124 °C
煅 烧
与激发剂制得硬石 膏水泥， 膏水泥，其抗水性 较差
α-型半水石膏 型半水石膏 为高强石膏，晶粒粗大，需水量小， 为高强石膏，晶粒粗大，需水量小， 强度较高
2.2.2 建筑石膏的水化与凝结硬化
凝结硬化过程中的水化反应： 凝结硬化过程中的水化反应：
又称熟石膏、磨细后为建筑石膏， 又称熟石膏、磨细后为建筑石膏， 建筑石膏需水量较大， 建筑石膏需水量较大，因而强度较 低 硬化后有较高的强度，耐磨 硬化后有较高的强度， 性高，抗水性好， 性高，抗水性好，适宜作地 β-半水石膏 ，故又称地板石膏。 半水石膏 故又称地板石膏。 板
107~170°C
高 温
煅烧温度较低，时间较短时， 煅烧温度较低，时间较短时， →欠火石灰 煅烧温度较高，时间较长时， 煅烧温度较高，时间较长时， →过火石灰 过火石灰 石灰石

土木工程材料第二章 无机胶凝材料-气硬性

土木工程材料第二章 无机胶凝材料-气硬性
—气硬性胶凝材料
本章教学目标
掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、 石膏技术要求、性质
熟悉：石灰、石膏的熟化、硬化和应用
了解：石灰的生产及品种
定义
胶凝材料：
指经过一系列物理、化学作用后，能够 把一些散粒材料或块状材料胶结成具有一 定强度的整体的材料。
胶凝材料分类
将在下一次 进行讲解 重点
有机胶凝材料（树脂、沥青等） 胶凝材料 无机胶凝材料 水硬性胶凝材料
石灰岩 粉刷墙壁
用来拌制砌筑砂 浆或抹面砂浆
二、 石灰的分类
2.按MgO含量分类
钙质石灰（MgO 5%） 石灰 镁质石灰(MgO>5%)
三、生石灰的熟化(消解或消化)
熟化：指生石灰与水作用生成Ca(OH)2的过程。
CaO H 2O Ca(OH )2 64.8KJ
生石灰+水 熟石灰
通用硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 硫铝酸盐水泥 铁铝酸盐水泥 石灰 石膏 重点， 两者性 质差异
气硬性胶凝材料
水玻璃
菱苦土
气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别
气硬性胶凝材料:只能 在 空气中凝结 也只能 在 空气中保持或继续发 硬化， 展其强度的材料。 水硬性胶凝材料:不仅可以在 空气中 凝结硬化，还可以 在水中保持或继续 发展其强度的材料。 气硬性胶凝材料 只适用于干燥环境中， 不宜用于潮湿环境，更不宜用于水中。
消石灰粉 与粘土 消石灰粉、粘土 与砂石（炉渣）
三合土用作铺筑步道砖的垫层
石灰土和三合土夯实后，其强度不断提 水化硅酸钙 高，且有耐水性，因为：
灰 土 桩
Ca(OH)2+SiO2+H2O = CaO﹒SiO2﹒2H2O Ca(OH)2+Al2O3+H2O = CaO﹒ Al O ﹒ 2H O 2 3 2 三

2-无机气硬性胶凝材料

2-无机气硬性胶凝材料
6.生产轻质碳酸钙。
7.用作无声爆破剂。
抹面用石灰砂浆因大量空鼓被敲掉
砌筑用水泥石灰混合砂浆 因受潮而脱落的石灰砂浆抹面
灰 土 桩
三合土用作铺筑步道砖的垫层 三 合 土 桩
蒸压灰砂砖
蒸压粉煤灰砖
轻质碳酸钙
蒸压加气混凝土砌块
蒸压加气混凝土板
第二节 建筑石膏
古埃及人使用煅烧石膏将金字塔上的石块粘合在一起
了解 镁质胶凝材料： 原材料和生产工艺与性能之间的关系 凝结硬化过程和特点 技术性质及应用
胶凝材料分类
胶凝 材料
有机胶凝材料：沥青、橡胶、树脂等
以高分子化合物为主要成分的胶凝材料
无机胶凝材料
气硬性：石膏、石灰、 水玻璃、菱苦土
水硬性：水泥
气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境；
水硬性胶凝材料适用于地上、地下或水中环 境。
建筑石膏制品孔隙率大、所以导热系数较小， 且在潮湿条件下吸湿性强。水分削弱了晶体粒子间 的粘结力，故软化系数小，长期浸水还会因二水石 膏晶体溶解而引起溃散破坏。在建筑石膏中加入适 量水泥、粉煤灰、磨细的粒化高炉矿渣以及各种有 机防水剂，可提高制品的耐水性。
石膏粉吸潮后结块
5.防火性能良好, 具有一定的调湿调温性 建筑石膏硬化后的主要成分是带有两个结晶水
第一节 建筑石灰
仰韶文化半穴居建筑 用“白灰面”涂抹山洞、地穴的地面和四壁
北京修复明长城遗址拒绝水泥
始建于明代的北京古城墙，采用石灰和石膏为 主要原料的黏合剂配以巨大的城砖砌成。
为确保“修旧如旧”效果，要求新修复的城墙 在用料和工艺上都与老城墙相同，所以黏合剂 选择灰白色的石灰膏。
经过了600多年的风风雨雨，这些残墙依然岿然不倒。
3.加固含水的软土地基

第二章 气硬性无机胶凝材料

第二章 气硬性无机胶凝材料

第二章气硬性无机胶凝材料1．在以下胶凝材料中，属于气硬性胶凝材料的为哪一组?Ⅰ．石灰；Ⅱ．石膏；Ⅲ．水泥；Ⅳ．水玻璃(A)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(B)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(C)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ(D)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ[答案] D。

[说明]胶凝材料是指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成坚硬固体的物质，并能把散粒的或块状的材料胶结成为一个整体。

水泥属于水硬性无机胶凝材料；石灰、石膏、水玻璃和菱苦土等镁质胶凝材料属于气硬性无机胶凝材料。

各类沥青和各种天然、人造树脂属于有机胶凝材料。

2．调制石膏砂浆所用的熟石膏，是用生石膏在多高温度下煅烧而成的?(A) 150～170℃(B) 190～200℃(C) 400～500℃(D) 750～800℃[答案] A。

[说明]建筑石膏系以生石膏在107～170℃下煅烧至半水石膏而成。

3．调制石膏砂浆时，所采用的熟石膏是下列哪种石膏?(A)建筑石膏(B)地板石膏(C)高强度石膏(D)模型石膏[答案] A。

[说明]建筑石膏常用于配制石膏砂浆，制作建筑艺术配件、建筑装饰等石膏制品，也可做石膏粉刷之用；地板石膏主要用于石膏地面、石膏灰浆和石膏混凝土；高强度石膏供作人造大理石、石膏砖、人造石及粉刷涂料使用；而模型石膏则用作塑像、雕塑、人造石及粉刷等。

4．建筑石膏的使用性能何者不正确?(A)干燥时不开裂(B)耐水性强(C)机械加工方便(D)抗火性能好[答案] B。

[说明]建筑石膏的技术性质：表观密度小、导热性较低、吸声性较强、可钉可锯；硬化速度快、且硬化时不开裂；具有抗火性；具有较强的吸湿性；耐水性和抗冻性都较差。

5．建筑石膏主要技术性能的概念，哪条不正确?(A)白色，比重2.6～2.75(B)耐水性、抗冻性都较差(C)适用于室内装饰、隔热、保温、吸声和防火等(D)适用于65℃以上的环境[答案] D。

[说明]将二水石膏在常压及干燥条件下进行煅烧所得的半水石膏，为β型半水石膏，磨成细粉，即为建筑石膏，密度为2.5～2.8g/cm3。

第二章 胶凝材料

熟料：主要胶凝物质，能水化硬化； 石膏：调节水泥的凝结时间；
混合材：调节水泥的强度等级；
硅酸盐水泥熟料的组成
60
化学组成：
主要成分：CaO(=C)，SiO2(=S)， Al2O3(=A)， Fe2O3(=F) 50 少量杂质：MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等。
40 矿物组成：
第二章 无机胶凝材料
本章主要内容
石膏
石灰
水玻璃
硅酸盐水泥
掺混合材的硅酸盐水泥
其它品种水泥
概念
胶凝材料：凡是自身经过物理、化学作 用，能够由浆体变为石状体，并能将松 散材料胶结成整体的物质。
气硬性胶凝材料
水硬性胶凝材料
分类
气硬性胶凝材料：石灰、石膏等 无机胶凝材料（矿物胶凝材料） 水硬性胶凝材料：各种水泥 有机胶凝材料（沥青材料及树脂等）
凝结与硬化
胶凝材料+ 水(或溶液) 可塑性 浆体 开始失去 可塑性 开始失去 可塑性
凝结阶段
硬化阶段
初凝时间
终凝时间
§2-1 石膏
一、石膏的种类
天然二水石膏
化工石膏
天然无水石膏
建筑石膏（半水石膏）
高强石膏
天然二水石膏
天然二水石膏（CaSO4· 2O）矿石是生 2H 产石膏胶凝材料的主要原料，纯净的天然 二水石膏矿石呈无色透明或白色，但天然 石膏常含有各种杂质而呈灰色，褐色，黄 色，红色，黑色等颜色。
项目 晶粒 标稠需水量 特点 % 粗大 完整 连生 细小 片状 0.40-0.45 凝结 硬化 慢 抗压强 比表面积 度 /m2.g-1 /MPa 24-40 19.3
α半水 石膏 β半水 石膏
0.70-0.80

建筑材料课件第02章--气硬性胶凝材料


第 16页
2.1.4 石灰的应用
品种名称 生石灰 石灰膏
生石灰粉 (磨细生石灰粉)
消石灰粉
适用范围
配制石灰膏；磨细成生石灰粉
用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆 稀释成石灰乳(石灰水)涂料，用于内墙和平顶刷白
用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆
配制无熟料水泥(石灰矿渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰 火山灰水泥等) 制作硅酸盐制品(如灰砂砖等) 制作碳化制品(如碳化石灰空心板) 用于石灰土(灰土)和三合土
应注意防潮和防碳化
生石灰应贮存在干燥的环境中，要注意防雨防潮， 并不宜久存。最好运到工地（或熟化工厂）后立 即熟化成石灰浆，将储存期变为陈伏期。
消石灰贮存时应包装密封，以隔绝空气，防止碳 化；对石灰膏，应在其上层始终保留2cm以上的水 层，以防止其碳化而失效。
注意安全
由于生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积 膨胀，所以，储存和运输生石灰时，还要注意安 全。
水硬性胶凝材料：不仅能在空气中硬化，而且能更好 地在水中硬化，并保持和发展其强度，如各种水泥。
第 2页
2.1石灰
2.1.1 石灰的生产及分类 石灰的来源之一是某些工业副产品。如：
CaC2＋2H2O＝C2H2↑＋Ca（OH）2 生产石灰的原料为石灰石、白云质石灰石或其他含
碳酸钙为主的天然原料。
品种名称
钙质消石灰粉 镁质消石灰粉 白云石消石灰粉
氧化镁含量/％
≤4
4≤MgO<24
24≤MgO<30
第 15页
建筑消石灰粉的技术指标
钙质生石灰粉
镁质生石灰粉
白云石消石灰粉
项
目
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品

02建筑材料_无机气硬性胶凝材料介绍

1建筑材料无机气硬性胶凝材料3基本概念•1、什么叫胶凝材料？•凡在一定条件下，经过在自身的一系列物理、化学作用后，能将散粒或块状材料粘结成具有一定强度的整体的材料，统称为胶凝材料。

•2、分类：•胶凝材料一般分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。

5胶凝材料的发展历史（1）粘土时期：距今六千多年的半坡原始公社遗址，其围墙就是用粘土建造的；古科威特城全用粘土建成，完好保持至今。

而古希腊的建筑是用石块而不用任何胶结料堆砌而成。

（2）石膏时期：古埃及人于公元前3600年建造金字塔时，将雪花石膏煅烧成熟石膏，再用水、河砂制成石膏砂浆，用花岗岩砌筑成146米高的正方锥体。

（3）石灰时期：由于石灰煅烧温度比石膏高很多，而燃料短缺，因此石灰的使用比石膏迟一些。

希腊在上古时代就已使用石灰；古罗马人从古希腊学来使用石灰，砌墙的一些罗马砂浆保持至今。

我国古人于公元前220年修建长城时，用石灰、砂、粘土配成三合土，洒水夯实筑成城墙。

胶凝材料的发展历史(the history of binding materials)（4）石灰火山灰时期：古希腊人用圣多伦岛的火山凝灰岩（即圣多伦土）磨细后与石灰、砂混合，所得砂浆强度高、抗水性好。

古罗马人用火山凝灰岩（质量最好的产于普佐里，因而被称为普佐兰那(puzzolana,火山灰质材料)）加石灰制成砂浆，建造了万神殿（墙厚20英尺，圆顶跨度142英尺）、水渠（总长359英里）、克罗逊斗兽场、庞贝城等著名建筑。

在中世纪（十二~十四世纪），随着陶瓷生产的发展，人们开始将废陶瓷、碎砖瓦磨细后与石灰混合使用，并将这种人工火山灰质材料称为水泥。

石灰与火山灰质材料混合使用的做法延续至今，即硅酸盐混凝土。

6(the history of binding materials)爱迭斯顿灯塔石灰加粘土已经具有了水泥的早期雏形胶凝材料的发展历史(the history of binding materials)（6）波特兰水泥时期：1818年，法国人维卡（L.J.Vicat）在研究水硬性石灰中发现，用白垩与粘土加水湿磨后煅烧，能制成一种人工水硬性石灰。

《建筑材料》第二章气硬性无机胶凝材料概述.

1) 建筑石膏的技术要求
建筑石膏的密度为2.6~2.75g/cm3，堆积密度 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2.4)。
表2.4 建筑石膏的技术要求(GB 9776—1988)
指标
表2.2 生石灰主要技术指标(JC/T 479—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)
90 85 80 85 80 75
未消化残渣含量(5mm圆
孔筛筛余)(%，不大于)
5
10 15
5
10 15
CO2(%，不大于)
5
7
9
6
8
10
产浆量(L/kg，不小于） 2.8 2.3 2.0 2.8 2.3 2.0
石灰石
石灰石煅烧窑
反应的特点： ①体积缩小10%～15%； ②吸收热量； ③颜色及状态：白色或略带灰色的块状材料；
多孔、强度低。 钙质石灰——石灰中 MgO≤5%； 镁质石灰——石灰中 MgO＞5% 欠火石灰——颜色发青，内部有未烧透的内 核，部分碳酸钙尚未分解； 过火石灰——颜色呈灰黑色，表面出现裂缝 或玻璃状的外壳，块体密度大。
5 石灰的存放
磨细生石灰——防水防潮； 块状生石灰——应立即熟化成石灰浆，将储存期 变为陈伏期。
2.2 建筑石膏
1 石膏的品种与生产
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。
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普通纸面石膏板适用于办公楼、影剧院、宾馆、候车室 等建筑的室内墙面、顶棚装饰材料，但仅适用于干燥环 境中，不宜用于厨房、卫生间以及空气湿度大于70%的 潮湿环境中。 耐水纸面石膏板是以建筑石膏为主要原料，掺入适量耐 水外加剂构成耐水芯材，并与耐水的护面纸牢固粘结在 一起的轻质建筑板材。主要用于厨房、卫生间等潮湿场 合的装饰。 耐火纸面石膏板是以建筑石膏为主，掺入适量无机耐火 纤维材料构成芯材，并与护面纸牢固粘结在一起的耐火 轻质建筑板材。 。
将煅烧成的块状生石灰经过不同的加工，可以得到 三种石灰产品。 生石灰粉：将块状的生石灰磨细 消石灰粉：将生石灰加入适量的水进行熟化而成 石灰膏：将生石灰加入过量的水进行熟化而成。。

二、石灰的水化与硬化 1、石灰的水化 水化也称熟化、消化 反应方程式
CaO H2O Ca(OH )2 64.9KJ
124 C 0.13 MPa
α－半水石膏，高强石膏
400~750 C CaSO4 2H 2O CaSO4 II
II型硬石膏，死烧石膏 死烧石膏已失去凝结硬化能力。 死烧石膏加入适量激发剂磨细后又能凝结硬化， 称为无水石膏水泥。。
二、建筑石膏的凝结硬化 凝结硬化：石膏与水拌和后，最初成为可塑浆体，经过 一段时间后就变稠失去可塑性，并逐渐成为具有一定强 度的固体。 凝结 初凝：浆体开始变稠失去流动性。 终凝：浆体完全失去可塑性，开始产生强度。
但水玻璃的浓度和模数太高，则粘度太大不利于施 工操作，难以保证施工质量；此外，模数太高，水 玻璃难溶于水。 n＝1时能溶解于常温的水中； 模数增加，则只能在热水中溶解；
当n>3时，要在4个大气压以上的蒸汽中才能溶解。
水玻璃的模数一般为1.5～3.5。。
二、水玻璃的硬化 机理：水玻璃溶液在空气中吸收CO2形成无定型硅胶， 并逐渐干燥而硬化。 硅酸凝胶 反应方程式
6、具有一定的调温调湿性 呼吸作用 ：建筑石膏的孔隙率大，当室内空气较潮湿 时，建筑石膏可以吸收一部分空气中的水分；而当室内 空气较干燥时，建筑石膏又可以释放出一定的水分。 7、耐水性与抗冻性差 石膏依靠结晶接触点传递力，结晶接触点易溶于水。 石膏的孔隙率大，吸水率高，水分受冻结冰膨胀，对石 膏产生破坏作用。 8、加工性能好 可锯，可刨，可钉 。。
四、石灰的技术性质
《建筑生石灰》 JC/T479-92 《建筑生石灰粉》 JC/T480-92 《建筑消石灰粉》 JC/T481-92 书中表。。
五、应用
石灰膏或消石灰粉加入过量的水稀释成石灰乳，可 用于室内粉刷。
用于配制水泥混合砂浆，可用于墙体的砌筑或抹面 工程。 消石灰粉与粘土拌制成石灰土，若加入砂石或炉渣 则成为三合土，可用于墙体、建筑物基础、路面和 地面的垫层等。 生产硅酸盐制品，主要有墙体材料（灰砂砖等）以 及各种保温隔热制品。。
在上述过程中，浆体中的自由水分由于水化以及蒸 发而逐渐减少，二水石膏胶体微粒数量不断增加， 浆体不断失去可塑性，表现为凝结； 随着水化的进行，结晶析出的晶体颗粒逐渐长大、 共生，形成结晶结构网，靠结晶接触点传递荷载， 使浆体强度不断增长，表现为硬化。。
溶解－析晶。。
问题2
1 1 CaSO4 2 H 2O CaSO4 H 2O 1 H 2O 生产： 2 2
问题：请观察下中A、B两种已经硬化的石灰砂浆 产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。
石灰砂浆A
石灰砂浆B
石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰的陈 伏时间不足，致使其中部分过火石灰在石浆砂浆制 作时尚未水化，导致其在硬化后的石灰砂浆中继续 水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性 裂纹。

四、石膏的技术性质 密度：2.60～2.75g/cm3 堆积密度：800～1000kg/m3 颜色：白色粉末 根据《建筑石膏》（GB 1 9776-1999）规定，建筑石 膏按强度、细度、凝结时间指标分为优等品、一等品和 合格品三个等级，见下表。。
表2-1 建筑石膏的技术指标（GB 19776-1999）
Ca(OH )2 CO2 nH2O CaCO3 (n 1)H2O
问题：方程式左边的n份水能否与右边的（n＋1）份水抵消？？
三、石灰的特性
1、生石灰熟化时水化热大，体积增大
生石灰熟化时水化热大（放热64.9KJ），体积增大 1～2.5倍。 2、硬化缓慢
Ca(OH )2 CO2 nH2O CaCO3 (n 1)H2O
第一节 石膏
一、石膏生产简介
原材料：天然二水石膏或工业副产石膏 CaSO4▪2H2O 根据生产条件的不同，可生产出不同的石膏 产品。 。
1 1 CaSO4 2 H 2O CaSO4 H 2O 1 H 2O 2 2
107~170 C
β-半水石膏，建筑石膏
1 1 CaSO4 2 H 2O CaSO4 H 2O 1 H 2O 2 2
土木工程材料 Civil Engineering Materials
主讲：孙家瑛
第二章 无机气硬性胶凝材料
第一节 石膏
第二节 石灰ຫໍສະໝຸດ 第三节 水玻璃。。 基础知识：
胶凝材料：土木工程材料中，凡是经过一系列物理、 化学作用，能将散粒状材料粘结成整体的材料。
气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，也只能在空 气中保持或继续发展其强度的胶凝材料。。
硬化：凝结后产生明显的强度的过程。。
反应方程式
1 1 CaSO4 H 2O 1 H 2O CaSO4 2 H 2O 2 2
问题1
凝结硬化机理
由于二水石膏在水中的溶解度约为半水石膏的1/5， 所以半水石膏的饱和溶液对于二水石膏而言就成了 过饱和溶液，所以二水石膏就会结晶析出，从而破 坏了半水石膏溶解的平衡，促使反应不断向右进行， 半水石膏不断的溶解直到半水石膏完全耗尽。。
第二节 石灰
一、石灰生产简介 原材料：石灰石、白云石、白垩及贝壳等。 主要成分：CaCO3 900C CaO：生石灰 CaCO3 CaO CO2 根据生石灰中MgO含量的多少，生石灰分为钙质石 灰和镁质石灰。 MgO≤5％，钙质石灰 MgO >5％，镁质石灰 。。
石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬 化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大，石灰 过多，易产生此类裂纹。。
4、硬化后强度低 由于石灰浆中有大量游离水分存在（理论需水量为生石 灰重量的32.13％），硬化时大量水分蒸发，在体内留 下孔隙。 5、耐水性差 石灰硬化体中，大部分是仍未碳化的Ca（OH）2，而 Ca（OH）2易溶于水，所以耐水性差。 石灰不宜在潮湿环境下使用，也不宜单独用于基础。 6、可塑性与保水性好 利用这一特性，将其掺入水泥砂浆中，配制成水泥混合 砂浆，可提高砂浆的和易性。。
技 术 指 标 优等品 一等品 合格品
抗折强度（MPa） 不小于 抗压强度（MPa） 不小于
细度(0.2 mm方孔筛 筛余/％),不大于 凝结时间
2.5
2.1
1.8
4.9
3.9
2.0~2.9
5.0
10.0
15.0
初凝时间不早于6 min；终凝时间不迟于30 min
五、应用 石膏在建筑中应用十分广泛。如石膏板材、 抹灰材料、雕塑等。 纸面石膏板： 纸面石膏板是以建筑石膏为主要原料，掺入 纤维和外加剂构成芯材，并与护面纸牢固地 结合在一起的轻质建筑板材。 可分为普通纸面石膏板、耐水纸面石膏板和 耐火纸面石膏板。。
第三节 水玻璃
基础知识： 水玻璃俗称泡花碱，是由不同比例的碱金属氧化物 和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。 钠水玻璃：硅酸钠(Na2O· nSiO2)水溶液 钾水玻璃：硅酸钾(K2O· nSiO2)水溶液 建筑常用的为钠水玻璃，其水溶液为无色、淡绿色 或微黄色粘稠液体。。
Na2O nSiO2 CO2 mH 2O Na2CO3 nSiO2 mH 2O
由于空气中CO2浓度较低，所以上述过程进行很慢。 为加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠(Na2SiF6)作为促 硬剂，加速二氧化硅凝胶的析出，其掺量一般为12％～ 15％。 氟硅酸钠有毒，使用时应注意安全。。
※如何消除过火石灰的危害？ 石灰在使用之前应进行陈伏， 且时间在14天以上。 陈伏是指石灰膏在储灰坑中 放置14d以上的过程。过火 石灰在这一期间将慢慢熟化。 陈伏期间，石灰膏表面应保 有一层水分，使其与空气隔 绝，以免与空气中二氧化碳 发生碳化反应。。
案例：某工地急需配制石灰砂浆。当时有消石灰粉、生 石灰粉及生石灰材料可供选用。因生石灰价格相对较便 宜，便选用，并马上加水配制石灰膏，再配制石灰砂浆。 使用数日后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝，请 分析原因。。
一、生产 原料：石英砂（SiO2）、苛性钠（Na2CO3）
反应方程式
Na2CO3 nSiO2 Na2O nSiO2 CO2
SiO2与Na2O的摩尔数比值n，称为水玻璃的模数。 n≥3的为中性水玻璃，n<3的为碱性水玻璃。。
水玻璃的浓度和模数越高，则水玻璃的密度和粘度 越大，硬化速度越快，硬化后的粘结力与强度、耐 热性与耐酸性就越高。
原因分析： 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熟化， 体积膨胀，以致产生膨胀性裂纹。。

2、石灰的硬化 石膏浆体的硬化是一个溶解、析晶的过程 石灰浆体在空气中硬化，则是一个结晶、碳化的过程： a、结晶作用：游离水蒸发，Ca（OH）2逐渐从饱和溶 液中结晶。 b、碳化作用：Ca（OH）2与空气中的 CO2和H2O反应 生成CaCO3，释放出水分并蒸发。
3、硬化后孔隙率大，表观密度和强度较低 石膏水化时的理论需水量为石膏重的18.6％，但为了使 石膏具有流动性，便于施工，通常的用水量为60％～80 ％，多余的水分蒸发后，在石膏内留下孔隙。 4、隔热、吸音性能好 孔隙率增加：导热系数减小，保温隔热性能好 孔隙率增加：声音传导和反射的能力降低，吸音性能好 5、防火性能好 二水石膏中的结晶水遇热蒸发，吸收热量，在制品表面 可形成蒸汽幕。。