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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。 2 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。只可用于生产无水石膏水泥。
气硬性胶凝材料
胶凝材料按照化学成分分为（有机胶凝材料）和（无机胶凝材料）。有机胶凝材料分为（沥青类）和（合成树脂类及天然树脂类）。无机胶凝材料按照硬化条件不同分为（气硬性胶凝材料）和（水硬性胶凝材料）两类。
气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度的称气硬性胶凝材料。
水硬性胶凝材料：水硬性胶凝材料不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并继续发展其强度。
自然界中存在有天然的无水石膏（CaSO4）和二水石膏（CaSO4•2H2O）。
二水石膏（CaSO4•2H2O）————→125℃1。3atm，有液态水存在α型半水石膏（α—CaSO4•2/1H2O）又称高强石膏
二水石膏（CaSO4•2H2O）------→107-170℃，缺少水蒸气（干燥条件下）β型半水石膏（β—CaSO4•2/1H2O）又称建筑石膏
建筑石膏按（抗折强度）（抗压强度）（细度）（凝结时间）分为（优等品）（一等品）（合格品）三个质量等级。
生石灰的熟化是指（生石灰加水生成氢氧化钙 CaO+H2O—→Ca（OH）2 ）。熟化过程的特点：一是（水化放出大量的热），二是（体积增大1~2.5倍）一般煅烧良好、氧化钙含量高、杂质含量少的生石灰，其熟化速度快、放热量大、体积膨胀大。
生石灰按照煅烧程度不同可分为（欠火石灰）（正火石灰）和（过火石灰）；按照MgO含量不同分为（钙质石灰）和（镁质石灰）。当生石灰中的氧化镁含量≤5％时，称为钙质石灰；当氧化镁的含量＞5%时，称为镁质石灰。
石灰浆体的硬化过程，包含了（干燥）、（结晶）、（碳化）三个交错进行的过程。
石灰的硬化
干燥硬化过程：石灰浆体的水分蒸发，从溶液中析出晶体，产生毛细管压力。同时干燥可使浆体紧缩而产生强度。
碳化硬化过程：氢氧化钙与空气中的CO2的在有水存在的情况下生成碳酸钙，析出水分被蒸发，其化学反应式为 这个过程称为碳化，由于空气中二氧化碳的含量非常稀薄，故上述反应极慢。表面旳石灰一旦碳化后，所生成的碳酸钙形成了坚硬的外壳，即阻碍了二氧化碳进一步透入，也阻碍了内部水分的蒸发，因此石灰浆在较长的时间内经常处于湿润状态。
广东技术师范学院天河学院建筑工程系
第三章 无机气硬性胶凝材料习题
适用班级：本土木09级
一、名词解释
1 石灰陈伏 ：
二、填空题
1.石灰熟化时放出大量 ，体积发生显著 ；石灰硬化时放出大量 ，体积产生明显 。
2.建筑石膏凝结硬化速度 ，硬化时体积 ，硬化后孔隙率 ，表观密度 ，强度 ，保温性 ，吸声性能 ，防火性能 。
3.石灰的特性有：可塑性 ，硬化 ，硬化时体积 ，和耐水性 等。
三、判断题(对的划√，不对的划×)
1 气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。（ ）
2 石灰浆体在空气中的碳化反应方程式是： Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O （ ）
3 建筑石膏最突出的技术性质是凝结硬化慢，并且在硬化时体积略有膨胀。（ ）
4 建筑石膏板因为其强度高，所以在装修时可用于潮湿环境中。（ ）
5 建筑石膏的分子式是 CaSO4·2H2O。（ ）
6 石膏由于其防火性好，故可用于高温部位。（ ）
7 石灰陈伏是为了降低石灰熟化时的发热量。（ ）
8 石灰的干燥收缩值大，这是石灰不宜单独生产石灰制品和构件的主要原因。（ ）
9 石灰是气硬性胶凝材料，所以由熟石灰配制的灰土和三合土均不能用于受潮的工程中。
10 石灰可以在水中使用。（ ）
11 建筑石膏制品有一定的防火性能。（ ）
12 建筑石膏制品可以长期在温度较高的环境中使用。（ ）
13 石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。（ ）
四、单选题
1.石灰在消解（熟化）过程中_ __。
A. 体积明显缩小 B. 放出大量热量
C. 体积不变 D. 与Ca(OH)2作用形成CaCO3
第三章 气硬性胶凝材料
☆ 知识点
1．石灰、石膏、水玻璃的特性及应用。
2．以上三种气硬性胶凝材料的凝结硬化原理。
★ 要求
掌握：
1．石灰、石膏的技术要求、特性、应用及保管。
2．水玻璃的特性及工程中的应用。
了解：
1．胶凝材料的分类。
2．石灰、石膏、水玻璃的生产工艺及对性能的影响。
在建筑工程中，把经过一系列的物理、化学作用后，由液体或膏状体变为坚硬的固体，同时能将砂、石、砖、砌块等散粒或块状材料胶结成具有一定机械强度的整体的材料，统称为胶凝材料。
胶凝材料品种繁多，按化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类，其中无机胶凝材料按硬化条件又可分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料两类。所谓气硬性胶凝材料，是指只能在空气中硬化并保持或继续提高其强度的胶凝材料，如石灰、石膏、水玻璃等。气硬性胶凝材料一般只适合用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。水硬性胶凝材料是指不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化并保持或继续提高其强度的胶凝材料，如水泥。水硬性胶凝材料既适用于地上，也适用于地下或水中。
3.1 石灰
石灰是建筑工程中使用较早的矿物胶凝材料之一。由于其原料来源广泛，生产工艺简单，成本低廉，具有其特定的工程性能，所以至今仍广泛应用于建筑工程中。
3.1.1 石灰的生产
1.原料
生产石灰的原料有两种：一是天然原料，以碳酸钙为主要成分的矿物、岩石(如石灰岩、白云岩)或贝壳等；一是化工副产品，如电石渣（是碳化钙制取乙炔时产生的，其主要成分是氢氧化钙）。而主要原料是天然的石灰岩。
2.生产过程
将主要成分为碳酸钙和碳酸镁的岩石经高温锻烧(加热至900℃以上)，逸出CO2气体，得到的白色或灰白色的块状材料即为生石灰，其主要化学成分为氧化钙和氧化镁。
CaCO3 09001100C CaO + CO2↑
在上述反应过程中，CaCO3、CaO、CO2的质量比为100∶56∶44，即质量减少44%，而在正常煅烧过程中，体积只减少约15%，所以生石灰具有多孔结构。石灰的生产过程中，对质量有影响的因素有：煅烧的温度和时间、石灰岩中碳酸镁的含量及黏土杂质含量。
