第3章 胶凝材料(1)
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第3章 气硬性胶凝材料
3.耐水性 在石灰硬化体中大部分仍是尚未碳化的Ca(OH)2
，而Ca(OH)2是易溶于水的，所以石灰的耐水性较 差。硬化后的石灰若长期受潮，会导致强度尚失， 甚至引起溃散，故石灰不宜用于潮湿环境中。 4.收缩性
石灰在硬化过程中蒸发掉大量的水分，引起体积 显著收缩，易产生裂纹。因此，石灰一般不宜单独 使用，通常掺入一定量的骨料(砂)或纤维材料(纸 筋、麻刀等)以提高抗拉强度，抵抗收缩引起的开 裂。
粉，则可不预先熟化而直接应用。 ➢ 熟化方法
熟化时根据加水量的多少，可得到消生灰粉和石 灰膏。
（1）熟化为消生灰粉： 将生石灰块分层淋适量的水，使石灰充分熟化，
又不会过湿成团，此时得到的产品就是熟石灰粉。
（2）熟化为石灰膏： 将生石灰放入化灰池中，加大量的水，熟化成
石灰膏。 为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的
(1)建筑石膏 将天然二水石膏在非密闭的窑炉中加热，至
107~170℃时，生成半水石膏，其反应式为：
CaSO4
2H 2O
1 07~1 70 CaSO4
1 2
H 2O
1
1 2
H 2O
所生成以为主要成分的产品即为β型半水石膏，也
就是建筑石Байду номын сангаас。建筑石膏结晶较细，硬化后强度低。
(2)高强石膏
将天然二水石膏置于具有0.13MPa、124℃过饱和蒸
CaCO3 900CCaO CO2
此外，还可以利用化学工业副产品作为石灰的 生产原料，如用碳化钙制取乙炔时所产生的主要 成分为氢氧化钙的电石渣等。
在实际生产中，若煅烧温度过低，煅烧时间不 足，或料块过大，碳酸钙不能完全分解，石灰中 含有未烧透内核，这种石灰称为“欠火石灰”。 欠火石灰的产浆量较低，有效氧化钙和氧化镁含 量低，使用时粘结力不足，质量较差。
第3章 气硬性胶凝材料(图片很丰富,可以采用)
（9）绿色环保：纸面石膏板采用天然石膏及纸面作为原材料，决 不含对人体有害的石棉（绝大多数的硅酸钙类板材及水泥纤维板均 采用石棉作为板材的增强材料）。
（10）节省空间：采用纸面石膏板作墙体，墙体厚度最小可达74mm， 且可保证墙体的隔音、防火性能。
破碎、加热和磨细
（3）化学反应式：
天然二水石膏在加热过程中，随着加热温度 和加热方式的不同，可以得到不同性质的石膏产品。
二
107~1700
水
煅烧
石
膏 1250C，0.13MPa
蒸压锅蒸炼
性半水石膏
（建筑石膏）
性 半 水 石 膏
(高强石膏）
建筑石膏的技术性质和特性
（1）技术性质： 1) 颜色为白色； 2) 密度：2.6~2.75g/cm3; 3) 孔隙率大：50%~60%； （2）石膏产品的标记：
❖在美国，目前80%的住宅使用 石膏板作为内墙和吊顶；
建筑石膏生产
（1）主要原料： 天然石膏 天然天二然水无石水膏石（膏C（aSCOa4S.O2H4 )， 2O即)，硬即石软膏石；膏；
（2）主要成分： 建筑石膏是指由二水石膏（CaSO4.2H2O)
经过加工而成的半水石膏（ CaSO4. H2O）故又称熟石膏。
石灰的应用
*配置石灰乳涂料 稀释陈伏好的石灰膏， 可涂刷内外墙及顶棚 *配置水泥石灰混合砂浆 石灰膏+水泥砂浆 *配置灰土 熟石灰+黏土 *配置三合土 熟石灰+黏土+砂、石或 炉渣
石灰的储运
• 干燥 • 不得与易燃、易爆物品同时装运 • 按产品分类 • 不宜久存，不超过一个月 • 不宜长期暴露在空气中
可使用。表面一层水，防止碳化。
工地上是使用陈伏、淋灰2种方式熟化的（根据加水量 的不同确定的）
（10）节省空间：采用纸面石膏板作墙体，墙体厚度最小可达74mm， 且可保证墙体的隔音、防火性能。
破碎、加热和磨细
（3）化学反应式：
天然二水石膏在加热过程中，随着加热温度 和加热方式的不同，可以得到不同性质的石膏产品。
二
107~1700
水
煅烧
石
膏 1250C，0.13MPa
蒸压锅蒸炼
性半水石膏
（建筑石膏）
性 半 水 石 膏
(高强石膏）
建筑石膏的技术性质和特性
（1）技术性质： 1) 颜色为白色； 2) 密度：2.6~2.75g/cm3; 3) 孔隙率大：50%~60%； （2）石膏产品的标记：
❖在美国，目前80%的住宅使用 石膏板作为内墙和吊顶；
建筑石膏生产
（1）主要原料： 天然石膏 天然天二然水无石水膏石（膏C（aSCOa4S.O2H4 )， 2O即)，硬即石软膏石；膏；
（2）主要成分： 建筑石膏是指由二水石膏（CaSO4.2H2O)
经过加工而成的半水石膏（ CaSO4. H2O）故又称熟石膏。
石灰的应用
*配置石灰乳涂料 稀释陈伏好的石灰膏， 可涂刷内外墙及顶棚 *配置水泥石灰混合砂浆 石灰膏+水泥砂浆 *配置灰土 熟石灰+黏土 *配置三合土 熟石灰+黏土+砂、石或 炉渣
石灰的储运
• 干燥 • 不得与易燃、易爆物品同时装运 • 按产品分类 • 不宜久存，不超过一个月 • 不宜长期暴露在空气中
可使用。表面一层水，防止碳化。
工地上是使用陈伏、淋灰2种方式熟化的（根据加水量 的不同确定的）
第3章无机胶凝材料
3
任务1
石灰
千锤万击出深山， 烈火焚烧若等闲。 粉身碎骨全不怕， 要留清白在人间。
(明) 于谦
4
一、石灰的生产
（一）、石灰的生产
温度过低时 欠火石灰 煅烧石灰石 或白垩,内 含CaCO3 温度在900℃左右时 温度过高时 正火石灰
碳酸钙没有完全 分解，降低了生 石灰的产量
因煅烧温度过高使粘土杂质 融化并包裹石灰，从而延缓 石灰的熟化，导致已硬化的 砂浆产生鼓泡、崩裂等现象
46
建筑石膏的应用
纸面石膏条板
石膏空心条板
47
纸面石膏板与龙骨组成轻质墙体：美国，70％以上的 民用住宅内隔墙 轻钢龙骨石膏板墙体体系(简称QST)具有以下优点： (1)质轻，强度较高。 (2)尺寸稳定。 (3)抗震性好。 (4)自动调湿性好。 (5)装饰方便。 (6)占地面积少。 (7)便于管道及电线等埋设。 (8)施工简便，进度快。 艺术装饰石膏制品：石膏注模成型
自热式米饭
3.1 石灰
石灰砂浆的裂纹
观察与讨论
请观察下图 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
讨论
工程实例 1
某工地购进一批块状生石灰，作为材料员，你如 何对石灰的品质进行检验？
过程： 1、首先观察颜色，如果颜色为深褐色则可判断为过火石灰。 2、如果颜色为白色，则用小锤将块状生石灰砸开，观察是 否有硬心，如有则为欠火石灰。 3、如无硬心，为白色疏松块状固体，则为优质生石灰。
• （3）灰砂砖和硅酸盐制品 石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀，加水搅 拌, 经压振或压制，形成硅酸盐制品。为使其获早期 强度，往往采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝
3第三章 气硬性胶凝材料
熟石灰在使用前必须陈伏14d以上，以防止过 火石灰对建筑物产生的危害。
问题
1. 过火石灰有什么危害？应如何消除？
答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹， 水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生 体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈 伏期，或过滤掉。
2.石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应如何 避免？
第3章 气硬性胶凝材料
胶凝材料的定义和分类
胶凝材料的定义
经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，
将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个具有一定强度
整体的材料。
石灰、
胶凝材料的分类
石膏、 水玻璃
胶凝材料
无机胶凝材料 有机胶凝材料
气硬性胶凝材料
如水
水硬性胶凝材料 泥
如沥青、聚合物等
无机胶凝材料
气硬性胶凝材料 加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中
熟石灰
MgO + H2O == Mg（OH）2 CaO + H2O == Ca（OH）2 + 65KJ
熟化的方式:
淋 灰——生石灰粉（消石灰粉） 化 灰Байду номын сангаас— 熟石灰膏
二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种
熟化过程的特点 熟化速度快，放出大量的热；体积膨胀1.5～ 3.5倍；又是可逆的
熟化过程的注意事项 熟石灰在使用前必须陈伏14d以上——防 止过火石灰的危害； 在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳 化。
在不同的煅烧温度下，得到的产 品是不同的。具体过程如下所示：
二水石膏
CaSO4·2H2O
107～170℃ 加热、脱水
CaSO4·0.5H2O β型
问题
1. 过火石灰有什么危害？应如何消除？
答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹， 水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生 体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈 伏期，或过滤掉。
2.石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应如何 避免？
第3章 气硬性胶凝材料
胶凝材料的定义和分类
胶凝材料的定义
经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，
将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个具有一定强度
整体的材料。
石灰、
胶凝材料的分类
石膏、 水玻璃
胶凝材料
无机胶凝材料 有机胶凝材料
气硬性胶凝材料
如水
水硬性胶凝材料 泥
如沥青、聚合物等
无机胶凝材料
气硬性胶凝材料 加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中
熟石灰
MgO + H2O == Mg（OH）2 CaO + H2O == Ca（OH）2 + 65KJ
熟化的方式:
淋 灰——生石灰粉（消石灰粉） 化 灰Байду номын сангаас— 熟石灰膏
二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种
熟化过程的特点 熟化速度快，放出大量的热；体积膨胀1.5～ 3.5倍；又是可逆的
熟化过程的注意事项 熟石灰在使用前必须陈伏14d以上——防 止过火石灰的危害； 在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳 化。
在不同的煅烧温度下，得到的产 品是不同的。具体过程如下所示：
二水石膏
CaSO4·2H2O
107～170℃ 加热、脱水
CaSO4·0.5H2O β型
第三章--胶凝材料(1)ppt课件(全)
0.4~2.0
0.4~2.0
0.4~2.0
体积安定性
合格 合格 — 合格 合格 — 合格 合格
—
0.90㎜筛筛余 细 /%，不大于
0
0
0.5
0
0
0.5
0
0
0.5
度
度 0.125㎜筛筛余 /% ，不大于
3
10
15
3
10
15
3
10
15
第三章 胶凝材料
（四） 石灰的技术性质
1.可塑性、保水性好 2.凝结硬化慢、强度低 3.体积收缩大 4.耐水性差 5.吸湿性强
2.3
2.0
第三章 胶凝材料
项目
表3-2 建筑生石灰粉的技术指标
钙质生石灰粉
镁质生石灰粉
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
85
80
75
80
75
70
CO2含量/%，不大于
7
9
11
8
10
12
细 0.90㎜筛筛余ຫໍສະໝຸດ %，不大于 0.20.51.5
0.2
0.5
1.5
建筑石膏按产品名称、代号、等级及标准标号的顺序标记。 如等级为2.0的天然建筑石膏标记如下：建筑石膏N 2.0 GB/ T 9776-2008。
建筑石膏在运输与储存时，不得受潮和混入杂质。建筑石膏 自生产之日起，在正常运输与储存条件下，储存期为三个月。
第三章 胶凝材料
（四） 建筑石膏的技术性质
1.凝结硬化快 2.体积微膨胀、装饰性好 3.孔隙率大、质量轻 4.防火性好 5.隔热、吸声性好 6.具有一定的调温调湿性 7.可夹攻性好 8.耐水性和抗冻性差
第3章无机胶凝材料
第3章无机胶凝材料教学目的：让学生了解胶凝材料的种类、特性。
特别是要求学生掌握水泥在建筑工程中的应用，为今后的学习和在施工中水泥的合理选用打下前期基础。
教学重点：学习硅酸盐水泥的技术性质、工程应用等技术方法。
教学难点：理解和掌握建筑水泥材料的应用性质、工程技术特点等。
教学学时：4教学过程：3．1 气硬性胶凝材料胶凝材料：凡是经过一系列的物理、化学变化，能将散粒状材料或块状材料粘结成整体的材料，统称为胶凝材料。
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，称为气硬性胶凝材料。
如：石膏、石灰、水玻璃如下图所示。
3．1．1 石膏石膏材料：以CaSO4为主要成分的气硬性胶凝材料。
其性质优良，原料来源丰富，生产能耗低，因而在建筑工程中应用广泛。
1、石膏胶凝材料的生产原料：主要是天然二水石膏（CaSO4·2H2O）矿石，也可利用化工石膏。
生产工序：破碎、加热煅烧、磨细。
加热方式和煅烧温度：不同性质的石膏胶凝材料产品。
建筑石膏：β型半水石膏，即建筑石膏。
晶体较细，调制成一定稠度的浆体时，需水量较大，强度较低。
高强石膏：、124℃的过饱和蒸汽条件下蒸压，或置于某些盐溶液中沸煮α型半水石膏，即高强石膏。
其特点：晶粒粗大，调制成浆体时需水量较小，因而强度较高。
2、建筑石膏的凝结硬化：建筑石膏的凝结硬化示意图见教课书中图3-1所示：3、建筑石膏的技术性质与应用(1) 建筑石膏的性质：初凝和终凝时间都很短；硬化后孔隙率较大，表观密度小；强度较低；导热系数小，吸声性强，吸湿性大，可调节室内的温度和湿度；耐水性和抗冻性差；防火性能较好；硬化时体积微膨胀，可装饰性好。
(2) 建筑石膏的技术要求：强度、细度、凝结时间。
分为优等品、一等品和合格品。
(3)建筑石膏的应用：石膏抹灰材料、各种墙体材料（纸面石膏板、石膏空心条板等）、各种装饰石膏板、浮雕花饰、雕塑制品等。
纸面石膏板与龙骨组成轻质墙体：美国，70％以上的民用住宅内隔墙、轻钢龙骨石膏板墙体体系(简称QST)具有以下优点：(1)质轻，强度较高。
第三章 水硬性胶凝材料——水泥
复合水泥的技术要求，现行国家标准GB12958—91作了规定。
复合水泥各龄期强度见表3-6。
表3-6 复合水泥强度(GB 12958—91)
标
号
抗压强度，MPa 3d 7d 28d
抗折强度，MPa 3d 7d 28d
325 — 18.5 32.5 — 3.5 5.5
425 — 24.5 42.5 — 4.5 6.5
安定性
用沸煮法检验，必须合格
化学成分
熟料中氧化镁含量不得超过6%，水泥中三氧 化硫含量不得超过4%
强度类别及 抗压强度
抗折强度
强度
龄期
7d
28d
7d
28d
MPa 125
5.5(56
175 (kgf/cm2)
7.6(78) 17.2(175) 1.6(16) 3.4(35)
硅酸525 230(22.6) 340(33.3)525(51.5) 42(4.1) 54(5.3)72(7.1)
盐 525R 275(27.0) —
525(51.5) 50(4.9) — 72(7.1)
水泥625625R
290(28.4) 326(32.0)
430(42.2) —
625(61.3) 625(61.3)
50(4.9) 56(5.5)
62(6.1) —
80(7.8) 80(7.8)
725R 377(37.0) —
725(71.1) 63(6.2) — 88(8.6)
二、普通硅酸盐水泥
凡由硅酸盐水泥熟料、少量混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶 凝材料，称为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)。
水泥中混合材料掺加量按重量百分比计：
25.0(255) 41.7(425) 4.5(46) 6.3(64)
建筑材料第三章 气硬性胶凝材料
章目录
节目录
一、建筑石膏
建筑石膏的技术要求主要有强度、细度和凝 结时间。按强度、细度和凝结时间将石膏划分为
3.0、2.0、1.6共3个等级，各等级的技术要求见
表3-1。如有一项指标不合格，则石膏应重新检 验级别或报废。
表3-1 建筑石膏的技术指标
技术指标
3.0
2.0
1.6
抗折强度/MPa
≥3.0
≥2.0
1
3
CaSO4 H2O H2O CaSO4 2H2O
2
2
（3-2）
章目录
节目录
一、建筑石膏
建筑石膏凝结硬化过程：半水石膏加水后首 先进行的是溶解。由于二水石膏的溶解度比半水 石膏的溶解度小，所以二水石膏不断从过饱和溶 液中析出。由于溶液中有二水石膏析出，破坏了 原有半水石膏的平衡浓度，这时半水石膏会进一 步溶解。如此不断进行半水石膏的溶解和二水石 膏的析出，随着析出的二水石膏胶体不断增多， 石膏失去了塑性，开始凝结。
建筑材料
第三章 气硬性胶凝材料
第三章 气硬性胶凝材料
第一节 石膏 第二节 石灰 第三节 水玻璃
第一节 石膏
一、建筑石膏 二、高强度石膏 三、无水石膏水泥
章目录
一、建筑石膏
将β型半水石膏磨成细粉，即得建筑石膏。其中， 杂质较少、色泽较白、磨得较细的产品称模型石膏。
建筑石膏密度为2.50～2.80 g/cm³，其紧密堆积 表观密度为1 000～1 200 kg/m³，疏松堆积表观密度 为800～1 000 kg/m³。建筑石膏遇水时，将重新水化 成二水石膏，并逐渐凝结硬化，其反应式如下：
章目录
节目录
二、石灰的生产
石灰岩煅烧即成生石灰。煅烧时，石灰岩中碳酸钙和少量碳酸镁分解， 生成氧化钙、氧化镁和二氧化碳气体。其化学反应为：
第三章 无机胶凝材料-石灰
石灰的存在形成
块状生石灰 ——煅烧直接获得 煅烧直接获得 生石灰粉 消石灰粉 ——块状生石灰磨细 块状生石灰磨细 ——生石灰消解 生石灰消解
CaO
石灰膏/ 生石灰+ 石灰膏/乳 ——生石灰+过量水 生石灰
Ca(OH)2
2.1.2 石灰的熟化与硬化
1.石灰的熟化 石灰的熟化 工地上使用石灰时，通常将生石灰加 水，使之消解为消（熟）石灰—氢氧 化钙，这个过程称为石灰的消化，又 称熟化：
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。 石灰的来源之一是某些工业副产品。如： Ca（OH） CaC2＋2H2O＝C2H2↑＋Ca（OH）2
生产石灰的原料为石灰石、 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。 石或其他含碳酸钙为主的天然原料。
磨细成生石灰粉石灰膏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生石灰粉磨细生石灰粉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消石灰粉制作硅酸盐制品用于石灰土石灰粘土和三合土1石灰乳和石灰砂浆将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释成为石灰乳是一种廉价的涂料主要用于内墙和天棚刷白增加室内美观和亮度
CaO＋H2O → Ca(OH)2＋64.9 kJ ＋
熟化时体积增大1～ 倍 熟化时体积增大 ～2.5倍。
为了消除过火石灰的危害， 为了消除过火石灰的危害，石灰膏在使 用之前应进行陈伏。陈伏是指石灰乳（ 用之前应进行陈伏。陈伏是指石灰乳（或石 是指石灰乳 灰膏）在储灰坑中放置14d以上的过程。 灰膏）在储灰坑中放置14d以上的过程。 14d以上的过程 陈伏期间，石灰膏表面应保有一层水分， 陈伏期间，石灰膏表面应保有一层水分， 使其与空气隔绝，以免碳化。 使其与空气隔绝，以免碳化。
第三章 气硬性胶凝材料
2018/12/2
• • •
（3） 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当受到高温作用时或遇火后会脱出 21%左右的结 晶水，并能在表面蒸发形成水蒸气幕，可有效地阻止火势的蔓延，具有一定的防火性。 （ 4） 建筑石膏制品还具有较高的热容量和一定的吸湿性，故可调节室内的温度和湿度， 改变室内的小气候。 在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水冰冻等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差， 且其吸水率高，抗渗性差、 抗冻性差, 所以不适用于室外使用.
2018/12/2
石灰的陈伏
三、石灰的硬化 由2个同时进行的过程完成。 1.结晶作用 游离水分蒸发——Ca（OH）2逐渐从饱和溶液中结晶析出。 （干燥作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。） 2.碳化作用 Ca（OH）2与空气中的CO2和H 2O化合成CaCO3 结晶。 碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶， 释出水分并被蒸发： 碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生 成碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。
•
建筑石膏凝结硬化是石膏吸收结晶水后的结晶过程，其体积不仅不会收缩，而且还稍 有膨胀（0.2%~1.5%），这种膨胀不会对石膏造成危害，还能使石膏的表面较为光滑饱 满，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥时的开裂。
2018/12/2
（３）硬化后的多孔性，重量轻，但强度低
•
建筑石膏在使用时，为获得良好的流动性，常加入的水分要比水化所需的水量多， 因此，石膏在硬化过程中由于水分的蒸发，使原来的充水部分空间形成孔隙，造 成石膏内部的大量微孔，使其重量减轻，但是抗压强度也因此下降。通常石膏硬 化后的表观密度约为８00kg／ｍ3～1000 kg／ｍ3，抗压强度约为３ＭPa～5ＭPa。
建筑材料——气硬性胶凝材料
所以生石灰的最佳煅烧温度不是一成不变的。
三、 生石灰的性质
（一）物理性能 1. 晶形和晶格结构 CaO具有面心立方晶格，晶格常数a=0.48nm，
MgO也是面心立方晶格，a=0.4203nm，所以 白云石（CaCO3:MgCO3=1:1）密度比石灰石 （主要是CaCO3 ）高。 2. 煅烧度——石灰被煅烧的程度 轻烧石灰、中烧石灰和硬烧石灰及死烧石灰
根据消化速度：快速消化石灰、中速消化石灰 和满素消化石灰，消化速
根据消化时所达到的温度指标，又有高热石灰 （ 高于70°C）和低热石灰（70°C）
二、生石灰的原材料和生产
原料： 以含碳酸钙为主的天然岩石和化工副产品。 天然岩石主要有石灰石、大理石、白云石、方
为粉末状消石灰； （3）石灰粒子在水中形成石灰胶团结构。
2. 与CO2作用——碳化
Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O
CO2与H2O先形成H2CO3，然后与Ca（OH）2发生 反应，因此只有在半潮湿、升压和升温状态下的 CaO或CO2浓度大的条件下，碳化作用才明显。
•
1 2
H 2O)
3H 2O
2(CaSO4
•
2H 2O)
（1）半水石膏晶体结构中内在的残余力将水吸 附在颗粒的表面；
（2）水进入半水石膏的细孔内，并保持物理吸 附状态，形成胶凝结构，这就是初凝；
（3）水进入分子间或离子间间隙内，胶凝体发 生膨胀；
（4）水由物理吸附状态过渡到化学吸附状态， 产生水化作用，温度升高，形成二水石膏晶体， 晶体逐渐长大，互相交错形成密实结构，这就 是终凝。
然后用CO2进行人碳化，而成的一种轻质板材。 6．将生石灰用于惰性胶凝材料的激发剂，如FA，
三、 生石灰的性质
（一）物理性能 1. 晶形和晶格结构 CaO具有面心立方晶格，晶格常数a=0.48nm，
MgO也是面心立方晶格，a=0.4203nm，所以 白云石（CaCO3:MgCO3=1:1）密度比石灰石 （主要是CaCO3 ）高。 2. 煅烧度——石灰被煅烧的程度 轻烧石灰、中烧石灰和硬烧石灰及死烧石灰
根据消化速度：快速消化石灰、中速消化石灰 和满素消化石灰，消化速
根据消化时所达到的温度指标，又有高热石灰 （ 高于70°C）和低热石灰（70°C）
二、生石灰的原材料和生产
原料： 以含碳酸钙为主的天然岩石和化工副产品。 天然岩石主要有石灰石、大理石、白云石、方
为粉末状消石灰； （3）石灰粒子在水中形成石灰胶团结构。
2. 与CO2作用——碳化
Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O
CO2与H2O先形成H2CO3，然后与Ca（OH）2发生 反应，因此只有在半潮湿、升压和升温状态下的 CaO或CO2浓度大的条件下，碳化作用才明显。
•
1 2
H 2O)
3H 2O
2(CaSO4
•
2H 2O)
（1）半水石膏晶体结构中内在的残余力将水吸 附在颗粒的表面；
（2）水进入半水石膏的细孔内，并保持物理吸 附状态，形成胶凝结构，这就是初凝；
（3）水进入分子间或离子间间隙内，胶凝体发 生膨胀；
（4）水由物理吸附状态过渡到化学吸附状态， 产生水化作用，温度升高，形成二水石膏晶体， 晶体逐渐长大，互相交错形成密实结构，这就 是终凝。
然后用CO2进行人碳化，而成的一种轻质板材。 6．将生石灰用于惰性胶凝材料的激发剂，如FA，
土木工程材料第三章气硬性胶凝材料
第3章.气硬性胶凝材料
概述：胶凝材料的定义与分类
3.1 石灰 3.2 石膏 3.3 水玻璃
本章教学目标
掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、
石膏的性质 熟悉：石灰的、石膏的的熟化、硬化和应用 了解：石灰的生产、石灰的品种、水玻璃的 性能和应用
概述：胶凝材料的定义与分类
1.胶凝材料 能将散粒材料或块状材料胶结为整体并具有一定机械强度的 物质。又称胶结料。如：水泥、石膏、石灰、沥青等。
即：石膏的水化反应是由二水石膏制备半水石膏的逆反应
• 凝结硬化机理——“溶解－沉淀理论”
溶解
沉淀 硬化 半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石 膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不断溶解， 生成Ca2+、SO42-离子的饱和溶液
半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是 过饱和溶液，后者不断结晶沉淀。
3.1 石膏
建筑石膏生产简介 建筑石膏的特性
建筑石膏的应用
石膏的验收与储存 石膏制品的发展
石膏在建筑工程中的应用也有较长的历史。由于其具有 轻质、隔热、吸声、仿火、色白且质地细腻等一系列优良性 能，加之我国石膏矿藏储量居世界首位（有南京石膏矿，大 波口石膏矿，平邑石膏矿等），所以石膏的应用前景十分广 阔。
3.2 石灰
石灰生产简介 生产简介 1.原料： 生产石灰的原料有两种：一种是天然原料，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， 这些天然原料中主要含CaC03，部分MgCO3，以及少量的 粘土杂质，一般要求粘土杂质控制在8%以内；另外一种 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）。主要原料是天然的石灰岩。
欠火石灰：温度过低/时间不够/石灰石不能充分烧透,存在硬心 过火石灰：温度过高/时间过长/颜色深（褐、黑）
概述：胶凝材料的定义与分类
3.1 石灰 3.2 石膏 3.3 水玻璃
本章教学目标
掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、
石膏的性质 熟悉：石灰的、石膏的的熟化、硬化和应用 了解：石灰的生产、石灰的品种、水玻璃的 性能和应用
概述：胶凝材料的定义与分类
1.胶凝材料 能将散粒材料或块状材料胶结为整体并具有一定机械强度的 物质。又称胶结料。如：水泥、石膏、石灰、沥青等。
即：石膏的水化反应是由二水石膏制备半水石膏的逆反应
• 凝结硬化机理——“溶解－沉淀理论”
溶解
沉淀 硬化 半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石 膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不断溶解， 生成Ca2+、SO42-离子的饱和溶液
半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是 过饱和溶液，后者不断结晶沉淀。
3.1 石膏
建筑石膏生产简介 建筑石膏的特性
建筑石膏的应用
石膏的验收与储存 石膏制品的发展
石膏在建筑工程中的应用也有较长的历史。由于其具有 轻质、隔热、吸声、仿火、色白且质地细腻等一系列优良性 能，加之我国石膏矿藏储量居世界首位（有南京石膏矿，大 波口石膏矿，平邑石膏矿等），所以石膏的应用前景十分广 阔。
3.2 石灰
石灰生产简介 生产简介 1.原料： 生产石灰的原料有两种：一种是天然原料，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， 这些天然原料中主要含CaC03，部分MgCO3，以及少量的 粘土杂质，一般要求粘土杂质控制在8%以内；另外一种 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）。主要原料是天然的石灰岩。
欠火石灰：温度过低/时间不够/石灰石不能充分烧透,存在硬心 过火石灰：温度过高/时间过长/颜色深（褐、黑）
第3章第一部分 无机胶凝材料
石膏生产时的变化
1.建筑石膏
CaSO
4
β型半水石膏
107 ° ~ 170 °
⋅ 2 H 2 O → CaSO
4
1 1 ⋅ H 2O + 1 H 2O 2 2
α型半水石膏
2.高强石膏
1 1 CaSO4 ⋅ 2 H 2O CaSO4 ⋅ H 2O + 1 H 2O → 2 2
生石灰要在水中放置两周以上，此过程 即为“陈伏”。在这段时间里生石灰会完 全和水反应，不会因含有过火石灰造成 熟化推迟而导致墙面鼓泡的现象。
熟化为熟石灰粉： 将生石灰块淋水，使石灰充分熟化，又 不会过湿成团，此时得到的产品就是熟 石灰粉。
2. 石灰的硬化
结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓 慢。碳化过程长时间只限于表面，结晶过 程主要在内部发生。 原因 空气中CO2含量稀薄，使碳化反应进展缓慢， 同时表面的石灰浆一旦硬化就形成外壳， 阻止了CO2的渗入，同时又使内部的水分无 法析出，影响硬化过程的进行。
四、建筑石膏的应用
纸面石膏板 装饰石膏板 吸声用穿孔石膏板 石膏艺术制品
四、建筑石膏的应用
纸面石膏板（GB9775-88） 纸面石膏板（GB9775-88）
以建筑石膏为主要原料，掺入纤维和外加剂构成 以建筑石膏为主要原料， 芯材， 芯材，并与护面纸牢固地结合在一起的建筑板材 称为纸面石膏板。 称为纸面石膏板。 由于其两面贴以特制的厚纸护面，抗折强度高， 由于其两面贴以特制的厚纸护面 ， 抗折强度高 ， 挠度变形要比无护面纸的石膏板小的多。 挠度变形要比无护面纸的石膏板小的多。 品种有：普通纸面石膏板、 品种有：普通纸面石膏板、 耐火纸面石膏板、 耐火纸面石膏板、 耐水纸面石膏板、 耐水纸面石膏板、 装饰吸声纸面石膏板
第三章 气硬性胶凝材料
3 气硬性胶凝材料
一、胶凝材料的定义 胶凝材料是能通过自身的物理化学作用， 从可塑性浆体变成坚硬的固体，并能把散粒 材料（砂、石子）或块状材料（砖、石块） 粘结成为整体的材料。
二 胶凝材料的分类 胶凝材料按化学成分可分为：无机胶凝材料 和有机胶凝材料。 无机胶凝材料按其硬化条件的不同分为：气 硬性和水硬性。
白云石是碳酸盐矿物，分别有铁白云石和锰白云石。它的晶体结构像方解石，常 呈菱面体。遇冷稀盐酸时会慢慢出泡。有的白云石在阴极射线照射下发橘红色光 。白云石是组成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分。白云石可用于建材、陶瓷 、玻璃和耐火材料、化工以及农业、环保、节能等领域。主要用作碱性耐火材料 和高炉炼铁的熔剂；生产钙镁磷肥和制取硫酸镁；以及生产玻璃和陶瓷的配料。 理论化学成分：CaO 30.4%，MgO 21.7%
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，并保持和继续发 展其强度的胶凝材料，如各种水泥。 水硬性胶凝材料既适用于地上，也可用于地 下或水中环境。
3.1 石灰
建筑石灰常简称为石灰，是人类最早使用的 一种建筑材料。 石灰是具有不同化学成分和物理形态的生石 灰、消石灰、水硬性石灰的统称。
气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持 或继续发展其强度的胶凝材料，如石膏、石灰、水玻璃和菱 苦土等。这类材料只适用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿 环境，更不可用于水中。
菱苦土，又名苛性苦土、苦土粉，它的主要成分是氧化镁。以天然菱镁矿
为原料，在800～850℃温度下煅烧而成，是一种细粉状的气硬性胶结材 料。颜色有纯白，或灰白，或近淡黄色，新鲜材料有闪烁玻璃光泽。
2 二水石膏胶体微粒 4 交错的晶体
建筑石膏凝结硬化
一、胶凝材料的定义 胶凝材料是能通过自身的物理化学作用， 从可塑性浆体变成坚硬的固体，并能把散粒 材料（砂、石子）或块状材料（砖、石块） 粘结成为整体的材料。
二 胶凝材料的分类 胶凝材料按化学成分可分为：无机胶凝材料 和有机胶凝材料。 无机胶凝材料按其硬化条件的不同分为：气 硬性和水硬性。
白云石是碳酸盐矿物，分别有铁白云石和锰白云石。它的晶体结构像方解石，常 呈菱面体。遇冷稀盐酸时会慢慢出泡。有的白云石在阴极射线照射下发橘红色光 。白云石是组成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分。白云石可用于建材、陶瓷 、玻璃和耐火材料、化工以及农业、环保、节能等领域。主要用作碱性耐火材料 和高炉炼铁的熔剂；生产钙镁磷肥和制取硫酸镁；以及生产玻璃和陶瓷的配料。 理论化学成分：CaO 30.4%，MgO 21.7%
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，并保持和继续发 展其强度的胶凝材料，如各种水泥。 水硬性胶凝材料既适用于地上，也可用于地 下或水中环境。
3.1 石灰
建筑石灰常简称为石灰，是人类最早使用的 一种建筑材料。 石灰是具有不同化学成分和物理形态的生石 灰、消石灰、水硬性石灰的统称。
气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持 或继续发展其强度的胶凝材料，如石膏、石灰、水玻璃和菱 苦土等。这类材料只适用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿 环境，更不可用于水中。
菱苦土，又名苛性苦土、苦土粉，它的主要成分是氧化镁。以天然菱镁矿
为原料，在800～850℃温度下煅烧而成，是一种细粉状的气硬性胶结材 料。颜色有纯白，或灰白，或近淡黄色，新鲜材料有闪烁玻璃光泽。
2 二水石膏胶体微粒 4 交错的晶体
建筑石膏凝结硬化
第三章气硬性胶凝材料教案
章节名称第三章气硬性胶凝材料授课目标凝结硬化原理、性能及应用教学过程设计水化→凝结→硬化→产生强度→发展强度→保持强度↓↓↓↓水低热初凝体积养护终凝收缩气硬性胶凝材料：空气水硬性胶凝材料：空气、水新课教学要点第一节石灰一、原料及生产1.原料：石灰石（CaCO3）2.生产：CaCO3=CaO+CO2（生石灰成分CaO、MgO）条件：煅烧过火→工程影响→消除（过筛、陈伏）欠火MgO（5%）钙质生石灰、镁质生石灰二、熟化及硬化1.熟化（消解）CaO + H2O = Ca(OH)2+ 64.9kJ↓↓生熟2.硬化CaO + H2O = Ca(OH)2→结晶（里→表）Ca(OH)2+ CO2=CaCO3→碳化（表→里）使用前CaO 使用后Ca(OH)2、CaCO3三、技术等级要求及特性1.技术等级要求：CaO+MgO含量；未消化残渣含量（5mm圆孔筛余）/%；CO2/% ;产浆量/(L.kg1 )若有一项低于指标，则定为不合格品。
2.特性：（1）保水性和可塑性好（2）凝结硬化慢、强度低（3）耐水性差（4）硬化时体积收缩大问题：1.凝结硬化慢？碳化（表→里）影响深入碳化和进一步结晶。
2.雨季抹灰，行吗？3.从以上哪个方面简述气硬性更为合适？四、储运注意事项：防潮、防水、防火，避免接触易燃易爆；将储存期变为陈伏期第二节石膏一、建筑石膏的生产、水化与凝结硬化1.生产：CaSO4•2H2O−−−→−︒-170107CaSO4•21H2O +23H2O↓↓生熟工序：破碎→加热→磨细2.水化与凝结硬化CaSO4•21H2O +23H2O = CaSO4•2H2O （原理→结晶作用）↓↓使用前使用后二、技术要求强度、细度、凝结时间三、特性（1）凝结硬化快（2）微膨胀→可单独使用（3）孔隙率达→良好的室内装饰材料（4）耐水性、抗冻性差→不宜用室外（5）抗火性好→2H2O↑生成CaSO4四、储存注意事项防潮、防杂，贮存期？过长会怎样？课后反思↓。
第三章 气硬性胶凝材料(石膏、石灰、水玻璃)
过火石灰
石灰的熟化
3.1.2 石灰的熟化与硬化 1. 石灰的熟化
熟化（消化）：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。
CaO nH2O Ca(OH)2 nH2O 64.9KJ/mol
特点：速度快；体积膨胀；放出大量的热
石灰产品
CaCO3
900~1100℃
消石灰粉 粘土 砂或石屑、炉渣 水 碾压夯实
石灰与粘土或硅质工业废料表面的活性氧化硅或氧化铝可在
潮湿环境中与水反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化氯 酸钙，故石灰土可在潮湿环境中使用。 常用于建筑物基础、路面的垫层。
硅酸盐制品
石灰土
三合土
5. 硅酸盐制品
石灰 天然砂 硅铝质工业废渣 水 硅酸盐制品
Ca(OH)2 CO2 nH 2O CaCO3 (n 1)H 2O
碳化作用实际上是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳 酸钙，所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。
碳化
硬化的特点
3. 硬化的特点
◘ 结晶自里向表，碳化自表向里 ◘ 速度慢（通常需要几周的时间） ◘ 体积收缩大（容易产生收缩裂缝）
生产
3. 建筑石膏的生产
生石膏在常压下煅烧加热到107℃~170 ℃ ，可得到β型建
筑石膏：
二水石膏 β型半水石膏
107 C ~170 C常压
CaSO 4 2H 2 O
1 1 CaSO 4 H 2 O 1 H 2 O 2 2
生石膏在124 ℃ 、1.3大气压条件下压蒸加热，可得到α型建
建筑石膏
2. 建筑石膏
熟石膏（CaSO4﹒1/2H2O）—— 也称熟石膏或半水石膏。是由生石膏加工而成的，根据内 部结构不同可分为α型半水石膏和β型半水石膏。 将天然石膏压蒸或煅烧加热，可分别得到β型半水石膏和α 型半水石膏。 α型半水石膏和β型半水石膏相比，其结晶颗粒较粗，比 表面积较小，拌制石膏浆体时的需水量较小，硬化后强度高， 因此又称为“高强石膏”。 在土木过程中，常用的石膏胶凝材料主要是建筑石膏。
第3章-气硬性胶凝材料n+1
五、石灰产品及应用
(一) 石灰产品
生石灰粉：由块状石灰磨细得到的粉末， ● 生石灰粉：由块状石灰磨细得到的粉末，主要成分 为 CaO。 。 消石灰粉：将生石灰用适量水(理论上为 理论上为生石灰量 ● 消石灰粉：将生石灰用适量水 理论上为生石灰量 的 1/3，实际约为 ％)经消化和干燥而 ，实际约为70 经消化和干燥而 成的粉末，主要成分为Ca(OH)2，亦称 成的粉末，主要成分为 熟石灰粉。 熟石灰粉。 石灰膏： ● 石灰膏： 将块状生石灰用过量水（ 将块状生石灰用过量水（约为生石灰量 的 2.5～3倍）消化，或将消石灰粉和水 ～ 倍 消化， 拌和， 达一定稠度的膏状物， 拌和，所得 达一定稠度的膏状物，主要 成分为Ca(OH)2和水 成分为
（四）建筑石膏的应用
面层粉刷石膏 粉刷石膏 石膏的主 要应用 石膏制品 底层粉刷石膏 保温层粉刷石膏 石膏切块 纸面石膏板 纤维石膏板 空心石膏条板 艺术装饰石膏制品
3.1 石 灰
〔一种古老的建筑材料〕 一种古老的建筑材料〕
一、石灰的生产
石灰原料与煅烧
生产石灰的原料有石灰石、白云石、 生产石灰的原料有石灰石、白云石、白垩 石灰石 或其它含CaCO3 为主的天然原料，经煅烧后得 为主的天然原料， 或其它含 到块状产品，称为生石灰。主要成分CaO 到块状产品，称为生石灰。主要成分
(二) 欠火石灰和过火石灰的熟化
欠火石灰： ● 欠火石灰：欠火石灰的中心部分仍是碳酸钙硬 不能熟化，形成渣子。 块，不能熟化，形成渣子。 过火石灰：过火石灰结构紧密，熟化很慢， ● 过火石灰：过火石灰结构紧密，熟化很慢，当 用于建筑上后，可能继续熟化产生体积膨胀， 用于建筑上后，可能继续熟化产生体积膨胀， 起鼓包和开裂。 引气隆 起鼓包和开裂。 ﹗石灰浆的陈伏：为消除过火石灰的危害，石灰浆 石灰浆的陈伏：为消除过火石灰的危害， 消解坑里存放两星期以上（称为“ 需在 消解坑里存放两星期以上（称为“ 陈 ），使未熟化的石灰充分熟化 使未熟化的石灰充分熟化。 伏”），使未熟化的石灰充分熟化。陈伏期间 浆表面应覆盖一水，以免石灰浆碳化。 石灰 浆表面应覆盖一水，以免石灰浆碳化。
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概
述
1、胶凝材料：指经过一系列物理、化学作 用，能将散粒或块体材料粘结在一起的材料。 2、分类
有机胶凝材料 胶凝材料 无机胶凝材料
气硬性胶凝材料
水硬性胶凝材料
第一节 第二节
气硬性胶凝材料 硅酸盐水泥
第三节
第四节
掺混合材料的硅酸盐水泥
其他水泥
主要内容
一、石膏
二、石灰
三、水玻璃
第一节 气硬性胶凝材料
二、建筑石膏的硬化
1、凝结过程：建筑石膏是半水石膏，其溶解于水
后，很快成为饱和溶液。溶液中的半水石膏与水化 合，按下式进行： CaSO4•½H2O+1½H2O=CaSO4•2H2O
2、硬化过程：浆体继续变稠，逐渐凝聚为晶体，
晶体逐渐长大、共生和相互交替，这使浆体逐渐产 生强度，并不断增长，直到完全干燥。晶体间的摩 擦力和粘结力不再增加，强度增长停止。
4、应用：
⑴制作涂料，涂刷在建筑材料表面可提 高抗风化能力； ⑵配制防水剂； ⑶配制防腐砂浆，修补砖墙裂缝。 ⑷用于土壤加固。
思 考 题
一、石膏
1、石膏的生产 2、建筑石膏的凝结硬化 3、建筑石膏的技术性质 4、建筑石膏的应用
一、石膏的生产
石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬
性胶凝材料。
常用产品：建筑石膏、高强度石膏、无
水石膏水泥、高温煅烧石膏等。
原材料：天然二水石膏（CaSO4•2H2O)、
化工石膏 生产： 主要工序：破碎 加热 磨细。
三、建筑石膏的技术性质
1、凝结硬化快。初凝6分，终凝30分 2、表观密度小，强度较低。 3、孔隙率大，导热系数小，吸声性强，吸湿 性大，可调节室内温湿度。 4、凝结过程中体积略有膨胀。 5、具有良好的抗火性能。 6、耐水性、抗冻性差，不宜用于潮湿部位。
四、建筑石膏的应用
1、制成石膏抹灰材料 2、制作各种墙体材料。如纸面石膏板、石 膏空心砌块、石膏空心条板 3、用于装饰。如石膏板、石膏浮雕花饰、 雕塑制品。 4、注意事项：在运输及储存时应防止受潮， 一般储存三个月后强度降低30%左右。
3、石灰的硬化
石灰浆体在空气中硬化，是由两个过程同时完 成的：
⑴结晶作用——游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从 饱和溶液中结晶。 ⑵碳化作用——氢氧化钙与空气中二氧化碳化合 成碳酸钙结晶，释放出水分并被蒸发。
Ca(OH)2 + CO2 + n H2O = CaCO3 + (n+1) H2O
4、石灰的技术性质
硬化过程很慢，常用加热与加入促硬剂 硅氟酸钠(Na2SiF6)的办法来促使硬化。
Na2O•nSiO2 + Na2SiF6 + mH2O === 6NaF + (2n+1)SiO2•mH2O
三、 水玻璃
3、性质：
⑴具有良好的粘结能力； ⑵不燃烧，耐热、耐高温、防火性好； ⑶耐酸性能好； ⑷防水性好
三、 水玻璃
三、 水玻璃
水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于 水的硅酸盐，由不同比例的碱金属与 二氧化硅所组成。 最常用的是硅酸钠(Na2O•nSiO2)与 硅酸钾(K2O•nSiO2)水玻璃。
三、 水玻璃
1、生产：
⑴湿法：将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅 （2-3大气压）内用蒸气加热，并加搅拌， 使直接反应而成液体水玻璃。 ⑵干法：将石英砂与碳酸钠磨细拌匀，在 熔炉内于1300℃-1400℃温度下熔化生成 固体水玻璃，然后在水中加热而成液体水 玻璃。
一、石膏的生产
65～75C 天 然 二水石膏 400～750C 107～170C
开 始 脱 水 压蒸锅
1.3大气压 127 C
建筑石膏 -半水石膏 高强石膏 -半水石膏
死 烧 石 膏
800～1000C 高温锻烧石膏
(地板石膏)
＞1600C为α -半水石膏，晶粒粗， 调制一定稠度浆体需水量小，硬化后强 度高。 建筑石膏：为β -半水石膏，晶粒细， 调制一定稠度浆体需水量大，硬化后强 度较低。
2、生石灰的熟化
⑴ 熟化：工地上使用生石灰时，通常将生 石灰加水，使之消解为消石灰—氢氧化钙， 此过程称为“熟化”又称“消化”。 CaO + H2O Ca(OH)2 + 64.9 103 J ⑵ 特点： ①放热； ②体积膨胀
1、生石灰的熟化
⑶方法 ①熟化成石灰膏。将生石灰在化灰池 内消解，石灰浆应在储灰坑中“陈伏” 两周以上，以消除过火石灰的危害，其 间石灰浆表面应保有一层水分，与空气 隔绝，以免碳化。 ②熟化成消石灰粉。
性质： ⑴良好的可塑性。 ⑵硬化慢、强度低。 ⑶凝结硬化过程体积 收缩。 ⑷耐水性差，易吸水。 技术标准：
《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)
5、石灰的应用
⑴制作石灰乳和石灰砂浆。 ①石灰乳主要用于内墙和天棚刷白，增 加室内美观和亮度； ②石灰砂浆：用于抹面、砌筑 ⑵制作石灰土（灰土）和三合土 ⑶制作硅酸盐制品 ⑷制作碳化石灰板、加固地基等。
高强石膏的应用
（1）强度要求较高的抹灰工程、装饰制品 和石膏板 （2）掺入防水剂，可用于湿度较高的环境。 （3）做粘结剂，须加入聚乙烯醇水溶液。 其特点是无收缩。
二、石灰 (lime)
1、石灰的生产：
CaCO3
900℃
CaO + CO2↑
钙质石灰：氧化镁含量≤5% 镁质石灰：氧化镁含量>5%。 镁质石灰熟化慢，但硬化后强度较高
三、 水玻璃
水玻璃的模数n：
n为氧化硅和氧化钠分子数的比值。一 般在1.5-3.5之间。n值反映了固体水玻璃 在水中溶解的难易程度。 n=1时，能溶解于常温的水中； n>1时，只能在热水中溶解； n>3时，在4个大气压以上的蒸气中才能 溶解。
三、 水玻璃
2、水玻璃的硬化
Na2O•nSiO2 + CO2 + mH2O == Na2CO3 + nSiO2•mH2O
述
1、胶凝材料：指经过一系列物理、化学作 用，能将散粒或块体材料粘结在一起的材料。 2、分类
有机胶凝材料 胶凝材料 无机胶凝材料
气硬性胶凝材料
水硬性胶凝材料
第一节 第二节
气硬性胶凝材料 硅酸盐水泥
第三节
第四节
掺混合材料的硅酸盐水泥
其他水泥
主要内容
一、石膏
二、石灰
三、水玻璃
第一节 气硬性胶凝材料
二、建筑石膏的硬化
1、凝结过程：建筑石膏是半水石膏，其溶解于水
后，很快成为饱和溶液。溶液中的半水石膏与水化 合，按下式进行： CaSO4•½H2O+1½H2O=CaSO4•2H2O
2、硬化过程：浆体继续变稠，逐渐凝聚为晶体，
晶体逐渐长大、共生和相互交替，这使浆体逐渐产 生强度，并不断增长，直到完全干燥。晶体间的摩 擦力和粘结力不再增加，强度增长停止。
4、应用：
⑴制作涂料，涂刷在建筑材料表面可提 高抗风化能力； ⑵配制防水剂； ⑶配制防腐砂浆，修补砖墙裂缝。 ⑷用于土壤加固。
思 考 题
一、石膏
1、石膏的生产 2、建筑石膏的凝结硬化 3、建筑石膏的技术性质 4、建筑石膏的应用
一、石膏的生产
石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬
性胶凝材料。
常用产品：建筑石膏、高强度石膏、无
水石膏水泥、高温煅烧石膏等。
原材料：天然二水石膏（CaSO4•2H2O)、
化工石膏 生产： 主要工序：破碎 加热 磨细。
三、建筑石膏的技术性质
1、凝结硬化快。初凝6分，终凝30分 2、表观密度小，强度较低。 3、孔隙率大，导热系数小，吸声性强，吸湿 性大，可调节室内温湿度。 4、凝结过程中体积略有膨胀。 5、具有良好的抗火性能。 6、耐水性、抗冻性差，不宜用于潮湿部位。
四、建筑石膏的应用
1、制成石膏抹灰材料 2、制作各种墙体材料。如纸面石膏板、石 膏空心砌块、石膏空心条板 3、用于装饰。如石膏板、石膏浮雕花饰、 雕塑制品。 4、注意事项：在运输及储存时应防止受潮， 一般储存三个月后强度降低30%左右。
3、石灰的硬化
石灰浆体在空气中硬化，是由两个过程同时完 成的：
⑴结晶作用——游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从 饱和溶液中结晶。 ⑵碳化作用——氢氧化钙与空气中二氧化碳化合 成碳酸钙结晶，释放出水分并被蒸发。
Ca(OH)2 + CO2 + n H2O = CaCO3 + (n+1) H2O
4、石灰的技术性质
硬化过程很慢，常用加热与加入促硬剂 硅氟酸钠(Na2SiF6)的办法来促使硬化。
Na2O•nSiO2 + Na2SiF6 + mH2O === 6NaF + (2n+1)SiO2•mH2O
三、 水玻璃
3、性质：
⑴具有良好的粘结能力； ⑵不燃烧，耐热、耐高温、防火性好； ⑶耐酸性能好； ⑷防水性好
三、 水玻璃
三、 水玻璃
水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于 水的硅酸盐，由不同比例的碱金属与 二氧化硅所组成。 最常用的是硅酸钠(Na2O•nSiO2)与 硅酸钾(K2O•nSiO2)水玻璃。
三、 水玻璃
1、生产：
⑴湿法：将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅 （2-3大气压）内用蒸气加热，并加搅拌， 使直接反应而成液体水玻璃。 ⑵干法：将石英砂与碳酸钠磨细拌匀，在 熔炉内于1300℃-1400℃温度下熔化生成 固体水玻璃，然后在水中加热而成液体水 玻璃。
一、石膏的生产
65～75C 天 然 二水石膏 400～750C 107～170C
开 始 脱 水 压蒸锅
1.3大气压 127 C
建筑石膏 -半水石膏 高强石膏 -半水石膏
死 烧 石 膏
800～1000C 高温锻烧石膏
(地板石膏)
＞1600C为α -半水石膏，晶粒粗， 调制一定稠度浆体需水量小，硬化后强 度高。 建筑石膏：为β -半水石膏，晶粒细， 调制一定稠度浆体需水量大，硬化后强 度较低。
2、生石灰的熟化
⑴ 熟化：工地上使用生石灰时，通常将生 石灰加水，使之消解为消石灰—氢氧化钙， 此过程称为“熟化”又称“消化”。 CaO + H2O Ca(OH)2 + 64.9 103 J ⑵ 特点： ①放热； ②体积膨胀
1、生石灰的熟化
⑶方法 ①熟化成石灰膏。将生石灰在化灰池 内消解，石灰浆应在储灰坑中“陈伏” 两周以上，以消除过火石灰的危害，其 间石灰浆表面应保有一层水分，与空气 隔绝，以免碳化。 ②熟化成消石灰粉。
性质： ⑴良好的可塑性。 ⑵硬化慢、强度低。 ⑶凝结硬化过程体积 收缩。 ⑷耐水性差，易吸水。 技术标准：
《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)
5、石灰的应用
⑴制作石灰乳和石灰砂浆。 ①石灰乳主要用于内墙和天棚刷白，增 加室内美观和亮度； ②石灰砂浆：用于抹面、砌筑 ⑵制作石灰土（灰土）和三合土 ⑶制作硅酸盐制品 ⑷制作碳化石灰板、加固地基等。
高强石膏的应用
（1）强度要求较高的抹灰工程、装饰制品 和石膏板 （2）掺入防水剂，可用于湿度较高的环境。 （3）做粘结剂，须加入聚乙烯醇水溶液。 其特点是无收缩。
二、石灰 (lime)
1、石灰的生产：
CaCO3
900℃
CaO + CO2↑
钙质石灰：氧化镁含量≤5% 镁质石灰：氧化镁含量>5%。 镁质石灰熟化慢，但硬化后强度较高
三、 水玻璃
水玻璃的模数n：
n为氧化硅和氧化钠分子数的比值。一 般在1.5-3.5之间。n值反映了固体水玻璃 在水中溶解的难易程度。 n=1时，能溶解于常温的水中； n>1时，只能在热水中溶解； n>3时，在4个大气压以上的蒸气中才能 溶解。
三、 水玻璃
2、水玻璃的硬化
Na2O•nSiO2 + CO2 + mH2O == Na2CO3 + nSiO2•mH2O