建筑材料：胶凝材

过烧石灰消化速度慢，易引起墙面隆起、开裂，所 以使用前需洗灰陈伏。
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石灰膏多存放在工地现场的贮灰坑中，产品 含水量约为50%，表观密度为1300~1400kg/m3。 由于过火石灰熟化缓慢，为防止过火石灰在建筑 物中吸收空气中水分继续熟化，造成建筑物局部 膨胀开裂，石灰膏应在贮灰坑中隔绝空气存放2周 以上，使生石灰熟化后再用于工程，这种过程成 为“陈伏”。
分析答案
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案例分析
某工人用建筑石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以 在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半 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。
分析答案
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第三节 水玻璃
一、水玻璃的组成和硬化 二、水玻璃的性质与应用
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一、水玻璃的组成和硬化
组成
• 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。
质量标准：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。
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石膏
建筑石膏的技术指标（GB 9776-88）
技术指标
抗折强度/MPa, 不小于
优等品 2.5
一等品 2.1
合格品 1.8
抗压强度/MPa, 不小于
4.9
3.9
2.9
细度(0.2 mm方 孔筛筛余/％), 不大于
白云岩
方解石含量（%）
100--95 95--75 75--50
50--25 25--5 5--0
白云石含量（%）
0--5 5--25 25--50
50--75 75--95 95--100
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原料：
石灰石
白云质石灰石
白垩
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贝壳
石灰
一、 石灰的生产与分类
石灰：包含不同化学组成和物理形态的生石灰、消石灰、水硬 性石灰的统称。
过火石灰
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质地密实，颜色较 深，消化缓慢，容 易造成墙体开裂
二、 石灰的消化与硬化
消化（熟化）：生石灰（CaO）与水作用生成氢氧化 钙（熟石灰，又称消石灰）的过程。生石灰的消化 反应如下： CaO＋H2O → Ca(OH)2＋64.9×103J
石灰的消化过程会放出大量的热，熟化时体积增大 1～2.5倍。
水硬性胶凝材料
不仅能在空气中硬 化，而且能更好地 在水中硬化保持并 发展其强度。 如：水泥
有机胶凝材料 如：沥青、各种合成树脂
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第一节 石 灰
• 原料：以碳酸钙为主的天然原料：石灰岩
（limestone ）、白垩、白云质石灰岩、贝壳等。
岩石名称
石灰岩 含白云质灰岩 白云质灰岩
钙质白云岩 含钙质白云岩
石膏制品质量轻，可锯、可刨、可钉，加工性能好，可连续 生产，生产效率高，有广阔的发展前途。
石膏立柱
石膏吊顶
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观察与讨论
建筑石膏粉的质量
请观察建筑石 膏粉，并分析 是否宜用此石 膏粉作粘结或 制作石膏制品。
分析答案
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建筑石膏粉
案例分析
某住户喜爱石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕 板作装饰。使用一段时间后，客厅、卧室效果 相当好，但厨房、厕所、浴室的石膏制品出现 发霉变形。请分析原因。
各种石灰根据其种类、成分、细度等划分为优等品、一
等品及合格品。
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石灰的特性
可塑性和保水性好：可调成石灰砂浆。 吸湿性强：是传统的干燥剂；储存时注意防潮。 凝结硬化慢，强渡低。 体积收缩大：不宜单独使用，可掺入砂、各种纤
维材料等减少收缩 。 耐水性差：不宜在潮湿的环境中使用，也不宜单
独用于建筑物基础。
• 建筑常用的为 钠水玻璃(Na2O·nSiO2) ；钾 水玻璃(K2O·nSiO2)
• 液体水玻璃是一种具有胶体特征，又具有溶 液特征的胶体溶液。
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一、水玻璃的组成和硬化
硬化
• 水玻璃在空气中吸收二氧化碳，析出二氧化 硅凝胶，并逐渐干燥脱水成为氧化硅而硬化。
• 由于空气中二氧化碳的浓度较低，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。
干燥——多余水分蒸发或被吸收而使粒子紧密接 触，获得一定强度。
结晶——游离水减少，溶液饱和，氢氧化 石灰的硬化 钙结晶析出，强度增大。
碳化——强度进一步提高，但进行缓慢：
C O 2 a C H 2 n . O 2 O H C 3 a n 1 H C 2 O O
案例分析
石灰抹面裂纹比较和分析
称石灰砂浆，后者称混合砂浆，用于墙体的砌筑和抹面。 为了克服石灰浆收缩性大的缺点，配制时常要加入纸筋等纤
维质材料。
保水性好
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拌制灰土和三合土：
消石灰粉与粘土的拌合物，称为灰土，若再加入砂（或碎石、 炉渣等），即成三合土。灰土和三合土在夯实或压实下，密 实度大大提高，而且在潮湿的环境中，粘土颗粒表面的少量 活性氧化硅和氧化铝与Ca(OH)2发生反应，生成水硬性的水 化硅酸钙和水化铝酸钙，使粘土的抗渗能力、抗压强度、耐 水性得到改善。三合土和灰土主要用于建筑物基础、路面和 地面的垫层。
• 硬化后的主要产物为xMgO·yMgCl2·zH2O，其吸湿性大，
耐水性差。遇水或吸湿后易产生翘曲变形，表面泛霜，且 强度大大降低。因此菱苦土制品不宜用于潮湿环境。
• 使用玻璃纤维增强的菱苦土制品具有很高的抗折强度和抗 冲击能力，其主要产品为玻璃纤维增强菱苦土波瓦。
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课堂练习
1.石膏浆、石灰浆和水泥浆三种胶凝材料浆体硬化时收缩 最大的是水泥浆。
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四、 建筑石膏的应用
室内抹灰及粉刷
建筑石膏凝结快，用于抹灰、粉刷时需加缓凝剂及 附加材料制成粉刷石膏。
粉刷石膏粘接力高、不裂、不起鼓、表面光洁、防 火、保温，并且施工方便，可实现机械化施工，是 一种高档抹面材料，可用于办公室、住宅等的墙面、 顶棚等。
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Байду номын сангаас作石膏制品
建筑石膏制品的种类很多。如纸面石膏板、空心石膏板、石 膏砌块、装饰石膏板、石膏角线、灯圈、罗马柱等，主要用 于分室墙，内隔墙、吊顶及装饰。
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二、水玻璃的性质与应用
• 水玻璃在凝结硬化后，黏结力强,强度较高,耐酸性 好,耐热性好,耐碱性和耐水性差。
• 利用水玻璃凝结硬化后的性能，在建筑工程中主 要有以下几方面用途： • 涂刷材料表面，提高抗风化能力； • 加固土壤； • 配制速凝防水剂； • 修补砖墙裂缝。
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第四节 镁质胶凝材料
• 又称菱苦土或氯氧镁水泥；主要成分为MgO。
将主要成分为碳酸钙的天然岩石（石灰岩、白垩等）煅 烧，排除分解出的二氧化碳后，所得以CaO为主要成分的产 品即为生石灰。
C3 a 9~ C 1 0 2 C 0 O 0 C 0生 aO C 石 2 O 灰
温度过低或时间不足
欠火石灰
CaO含量低，质量 等级低，利用率低
温度过高或时间过长
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根据成品加工方法不同分为：
名称
加工方法
状态 主要成分
块灰
直接煅烧
块状
CaO
生石灰粉 块状生石灰磨细
消石灰粉
生石灰用适量水经消 化和干燥
粉末 粉末
CaO Ca(OH)2
石灰膏
块状生石灰用过量水 消化（或将消石灰粉
和水拌合）
一定稠度 的膏状物
Ca(OH)2和水
石灰乳 生石灰加大量水消化 乳状液体 Ca(OH)2和水
凝结时间
5.0
10.0
15.0
初凝时间不早于6 min；终凝时间不迟于30 min
产品标记：产品名称+抗折强度+标准号
例如 抗折强度为2.5MPa的建筑石膏记为： 建筑石膏2.5 GB9776
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建筑石膏的特性
凝结硬化快 硬化制品的孔隙率大，体积密度小，
保温、吸声性能好 具有一定的调温调湿性 凝固时体积微膨胀 防火性好 耐水性、抗冻性差
高温煅烧石膏 高温下才稳定
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二、 建筑石膏的凝结硬化
建筑石膏与适量的水相混合，最初成为可塑的浆 体，但很快就失去塑性并产生强度，并发展成为 坚硬的固体。
石膏与水搅拌后发生如下反应：
Ca4•S 1 2 O 2 3H 2O Ca4•S 2H O 2O
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初凝：建筑石膏拌水后形成流动的可塑性胶凝体溶解于水中，很快 形成饱和溶液，溶液中的半水石膏与水反应生成二水石膏，二水 石膏胶体微粒由于溶解度低将从溶液中析出，并促使半水石膏进 一步溶解，直至半水石膏全部转化为二水石膏。在这个过程中， 浆体中的水分逐渐减少，浆体失去流动性，可塑性也开始下降， 称为石膏的初凝。
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石灰熟化示意图
陈伏：石灰浆在储灰坑内陈伏2周以上。
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石灰的凝结硬化
胶凝材料的凝结硬化时一个连续的物理、化学变化过 程，具有可塑性的胶凝材料能逐渐变成坚硬的固体物质。通 常将具有可塑性的浆体逐渐失去塑性的过程，成为凝结；随 着物理、化学作用的延续，浆体产生强度，并逐渐提高，最 终变成坚硬的固体物质的过程，成为硬化。
终凝：随着水分蒸发和水化的继续进行，浆体完全失去可塑性，这 个过程称为终凝。
建筑石膏凝结硬化示意图
1—半水石膏； ２—二水石膏胶体微
粒；
３—二水石膏晶体； ４—交错的晶体。
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硬化石膏的结构
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三、 建筑石膏的技术要求及特性
建筑石膏的技术要求
外观：色白，密度为2.60～ 2.75 g/cm3,堆积密度为 800～1100 kg/m3。
白色粉末，晶体细小，需水量大；制品孔隙率大， 强度较低；便于生产成本低，应用最广
高强石膏
白色粉末，晶粒粗大，需水量小；制品密实度大， 强度高；用于建筑抹灰，装饰品及石膏板
可溶性硬石膏 不溶性石膏
需水量大，凝结快，强渡低；需陈化转变为半水 石膏后才可使用
死烧石膏；难溶于水，不可凝结凝结硬化；掺入 激发剂可制成无水石膏水泥
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建筑材料
水泥
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教学目标
⑴熟悉硅酸盐水泥 的矿物组成，了解 其硬化机理； ⑵熟 练掌握硅酸盐水泥 等几种通用水泥的 性能特点，相应的 检测方法及选用原 则；⑶了解特性水 泥和专用水泥的主 要性能及使用特点； ⑷ 掌握水泥的检验 及质量合格标准的 判定。
建 筑 材 料---胶凝材料
建筑之家
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胶凝材料概述
定义：在一定条件下，经过自身的一系列物理、化学作用后，
能将散粒或块状材料粘结成为具有一定强度的整体的材料，
统称为胶凝材料。
分类：
气硬性胶凝材料
只能在空气中硬化， 也只能在空气中保持 或发展其强度。 如：石灰、石膏、水 玻璃、菱苦土
无机胶凝材料
胶凝材料
是
否
2.一般建筑石膏适用于室外。
是
否
3.石灰陈伏是为了消除过烧石灰的危害。
是
否
4.石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。
是
否
5.在水泥中，石膏加入的量越多越好。
是
否
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作业
1.材料的密度、表观密度、孔隙率之间有何关系？ 2.某砌块外形的尺寸为150mm×150mm×150mm，
已知其孔隙率为38%，干燥质量为2488g，浸水 饱和后质量为3014g。试求该砌块的密度、表观 密度及质量吸水率。 3.天然岩石的主要技术性质有哪些？选用石材需考 虑技术条件是什么？ 4.烧结砖为什么要对泛霜和石灰爆裂情况进行测定? 5.生石灰熟化是为什么要进行“陈伏”？
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四、 石灰的应用
制作石灰乳涂料 石灰乳涂料可用于建筑室内墙面和顶棚粉刷。 掺入少量佛青颜料，可使其呈纯白色；
掺入107胶或少量水泥粒化高炉矿渣(或粉煤灰)，可提高粉 刷层的防水性； 掺入各种色彩的耐碱材料，可获得更好的装饰效果。
配制砂浆 石灰浆和消石灰粉可以单独或与水泥一起配制成砂浆，前者
生石灰粉 (磨细生石灰粉)
配制无熟料水泥 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
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第二节 石 膏
一、 石膏的生产及分类
石膏的生产：原料在不同压力和温度下煅烧、脱水，再 经磨细而成。
CaSO4·2H2O 二水石膏
107～170℃ 加热、脱水
CaS4•O12H2O型半水石膏 建筑石膏
125℃ 0.13MPa 蒸压
CaS4•O12H2O型半水石膏 高强石膏
170～360℃
加热、脱水 CaSO4Ⅲ
可溶性硬石膏
400～750℃ 800℃
CaSO4Ⅱ
CaSOⅠ4
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不溶性硬石膏 高温煅烧石膏
石膏的分类
名称
特点
建筑石膏
制作碳化石灰板：用作非承重的内墙板、天花板等。
生产硅酸盐制品：如灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸 盐砌块等。
配制无熟料水泥
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总结
各类石灰的用途
品种名称
适用范围
生石灰
配制石灰膏；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
用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆
A
B
分析答. 案
三、 石灰的技术要求及特性
石灰的分类及技术要求 建筑工程中所用的石灰常分三个品种：建筑生石
灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。 根据石灰中氧化镁的含量分为： 钙质石灰：MgO≦5% 镁质石灰：MgO﹥5% 钙质消石灰粉：MgO≦4% 镁质消石灰粉：4%﹤MgO﹤24% 白云石质消石灰粉：24%﹤MgO﹤30%