气硬性无机胶凝材料—石膏、水玻璃、菱苦土

气硬性无机胶凝材料—石膏、水玻璃、菱苦土胶凝材料能将散粒材料或块状材料粘结成为整体，并具有所需的强度。

胶凝材料按成分分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类，前者以天然或合成的有机高分子化合物为基本成分，如沥青、树脂等；后者则以无机化合物为主要的成分。

无机胶凝材料按硬化条件不同，也可分为气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料两类。

气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中继续保持或发展其强度，如建筑石膏、石灰、水玻璃、菱苦土等。

水硬性胶凝材料则不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度，如各种水泥。

气硬性胶凝材料一般只适用于地上干燥环境，而水硬性胶凝材料则可在地上、地下或水中使用。

人类发现和利用胶凝材料，有着悠远的历史，从新石器时代的前陶器时代人们就开始使用胶凝材料，最早的胶凝材料就是天然的粘土，但粘土基本不具备水稳性。

在巴比伦人们开始使用粘土层中的纯度高硬度小的CaCO3结石，是最早具备初步水稳性的胶凝材料，石灰的发明产生了最早的人造胶凝材料，在9000年前的以色列地区就已经使用了石灰骨料的地板。

公元前2500-3000年，人们就开始学会利石灰和石膏砂桨，如古代埃及的金字塔和许多建筑都是采用石膏和石灰作为胶结材料砌筑的，公元初期，人们又学会了应用石灰—火山灰水硬性材料，用石灰和火山灰或凝灰岩制备的胶凝材料既有水硬性也具备足够的水稳性和强度。

例如古罗马的“庞贝”古城的遗址、斗兽场以及罗马神庙等都是采用石灰—火山灰材料砌筑的。

第一次工业革命时期，英国工程师发明了用普通水硬性石灰代替石灰—火山灰的做法，经过长时间的改良形成现代用的水泥。

上次课我们讲了气硬性胶凝材料的石灰，本次课程我们开始讲解建筑中常用的石膏、水玻璃和菱苦土。

石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料，其制品具有一系列的优良性质，在建筑中得到广泛的应用。

生产建筑石膏的主要原料是天然二水石膏、又称生石膏，二水石膏经锻烧、磨细可得建筑石膏即熟石膏，建筑石膏主要有以下性质。

1）凝结硬化快，建筑石膏的凝结，一般初凝时间只有3 -5min，终凝时间只有20-30min。

在室内自然干燥条件下，达到完全硬化的时间约需一周。

2）硬化后体积微膨胀，硬化产物外形饱满，不会出现裂纹。

3）硬化后孔隙率大，因此与水泥比其强度较低，表观密度较小，导热性较低，吸声性和吸湿较强。

4）耐水性与抗冻性较差，建筑石膏硬化后晶体在水中有一定的溶解度，因此耐水性差，软化系数低。

吸水后受冻，将因孔隙中水分结冰而崩裂，因此抗冻性差。

5）硬化后尺寸稳定，最大吸水率时，伸缩率约为1%。

6）硬化后抗火性好，制品本身为不燃材料，同时在遇火灾时，二水石膏中的结晶水蒸发，吸收热量，在表面形成水蒸气幕和脱水物隔离层，并且无有害气体产生。

建筑石膏主要应用于室内抹灰、粉刷，生产各种石膏板与多孔石膏制品，制作模型或雕塑，制作吸声板、顶棚、墙面的装饰板，作装饰涂料的填料、人造大理石等。

接下来我们来看一下水玻璃，水玻璃俗称泡花碱，建筑上常用硅酸钠与硅酸钾等，水玻璃有良好的粘结能力，硬化时析出的硅酸凝胶有堵塞毛细孔隙而防止水渗透的作用，可涂刷于黏土砖及混凝土等制品表面，以提高其表层密实度与抗风化能力。

水玻璃硬化后具有良好的耐酸、耐火性，可用来配制耐酸、耐热砂浆与混凝土。

也可作为化学注浆材料用来加固地基，配制建筑涂料及防水剂等，与水泥浆调和，用来堵漏等，但不宜调配水泥防水砂浆或防水混凝土用作屋面或地面的防水层，因其凝结速度过快。

菱苦土是一种白色或浅黄色的粉末，其主要成分为MgO。

制备菱苦土料浆时不用水拌合，因凝结慢，硬化后强度低，而用氯化镁、硫酸镁及氯化铁等盐的溶液拌合，称为氯氧镁水泥，硬化后强度可达40—60MPa，但吸湿性大，耐水性差。

氯氧镁水泥与植物纤维能很好粘结，且碱性较弱，不会腐蚀植物纤维，建筑工程中常用来制造木屑板、木丝板和氯氧镁水泥木屑地面等。

制作氯氧镁水泥地面可掺适量磨细碎砖或粉煤灰等活性混合材料，以提高地面的耐水性，氯氧镁水泥地面保温性好，无噪声、不起灰、弹性良好、防火、耐磨，宜用于纺织车间及民用建筑等，但不适用于经常受潮、遇水和遭受酸类侵蚀的地方。

以上就是我们本节课的基本内容，我们下节课再见。