第2章无机胶凝材料汇总
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第二章-基体之-无机胶凝材料
氯化镁溶液
mMgO
+ nMgCl2 + 6H2O
mMgO nMgCl2 6H2O
反应生成的氧氯化镁结晶速度比氢氧化镁快，因而加 速了镁质胶凝材料的凝结硬化速度，制品强度显著提高。 氯化镁溶液（密度为1.2g/cm3）的掺量一般为菱苦土 的55%～60%。掺量太大则凝结速度过快，且收缩大、强 度低。掺量过少，则硬化太慢、强度也低。此外，温度对 凝结硬化很敏感，氯化镁掺量可作适当调整。
即将颁布的最新国家标准《通用硅酸盐水 泥》将代替GB175—1999，GB1344—1999， GB12958—1999。 通用硅酸盐水泥——以硅酸盐水泥熟料、 适量石膏和混合材料制成的水硬性胶凝材 料。 包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣 硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰 硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
修订标准的原因：
水泥品种划分和强度等级不匹配，生产的普通硅 酸盐水泥中混合材料超标现象严重； 标准中没有规定混合材料掺量检测方法； 水泥中掺加混合材料种类呈现开放状态； 水泥生产中使用盐类早强剂等； 检验规则的可操作性不强等。
I型硅酸盐水泥， 代号P· I 硅酸盐水泥 II型硅酸盐水泥， 代号P· II
无机胶凝材料特点
(1) 原料丰富，能就地取材，生产成本低；
(2) 耐久性好，适应性强，可用于水中、海洋 及炎热、寒冷的环境；
(3) 耐火性好； (4) 维修工作量小，折旧费用低； (5) 作为基材组合或复合其他材料的能力强； (6) 有利于有效地利用工业废渣。
水泥——水硬性无机胶凝材料 我国水泥工业的优势 约1.2t石 灰石 我国水泥工业的劣势 大量粉 尘与烟
第二章无机胶凝材料
（一）建筑石膏的组成、分类与标记 按国家标准《建筑石膏》GB/T9776—2008规定： 1.建筑石膏组成中的β型半水石膏的含量（质量分数） 不小于60.0%； 2.建筑石膏根据原材料种类不同分为:天然建筑石膏， 脱硫建筑石膏和磷建筑石膏，代号分别为N,S和P。 建筑石膏根据2小时抗折强度分为3.0,2.0,1.6三个 等级。产品标记时，按产品名称、代号、等级及标 准编号的顺序标记，如等级为2.0的天然建筑石膏 标记为：N2.0GB/T9776-2008. (二） 物理力学性能
达最高强度（40~70Mpa）。
1.与刨花、木丝、木屑、玻璃纤维等复合，制成刨花 板、木丝板、木屑板、玻璃纤维增强板等。作内墙、 隔墙、天花板等用。
刨花板
木丝板
土地板，具有保温 、防火、防爆及一定的弹性。
3.在镁质胶凝材料中掺入适量的泡沫，可制成泡
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。但空气中 二氧化碳浓度较低，所以为了加速水玻璃的硬化， 常加入氟硅酸钠（Na2SiF6）作为促硬剂。
注意：氟硅酸钠的加入量为12%~15%最佳，过 少，硬化慢，硬化不充分，强度和耐水性较低；过 多，凝结过速，造成施工困难，且强度和抗渗性均 降低。
水玻璃凝结硬化后，具有以下特性： 1.粘结性强、强度较高 2.耐酸性好 ：二氧化硅可以抵抗除氢氟酸、过热磷 酸以外的几乎所有的无机和有机酸。 3.耐热性好：硬化后形成的二氧化硅网状骨架，在 高温下强度下降不大。 4.耐碱性和耐水性差 ：由于水玻璃在加入氟硅酸钠 后仍不能完全硬化，仍然有一定量的水玻璃 Na2O·nSiO2。由于SiO2和Na2O·nSiO2均可溶于碱 ， Na2O·nSiO2可溶入水，所以水玻璃硬化后不耐 碱、不耐水。 为提高耐水性，常采用中等浓度的酸对已 硬化的水玻璃进行酸洗处理。
无机胶凝材料
所以施工时根据实际需要，往往加入适量的缓凝剂
24
2.2.3 建筑石膏的性质与技术要求
• 建筑石膏在性质上有如下的特点
凝结硬化快 体积微膨胀
强度较高 可加彩色 保温性好 耐水性差 防火性好
7h抗压强度可为8～12MPa 保色性好
内部大量毛细孔，孔隙率达50%～60%
软化系数只有0.2～0.3，不耐水 但具有一定的调湿功能 导热系数小，传热慢 二水石膏遇火脱水，产生的 水蒸汽能有效阻止火势蔓延
4、其他用途
生产某些硅酸盐制品时的增强剂 也可用作油漆或粘贴墙纸等的基层找平
建筑石膏在运输和储存时要注意防潮，储存期一 般不宜超过3个月，否则将使石膏制品的质量下降！
30
31
2.3 水玻璃
• 水玻璃组成 水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类，俗称泡花碱 土木工程中主要使用钠水玻璃，Na2O•nSiO2 优质纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体， 溶于水。当含有杂质时呈淡黄色或青灰色 石英粉
生石灰块和粉料在运输和储存过程 中应注意密封防潮，否则吸水潮解后与空气 中CO2作用生成碳酸钙，使石灰胶结能力下降
17
• 石灰的特性有：可塑性＿＿、硬化＿＿、 硬化时体积＿＿和耐水性＿＿等
好 • 胶凝材料 浆体变为坚固的石状体，并将其他材料胶结成整 体，且具有一定强度的材料 缓慢 收缩大 差
• 气硬性胶凝材料
43
3.1 硅酸盐水泥的生产和基本组成
•硅酸盐水泥的基本组成
1、硅酸盐水泥熟料
硅酸三钙(C3S) 硅酸二钙(C2S) 铝酸三钙(C3A) 铁铝酸四钙(C4AF) 36%~60% 15%~37% 7%～15% 10%～18%
其它矿物组成
游离氧化钙、氧化镁
44
24
2.2.3 建筑石膏的性质与技术要求
• 建筑石膏在性质上有如下的特点
凝结硬化快 体积微膨胀
强度较高 可加彩色 保温性好 耐水性差 防火性好
7h抗压强度可为8～12MPa 保色性好
内部大量毛细孔，孔隙率达50%～60%
软化系数只有0.2～0.3，不耐水 但具有一定的调湿功能 导热系数小，传热慢 二水石膏遇火脱水，产生的 水蒸汽能有效阻止火势蔓延
4、其他用途
生产某些硅酸盐制品时的增强剂 也可用作油漆或粘贴墙纸等的基层找平
建筑石膏在运输和储存时要注意防潮，储存期一 般不宜超过3个月，否则将使石膏制品的质量下降！
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2.3 水玻璃
• 水玻璃组成 水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类，俗称泡花碱 土木工程中主要使用钠水玻璃，Na2O•nSiO2 优质纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体， 溶于水。当含有杂质时呈淡黄色或青灰色 石英粉
生石灰块和粉料在运输和储存过程 中应注意密封防潮，否则吸水潮解后与空气 中CO2作用生成碳酸钙，使石灰胶结能力下降
17
• 石灰的特性有：可塑性＿＿、硬化＿＿、 硬化时体积＿＿和耐水性＿＿等
好 • 胶凝材料 浆体变为坚固的石状体，并将其他材料胶结成整 体，且具有一定强度的材料 缓慢 收缩大 差
• 气硬性胶凝材料
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3.1 硅酸盐水泥的生产和基本组成
•硅酸盐水泥的基本组成
1、硅酸盐水泥熟料
硅酸三钙(C3S) 硅酸二钙(C2S) 铝酸三钙(C3A) 铁铝酸四钙(C4AF) 36%~60% 15%~37% 7%～15% 10%～18%
其它矿物组成
游离氧化钙、氧化镁
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土木工程材料学习课件第2章无机胶凝材料-130755
• 采用MgCl2.6H2O水溶液调制：
xMgO yMgCl2.zH 2O xMgO.yMgCl2.zH 2O
产物 xMgO.yMgCl2.zH2O复盐
Civil Engineering Materials
三、 菱苦土的应用
• 菱苦土木屑板、木丝板、刨花板
配比：木屑＋颜料＋填料＋菱苦土
• 菱苦土地面：
性。
Civil Engineering Materials
四、建筑石膏的用途
• 石膏砂浆及粉刷石膏－高级室内抹灰； • 制备各种石膏板； • 各类装饰石膏线、花型； • 无水石膏水泥； • 水泥缓凝剂； • 涂料的填充料 • 陶瓷模具材料、外科医疗固定材料 • 制作雕塑艺术品等。
Civil Engineering Materials
• 原材料：
天然二水石膏CaSO4.2H2O（生石膏、软石膏）
天然无水石膏CaSO4－只可用于生产无水石膏水 泥和高温煅烧石膏
化工石膏－磷石膏、氟石膏（化工副产品） • 工艺：
原材料－破碎－不同温度、压力煅烧－磨细－成品
Civil Engineering Materials
石膏制备工艺示意图
CaSO4.2H2O
二水石膏
107～170℃
加热、脱水
125℃
0.13MPa蒸 压 锅
170～360℃
加热、脱水
400～750℃
800℃
CaSO4.1/2H2O(β 型 半 水 石 膏 )－ 建 筑 石 膏
CaSO4.1/2H2O(α 型 半 水 石 膏 )－ 高 强 石 膏
CaSO4 Ⅲ －可 溶 性 硬 石 膏
CaSO4 Ⅱ －不溶 性 硬 石 膏
Ca(OH )2 CO2 nH2O CaCO3 (n 1)H2O
xMgO yMgCl2.zH 2O xMgO.yMgCl2.zH 2O
产物 xMgO.yMgCl2.zH2O复盐
Civil Engineering Materials
三、 菱苦土的应用
• 菱苦土木屑板、木丝板、刨花板
配比：木屑＋颜料＋填料＋菱苦土
• 菱苦土地面：
性。
Civil Engineering Materials
四、建筑石膏的用途
• 石膏砂浆及粉刷石膏－高级室内抹灰； • 制备各种石膏板； • 各类装饰石膏线、花型； • 无水石膏水泥； • 水泥缓凝剂； • 涂料的填充料 • 陶瓷模具材料、外科医疗固定材料 • 制作雕塑艺术品等。
Civil Engineering Materials
• 原材料：
天然二水石膏CaSO4.2H2O（生石膏、软石膏）
天然无水石膏CaSO4－只可用于生产无水石膏水 泥和高温煅烧石膏
化工石膏－磷石膏、氟石膏（化工副产品） • 工艺：
原材料－破碎－不同温度、压力煅烧－磨细－成品
Civil Engineering Materials
石膏制备工艺示意图
CaSO4.2H2O
二水石膏
107～170℃
加热、脱水
125℃
0.13MPa蒸 压 锅
170～360℃
加热、脱水
400～750℃
800℃
CaSO4.1/2H2O(β 型 半 水 石 膏 )－ 建 筑 石 膏
CaSO4.1/2H2O(α 型 半 水 石 膏 )－ 高 强 石 膏
CaSO4 Ⅲ －可 溶 性 硬 石 膏
CaSO4 Ⅱ －不溶 性 硬 石 膏
Ca(OH )2 CO2 nH2O CaCO3 (n 1)H2O
第2章无机胶凝材料解读
6
土木工程材料 第2章 无机胶凝材料
170-200oC 200-250oC 400-750oC 大于850oC
05:37
半水石膏继续脱水，生成可溶性硬 石石膏膏，中与残水留拌很合少后的仍水能分很，快这凝种结石硬膏 化 凝石。结膏硬完化全很失慢水。，失去凝结硬化能力， 成部为分不石溶膏性分硬解石生膏成(死的烧氧石化膏钙)具。有催 化作用，所得产品有重新具有凝胶 硬化性能，高温煅烧石膏。
土木工程材料 第2章 无机胶凝材料
凡是能在物理、化学作用下，从浆体变为坚固的石状 体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称 为胶凝材料。
有机胶凝材料 ：沥青、各种树脂
胶凝材料
气硬性 ：石灰、石膏、水玻璃 无机胶凝材料 ：石灰、石膏、水玻璃、各种水泥
水硬性 ：各种水泥
05:37
1
土木工程材料 第2章 无机胶凝材料
1.石灰的生产及分类
2.石灰的熟化与硬化
3. 石灰的性质与技术要求 4. 石灰的应用
05:37
4
土木工程材料 第2章 无机胶凝材料
石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。
天然二水石膏 化工石膏
（CaSO4·2H2O）矿石是生产石膏 是胶凝指材含料有的C主aS要O原4·2料H2，O纯与二C水aS石O4膏混 合矿物石呈的无化色工透副明产或品白及色废。渣。例如磷
7
土木工程材料 第2章 无机胶凝材料
建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，但 浆体很快失去塑性并产生强度，这种现象成为石膏的凝结硬化。
CaSO4
1 2
H
2O
1
1 2
H
2O
CaSO4
2H
2O
二水石膏在水中的溶解度为半水石膏的1/5左右，二水石膏易 饱和析出，浆体中的水分因水化和蒸发而逐渐减少，浆体变稠 而失去流动性，可塑性也开始下降，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，称为石膏的终凝。终凝时间一般不超过30 min。
土木工程材料 第2章 无机胶凝材料
170-200oC 200-250oC 400-750oC 大于850oC
05:37
半水石膏继续脱水，生成可溶性硬 石石膏膏，中与残水留拌很合少后的仍水能分很，快这凝种结石硬膏 化 凝石。结膏硬完化全很失慢水。，失去凝结硬化能力， 成部为分不石溶膏性分硬解石生膏成(死的烧氧石化膏钙)具。有催 化作用，所得产品有重新具有凝胶 硬化性能，高温煅烧石膏。
土木工程材料 第2章 无机胶凝材料
凡是能在物理、化学作用下，从浆体变为坚固的石状 体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称 为胶凝材料。
有机胶凝材料 ：沥青、各种树脂
胶凝材料
气硬性 ：石灰、石膏、水玻璃 无机胶凝材料 ：石灰、石膏、水玻璃、各种水泥
水硬性 ：各种水泥
05:37
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土木工程材料 第2章 无机胶凝材料
1.石灰的生产及分类
2.石灰的熟化与硬化
3. 石灰的性质与技术要求 4. 石灰的应用
05:37
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土木工程材料 第2章 无机胶凝材料
石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。
天然二水石膏 化工石膏
（CaSO4·2H2O）矿石是生产石膏 是胶凝指材含料有的C主aS要O原4·2料H2，O纯与二C水aS石O4膏混 合矿物石呈的无化色工透副明产或品白及色废。渣。例如磷
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土木工程材料 第2章 无机胶凝材料
建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，但 浆体很快失去塑性并产生强度，这种现象成为石膏的凝结硬化。
CaSO4
1 2
H
2O
1
1 2
H
2O
CaSO4
2H
2O
二水石膏在水中的溶解度为半水石膏的1/5左右，二水石膏易 饱和析出，浆体中的水分因水化和蒸发而逐渐减少，浆体变稠 而失去流动性，可塑性也开始下降，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，称为石膏的终凝。终凝时间一般不超过30 min。
第二章 胶凝材料汇总
15 686 617 637 573 255 255 216 194
18 833 750 784 706 294 294 255 229
2、 嵌装式装饰石膏板
嵌装式装饰石膏板（代号QZ）分为平板、孔板、浮雕板。
如在具有一定穿透孔洞的嵌装式装饰石膏板的背面复合吸声材料，
使之成为具有较强吸声性的板材，则称为嵌装式装饰吸声石膏板
（代号QS），简称嵌装式吸声石膏板。
嵌装式装饰石膏板规格为 600mm×600mm，边厚大于28mm； 500mm×500mm，边厚大于25mm。板 材的边长（L）、铺设高度（H）、厚度 （S）及构造见图。
图 嵌装式装饰石膏板的构造示意图
技术要求
嵌装式装饰石膏板正面不得有影响 装饰效果的气孔、污痕、裂纹、缺角、
普通纸面石膏板的单位面积质量、含水率、护面纸 与石膏芯的粘结（GB9775—88）
板材 厚度
单位面积质量（kg/m2），不 大于
优等品 一等品 合格品
含水率(％)，不大于 护面纸与石膏芯的
优等品、 一等品
粘贴(以裸露面积计， 合格品 cm2)，不大于
(mm) 平均 最大 平均 最大 平均 最大 平均 最大 平均 最大 优等品、 值 值 值 值 值 值 值 值 值 值 一等品
纵向断裂荷载（N），不 横向断裂荷载（N），不小
小于
于
板材厚 度(mm)
优等品
一等品、合 格品
平均 值
最小 值
平均值
最小 值
优等品
平均 最小 值值
一等品、合 格品
平均 值
最小值
9 392 353 353 318 167 167 137 123
12 539 485 490 441 206 206 176 150
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
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
2021工程造价专业《无机胶凝材料2》
第二章气硬性胶凝材料本章提要：本章主要介绍石灰、石膏和水玻璃等气硬性胶凝材料的特性、技术性质、要求和应用。
通过本章的学习，要求了解这三种胶凝材料的特性和用途。
胶凝材料：建筑上用来将砂子、石子、砖、石块、砌块等散粒材料或块状材料粘结为整体的材料，统称为胶凝材料。
第一节：石灰一、石灰生产简介：）、碳酸1、原料：石灰石、白云石、白垩、贝壳等富含碳酸钙（CaCO3）的材料。
经煅烧后，即的块状的生石灰。
将块灰粉碎、磨细制成镁（MgCO3的生石灰称为磨细生石灰粉或称建筑生石灰粉。
900~10000CCaCO3 CaOCO2生石灰7000CMgCO3 MgOCO22、生石灰的主要成分为：氧化钙（CaO）和氧化镁MgO。
3、生石灰的分类：1）、视氧化镁含量的多少，建筑石灰分为：钙质生石灰：MgO含量小于或等于5%。
镁质生石灰：MgO含量大于5%。
2）、按煅烧温度和煅烧时间不同分为：过火石灰：煅烧温度过高，时间过长或原料中的二氧化硅和三氧化二铝等杂质发生溶解而造成的。
这种石灰颜色较深，块体致密，颜色发青，熟化十分缓慢，其细小颗粒可能在石灰应用之后熟化，体积膨胀，致使已经硬化的砂浆产生“崩裂”或“鼓包”现象，影响工程质量。
欠火石灰：石灰岩块的体积过大或窑中温度不均匀，本身尚未分解完全，颜色发黑。
它只会降低石灰的利用率，不会对施工带来危害。
优质灰：颜色洁白，质地松软，晶粒细小，密度小，重量轻。
与水作用速度快。
3）按加工方法不同分：生石灰粉：块灰直接磨细制成。
消石灰粉：将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末，主要成分为CaOH2，亦称熟石灰。
石灰膏：将块状生石灰用过量水（约为生石灰体积的3~4倍）消化，或将消石灰粉和水拌合，所得达到一定稠度的膏状物，主要成分为CaOH2和水。
二、石灰的技术要求：1、建筑生石灰和建筑生石灰粉的技术要求：按现行建材行业标准《建筑生石灰》JC/T479—92、《建筑生石灰粉》JC/T480—92的规定，钙质生石灰和镁质生石灰各分为优等品、一等品、和合格品三个等级，技术指标可见表和表。
第2章 无机胶凝材料
表2.4 建筑石膏的技术指标
等级 3.0 2.0 1.6
细度 （0.2mm 方孔筛筛 余）/%
≤10%
凝结时间/mm 初凝 终凝
2h强度/MPa 抗折强度 ≥3.0 抗压强度 ≥6.0 ≥4.0 ≥3.0
18
≥3
≤30
≥2.0 ≥1.6
第2章 无机胶凝材料 （5）建筑石膏的应用 ① 制备粉刷石膏 ② 制作各种石膏板材 ③ 装饰制品 （6）建筑石膏的运输与贮存 建筑石膏在运输和储存过程中不得受潮和混入 杂物；在正常运输与储存条件下，储存期为三个月， 超过三个月以后，强度明显降低。
20
第2章 无机胶凝材料
（1）水玻璃的生产 湿法生产硅酸钠水玻璃时，将石英砂和苛性钠 溶液置于压蒸釜内用蒸汽加热，并加以搅拌，使之 直接生成液体水玻璃，其反应式如下： 2NaOH+ nSiO2→Na2O· nSiO2+H2O 干法是将石英砂和碳酸钠磨细，按一定比例混 合均匀，在熔炉内加热熔化，冷却后为固体水玻璃， 其反应式如下： Na2CO3+ nSiO2→Na2O· nSiO2+ CO2
6
第2章 无机胶凝材料
②消石灰粉法 将生石灰加适量的水熟化成消石
灰粉。 消石灰粉也需放置一段时间，使其进一步熟化 后使用。 消石灰粉可用于拌制灰土及三合土，因其熟化 不一定充分，一般不宜用于拌制砂浆及灰浆。
7
第2章 无机胶凝材料
（3）石灰的硬化(Hardening) ① 结晶过程(Crystallization)：游离水分蒸发， 氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。 ② 碳化过程(Carbonation)：氢氧化钙与空气中 的二氧化碳化作用，生成碳酸钙晶体，释放水分并 蒸发。即 Ca(OH)2+CO2+ nH2O→CaCO3+（n+1）H2O
等级 3.0 2.0 1.6
细度 （0.2mm 方孔筛筛 余）/%
≤10%
凝结时间/mm 初凝 终凝
2h强度/MPa 抗折强度 ≥3.0 抗压强度 ≥6.0 ≥4.0 ≥3.0
18
≥3
≤30
≥2.0 ≥1.6
第2章 无机胶凝材料 （5）建筑石膏的应用 ① 制备粉刷石膏 ② 制作各种石膏板材 ③ 装饰制品 （6）建筑石膏的运输与贮存 建筑石膏在运输和储存过程中不得受潮和混入 杂物；在正常运输与储存条件下，储存期为三个月， 超过三个月以后，强度明显降低。
20
第2章 无机胶凝材料
（1）水玻璃的生产 湿法生产硅酸钠水玻璃时，将石英砂和苛性钠 溶液置于压蒸釜内用蒸汽加热，并加以搅拌，使之 直接生成液体水玻璃，其反应式如下： 2NaOH+ nSiO2→Na2O· nSiO2+H2O 干法是将石英砂和碳酸钠磨细，按一定比例混 合均匀，在熔炉内加热熔化，冷却后为固体水玻璃， 其反应式如下： Na2CO3+ nSiO2→Na2O· nSiO2+ CO2
6
第2章 无机胶凝材料
②消石灰粉法 将生石灰加适量的水熟化成消石
灰粉。 消石灰粉也需放置一段时间，使其进一步熟化 后使用。 消石灰粉可用于拌制灰土及三合土，因其熟化 不一定充分，一般不宜用于拌制砂浆及灰浆。
7
第2章 无机胶凝材料
（3）石灰的硬化(Hardening) ① 结晶过程(Crystallization)：游离水分蒸发， 氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。 ② 碳化过程(Carbonation)：氢氧化钙与空气中 的二氧化碳化作用，生成碳酸钙晶体，释放水分并 蒸发。即 Ca(OH)2+CO2+ nH2O→CaCO3+（n+1）H2O
2气硬性无机胶凝材料-精选文档
第二章 气硬性无机胶凝材料
§2-1 §2-2 §3-3 §4-4 石 石 膏 灰
菱苦土 水玻璃
F
F
1、胶凝材料定义: 凡是经过一系列物理、化学作用，能由液 体或半固体（泥膏状）变为坚硬的固体， 物理化学作用 塑性浆体 坚强固体 并能把松散物质粘结成整体的材料称为胶 凝材料。（能胶结源自它物料）2、胶凝胶结
散粒材料(砂、石等) 块状材料(砖、石块)
整体
F
3、胶凝材料分类
胶凝材料根据其化学组成分为 F 有机 F 气硬性胶凝材料定义：气硬性胶凝材 气硬性－只能在空气中硬化 F 料只能在空气中（干燥条件下）硬化 无机 F ，也只能在空气中保持或继续发展其 水硬性－不仅能在空气中硬化, 而且 能在水中硬化。 强度，如石灰、石膏、菱苦土和水玻
可塑性
应≥6min
可塑性
≤30min
硬化浆体
加水
初凝
终凝
§2-1 石 膏 3）硬化浆体结构特征 —— 多孔性 理论需水量(用于水化) 18.6% 多余水分 蒸发 实际需水量(便于操作) 35~80% 内部留下 ¯ Ê ¸ à È ± ± í è Ë Ð ® Á ¿ ¿ Ç §å ¾ Ì Ì Ø Õ ÷ 孔隙 · Æ Ö æ » à ý ¥ £ È ¶
§2-2 石 灰
1．原材料： F 石灰主要有两个来源： F 一是以碳酸钙CaCO3为主要成分的矿物、 岩石（如方解石、石灰岩、大理石）或贝 Î Æ ´ · ；Ô Ò ò ±µ È ã 壳，经煅烧而得生石灰CaO 生石灰：白色或灰色 ¶ Î È ¹ ý µ Í ·É Ç Õ ÐÎ Ó ´ · Ö ½ â F 另一个来源是化工副产品，如用碳化钙（ ±¼ Ê ä ² » × ã ¯ » Ê Ò ûÓ À Ã Â Ê µ Í 900～1000℃ MgO 的块状物质（含 Ï Á é ¿ « Ì ó ´ 电石）制取乙炔时产生的电石渣，其主要 JC/T479 ）。按照 －92 ¹ ¶ Î È ¹ ý ¸ ß 成分是Ca (OH)2，即熟石灰。或者用氨碱 ý É Õ ¯» Ê Ò É Õ ½ á ±¼ Ê ä Ì « ³ ¤ ¯ » Ê Ò îÐ » Ô ½ µ µ Í 法制碱所得的残渣，其主要成分为碳酸钙 《建筑生石灰》： Ï¿ Á é Ì « Ð ¡ 。 含量≤5％时，称 MgO F 2、生产 MgO 为钙质生石灰；
§2-1 §2-2 §3-3 §4-4 石 石 膏 灰
菱苦土 水玻璃
F
F
1、胶凝材料定义: 凡是经过一系列物理、化学作用，能由液 体或半固体（泥膏状）变为坚硬的固体， 物理化学作用 塑性浆体 坚强固体 并能把松散物质粘结成整体的材料称为胶 凝材料。（能胶结源自它物料）2、胶凝胶结
散粒材料(砂、石等) 块状材料(砖、石块)
整体
F
3、胶凝材料分类
胶凝材料根据其化学组成分为 F 有机 F 气硬性胶凝材料定义：气硬性胶凝材 气硬性－只能在空气中硬化 F 料只能在空气中（干燥条件下）硬化 无机 F ，也只能在空气中保持或继续发展其 水硬性－不仅能在空气中硬化, 而且 能在水中硬化。 强度，如石灰、石膏、菱苦土和水玻
可塑性
应≥6min
可塑性
≤30min
硬化浆体
加水
初凝
终凝
§2-1 石 膏 3）硬化浆体结构特征 —— 多孔性 理论需水量(用于水化) 18.6% 多余水分 蒸发 实际需水量(便于操作) 35~80% 内部留下 ¯ Ê ¸ à È ± ± í è Ë Ð ® Á ¿ ¿ Ç §å ¾ Ì Ì Ø Õ ÷ 孔隙 · Æ Ö æ » à ý ¥ £ È ¶
§2-2 石 灰
1．原材料： F 石灰主要有两个来源： F 一是以碳酸钙CaCO3为主要成分的矿物、 岩石（如方解石、石灰岩、大理石）或贝 Î Æ ´ · ；Ô Ò ò ±µ È ã 壳，经煅烧而得生石灰CaO 生石灰：白色或灰色 ¶ Î È ¹ ý µ Í ·É Ç Õ ÐÎ Ó ´ · Ö ½ â F 另一个来源是化工副产品，如用碳化钙（ ±¼ Ê ä ² » × ã ¯ » Ê Ò ûÓ À Ã Â Ê µ Í 900～1000℃ MgO 的块状物质（含 Ï Á é ¿ « Ì ó ´ 电石）制取乙炔时产生的电石渣，其主要 JC/T479 ）。按照 －92 ¹ ¶ Î È ¹ ý ¸ ß 成分是Ca (OH)2，即熟石灰。或者用氨碱 ý É Õ ¯» Ê Ò É Õ ½ á ±¼ Ê ä Ì « ³ ¤ ¯ » Ê Ò îÐ » Ô ½ µ µ Í 法制碱所得的残渣，其主要成分为碳酸钙 《建筑生石灰》： Ï¿ Á é Ì « Ð ¡ 。 含量≤5％时，称 MgO F 2、生产 MgO 为钙质生石灰；
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四、石膏的特性
1、凝结硬化，强度低(比石灰高) 为满足施工要求，需要加入缓凝剂； 2、硬化后体积微膨胀(0.5～1.0%) 制品表面光滑细腻,形体饱满密
性实即装饰性好
3、孔隙率大 则容重小,强度低,保温隔热、吸音性好,可调节室内温湿
度；但抗渗 性，抗冻性差，耐水性差
4、防火性能好，加工性能好
五、石膏的应用
强度愈高。
四、水玻璃的硬化——水玻璃吸收了空气中的CO2形成了无定形硅酸。
Na2O•nSiO2+ CO2 + mH2O Na2CO3 + nSiO2 • mH2O 水玻璃硬化速度缓慢，需加热促进硬化或加入Na2SiF6作为促硬(凝)剂。
五、水玻璃的特性
粘结力强，强度较高，耐酸、耐热性高，耐碱性、耐水性、抗渗性差。
耐水性 差 好
抗渗、抗冻性
用
途
差
地面以上、干燥环境
好
干燥或潮湿环境、水中
胶凝材料
有机胶凝材料 沥青 树脂
无机胶凝材料
水硬性
气硬性
各种水泥
石灰
石膏
水玻璃
菱苦土
2-1 气硬性胶凝材料
一、原料与生产
2.1.1 石膏
石膏矿 CaSO4•2H2O CaSO4•0.5H2O（晶体） CaSO4•0.5H2O（晶体）又分为--- CaSO4•0.5H2O高强石膏
2、建筑石膏的凝结硬化
➢ 凝结—— 浆体从具有可塑性到逐渐变稠、失去可塑性的过程； ➢ 硬化——浆体凝结固化，产生强度并逐渐发展的过程；
石膏浆体的凝结和硬化是一个连续过程。 凝结可以分为初凝和终凝两个阶段。
三、石膏的技术标准
1、建筑石膏主要技术指标：强度、细度、凝结时间； 2、质量等级：优等品、一等品、合格品；
生石灰粉——由块状生石灰磨细而成； 当MgO ≤5%，为钙质生石灰；当MgO ＞5%，为镁质生石灰
消石灰粉——将块状生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末，主要成 分为Ca(OH)2；
当MgO＜4%，为钙质消石灰；
当 4% ≤MgO < 24%，为镁质消石灰； 当24% ≤MgO < 30%，为白云石消石灰； 石灰膏——将块状生石灰用过量水消化，或将消石灰粉和水拌合，所得 的一定稠度的膏状物，主要成份为Ca(OH)2和水。
石膏粉作粘结或制作石膏制品。
石膏粉吸湿后受潮
2.1.2 石灰
一.石灰的生产及分类
1、 石灰石 CaCO3（ MgCO3 ） CaO（ MgO ）+CO2 欠火石灰 火候不足，不能消解（熟化、消化） 过火石灰 火候太足，消解缓慢，硬化后有膨胀， 需“陈伏”两周以上
2、将煅烧成的块状生石灰经过不同加工，可得石灰的三种产品:
二、石灰的熟(消)化
1、定义 2、生石灰的消化反应式
放热
CaO ＋H2O Ca(OH)2
体积膨胀
3、陈伏——消除过火石灰的危害
三、石灰的硬化（分两个过程）
干燥结晶 ——水分蒸发， Ca(OH)2 晶体从饱和液中结晶析出；
碳化硬化—— Ca(OH)2 + CO2 +n H2O CaCO3(晶体) +(n + 1) H2O ∴石灰硬化体由----表面 CaCO3晶体、内部 Ca(OH)2晶体组成
五、石灰的技术标准
六、石灰的应用
1、配制石灰砂浆，混合砂浆→砌筑墙体、抹面；
2、拌制石灰土，三合土→用作墙体、建筑物基础、路面和
地面的垫层或简易地面；
3、硅酸盐建筑制品 (绿色制品)
砂
成型、蒸 压
灰砂砖
石灰+ 粉煤灰 + 水
粉煤灰砖煤矸石Fra bibliotek煤矸石砖
Ca(OH)2＋SiO2＋H2O→CaO·SiO2·H2O（水化硅酸钙） 4、 制作石灰乳涂料
分析：某建筑的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后出现
了许多不规则的网状裂纹；还有个别部位有一 部分凸出的呈放射状裂纹，试分析产生原因
➢ 墙面出现的不规则网状裂纹是石灰在凝结硬化过程中产生 较大收缩而引起的。可以通过增加砂用量、润湿墙体基层、 降低一次抹灰的厚度等措施加以改善；
➢ 墙面上个别部位出现凸出的呈放射状裂纹，是由于石灰中 含有过火石灰。在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水 蒸气继续熟化，体积膨胀，从而出现上述现象。
四、石灰的特性 1、可塑性好，保水性好——在水泥砂浆中掺入石灰膏
（制成混合砂浆），可使砂浆可塑性显著提高； 2、凝结硬化慢,强度低； 3、 硬化时体积收缩大、易开裂——不宜单独使用 4、耐水性差——石灰不宜在潮湿的环境中使用（只能
在湿度中等的环境中硬化），也不宜单独用于建筑 物基础； 5、 吸湿性强——需防潮，不宜久存。
2.1.3 水玻璃
一、水玻璃的定义—— 由不同比例的碱金属和二氧化硅组成 常用的是硅酸钠水玻璃，Na2O•nSiO2
二、水玻璃的生产——湿法(液体水玻璃)；干法(固体水玻璃) 三、水玻璃的模数——SiO2与Na2O的分子比n称为水玻璃的模数
①模数对性能影响---水玻璃模数越大,硬化越快,干缩越大,粘结力愈大,强度愈高。 ②密度对性能影响——同一模数液体水玻璃,密度愈大，浓度愈大，粘结力愈大，
第二章.无机胶凝材料
胶凝材料的有关概念
1、定义--- 能将散粒材料或块状材料粘结成整体的材料 2、分类--- 无机胶凝材料、有机胶凝材料
气硬性胶凝材料---只能•••••也只能•••••
无机胶凝材料
水硬性胶凝材料---不仅•••••而且•••••
3、气硬性与水硬性胶凝材料的差异
气硬性 水硬性
强度 低 高
--- CaSO4•0.5H2O建筑石膏 ⑴高强石膏 晶体粗大结实,比表面积小,需水量小,制品孔隙率小,强度高； ⑵建筑石膏 晶体微细,比表面积大,需水量大,制品孔隙率大,强度低
二、建筑石膏的水化硬化
1、建筑石膏的水化
CaSO4•0.5H2O（晶体）+ 0.5H2O CaSO4•2H2O（晶体）
1、石膏抹灰材料 ——粉刷石膏和石膏砂浆 2、石膏墙体材料——如纸面石膏板、石膏空心条板、 石
膏砌块等；主要用于分室墙、内隔墙、吊顶及装饰等；
普通纸面石膏板 纸面石膏板 耐水纸面石膏板
耐火纸面石膏板 3、石膏装饰板
普通纸面石膏板
石膏装饰板
建筑石膏的凝结硬化示意
讨论：请观察如图建筑石膏粉，并分析是否宜用此
六、水玻璃的应用
1、土壤加固；
2、配制耐热混凝土和耐热砂浆；
3、配制耐酸混凝土和耐酸砂浆；
硅酸钠： 俗称泡花碱或水玻璃，一种无色，天蓝色或黄绿色的微小颗
1、凝结硬化，强度低(比石灰高) 为满足施工要求，需要加入缓凝剂； 2、硬化后体积微膨胀(0.5～1.0%) 制品表面光滑细腻,形体饱满密
性实即装饰性好
3、孔隙率大 则容重小,强度低,保温隔热、吸音性好,可调节室内温湿
度；但抗渗 性，抗冻性差，耐水性差
4、防火性能好，加工性能好
五、石膏的应用
强度愈高。
四、水玻璃的硬化——水玻璃吸收了空气中的CO2形成了无定形硅酸。
Na2O•nSiO2+ CO2 + mH2O Na2CO3 + nSiO2 • mH2O 水玻璃硬化速度缓慢，需加热促进硬化或加入Na2SiF6作为促硬(凝)剂。
五、水玻璃的特性
粘结力强，强度较高，耐酸、耐热性高，耐碱性、耐水性、抗渗性差。
耐水性 差 好
抗渗、抗冻性
用
途
差
地面以上、干燥环境
好
干燥或潮湿环境、水中
胶凝材料
有机胶凝材料 沥青 树脂
无机胶凝材料
水硬性
气硬性
各种水泥
石灰
石膏
水玻璃
菱苦土
2-1 气硬性胶凝材料
一、原料与生产
2.1.1 石膏
石膏矿 CaSO4•2H2O CaSO4•0.5H2O（晶体） CaSO4•0.5H2O（晶体）又分为--- CaSO4•0.5H2O高强石膏
2、建筑石膏的凝结硬化
➢ 凝结—— 浆体从具有可塑性到逐渐变稠、失去可塑性的过程； ➢ 硬化——浆体凝结固化，产生强度并逐渐发展的过程；
石膏浆体的凝结和硬化是一个连续过程。 凝结可以分为初凝和终凝两个阶段。
三、石膏的技术标准
1、建筑石膏主要技术指标：强度、细度、凝结时间； 2、质量等级：优等品、一等品、合格品；
生石灰粉——由块状生石灰磨细而成； 当MgO ≤5%，为钙质生石灰；当MgO ＞5%，为镁质生石灰
消石灰粉——将块状生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末，主要成 分为Ca(OH)2；
当MgO＜4%，为钙质消石灰；
当 4% ≤MgO < 24%，为镁质消石灰； 当24% ≤MgO < 30%，为白云石消石灰； 石灰膏——将块状生石灰用过量水消化，或将消石灰粉和水拌合，所得 的一定稠度的膏状物，主要成份为Ca(OH)2和水。
石膏粉作粘结或制作石膏制品。
石膏粉吸湿后受潮
2.1.2 石灰
一.石灰的生产及分类
1、 石灰石 CaCO3（ MgCO3 ） CaO（ MgO ）+CO2 欠火石灰 火候不足，不能消解（熟化、消化） 过火石灰 火候太足，消解缓慢，硬化后有膨胀， 需“陈伏”两周以上
2、将煅烧成的块状生石灰经过不同加工，可得石灰的三种产品:
二、石灰的熟(消)化
1、定义 2、生石灰的消化反应式
放热
CaO ＋H2O Ca(OH)2
体积膨胀
3、陈伏——消除过火石灰的危害
三、石灰的硬化（分两个过程）
干燥结晶 ——水分蒸发， Ca(OH)2 晶体从饱和液中结晶析出；
碳化硬化—— Ca(OH)2 + CO2 +n H2O CaCO3(晶体) +(n + 1) H2O ∴石灰硬化体由----表面 CaCO3晶体、内部 Ca(OH)2晶体组成
五、石灰的技术标准
六、石灰的应用
1、配制石灰砂浆，混合砂浆→砌筑墙体、抹面；
2、拌制石灰土，三合土→用作墙体、建筑物基础、路面和
地面的垫层或简易地面；
3、硅酸盐建筑制品 (绿色制品)
砂
成型、蒸 压
灰砂砖
石灰+ 粉煤灰 + 水
粉煤灰砖煤矸石Fra bibliotek煤矸石砖
Ca(OH)2＋SiO2＋H2O→CaO·SiO2·H2O（水化硅酸钙） 4、 制作石灰乳涂料
分析：某建筑的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后出现
了许多不规则的网状裂纹；还有个别部位有一 部分凸出的呈放射状裂纹，试分析产生原因
➢ 墙面出现的不规则网状裂纹是石灰在凝结硬化过程中产生 较大收缩而引起的。可以通过增加砂用量、润湿墙体基层、 降低一次抹灰的厚度等措施加以改善；
➢ 墙面上个别部位出现凸出的呈放射状裂纹，是由于石灰中 含有过火石灰。在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水 蒸气继续熟化，体积膨胀，从而出现上述现象。
四、石灰的特性 1、可塑性好，保水性好——在水泥砂浆中掺入石灰膏
（制成混合砂浆），可使砂浆可塑性显著提高； 2、凝结硬化慢,强度低； 3、 硬化时体积收缩大、易开裂——不宜单独使用 4、耐水性差——石灰不宜在潮湿的环境中使用（只能
在湿度中等的环境中硬化），也不宜单独用于建筑 物基础； 5、 吸湿性强——需防潮，不宜久存。
2.1.3 水玻璃
一、水玻璃的定义—— 由不同比例的碱金属和二氧化硅组成 常用的是硅酸钠水玻璃，Na2O•nSiO2
二、水玻璃的生产——湿法(液体水玻璃)；干法(固体水玻璃) 三、水玻璃的模数——SiO2与Na2O的分子比n称为水玻璃的模数
①模数对性能影响---水玻璃模数越大,硬化越快,干缩越大,粘结力愈大,强度愈高。 ②密度对性能影响——同一模数液体水玻璃,密度愈大，浓度愈大，粘结力愈大，
第二章.无机胶凝材料
胶凝材料的有关概念
1、定义--- 能将散粒材料或块状材料粘结成整体的材料 2、分类--- 无机胶凝材料、有机胶凝材料
气硬性胶凝材料---只能•••••也只能•••••
无机胶凝材料
水硬性胶凝材料---不仅•••••而且•••••
3、气硬性与水硬性胶凝材料的差异
气硬性 水硬性
强度 低 高
--- CaSO4•0.5H2O建筑石膏 ⑴高强石膏 晶体粗大结实,比表面积小,需水量小,制品孔隙率小,强度高； ⑵建筑石膏 晶体微细,比表面积大,需水量大,制品孔隙率大,强度低
二、建筑石膏的水化硬化
1、建筑石膏的水化
CaSO4•0.5H2O（晶体）+ 0.5H2O CaSO4•2H2O（晶体）
1、石膏抹灰材料 ——粉刷石膏和石膏砂浆 2、石膏墙体材料——如纸面石膏板、石膏空心条板、 石
膏砌块等；主要用于分室墙、内隔墙、吊顶及装饰等；
普通纸面石膏板 纸面石膏板 耐水纸面石膏板
耐火纸面石膏板 3、石膏装饰板
普通纸面石膏板
石膏装饰板
建筑石膏的凝结硬化示意
讨论：请观察如图建筑石膏粉，并分析是否宜用此
六、水玻璃的应用
1、土壤加固；
2、配制耐热混凝土和耐热砂浆；
3、配制耐酸混凝土和耐酸砂浆；
硅酸钠： 俗称泡花碱或水玻璃，一种无色，天蓝色或黄绿色的微小颗