建筑材料第二章----气硬性无机胶凝材料

第二章 气硬性无机胶凝材料

气硬性无机胶凝材料，是指以无机矿物为主要成分的，能单独的或与其他材料混合成塑性浆体，在空气中硬化成为具有一定强度的胶结体。

第一节 石 灰

一、石灰石的烧制与品质的关系

石灰的原料多用石灰岩。石灰岩的主要成分是碳酸钙，并含有不同程度的粘土、碳酸镁和硅石等杂质。原料越纯，即所含碳酸钙越高，得到的有效成分氧化钙越多。 石灰岩经过煅烧分解，放出二氧化碳气体，就得到了生石灰。其反应式为：

CaCO 3−−

→−︒C

900CaO+CO 2↑ 石灰岩中含有的碳酸镁，也随着在较低的温度下分解。其反应式为：

MgCO 3−−→−︒C 700MgO+CO 2↑ 一、 石灰的熟化与硬化

生石灰的熟化或消解，是氧化钙与水反应，生产熟石灰的过程。其反应式为： CaO+H 2O=Ca(OH)2+65.9KJ

生石灰的熟化或消解过程，要放出很大的热量，形成蒸气，生石灰化为熟石灰后，其体积膨胀2～2.5倍。

石灰的理论用水，为石灰质量的32.13％，实际加水为理论用水的2～3倍。水少时会引起过热，生产浆层，影响继续消解；水多时放出的热量不足以变成蒸气，亦影响继续消解。 熟石灰的硬化，是由于氢氧化钙的碳化和结晶作用。碳化，是指熟石灰和空气中的二氧化碳结合，生产碳酸钙，析出的水分被蒸发。其反应式为：

Ca(OH)2+CO 2+nH 2O=CaCO 3+(n+1)H 2O

结晶，是氢氧化钙溶液随水分的蒸发，逐渐变浓，析出晶体。

二、 石灰的应用及贮运

建筑石灰的应用，主要有三个途径：一是工程现场直接使用；二是作为某些保温材料、无熟料水泥的重要组成材料；三是制造石灰碳化制品和硅酸盐制品的主要原料。

石灰在运输时要采取防水措施，不准与易燃、易爆及液体同时装运。贮运中的石灰遇水，不仅会自行消解，还会因体破胀袋，因放热导致易燃物烧着。熟化好的石灰膏，也不宜长期暴露在空气中，表明应加好覆盖层，以防碳化硬结。

第二节 石 膏

一、 石膏的烧制

石膏的原料，主要是天然二水石膏，通称石膏石。将二水石膏加热到适当温度，能部分或全部失去水分，因加热的条件和程度不同，可得到不同性能的各种石膏。

建筑石膏，是由天然二水石膏在107～175℃温度下，结晶以蒸气状态析出，得到含β型半水硫酸钙为主要成分，经磨细制成的粉状胶结料。其反应式为：

CaSO 4·2H 2O −−−→−︒C

175~107CaSO 4·0.5H 2O+1.5H 2O ↑ 二、 建筑石膏的性质

建筑石膏为白色细粉，密度为2.52～2.75g/cm 3,松堆密度为800～1100㎏∕m 3

。 建筑石膏硬化后，体积膨胀达1％左右，因此充满模型的能力好，可得到形状复杂、表面光洁的制品。

硬化后的半水石膏，呈微孔构造。因为半水石膏水化的理论用水量仅为18.6％，而实际调浆时，需加水60％～80％，多余的水蒸发后，形成的气泡为封闭的微孔。使其具有一定的隔热、隔声效果，并能起到调解环境内小气候的作用。还具有较好的防火性，着色容易，

制成品的加工性能好。但建筑石膏对潮湿反应灵敏，强度还不高，以及怕水等缺点。

三、建筑石膏的技术要求与检验

建筑石膏按强度、细度和凝结时间三项技术要求，分为优等品、一等品及合格品三个等级各项指标如表所示。产品出厂前必须进行出厂检验，检验项目包括细度、标准稠度用水量、抗折强度和凝结时间四项。使用部门可在收货10天内对产品质量复检。

四、建筑石膏的应用

建筑石膏主要用于生产石膏制品，包括各种板材和砌块。除此之外，建筑石膏产品也常直接供应工程现场，主要用于内装修中的调浆、粉刷、抹灰及现制特种配件等。

刷粉石膏是由β型半水硫酸钙和Ⅱ型硫酸钙单独或二者混合后，掺加外加剂，也可以加入骨料制得。粉刷石膏有面层用、底层用和保温层用，按强度分为优等品、一等品和合格品三个等级。建筑石膏或粉刷石膏，一般采用袋装，自生产之日算起贮存期为三个月，三个月后应重新进行质量检验，以确定其等级。

第三节菱苦土

菱苦土的主要成分为氧化镁，是将含碳酸镁为主的菱镁矿煅烧后磨细制得。碳酸镁的理论分解温度为550～750℃，实际在煅烧菱镁矿时，宜在600～800℃。碳酸镁经煅烧分解，放走碳酸气，得到轻烧镁，磨细后即菱苦土。

菱苦土为白色、灰白色和微黄色粉末，其密度为 3.2g/cm3左右，堆积密度800～900kg/m3,28d抗压强度可高达50～60MPa。菱苦土的显著特点是，能与加入浆体中的竹、木质纤维类材料紧密结合，且长期不腐。另外，加色容易，可以得到美观而光洁的表面，加工性能优良。其中要求菱苦土的MgO含量：优等品≥90％，一等品≥80％，合格品≥70％；要求所用工业氯化镁的MgCL2含量≥43％。存放氯化镁不可用铁制容器，且应密封。

第四节水玻璃

水玻璃是一种性能优良的矿物胶，可用水稀释成任意浓度，在空气中硬化，不燃、不腐，具有很好的耐酸性能。

建筑上所用的水玻璃通常是硅酸钠，其分子式为Na2O·nSiO2。式中的n是SiO2与Na2O 的摩尔比，称为水玻璃的硅酸盐模数。n值越大，粘性越大，但溶解越困难。常用水玻璃的n值，多在2.5～3.0之间，大于3时，需在0.4MPa压力下溶解。

硅酸钠水玻璃的制取，通常有两种方法。一种称干法（两步法），是将石英粉或石英岩粉配以碳酸钠或硫酸钠，放入玻璃熔炉内，在1300～1400℃温度熔化，冷却后成固体水玻璃，再放入高压蒸气锅中，熔成粘稠状的液体。另一种称湿法（一步法），是将石英砂和苛性钠在高压蒸锅内，用蒸气加热，直接溶解成液体水玻璃。

水玻璃除粘稠液体外，也有块状或粉状，由于含有不同杂质，外观多呈青灰色或黄绿色。以无色透明的粘稠液体状水玻璃为最佳。

促硬剂氟硅酸钠具有加快二氧化硅凝胶析出，并增强制品的耐水效力。其用量应严格控