第三章无机胶凝材料

胶凝材料的定义
狭义定义：
在建筑工程中，将散粒材料（如砂、石子）或块 状材料（如砖、石块）粘结为整体的材料，统称 为胶凝材料（或称胶结材料）。
广义定义：
凡能经过自身的在物理化学作用, 在由可塑 浆体变成坚硬石状体的过程中，能把散粒或块状 物料胶结成一个整体，且有一定机械强度的材料， 统称为胶凝材料 (Cementitious Materials) 。
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
学习重点与难点
•重点：石灰和石膏的特性与用途。 •难点：
① 石灰的熟化和硬化特性； ② 建筑石膏硬化过程的物理化学 变化。
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
石膏的生产
CaSO4
•
2H
2O百度文库
0.13MPa,124 o C蒸炼－CaSO4
•
1 2
H2O
1
1 2
H
2O
CaSO4
•
2H
2O
107～170o C煅烧
－CaSO4
建筑石膏的凝结硬化
▪ 水化反应式:
CaSO4·1/2H2O+3/2H2O→CaSO4·2H2O
▪ 建筑石膏与适量水混合，最初为可塑的浆体，
但很快就失去可塑性产生强度，并发展成为坚 硬的固体。发生这种现象的实质，是由于浆体 内部经历了一系列物理化学变化。
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
建筑石膏的特性
▪ 凝结硬化快 ▪ 微膨胀，装饰性好 ▪ 孔隙率大 ▪ 防火性好 ▪ 耐水性和抗冻性差
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
Explanation-1
▪ 凝结硬化快: ▪ 终凝时间<30min，完全硬化约需一星期 ▪ 微膨胀: ▪ 建筑石膏硬化时体积略有膨胀。一般膨胀率约为1% ▪ 使得硬化体表面光滑饱满，干燥时不开裂，且制品
建筑石膏的技术要求
▪ 分为优等品、一等品和合格品三个等级 ▪ 强度 ▪ 细度 ▪ 初凝时间 ▪ 终凝时间
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
建筑石膏的技术指标（GB 9776-88）
技术指标
优等品
一等品
合格品
抗折强度/MPa, 不小于
抗压强度/MPa, 不小于
细度(0.2 mm方孔筛 筛余/％),不大于
凝结时间
2.5
2.1
1.8
4.9
3.9
2.9
5.0
10.0
15.0
初凝时间不早于6 min； 终凝时间不迟于30 min
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
•
1 2
H2O
1
1 2
H
2O
▪ 高强度石膏(α型)和建筑石膏(β型)
▪ 高强石膏硬化后，密实度大，强度高，可用于建
筑抹灰或制成石膏制品，但成本高
▪ 建筑石膏生产方便，成本低，可在建筑工程中大
量使用
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
土木工程材料
第三章 无 机 胶 凝 材 料
一、气硬性胶凝材料
▪ 本节教学内容与学习要求
•教学内容 本章主要介绍下列几种气硬性胶凝材料的特
性、技术性质要求和应用： 石 灰 ( Lime ) 石 膏 ( Plaster ) 水玻璃( Water Glass) 氯氧镁水泥 ( Magnesite )
•学习要求 通过学习要求了解这几种胶凝材料的特性与用途。
水硬性胶凝材料（Hydraulic）
（在拌水后不仅能在空气中硬化，而 且能更好地在水中硬化, 保持并继续 提高强度的胶凝材料。如各种水泥）
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
3.1 石 膏
主要内容 ▪ 建筑石膏的生产 ▪ 建筑石膏的凝结硬化 ▪ 建筑石膏的技术要求 ▪ 建筑石膏的应用
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
建筑石膏的生产
▪ 自然界中存在有天然的无水石膏CaSO4和二水
石膏CaSO4·2H2O。
▪ 天然无水石膏只可用于生产无水石膏水泥
▪ 在建筑工程中所使用的石膏是由天然二水石膏
经过加工而成的半水石膏CaSO4·1/2H2O，又 称熟石膏。
▪ 天然二水石膏在加工时随温度和压力等条件的
不同，会得到结构和性能不同的产物:
▪ 高强度石膏(α型)和建筑石膏(β型)
无 水
石
膏
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
无机胶凝材料分类
有机胶凝材料（如沥青和各种树脂）
无机胶凝材料
气硬性胶凝材料（Non-Hydraulic)
（只能在空气中硬化, 并保持或继续提 高强度的胶凝材料。如石膏、石灰、水 玻璃等）
定义：石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物，当石膏中含
有结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。
▪ 建筑石膏及其制品的优点: ▪ 轻质高强 ▪ 保温隔热、吸声 ▪ 美观 ▪ 易于加工
因此用途广泛，是具有发展前途的新型建筑材料之一
河南大学土木建筑学院
School of Civil Engineering and Architecture of Henan University
造型棱角清晰，有利于制作有复杂图案造型的石膏 装饰件
▪ 硬化后孔隙率大： ▪ 约达总体积的50%～60％，因此隔热性和吸声性好 ▪ 可调节温度和湿度 ▪ 但强度低、吸水率大