第三章 气硬性胶凝材料
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第3章 气硬性胶凝材料
3.耐水性 在石灰硬化体中大部分仍是尚未碳化的Ca(OH)2
，而Ca(OH)2是易溶于水的，所以石灰的耐水性较 差。硬化后的石灰若长期受潮，会导致强度尚失， 甚至引起溃散，故石灰不宜用于潮湿环境中。 4.收缩性
石灰在硬化过程中蒸发掉大量的水分，引起体积 显著收缩，易产生裂纹。因此，石灰一般不宜单独 使用，通常掺入一定量的骨料(砂)或纤维材料(纸 筋、麻刀等)以提高抗拉强度，抵抗收缩引起的开 裂。
粉，则可不预先熟化而直接应用。 ➢ 熟化方法
熟化时根据加水量的多少，可得到消生灰粉和石 灰膏。
（1）熟化为消生灰粉： 将生石灰块分层淋适量的水，使石灰充分熟化，
又不会过湿成团，此时得到的产品就是熟石灰粉。
（2）熟化为石灰膏： 将生石灰放入化灰池中，加大量的水，熟化成
石灰膏。 为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的
(1)建筑石膏 将天然二水石膏在非密闭的窑炉中加热，至
107~170℃时，生成半水石膏，其反应式为：
CaSO4
2H 2O
1 07~1 70 CaSO4
1 2
H 2O
1
1 2
H 2O
所生成以为主要成分的产品即为β型半水石膏，也
就是建筑石Байду номын сангаас。建筑石膏结晶较细，硬化后强度低。
(2)高强石膏
将天然二水石膏置于具有0.13MPa、124℃过饱和蒸
CaCO3 900CCaO CO2
此外，还可以利用化学工业副产品作为石灰的 生产原料，如用碳化钙制取乙炔时所产生的主要 成分为氢氧化钙的电石渣等。
在实际生产中，若煅烧温度过低，煅烧时间不 足，或料块过大，碳酸钙不能完全分解，石灰中 含有未烧透内核，这种石灰称为“欠火石灰”。 欠火石灰的产浆量较低，有效氧化钙和氧化镁含 量低，使用时粘结力不足，质量较差。
第3章 气硬性胶凝材料(图片很丰富,可以采用)
（9）绿色环保：纸面石膏板采用天然石膏及纸面作为原材料，决 不含对人体有害的石棉（绝大多数的硅酸钙类板材及水泥纤维板均 采用石棉作为板材的增强材料）。
（10）节省空间：采用纸面石膏板作墙体，墙体厚度最小可达74mm， 且可保证墙体的隔音、防火性能。
破碎、加热和磨细
（3）化学反应式：
天然二水石膏在加热过程中，随着加热温度 和加热方式的不同，可以得到不同性质的石膏产品。
二
107~1700
水
煅烧
石
膏 1250C，0.13MPa
蒸压锅蒸炼
性半水石膏
（建筑石膏）
性 半 水 石 膏
(高强石膏）
建筑石膏的技术性质和特性
（1）技术性质： 1) 颜色为白色； 2) 密度：2.6~2.75g/cm3; 3) 孔隙率大：50%~60%； （2）石膏产品的标记：
❖在美国，目前80%的住宅使用 石膏板作为内墙和吊顶；
建筑石膏生产
（1）主要原料： 天然石膏 天然天二然水无石水膏石（膏C（aSCOa4S.O2H4 )， 2O即)，硬即石软膏石；膏；
（2）主要成分： 建筑石膏是指由二水石膏（CaSO4.2H2O)
经过加工而成的半水石膏（ CaSO4. H2O）故又称熟石膏。
石灰的应用
*配置石灰乳涂料 稀释陈伏好的石灰膏， 可涂刷内外墙及顶棚 *配置水泥石灰混合砂浆 石灰膏+水泥砂浆 *配置灰土 熟石灰+黏土 *配置三合土 熟石灰+黏土+砂、石或 炉渣
石灰的储运
• 干燥 • 不得与易燃、易爆物品同时装运 • 按产品分类 • 不宜久存，不超过一个月 • 不宜长期暴露在空气中
可使用。表面一层水，防止碳化。
工地上是使用陈伏、淋灰2种方式熟化的（根据加水量 的不同确定的）
（10）节省空间：采用纸面石膏板作墙体，墙体厚度最小可达74mm， 且可保证墙体的隔音、防火性能。
破碎、加热和磨细
（3）化学反应式：
天然二水石膏在加热过程中，随着加热温度 和加热方式的不同，可以得到不同性质的石膏产品。
二
107~1700
水
煅烧
石
膏 1250C，0.13MPa
蒸压锅蒸炼
性半水石膏
（建筑石膏）
性 半 水 石 膏
(高强石膏）
建筑石膏的技术性质和特性
（1）技术性质： 1) 颜色为白色； 2) 密度：2.6~2.75g/cm3; 3) 孔隙率大：50%~60%； （2）石膏产品的标记：
❖在美国，目前80%的住宅使用 石膏板作为内墙和吊顶；
建筑石膏生产
（1）主要原料： 天然石膏 天然天二然水无石水膏石（膏C（aSCOa4S.O2H4 )， 2O即)，硬即石软膏石；膏；
（2）主要成分： 建筑石膏是指由二水石膏（CaSO4.2H2O)
经过加工而成的半水石膏（ CaSO4. H2O）故又称熟石膏。
石灰的应用
*配置石灰乳涂料 稀释陈伏好的石灰膏， 可涂刷内外墙及顶棚 *配置水泥石灰混合砂浆 石灰膏+水泥砂浆 *配置灰土 熟石灰+黏土 *配置三合土 熟石灰+黏土+砂、石或 炉渣
石灰的储运
• 干燥 • 不得与易燃、易爆物品同时装运 • 按产品分类 • 不宜久存，不超过一个月 • 不宜长期暴露在空气中
可使用。表面一层水，防止碳化。
工地上是使用陈伏、淋灰2种方式熟化的（根据加水量 的不同确定的）
3第三章 气硬性胶凝材料
熟石灰在使用前必须陈伏14d以上，以防止过 火石灰对建筑物产生的危害。
问题
1. 过火石灰有什么危害？应如何消除？
答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹， 水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生 体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈 伏期，或过滤掉。
2.石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应如何 避免？
第3章 气硬性胶凝材料
胶凝材料的定义和分类
胶凝材料的定义
经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，
将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个具有一定强度
整体的材料。
石灰、
胶凝材料的分类
石膏、 水玻璃
胶凝材料
无机胶凝材料 有机胶凝材料
气硬性胶凝材料
如水
水硬性胶凝材料 泥
如沥青、聚合物等
无机胶凝材料
气硬性胶凝材料 加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中
熟石灰
MgO + H2O == Mg（OH）2 CaO + H2O == Ca（OH）2 + 65KJ
熟化的方式:
淋 灰——生石灰粉（消石灰粉） 化 灰Байду номын сангаас— 熟石灰膏
二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种
熟化过程的特点 熟化速度快，放出大量的热；体积膨胀1.5～ 3.5倍；又是可逆的
熟化过程的注意事项 熟石灰在使用前必须陈伏14d以上——防 止过火石灰的危害； 在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳 化。
在不同的煅烧温度下，得到的产 品是不同的。具体过程如下所示：
二水石膏
CaSO4·2H2O
107～170℃ 加热、脱水
CaSO4·0.5H2O β型
问题
1. 过火石灰有什么危害？应如何消除？
答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹， 水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生 体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈 伏期，或过滤掉。
2.石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应如何 避免？
第3章 气硬性胶凝材料
胶凝材料的定义和分类
胶凝材料的定义
经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，
将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个具有一定强度
整体的材料。
石灰、
胶凝材料的分类
石膏、 水玻璃
胶凝材料
无机胶凝材料 有机胶凝材料
气硬性胶凝材料
如水
水硬性胶凝材料 泥
如沥青、聚合物等
无机胶凝材料
气硬性胶凝材料 加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中
熟石灰
MgO + H2O == Mg（OH）2 CaO + H2O == Ca（OH）2 + 65KJ
熟化的方式:
淋 灰——生石灰粉（消石灰粉） 化 灰Байду номын сангаас— 熟石灰膏
二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种
熟化过程的特点 熟化速度快，放出大量的热；体积膨胀1.5～ 3.5倍；又是可逆的
熟化过程的注意事项 熟石灰在使用前必须陈伏14d以上——防 止过火石灰的危害； 在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳 化。
在不同的煅烧温度下，得到的产 品是不同的。具体过程如下所示：
二水石膏
CaSO4·2H2O
107～170℃ 加热、脱水
CaSO4·0.5H2O β型
3-气硬性胶凝材料解析
四、建筑石膏的应用
纸面石膏板
四、建筑石膏的应用
纸面石膏板
四、建筑石膏的应用
装饰石膏板
四、建筑石膏的应用
装饰石膏板
四、建筑石膏的应用
装饰石膏板
四、建筑石膏的应用
吸声用穿孔石膏板
四、建筑石膏的应用
吸声用穿孔石膏板
四、建筑石膏的应用
石膏艺术制品
四、建筑石膏的应用
石膏艺术制品
第三节 水玻璃（泡花碱）
（4） 建筑石膏制品还具有较高的热容 量和一定的吸湿性，故可调节室内的温度 和湿度，改变室内的小气候。
在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到 雨水冰冻等的作用，而建筑石膏制品的耐 水性差，且其吸水率高，抗渗目录性差、 抗
▲
▲
2、是由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面 出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰 黑色，这种石灰称为“过火石灰”。过火石灰表面常 被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。 当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体 积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。危害极大
（二）石灰的品种
1.常用建筑石灰的品种
第三节 水玻璃（泡花碱）
五、水玻璃的作用
1.加入二种或多种矾配制快凝防水剂； 2.配制耐热砂浆、耐热混凝土或耐酸砂浆、耐酸混 凝土； 3.涂刷建筑材料表面,可提高材料的抗渗和抗风化能 力； 4.加固地基,提高地基的承载力和不透水性。
第四节 菱苦土
一、组成
菱苦土又称镁质胶凝材料或氯氧镁水泥，主要成分 是氧化镁（MgO），是一种白色或浅黄色粉末，密度为 3.-3.4g/cm3、堆积密度800-900kg/m3
定义与分类
将在第四章 进行讲解
有机胶凝材料（树脂、沥青等） 二者有何区别
第3章-气硬性胶凝材料n+1
五、石灰产品及应用
(一) 石灰产品
生石灰粉：由块状石灰磨细得到的粉末， ● 生石灰粉：由块状石灰磨细得到的粉末，主要成分 为 CaO。 。 消石灰粉：将生石灰用适量水(理论上为 理论上为生石灰量 ● 消石灰粉：将生石灰用适量水 理论上为生石灰量 的 1/3，实际约为 ％)经消化和干燥而 ，实际约为70 经消化和干燥而 成的粉末，主要成分为Ca(OH)2，亦称 成的粉末，主要成分为 熟石灰粉。 熟石灰粉。 石灰膏： ● 石灰膏： 将块状生石灰用过量水（ 将块状生石灰用过量水（约为生石灰量 的 2.5～3倍）消化，或将消石灰粉和水 ～ 倍 消化， 拌和， 达一定稠度的膏状物， 拌和，所得 达一定稠度的膏状物，主要 成分为Ca(OH)2和水 成分为
（四）建筑石膏的应用
面层粉刷石膏 粉刷石膏 石膏的主 要应用 石膏制品 底层粉刷石膏 保温层粉刷石膏 石膏切块 纸面石膏板 纤维石膏板 空心石膏条板 艺术装饰石膏制品
3.1 石 灰
〔一种古老的建筑材料〕 一种古老的建筑材料〕
一、石灰的生产
石灰原料与煅烧
生产石灰的原料有石灰石、白云石、 生产石灰的原料有石灰石、白云石、白垩 石灰石 或其它含CaCO3 为主的天然原料，经煅烧后得 为主的天然原料， 或其它含 到块状产品，称为生石灰。主要成分CaO 到块状产品，称为生石灰。主要成分
(二) 欠火石灰和过火石灰的熟化
欠火石灰： ● 欠火石灰：欠火石灰的中心部分仍是碳酸钙硬 不能熟化，形成渣子。 块，不能熟化，形成渣子。 过火石灰：过火石灰结构紧密，熟化很慢， ● 过火石灰：过火石灰结构紧密，熟化很慢，当 用于建筑上后，可能继续熟化产生体积膨胀， 用于建筑上后，可能继续熟化产生体积膨胀， 起鼓包和开裂。 引气隆 起鼓包和开裂。 ﹗石灰浆的陈伏：为消除过火石灰的危害，石灰浆 石灰浆的陈伏：为消除过火石灰的危害， 消解坑里存放两星期以上（称为“ 需在 消解坑里存放两星期以上（称为“ 陈 ），使未熟化的石灰充分熟化 使未熟化的石灰充分熟化。 伏”），使未熟化的石灰充分熟化。陈伏期间 浆表面应覆盖一水，以免石灰浆碳化。 石灰 浆表面应覆盖一水，以免石灰浆碳化。
第三章气硬性胶凝材料
第三章气硬性胶凝材料☆知识点1．石灰、石膏、水玻璃的特性及应用。
2．以上三种气硬性胶凝材料的凝结硬化原理。
★要求掌握：1．石灰、石膏的技术要求、特性、应用及保管。
2．水玻璃的特性及工程中的应用。
了解：1．胶凝材料的分类。
2．石灰、石膏、水玻璃的生产工艺及对性能的影响。
在建筑工程中，把经过一系列的物理、化学作用后，由液体或膏状体变为坚硬的固体，同时能将砂、石、砖、砌块等散粒或块状材料胶结成具有一定机械强度的整体的材料，统称为胶凝材料。
胶凝材料品种繁多，按化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类，其中无机胶凝材料按硬化条件又可分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料两类。
所谓气硬性胶凝材料，是指只能在空气中硬化并保持或继续提高其强度的胶凝材料，如石灰、石膏、水玻璃等。
气硬性胶凝材料一般只适合用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。
水硬性胶凝材料是指不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化并保持或继续提高其强度的胶凝材料，如水泥。
水硬性胶凝材料既适用于地上，也适用于地下或水中。
3.1 石灰石灰是建筑工程中使用较早的矿物胶凝材料之一。
由于其原料来源广泛，生产工艺简单，成本低廉，具有其特定的工程性能，所以至今仍广泛应用于建筑工程中。
3.1.1 石灰的生产1.原料生产石灰的原料有两种：一是天然原料，以碳酸钙为主要成分的矿物、岩石(如石灰岩、白云岩)或贝壳等；一是化工副产品，如电石渣（是碳化钙制取乙炔时产生的，其主要成分是氢氧化钙）。
而主要原料是天然的石灰岩。
2.生产过程将主要成分为碳酸钙和碳酸镁的岩石经高温锻烧(加热至900℃以上)，逸出CO2气体，得到的白色或灰白色的块状材料即为生石灰，其主要化学成分为氧化钙和氧化镁。
CaCO 3 09001100C−−−−−→ CaO + CO 2↑ 在上述反应过程中，CaCO 3、CaO 、CO 2的质量比为100∶56∶44，即质量减少44%，而在正常煅烧过程中，体积只减少约15%，所以生石灰具有多孔结构。
第三章-气硬性胶凝材料--石膏可修改全文
（3） 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当受 到高温作用时或遇火后会脱出21%左右的结晶水， 并能在表面蒸发形成水蒸气，可有效地阻止火势的 蔓延，具有一定的防火性。 （4） 建筑石膏制品还具有较高的热容量和一定 的吸湿性，故可调节室内的温度和湿度，改变室内 的小气候。
在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水 冰冻等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其 吸水率高，抗渗性差、 抗冻性差, 所以不适用于 室外使用.
❖ 半水石膏：
（1）凝结硬化快
建筑石膏的特性
（2）多孔性 （3）体积微膨胀性
良好的装饰性 及加工性
（4）防火性好，但耐火性差
（5）环境协调性。
（6）耐水性、抗冻性差
❖ 无水石膏： 质地坚硬且不透水，抗水性好，耐磨性高
四、建筑石膏的技术要求
❖ 参照标准《建筑石膏》GB/T9776-2008 ❖ 主要技术要求有：细度、凝结时间和强度。 ❖ 按强度与细度的差别，分：优等品、一等品和合格
再掺入外加剂、细骨料等制成的气硬性胶凝材料。
2、装饰制品——石膏雕塑、饰面板及各种装饰品。 3、石膏板——纸面石膏板、石膏空心条板、石膏装饰板、纤
维石膏板。 优点：具有轻质、强度较高，厚度较薄，加工方便，隔热
保温、吸声、不燃以及施工方便等性能。
储存及应用要求：
1、注意防潮防水及混入杂物。 2、不同等级的石膏要分别贮存，不得混杂。 3、石膏的贮存期为3个月，超过贮存期限的石膏
品三个等级。
四、建筑石膏的技术特性
1、凝结硬化快； 2、凝结硬化时的微膨胀性； 3、硬化后的孔隙率高、表观密度小、强度低、保温隔热及吸
声性能好； 4、耐水性差及抗冻性差 5、防火性好； 6、具有一定的调温调湿性能，也就建筑石膏的绝热、吸声性
建筑材料第三章 气硬性胶凝材料
章目录
节目录
一、建筑石膏
建筑石膏的技术要求主要有强度、细度和凝 结时间。按强度、细度和凝结时间将石膏划分为
3.0、2.0、1.6共3个等级，各等级的技术要求见
表3-1。如有一项指标不合格，则石膏应重新检 验级别或报废。
表3-1 建筑石膏的技术指标
技术指标
3.0
2.0
1.6
抗折强度/MPa
≥3.0
≥2.0
1
3
CaSO4 H2O H2O CaSO4 2H2O
2
2
（3-2）
章目录
节目录
一、建筑石膏
建筑石膏凝结硬化过程：半水石膏加水后首 先进行的是溶解。由于二水石膏的溶解度比半水 石膏的溶解度小，所以二水石膏不断从过饱和溶 液中析出。由于溶液中有二水石膏析出，破坏了 原有半水石膏的平衡浓度，这时半水石膏会进一 步溶解。如此不断进行半水石膏的溶解和二水石 膏的析出，随着析出的二水石膏胶体不断增多， 石膏失去了塑性，开始凝结。
建筑材料
第三章 气硬性胶凝材料
第三章 气硬性胶凝材料
第一节 石膏 第二节 石灰 第三节 水玻璃
第一节 石膏
一、建筑石膏 二、高强度石膏 三、无水石膏水泥
章目录
一、建筑石膏
将β型半水石膏磨成细粉，即得建筑石膏。其中， 杂质较少、色泽较白、磨得较细的产品称模型石膏。
建筑石膏密度为2.50～2.80 g/cm³，其紧密堆积 表观密度为1 000～1 200 kg/m³，疏松堆积表观密度 为800～1 000 kg/m³。建筑石膏遇水时，将重新水化 成二水石膏，并逐渐凝结硬化，其反应式如下：
章目录
节目录
二、石灰的生产
石灰岩煅烧即成生石灰。煅烧时，石灰岩中碳酸钙和少量碳酸镁分解， 生成氧化钙、氧化镁和二氧化碳气体。其化学反应为：
第三章 气硬性胶凝材料
第三章气硬性胶凝材料本章主要了解石灰、石膏、菱苦土、水玻璃的特性、技术性能要求和应用。
一、胶凝材料概念和分类在建筑工程中，将散粒材料（如砂子、石子）或块状材料（如砖或石块）粘合为一个整体的材料，统称为胶凝材料。
胶凝材料可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。
有机胶凝材料又分为沥青类、天然树脂类、合成树脂类；无机胶凝材料又分为气硬性胶凝材料（如石膏、石灰、水玻璃、菱苦土）、水硬性胶凝材料（如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥及其他水泥）二、建筑石膏的特性及应用特性：1、凝结硬化快；2、微膨胀性；3、孔隙率大；4、耐水性差；5、抗火性好；6、塑性变形大。
应用：一般用于室内抹灰及粉刷、装饰制品、石膏板等。
三、石灰的特性1、石灰的熟化：生石灰（CaO）加水生成氢氧化钙的过程，称为石灰的熟化或消解过程。
生石灰中常含有过火石灰，过火石灰表面有一层深褐色熔融物，熟化很慢，当石灰已经硬化后，其中过火颗粒才开始熟化，体积膨胀，引起隆起和开裂。
为了消除过火石灰的危害，石灰浆应在储灰池中“陈伏“两周以上，”“陈伏”期间，石灰浆表面应留有一层水，与空气隔绝，以免石灰碳化。
2、石灰特性：石灰具有良好的保水性，凝结硬化慢、强度低，耐水性差；体积收缩大的特性。
四、菱苦土的应用菱苦土地板具有保温、无尘土、耐磨、防火、表面光滑和弹性好等特性，若掺入耐碱矿物颜料，可将地面着色，是良好的地面材料。
菱苦土板有较高的紧密度与强度，而且具有吸音、隔热的效果，可做内墙板和其他土木工程材料之用。
加筋的菱苦土具有较高的强度，可以代替木材制成垫木、柱子等构件。
菱苦土耐水性较差，故这类制品不宜用于长期潮湿的地方，菱苦土制品中不宜配置钢筋。
五、水玻璃1、特性：水玻璃溶液可与水按任意比例混合，不同的用水量可使溶液具有不同的密度和粘度；水玻璃具有很强的酸腐蚀性，能抵抗多数无机酸、有机酸和侵蚀性气体的腐蚀；水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶能堵塞材料的毛细孔隙，起到阻止水分渗透的作用；水玻璃具有良好的耐热性能；水玻璃对眼睛和皮肤有一定的灼伤作用，使用时应注意安全防护。
第三章 气硬性胶凝材料
3 气硬性胶凝材料
一、胶凝材料的定义 胶凝材料是能通过自身的物理化学作用， 从可塑性浆体变成坚硬的固体，并能把散粒 材料（砂、石子）或块状材料（砖、石块） 粘结成为整体的材料。
二 胶凝材料的分类 胶凝材料按化学成分可分为：无机胶凝材料 和有机胶凝材料。 无机胶凝材料按其硬化条件的不同分为：气 硬性和水硬性。
白云石是碳酸盐矿物，分别有铁白云石和锰白云石。它的晶体结构像方解石，常 呈菱面体。遇冷稀盐酸时会慢慢出泡。有的白云石在阴极射线照射下发橘红色光 。白云石是组成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分。白云石可用于建材、陶瓷 、玻璃和耐火材料、化工以及农业、环保、节能等领域。主要用作碱性耐火材料 和高炉炼铁的熔剂；生产钙镁磷肥和制取硫酸镁；以及生产玻璃和陶瓷的配料。 理论化学成分：CaO 30.4%，MgO 21.7%
水硬性胶凝材料是指不仅能在空气中硬化， 而且能更好地在水中硬化，并保持和继续发 展其强度的胶凝材料，如各种水泥。 水硬性胶凝材料既适用于地上，也可用于地 下或水中环境。
3.1 石灰
建筑石灰常简称为石灰，是人类最早使用的 一种建筑材料。 石灰是具有不同化学成分和物理形态的生石 灰、消石灰、水硬性石灰的统称。
气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持 或继续发展其强度的胶凝材料，如石膏、石灰、水玻璃和菱 苦土等。这类材料只适用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿 环境，更不可用于水中。
菱苦土，又名苛性苦土、苦土粉，它的主要成分是氧化镁。以天然菱镁矿
为原料，在800～850℃温度下煅烧而成，是一种细粉状的气硬性胶结材 料。颜色有纯白，或灰白，或近淡黄色，新鲜材料有闪烁玻璃光泽。
2 二水石膏胶体微粒 4 交错的晶体
建筑石膏凝结硬化
一、胶凝材料的定义 胶凝材料是能通过自身的物理化学作用， 从可塑性浆体变成坚硬的固体，并能把散粒 材料（砂、石子）或块状材料（砖、石块） 粘结成为整体的材料。
二 胶凝材料的分类 胶凝材料按化学成分可分为：无机胶凝材料 和有机胶凝材料。 无机胶凝材料按其硬化条件的不同分为：气 硬性和水硬性。
白云石是碳酸盐矿物，分别有铁白云石和锰白云石。它的晶体结构像方解石，常 呈菱面体。遇冷稀盐酸时会慢慢出泡。有的白云石在阴极射线照射下发橘红色光 。白云石是组成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分。白云石可用于建材、陶瓷 、玻璃和耐火材料、化工以及农业、环保、节能等领域。主要用作碱性耐火材料 和高炉炼铁的熔剂；生产钙镁磷肥和制取硫酸镁；以及生产玻璃和陶瓷的配料。 理论化学成分：CaO 30.4%，MgO 21.7%
水硬性胶凝材料是指不仅能在空气中硬化， 而且能更好地在水中硬化，并保持和继续发 展其强度的胶凝材料，如各种水泥。 水硬性胶凝材料既适用于地上，也可用于地 下或水中环境。
3.1 石灰
建筑石灰常简称为石灰，是人类最早使用的 一种建筑材料。 石灰是具有不同化学成分和物理形态的生石 灰、消石灰、水硬性石灰的统称。
气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持 或继续发展其强度的胶凝材料，如石膏、石灰、水玻璃和菱 苦土等。这类材料只适用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿 环境，更不可用于水中。
菱苦土，又名苛性苦土、苦土粉，它的主要成分是氧化镁。以天然菱镁矿
为原料，在800～850℃温度下煅烧而成，是一种细粉状的气硬性胶结材 料。颜色有纯白，或灰白，或近淡黄色，新鲜材料有闪烁玻璃光泽。
2 二水石膏胶体微粒 4 交错的晶体
建筑石膏凝结硬化
第三章 气硬性胶凝材料---石灰
定的强度。
例1: 某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后， 墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时在个别部位还 发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析上述现象产生的原 因。
答：
石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹，
引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬 化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收缩的 结果。
二、石灰熟化与硬化
1、石灰熟化
CaO H 2O Ca(OH ) 2
（1） 熟化反应的特点： 一是水化热大，水化速率快；
二是水化过程中固相体积增大1.5倍至2倍。
（2）石灰熟化方式
（1）淋灰法——就是在生石灰中均匀加入 70%左
右的水，便可得到颗粒细小、分散的熟石灰粉。
（2）化灰法——在生石灰中加入适量的水，约为
成的生石灰称为磨细生石灰粉或建筑生石灰粉。
燃烧反应完成物：
正火石灰
欠火石灰
其使用时，产浆量低，质量差，降低石灰的利用率。
过火石灰
★ 使硬化的砂浆产生“崩裂或鼓泡”现象，严重影响 工程质量。 ★生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中进行两周以上 的“陈伏”。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水 分，与空气隔绝，以免碳化。
其他方面的应用（生石灰）
（5）配制无熟料水泥----将具有一定活性的混合材料， 按适当比例与生石灰配合，经共同磨细，可得到水硬 性的胶凝材料，即为无熟料水泥。 优点：用磨细的生石灰配制，可不经预先消化和陈伏， 而直接应用。
（6）加固软土地基——块状生石灰可用来加固软土地 基（称为石灰桩）。
其他方面的应用
墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是
由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石 灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全 熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气 中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀。从而出现 上述现象。
第三章 气硬性胶凝材料
第三章 气硬性胶凝材料
1 第一节 石膏
2 第二节 石灰
3 第三节 水玻璃 4 第四节 菱苦土
返回
第一节 石 膏
•一、石膏的原料与生产
• 生产石膏的原料主要为含硫酸钙的天然二水石膏（又称生石膏）或含硫酸钙的化 工副产品和废渣（如磷石膏、氟石膏、硼石膏等），化学式为ＣａＳＯ ４·２Ｈ ２Ｏ，因含两个结晶水而得名。又由于其质地较软，也被称为软石膏。
金属（或玻璃）模具中，就获得了花样、形状不同的石膏装饰制品，如平板、多孔板、花纹板、浮雕板 等。 • 石膏装饰板具有色彩鲜艳、品种多样、造型美观、施工方便等优点，是公用建筑物和顶棚常用的装饰制 品。 • ３． 制作石膏板 • 近年来，随着框架轻板结构的发展，石膏板的生产和应用也迅速发展起来。石膏板具有轻质、隔热保温、 吸声、防火、尺寸稳定及施工方便等性能，在建筑中得到广泛的应用，是一种很有发展前途的新型建筑 材料。常用石膏板有以下几种：
至１８０℃～２１０℃时，半水石膏继续脱水，得到脱水半水石膏。其结构变化 不大，仍具有凝结硬化性质。当煅烧温度升至３２０℃～３９０℃时，得到可溶 性硬石膏。其水化凝结速度较半水石膏快，但它的需水量大、硬化速度慢、强度 低。当煅烧温度达４００℃～７５０℃时，石膏完全失去结合水，成为不溶性石 膏，其结晶体变得紧密而稳定，密度达２．２９ｇ／ｃｍ３，难溶于水，凝结很 慢，甚至完全不凝结。但若加入石灰激发剂，就具有水化凝结和硬化能力。
• 天然二水石膏在不同的压力和温度下煅烧，可以得到结构和性质均不相同的石膏 产品。
• １． 建筑石膏 • 建筑石膏是将二水石膏（生石膏）加热至１０７℃～１７０℃时，部分结晶水脱
出后得到半水石膏（熟石膏），再经磨细得到粉状的建筑中常用的石膏品种，故 称“建筑石膏”。反应式如下：
1 第一节 石膏
2 第二节 石灰
3 第三节 水玻璃 4 第四节 菱苦土
返回
第一节 石 膏
•一、石膏的原料与生产
• 生产石膏的原料主要为含硫酸钙的天然二水石膏（又称生石膏）或含硫酸钙的化 工副产品和废渣（如磷石膏、氟石膏、硼石膏等），化学式为ＣａＳＯ ４·２Ｈ ２Ｏ，因含两个结晶水而得名。又由于其质地较软，也被称为软石膏。
金属（或玻璃）模具中，就获得了花样、形状不同的石膏装饰制品，如平板、多孔板、花纹板、浮雕板 等。 • 石膏装饰板具有色彩鲜艳、品种多样、造型美观、施工方便等优点，是公用建筑物和顶棚常用的装饰制 品。 • ３． 制作石膏板 • 近年来，随着框架轻板结构的发展，石膏板的生产和应用也迅速发展起来。石膏板具有轻质、隔热保温、 吸声、防火、尺寸稳定及施工方便等性能，在建筑中得到广泛的应用，是一种很有发展前途的新型建筑 材料。常用石膏板有以下几种：
至１８０℃～２１０℃时，半水石膏继续脱水，得到脱水半水石膏。其结构变化 不大，仍具有凝结硬化性质。当煅烧温度升至３２０℃～３９０℃时，得到可溶 性硬石膏。其水化凝结速度较半水石膏快，但它的需水量大、硬化速度慢、强度 低。当煅烧温度达４００℃～７５０℃时，石膏完全失去结合水，成为不溶性石 膏，其结晶体变得紧密而稳定，密度达２．２９ｇ／ｃｍ３，难溶于水，凝结很 慢，甚至完全不凝结。但若加入石灰激发剂，就具有水化凝结和硬化能力。
• 天然二水石膏在不同的压力和温度下煅烧，可以得到结构和性质均不相同的石膏 产品。
• １． 建筑石膏 • 建筑石膏是将二水石膏（生石膏）加热至１０７℃～１７０℃时，部分结晶水脱
出后得到半水石膏（熟石膏），再经磨细得到粉状的建筑中常用的石膏品种，故 称“建筑石膏”。反应式如下：
第三章 气硬性胶凝材料(石膏、石灰、水玻璃)
过火石灰
石灰的熟化
3.1.2 石灰的熟化与硬化 1. 石灰的熟化
熟化（消化）：工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之 消解为熟(消)石灰——氢氧化钙的过程。
CaO nH2O Ca(OH)2 nH2O 64.9KJ/mol
特点：速度快；体积膨胀；放出大量的热
石灰产品
CaCO3
900~1100℃
消石灰粉 粘土 砂或石屑、炉渣 水 碾压夯实
石灰与粘土或硅质工业废料表面的活性氧化硅或氧化铝可在
潮湿环境中与水反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化氯 酸钙，故石灰土可在潮湿环境中使用。 常用于建筑物基础、路面的垫层。
硅酸盐制品
石灰土
三合土
5. 硅酸盐制品
石灰 天然砂 硅铝质工业废渣 水 硅酸盐制品
Ca(OH)2 CO2 nH 2O CaCO3 (n 1)H 2O
碳化作用实际上是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳 酸钙，所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。
碳化
硬化的特点
3. 硬化的特点
◘ 结晶自里向表，碳化自表向里 ◘ 速度慢（通常需要几周的时间） ◘ 体积收缩大（容易产生收缩裂缝）
生产
3. 建筑石膏的生产
生石膏在常压下煅烧加热到107℃~170 ℃ ，可得到β型建
筑石膏：
二水石膏 β型半水石膏
107 C ~170 C常压
CaSO 4 2H 2 O
1 1 CaSO 4 H 2 O 1 H 2 O 2 2
生石膏在124 ℃ 、1.3大气压条件下压蒸加热，可得到α型建
建筑石膏
2. 建筑石膏
熟石膏（CaSO4﹒1/2H2O）—— 也称熟石膏或半水石膏。是由生石膏加工而成的，根据内 部结构不同可分为α型半水石膏和β型半水石膏。 将天然石膏压蒸或煅烧加热，可分别得到β型半水石膏和α 型半水石膏。 α型半水石膏和β型半水石膏相比，其结晶颗粒较粗，比 表面积较小，拌制石膏浆体时的需水量较小，硬化后强度高， 因此又称为“高强石膏”。 在土木过程中，常用的石膏胶凝材料主要是建筑石膏。
建筑材料第三章气硬性胶凝材料
.2H
2O
CaSO4
.
1 2
H
2O
1
1 2
H
2O
107～170℃
加热、脱水
CaSO4.1/2H2O(β 型 半水 石 膏)－建 筑 石 膏
CaSO4.2H2O
二水石膏
125℃
0.13MPa蒸压锅
170～360℃
加热、脱水
CaSO4.1/2H2O(α 型 半水 石 膏)－高强 石 膏 CaSO4 Ⅲ－可 溶 性 硬 石 膏
用来拌制砌筑砂 浆或抹面砂浆
2.石灰的应用
➢ 配制石灰砂浆、石灰乳 ➢ 配制石灰土、三合土 ➢ 生产碳化石灰板 ➢ 生产硅酸盐制品
三合土用作铺筑步道砖的垫层
三 合 土 桩
2、石灰的应用
2.配制三合土和灰土 三合土：生石灰粉（或消石灰粉）、粘土和砂子
比例：1：2：3 加水——拌合、夯实作基础垫层 灰土：生石灰粉、粘土
溶解 沉淀
半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石 膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不断溶解， 生成Ca2+、SO42-离子的饱和溶液
硬化
半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是 过饱和溶液，后者不断结晶沉淀。
二水石膏晶体不断生长、连生、交错， 构成晶体颗粒堆聚的结晶结构网
三、建筑石膏的特性
1.凝结硬化快 初凝时间：不小于6min 终凝时间：不大于30min 1星期左右完全硬化，实际应用中加适量缓凝剂 2.硬化后孔隙率大（达50%~60%），水化的理论需水量
为18.6%，实际用水量为60%~80%，多余水分蒸发形 成孔隙。故其强度较低。
硬化后强度3~5MPa——隔墙、饰面 存放三个月强度下降30%。 3.建筑石膏硬化隔热性和吸音性能良好，但耐水性较差。 4.防火性能良好，着火温度下，石膏脱水，水分蒸发，火
建筑材料气硬性胶凝材料练习试题
第三章：气硬性胶凝材料一选择题1、施工工艺上为防止抹灰层表面隆起和开裂，应（ A ）A、石灰陈伏两周以上B、分层抹灰C、掺纸筋或麻刀子D、铁板压光2、建筑石膏与水拌和后，凝结硬化速度（ A ）A、快 B慢 C说不定 D、不快不慢3、石灰膏应在储灰池存放（ C ）天以上才可以使用。
A．3天 B．7天 C．14天 D．28天4、生石灰的分子式是（ C ）A CaCO3 B Ca(OH)2C CaOD CaSO45、建筑石膏的分子式是（ B ）A CaSO4B CaSO4·1/2H2OC CaSO4D Ca(OH)26、石灰硬化的理想条件是在（ A ）进行。
A干燥空气中 B水中 C潮湿环境中 D 以上都可7熟石灰的分子式是（ B ）。
A CaCO3； B Ca(OH)2； C CaO。
8熟化后石灰浆体的硬化过程主要是由( A )和碳化作用两个过程同时进行的A.结晶作用B.湿水作用C.蒸汽作用D.加温作用9有关石灰特性，下列说法错误的是（ D ）A 良好的保水性B 凝结硬化慢、强度低C 耐水性差D 体积收缩小10石膏在硬化过程中，体积会产生（ C ）A显著收缩 B不变化 C微小膨胀 D 可能增大或收缩11下列不属于石膏性质的是（ A ）。
A．凝结硬化慢 B．微膨胀性 C．抗冻性差 D．孔隙率大12石灰加水生成氢氧化钙，在这一熟化过程中，其体积明显产生（ A ）。
A．增大 B．缩小 C．变形 D．硬化13石膏的凝结硬化的时间大约为（ B ）。
A．5分钟 B． 30分钟 C．45分钟 D．6.5小时二、是非题1、水玻璃的模数越大，越容易溶于水。
（×）2、石灰在熟化过程中的“陈伏”是为了消除过火石灰的危害。
（√）3、水硬性胶凝材料只能在水中凝结硬化。
（×）4．石灰的陈伏的目的是为了消除欠火石灰的影响。
陈伏期一般为7天。
（×）5、气硬性胶凝材料只能在空气中凝结硬化，水硬性胶凝材料只能在水中硬化。
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第三章 无机胶凝材料
林琪燕
概 述
何为胶凝材料？ 定义：在土木过程中，能将各种散粒矿质材料或块状 材料粘结成为一个整体的材料。 特征： 严格意义上胶凝材料应指浆体能在常温下凝结硬化为 固体。 有较强的胶结能力； 具有一定的使用性能。
第三章 无机胶凝材料
定义与分类
将在第四章 进行讲解
有机胶凝材料（树脂、沥青等） 胶凝材料 无机胶凝材料
如何解决它 的危害？
“欠火石灰”、“过火石灰”
煅烧温度过低 或时间不足、 原料尺寸过大
欠火石灰
特点：外部为正常煅烧的石灰， 残留有未烧透的内核 石灰利用率低，粘结能力差 特点：石灰表面出现裂纹或玻 璃状的外壳，体积收缩明显， 颜色灰黑 熟化慢பைடு நூலகம்硬化后体积膨胀，引 起鼓包和开裂
煅烧温度过高 或时间过长
CaO CO2
块状生石灰
加过量水消化 石灰膏
磨细
生石灰粉 加适量水消化、然后干燥 加水拌合
消石灰粉，主要成分为Ca(OH)2，又称“熟石灰”。
用于拌制石灰砌 筑砂浆或抹灰砂 浆
用于拌制石灰土、 三合土
陈伏
石灰的“陈伏”
为消除过火石灰的危害，生石灰熟化成的石灰浆应在储灰 坑中放臵两周以上，使过火石灰充分熟化，这一过程称为石灰 的“陈伏”。 “陈伏”期间，灰浆表面应保有一层水分，隔绝空气，防 止发生碳化反应。 思考：磨细生石灰不经陈伏可直接使用，为什么？？
过火石灰
石灰的熟化
3.1.2 石灰的熟化与硬化 1. 石灰的熟化
熟化（消化）：工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之 消解为熟(消)石灰——氢氧化钙的过程。
CaO nH2O Ca(OH)2 nH2O 64.9KJ/mol
特点：速度快；体积膨胀；放出大量的热
石灰产品
CaCO3
900~1100℃
建筑石膏
2. 建筑石膏
熟石膏（CaSO4﹒1/2H2O）—— 也称熟石膏或半水石膏。是由生石膏加工而成的，根据内 部结构不同可分为α型半水石膏和β型半水石膏。 将天然石膏压蒸或煅烧加热，可分别得到β型半水石膏和α 型半水石膏。 α型半水石膏和β型半水石膏相比，其结晶颗粒较粗，比 表面积较小，拌制石膏浆体时的需水量较小，硬化后强度高， 因此又称为“高强石膏”。 在土木过程中，常用的石膏胶凝材料主要是建筑石膏。
观察讨论
观察与讨论：两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？
石 灰 浆 A
两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？
石 灰 浆 B
石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，致使其 中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续 水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。 石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。 尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。
灰砂砖
灰砂空心墙体砖
蒸压灰砂墙体砖
轻 质 保 温 灰 砂 生产工艺 砖
灰 砂
墙 体 砖
回顾
灰砂砖工艺流程图
知识点回顾——石灰
◊ 生石灰的熟化是指……熟化过程的特点？ ◊ 石灰在生产过程中，应严格控制煅烧温度的高低及分布，以 及原料尺寸的大小，否则容易产生……对石灰质量有何影响？ ◊ 石灰按成品加工方法不同，分为哪几种？ ◊ 生石灰在使用前为何要进行“陈伏”？为什么在陈伏时需在 熟石灰表面保留一层水？ 磨细生石灰不经“陈伏”可直接使用， 原因何在？ ◊ 理解石灰的凝结硬化原理？特点？ ◊石灰的特性？——熟练掌握 ◊ 石灰的主要工程用途如何？——熟练掌握 ◊ 在储存和保管时需要注意哪些方面？ ◊ 如何深刻理解石灰石气硬性胶凝材料？
石膏
3.2 石 膏
石膏也是一种应用甚广的气硬性胶凝材料。 学习本节需着重比较石膏与石灰凝结硬化的差别， 并以石膏的结构性能特点理解其应用。
石膏
3.2 石 膏
3.2.1 石膏的原料及生产 1. 原料
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。 根据石膏中含有结晶水的多少，原料分为： 硬石膏（CaSO4）—— 以无水硫酸钙（CaSO4）为主要成分的天然矿石。也称无水石 膏，结晶紧密，质地较硬，是生产硬石膏水泥的重要辅助原料。 天然石膏（CaSO4﹒2H2O）—— 也称生石膏或二水石膏。大部分天然石膏为生石膏，是生产建 筑石膏的主要原料。
消石灰粉 粘土 砂或石屑、炉渣 水 碾压夯实
石灰与粘土或硅质工业废料表面的活性氧化硅或氧化铝可在
潮湿环境中与水反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化氯 酸钙，故石灰土可在潮湿环境中使用。 常用于建筑物基础、路面的垫层。
硅酸盐制品
石灰土
三合土
5. 硅酸盐制品
石灰 天然砂 硅铝质工业废渣 水 硅酸盐制品
2. 石灰砂浆
石灰膏 石灰膏 缩性。 砂 砂 水 水泥 石灰砂浆（抹面） 水 混合砂浆（砌筑、抹面）
作抹面砂浆时，需加入纸筋、麻刀等纤维物质，以克服其收
灰土
3. 石灰土（灰土）
消石灰粉 粘土 水 碾压夯实 产生强度的原因？
可作低档住宅的基础和地面； 可作低档道路的基层和面层。
4. 三合土
易受潮
5. 易受潮不宜贮存
块状石灰放臵太久，会吸收空气中水分而自动熟化成消石灰 粉，再与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸钙，失去胶结能力。 所以石灰不能用于潮湿环境。 生石灰具有很强的吸湿性，受潮会自动熟化成消石灰粉而失 去胶凝能力，所以储存和运输生石灰时，既要防水防潮，而且不 易久存。最好运到后即熟化成石灰浆，将贮存期变为陈伏期。 另外，生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，因此储 存和运输生石灰是，要注意安全，将生石灰与易燃物分开保管， 以免引起火灾。
由此可见，石灰是一种硬化慢、强度低的气硬性胶凝材料。
硬化的技术性质
3.1.3 石灰的技术要求 建筑石灰的技术规范及分级
主要技术指标有细度、CaO+MgO含量、CO2含量、产浆量和体积 安定性等。 并按技术指标分为优等品、一等品和合格品三个等级。 具体技术要求见教材
JC/T479—1992 建筑生石灰（P49 表3-2） JC/T480—1992 建筑生石灰粉（P49 表3-3） JC/T481—1992 建筑消石灰粉（P49 表3-4）
耐水性差
6. 耐水性差
石灰浆在水中或潮湿环境中没有强度，已凝结硬化的石灰 在水中会溃散。
所以， ◎ 石灰不宜在潮湿环境下使用； ◎ 不宜用于重要建筑物基础；
◎ 石灰砂浆抹墙可产生一定的透气性。
应用
3.1.5 石灰的应用 1. 石灰乳
消石灰粉或熟化好的石灰膏 水 石灰乳（廉价涂料）
调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性 调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象
工程实例分析
2. 石灰的硬化
石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由以下两个同时进行的过程 来完成的： 结晶作用（干燥硬化）：游离水分蒸发或被砌体吸收， Ca(OH)2以结晶形态析出，
浆体逐渐失去塑性。 碳化作用（碳化硬化）：Ca(OH)2与空气中的CO2与水化合生 成CaCO3晶体，释出水分并被蒸发：
采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度加
快，令制品获得较高的早期强度； 主要产品有灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等。 ——中国矿业网：《绿色墙体材料灰砂砖》
灰砂砖是目前我国积极推广的一种新型墙体材料。轻质、高强、 无毒、无辐射、保温隔热性能好、使用能耗低、防水性能好、 施工方便、经济合理。广泛应用于住宅、民用、厂房等工业民 用建筑。
◘ 钙质生石灰MgO≤5%；钙质消石灰粉MgO≤4% ◘ 镁质生石灰MgO＞5%；镁质消石灰粉MgO＞4%
石灰的技术特性
3.1.4 石灰的技术特性 1. 保水性与可塑性好
生石灰熟化为石灰浆时，形成了颗粒极细的呈胶体分散状 态的氢氧化钙，表面吸附一层厚水膜。因此用石灰调成的石灰 砂浆突出的优点是具有良好的可塑性。 工程应用：
1 1 CaSO 4 H 2 O 1 H 2 O CaSO 4 2H 2 O 2 2
生成的二水硫酸钙与生石膏分子式相同，但物理力学性能有差异。 二水石膏溶解度比半水石膏溶解度小得多，所以二水石膏首先从饱和 溶液中析晶沉淀，促使半水石膏继续溶解，这一反应过程连续不断进行， 直至半水石膏全部水化生成二水石膏。
二者有何区别
水硬性胶凝材料（水泥）
气硬性胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃） 本章的重点
气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别
气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并且在空 气中保持和发展其强度； 关键：干燥状态下，其硬化体才有较好的性能！ 水硬性胶凝材料不仅能在空气中，而且能更好 地在水中硬化，保持并发展其强度。
900~1100℃
CaO CO2
生石灰
石灰的煅烧
石灰的煅烧过程
欠火石灰
石灰的生产
温度过低时 欠火石灰 煅烧石灰石 或白垩,内 含CaCO3 温度在900℃左右时 温度过高时
碳酸钙没有完全 分解，降低了生 石灰的产量,质量差
正火石灰
过火石灰
因煅烧温度过高使粘土杂质 融化并包裹石灰，从而延缓 石灰的熟化，导致已硬化的 砂浆产生鼓泡、崩裂等现象
这是因为粉磨过程使过火石灰表面积大大增加,与水熟化反应速 度加快,几乎可以同步熟化,而且又均匀分散在生石灰粉中,不至 引起过火石灰的种种危害。
真题
注册考试真题
[注册造价工程师] 原题: 生石灰（又称块灰）加水熟化成石灰浆（氢氧化钙和水）。使用 前，应在储灰坑中“陈伏”（ ）天以上，其目的是消除过火石灰 的危害，同时也得到良好的可塑性。 A．7 B．15 C．21 D．30 [一级注册建筑师执业资格考试]、[一级注册建造师执业资格考试] 袋白灰(消石灰粉)使用前也应进行陈伏处理是为了（ ）。 提 示： 建筑材料(单选题3) 答 案： A.有利于硬化 B.消除过火石灰的危害 C.提高浆体的可塑性 D.使用方便
林琪燕
概 述
何为胶凝材料？ 定义：在土木过程中，能将各种散粒矿质材料或块状 材料粘结成为一个整体的材料。 特征： 严格意义上胶凝材料应指浆体能在常温下凝结硬化为 固体。 有较强的胶结能力； 具有一定的使用性能。
第三章 无机胶凝材料
定义与分类
将在第四章 进行讲解
有机胶凝材料（树脂、沥青等） 胶凝材料 无机胶凝材料
如何解决它 的危害？
“欠火石灰”、“过火石灰”
煅烧温度过低 或时间不足、 原料尺寸过大
欠火石灰
特点：外部为正常煅烧的石灰， 残留有未烧透的内核 石灰利用率低，粘结能力差 特点：石灰表面出现裂纹或玻 璃状的外壳，体积收缩明显， 颜色灰黑 熟化慢பைடு நூலகம்硬化后体积膨胀，引 起鼓包和开裂
煅烧温度过高 或时间过长
CaO CO2
块状生石灰
加过量水消化 石灰膏
磨细
生石灰粉 加适量水消化、然后干燥 加水拌合
消石灰粉，主要成分为Ca(OH)2，又称“熟石灰”。
用于拌制石灰砌 筑砂浆或抹灰砂 浆
用于拌制石灰土、 三合土
陈伏
石灰的“陈伏”
为消除过火石灰的危害，生石灰熟化成的石灰浆应在储灰 坑中放臵两周以上，使过火石灰充分熟化，这一过程称为石灰 的“陈伏”。 “陈伏”期间，灰浆表面应保有一层水分，隔绝空气，防 止发生碳化反应。 思考：磨细生石灰不经陈伏可直接使用，为什么？？
过火石灰
石灰的熟化
3.1.2 石灰的熟化与硬化 1. 石灰的熟化
熟化（消化）：工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之 消解为熟(消)石灰——氢氧化钙的过程。
CaO nH2O Ca(OH)2 nH2O 64.9KJ/mol
特点：速度快；体积膨胀；放出大量的热
石灰产品
CaCO3
900~1100℃
建筑石膏
2. 建筑石膏
熟石膏（CaSO4﹒1/2H2O）—— 也称熟石膏或半水石膏。是由生石膏加工而成的，根据内 部结构不同可分为α型半水石膏和β型半水石膏。 将天然石膏压蒸或煅烧加热，可分别得到β型半水石膏和α 型半水石膏。 α型半水石膏和β型半水石膏相比，其结晶颗粒较粗，比 表面积较小，拌制石膏浆体时的需水量较小，硬化后强度高， 因此又称为“高强石膏”。 在土木过程中，常用的石膏胶凝材料主要是建筑石膏。
观察讨论
观察与讨论：两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？
石 灰 浆 A
两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？
石 灰 浆 B
石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，致使其 中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续 水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。 石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。 尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。
灰砂砖
灰砂空心墙体砖
蒸压灰砂墙体砖
轻 质 保 温 灰 砂 生产工艺 砖
灰 砂
墙 体 砖
回顾
灰砂砖工艺流程图
知识点回顾——石灰
◊ 生石灰的熟化是指……熟化过程的特点？ ◊ 石灰在生产过程中，应严格控制煅烧温度的高低及分布，以 及原料尺寸的大小，否则容易产生……对石灰质量有何影响？ ◊ 石灰按成品加工方法不同，分为哪几种？ ◊ 生石灰在使用前为何要进行“陈伏”？为什么在陈伏时需在 熟石灰表面保留一层水？ 磨细生石灰不经“陈伏”可直接使用， 原因何在？ ◊ 理解石灰的凝结硬化原理？特点？ ◊石灰的特性？——熟练掌握 ◊ 石灰的主要工程用途如何？——熟练掌握 ◊ 在储存和保管时需要注意哪些方面？ ◊ 如何深刻理解石灰石气硬性胶凝材料？
石膏
3.2 石 膏
石膏也是一种应用甚广的气硬性胶凝材料。 学习本节需着重比较石膏与石灰凝结硬化的差别， 并以石膏的结构性能特点理解其应用。
石膏
3.2 石 膏
3.2.1 石膏的原料及生产 1. 原料
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。 根据石膏中含有结晶水的多少，原料分为： 硬石膏（CaSO4）—— 以无水硫酸钙（CaSO4）为主要成分的天然矿石。也称无水石 膏，结晶紧密，质地较硬，是生产硬石膏水泥的重要辅助原料。 天然石膏（CaSO4﹒2H2O）—— 也称生石膏或二水石膏。大部分天然石膏为生石膏，是生产建 筑石膏的主要原料。
消石灰粉 粘土 砂或石屑、炉渣 水 碾压夯实
石灰与粘土或硅质工业废料表面的活性氧化硅或氧化铝可在
潮湿环境中与水反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化氯 酸钙，故石灰土可在潮湿环境中使用。 常用于建筑物基础、路面的垫层。
硅酸盐制品
石灰土
三合土
5. 硅酸盐制品
石灰 天然砂 硅铝质工业废渣 水 硅酸盐制品
2. 石灰砂浆
石灰膏 石灰膏 缩性。 砂 砂 水 水泥 石灰砂浆（抹面） 水 混合砂浆（砌筑、抹面）
作抹面砂浆时，需加入纸筋、麻刀等纤维物质，以克服其收
灰土
3. 石灰土（灰土）
消石灰粉 粘土 水 碾压夯实 产生强度的原因？
可作低档住宅的基础和地面； 可作低档道路的基层和面层。
4. 三合土
易受潮
5. 易受潮不宜贮存
块状石灰放臵太久，会吸收空气中水分而自动熟化成消石灰 粉，再与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸钙，失去胶结能力。 所以石灰不能用于潮湿环境。 生石灰具有很强的吸湿性，受潮会自动熟化成消石灰粉而失 去胶凝能力，所以储存和运输生石灰时，既要防水防潮，而且不 易久存。最好运到后即熟化成石灰浆，将贮存期变为陈伏期。 另外，生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，因此储 存和运输生石灰是，要注意安全，将生石灰与易燃物分开保管， 以免引起火灾。
由此可见，石灰是一种硬化慢、强度低的气硬性胶凝材料。
硬化的技术性质
3.1.3 石灰的技术要求 建筑石灰的技术规范及分级
主要技术指标有细度、CaO+MgO含量、CO2含量、产浆量和体积 安定性等。 并按技术指标分为优等品、一等品和合格品三个等级。 具体技术要求见教材
JC/T479—1992 建筑生石灰（P49 表3-2） JC/T480—1992 建筑生石灰粉（P49 表3-3） JC/T481—1992 建筑消石灰粉（P49 表3-4）
耐水性差
6. 耐水性差
石灰浆在水中或潮湿环境中没有强度，已凝结硬化的石灰 在水中会溃散。
所以， ◎ 石灰不宜在潮湿环境下使用； ◎ 不宜用于重要建筑物基础；
◎ 石灰砂浆抹墙可产生一定的透气性。
应用
3.1.5 石灰的应用 1. 石灰乳
消石灰粉或熟化好的石灰膏 水 石灰乳（廉价涂料）
调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性 调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象
工程实例分析
2. 石灰的硬化
石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由以下两个同时进行的过程 来完成的： 结晶作用（干燥硬化）：游离水分蒸发或被砌体吸收， Ca(OH)2以结晶形态析出，
浆体逐渐失去塑性。 碳化作用（碳化硬化）：Ca(OH)2与空气中的CO2与水化合生 成CaCO3晶体，释出水分并被蒸发：
采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度加
快，令制品获得较高的早期强度； 主要产品有灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等。 ——中国矿业网：《绿色墙体材料灰砂砖》
灰砂砖是目前我国积极推广的一种新型墙体材料。轻质、高强、 无毒、无辐射、保温隔热性能好、使用能耗低、防水性能好、 施工方便、经济合理。广泛应用于住宅、民用、厂房等工业民 用建筑。
◘ 钙质生石灰MgO≤5%；钙质消石灰粉MgO≤4% ◘ 镁质生石灰MgO＞5%；镁质消石灰粉MgO＞4%
石灰的技术特性
3.1.4 石灰的技术特性 1. 保水性与可塑性好
生石灰熟化为石灰浆时，形成了颗粒极细的呈胶体分散状 态的氢氧化钙，表面吸附一层厚水膜。因此用石灰调成的石灰 砂浆突出的优点是具有良好的可塑性。 工程应用：
1 1 CaSO 4 H 2 O 1 H 2 O CaSO 4 2H 2 O 2 2
生成的二水硫酸钙与生石膏分子式相同，但物理力学性能有差异。 二水石膏溶解度比半水石膏溶解度小得多，所以二水石膏首先从饱和 溶液中析晶沉淀，促使半水石膏继续溶解，这一反应过程连续不断进行， 直至半水石膏全部水化生成二水石膏。
二者有何区别
水硬性胶凝材料（水泥）
气硬性胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃） 本章的重点
气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别
气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并且在空 气中保持和发展其强度； 关键：干燥状态下，其硬化体才有较好的性能！ 水硬性胶凝材料不仅能在空气中，而且能更好 地在水中硬化，保持并发展其强度。
900~1100℃
CaO CO2
生石灰
石灰的煅烧
石灰的煅烧过程
欠火石灰
石灰的生产
温度过低时 欠火石灰 煅烧石灰石 或白垩,内 含CaCO3 温度在900℃左右时 温度过高时
碳酸钙没有完全 分解，降低了生 石灰的产量,质量差
正火石灰
过火石灰
因煅烧温度过高使粘土杂质 融化并包裹石灰，从而延缓 石灰的熟化，导致已硬化的 砂浆产生鼓泡、崩裂等现象
这是因为粉磨过程使过火石灰表面积大大增加,与水熟化反应速 度加快,几乎可以同步熟化,而且又均匀分散在生石灰粉中,不至 引起过火石灰的种种危害。
真题
注册考试真题
[注册造价工程师] 原题: 生石灰（又称块灰）加水熟化成石灰浆（氢氧化钙和水）。使用 前，应在储灰坑中“陈伏”（ ）天以上，其目的是消除过火石灰 的危害，同时也得到良好的可塑性。 A．7 B．15 C．21 D．30 [一级注册建筑师执业资格考试]、[一级注册建造师执业资格考试] 袋白灰(消石灰粉)使用前也应进行陈伏处理是为了（ ）。 提 示： 建筑材料(单选题3) 答 案： A.有利于硬化 B.消除过火石灰的危害 C.提高浆体的可塑性 D.使用方便