山东建筑大学土木工程材料教案第章气硬性胶凝材料

料。
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（2）天然石膏（CaSO4·2H2O）：也称生石膏或 二水石膏，大部分天然石膏矿为生石膏，是生产建 筑石膏的主要原料。
（３）建筑石膏 （CaSO4·1/2 H2O） 也称熟石膏 或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根据其内 部结构不同可分为α型半水石膏和β型半水石膏。
5）.高温煅烧石膏
温度高于800℃时，部分硬石膏分解出中CaO， 磨细后的产品即为高温煅烧石膏。
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2.1.2 石膏的水化与硬化
建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆 体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发 生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。
（１）凝结硬化速度快
建筑石膏的浆体，凝结硬化速度很快。 一般石膏的初凝时间仅为10min左右，终 凝时间不超过30min，这对于普通工程施 工操作十分方便。有时需要操作时间较 长，可加入适量的缓凝剂，如硼砂、动 物胶、亚硫酸盐、酒精废液等。
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（２）凝结硬化时体积微膨胀
建筑石膏凝结硬化是石膏吸收结 晶水后的结晶过程，其体积不仅不 会收缩，而且还稍有膨胀（0.2%～ 1.5%），这种膨胀不会对石膏造成 危害，还能使石膏的表面较为光滑 饱满，棱角清晰完整、避免了普通 材料干燥时的开裂。
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2.1 石 膏
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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。
2.1.1 石膏的原料、生产及品种
1.石膏的原料
根据石膏中含有结晶水的多少不同可分为：
（1）无水石膏（CaSO4）：也称硬石膏，它 结晶紧密，质地较硬，是生产硬石膏水泥的原
气硬性胶凝材料 只能 在 空气中 凝结硬化。 水硬性胶凝材料不仅可以在 空气中凝结硬化， 还可以 在水得中到更好的凝结硬化。
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胶凝材料的发展史
1、石灰-石膏时期 2、石灰-火山灰时期 3、水泥时期
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1）.建筑石膏
β型半水石膏
C4 a 2 H 2 S O O 1 0 ~ 1 7 7 0 C4 a 1 2 H S 2 O O 1 1 2 H 2 O
2）.高强石膏
α型半水石膏
C a S O 4 2 H 2 O 1 2 5 0 C ， 0 .1 3 M P a C a S O 4 1 2 H 2 O 1 1 2 H 2 O
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气硬性胶凝材料：只能在空气中凝结硬化， 保持并发展其强度的胶凝材料。
水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能 更好地在水中硬化，保持 并继续发展其强度的胶凝材料。
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气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别
（4）化工石膏：指含有CaSO4·2H2O成分的化学 工业副产品。
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脱硫石膏
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2.石膏的生产与品种
胶凝材料：指经过自身的物理化学作用后， 能够由浆体变成固体，并在变化过程中把一 些散粒材料或块状材料胶结成具有一定强度 的整体的材料。
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石灰 气硬性胶凝材料 石膏
胶 无机胶凝材料
水玻璃
凝
水硬性胶凝材料：各种水泥
材
料 有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶等
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α型半水石膏与β型半水石膏相比，结晶 颗粒较粗，比表面积较小，强度高，因此 又称为高强石膏。
3）.可溶性硬石膏
当加热温度升高到170～200℃时，半水石膏 继续脱水，生成可溶性硬石膏（CaSO4Ⅲ）。 此无水石膏就具有良好的凝结硬化性能。当加 热温度升高到200～250℃时，石膏中残留的水 很少，凝结硬化非常缓慢，但遇水后还能逐渐 生成半水石膏直至二水石膏。
石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，
形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也会
不断增大，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结
构，这一过程称为石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬
化2，021/实3/28际上是交叉进山行东建的筑大。学土木工程材料教案第
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2.1.3 石膏的性质 1. 石膏的特性
第2章 气硬性胶凝材料
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本章教学目标
掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、
石膏技术要求、性质
熟悉：石灰的、石膏的的熟化、硬化和应用
了解：石灰的生产、石灰的品种
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定义与分类
1.石膏的水化
Ca 41 2 S H 2 O O 1 1 2 H 2 O Ca 42 S H 2 O O
此反应实际上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉
淀的可逆反应，因为二水石膏溶解度比半水石膏的溶解
度小得多，所以此反应总体表现为向右进行，二水石膏
以胶体微粒自水中析出。
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2.石膏的凝结硬化
干燥硬化和结晶硬化两个过程交错进行，随着二 水石膏沉淀的不断增加，就会产生结晶，结晶体的不 断生成和长大，晶体颗粒之间便产生了摩擦力和粘结 力，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的 初凝；而后随着晶体颗粒间摩擦力和粘结力的增大， 浆体的塑性很快下降，直至消失，这种现象为石膏的 终凝。
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4）.死烧石膏
当加热温度高于400℃时，石膏完全失水，成 为不溶性硬石膏（CaSO4Ⅱ）。此无水石膏就失 去了凝结硬化性能。但当加入激发剂混合磨细后， 又可恢复水化硬化能力，成为无水石膏水泥。它 可制作石膏灰浆、石膏板和其它石膏制品。