建筑材料》第五次课(第三章
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▪ 6）.具有一定的调温调湿性
温度和湿度起到一定的调节作用。 ▪
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▪ 7）.耐水性和抗冻性差
，建筑石膏晶体粒子间粘合力会被削弱，在水中 还会使二水石膏溶解而引起溃散，故耐水性差。 另外，建筑石膏中的水分受冻结冰后会产生崩裂 ，故抗冻性差。 ▪ 8）.加工性能好
良好的可加工性能。
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▪ 建筑石膏的烧成过程是将二水硫酸钙脱去3/4的水，变成 半水硫酸钙，其排放出来的“废气”就是水蒸气；各种石 膏建材的生产和应用过程也都不排放废气、废渣、废水和 对人体有害的物质，不污染环境。
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课前思考： ？？？？？
▪ 石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大， Why？
▪ 孔隙率较大在应用上，有哪些优点和缺点 Which？
▪ 为什么石膏制品的耐水性差Why？ ▪ 为什么石膏制品的防火性好Why?
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人类使用石膏的历史
▪ 早在公元前9000年，人类已经可以把石膏加工成 石膏浆用于建筑和装饰领域。
Ca 41 2 SH 2 O O 2 3H 2O Ca 42 S H 2O ▪ 由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大（约四倍）
，所以二水石膏处于过饱和状态，不断从溶液中析 晶，水解反应不断右移，直至半水石膏全部转变成 二水石膏。 速度很快，大约7~12min。
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10
▪ 凝结：可塑性浆体失去可塑性，开始产生强
动物胶、亚硫酸盐、酒精废液，也可以用硼砂、柠檬酸等。
但会使石膏制品强度有所下降。
▪ 2）.微膨胀性
▪ 却略有膨胀（膨胀率为0.05％～0.15％）,这使石膏制品表面 光滑饱满、棱角清晰，干燥时不开裂。
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▪ 3）.硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低
往往比水化所需的水分多。理论需水量为18.6％。而实际加 水量约为60％～80％。石膏凝结后，多余水分蒸发，在石膏 硬化体内留下大量孔隙（孔隙率高达50％～60％），故表观 密度小，强度低。
▪ 人们在位于亚洲的卡塔于育克遗址的地下壁画中 发现了石膏浆。
▪ 据考古发现，在埃及的法老统治时期，就曾经使 用石膏作为泥浆修建齐阿普斯的金字塔（公元前 3000年）。
▪ 在我国，早在2000多年前，石膏就用于长沙马王 堆汉墓的建造。
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6
▪ 中国石膏矿资源丰富。全国23个省(区)有石膏矿 产出。探明储量的矿区有169处，总保有储量矿 石576亿吨。从地区分布看，以山东石膏矿最多， 占全国储量的65%；内蒙古、青海、湖南次之。
度的过程。
溶液中的 自由水减少
浆体变稠
生成二水石膏用水 吸附水
摩擦力 粘结力
水分蒸发
失去可塑性
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▪ 初凝时间：从石膏与水拌和起至浆体开始 失去可塑性所需的时间。
▪ 终凝时间：从石膏与水拌和起至浆体完全 失去可塑性并开始产生强度所需的时间。
可整Βιβλιοθήκη Baiduppt
12
▪ 硬化：失去可塑性浆体强度增加的过程。 ▪ 石膏晶体数量增加，晶体长大，彼此连生，
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2.建筑石膏的质量要求 建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为三级。
技术指标
优等
一等
品 一等品 品
抗折强度，MPa，不小 于
2.5
2.1
1.8
抗压强度，MPa，不小 于
4.9
3.9
2.9
细度，0.2mm孔筛余量 ，不大于
5.0
10.0 15.0
凝结时间
初凝时间不早于6min， 终凝时间不迟于30min
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石膏的存在形式
天然二水石膏 化工石膏 天然无水石膏 建筑石膏 高强石膏 高温煅烧石膏
CaSO4·2H2O ， 软 石 CaSO4·膏2H2O 与 CaSO4 混 合 废 渣
CaSO4，硬石膏 β-CaSO4·1/2H2O
α-CaSO4·1/2H2O
CaSO4
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▪ 3.1.1、石膏的原料、生产及品种
▪ 4）.隔热、吸声性良好
数小[一般为0.121～0.205 W/(m·Ｋ)]，具有良好的绝热能力 ；石膏的大量微孔，尤其是表面微孔使声音传导或反射的能 力也显著下降，从而具有较强的吸声能力。
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▪ 5）.防火性能良好
结晶水蒸发同时吸收热量，制品表面形成蒸汽幕， 能有效阻止火的蔓延。虽然可以防火，但耐火性差 。
《土木工程材料》 第三章 无机气硬性胶凝材料
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第三章 无机气硬性胶凝材料
气硬性胶凝材料
无机胶凝材料
按凝结硬化 条件分类
（以无机化合物为基本成分）
——只在空气中硬化 （石灰、石膏）
水硬性胶凝材料
——空气、水中皆可
有机胶凝材料
硬化 （水泥） （沥青、树脂）
（天然的或合成的有机
高分子化合物为基本成分）
建筑石膏产品标记顺序为：产品名称，抗折强度值，
标准号。例如，抗折强度为2.5Mpa的建筑石膏标记
为：建筑石膏2.5GB9776-1988
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3.建筑石膏的应用
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绿色节能循环利用
▪ 石膏建材是一种节能、节材、可回收利用、不污染环境、 性能价格比优越的绿色建材。
▪ 建筑石膏是由二水石膏烧制而成的，水化后又变成二水石 膏。废弃的石膏建材，经破碎、筛选、再煅烧后又可作为 生产石膏建材的原料，不产生建筑垃圾。
▪ 建筑石膏：以 CaS4O •1 2H2O为主要成分，不 预加任何外加剂的粉状胶凝材料。
▪
C4 a 2 H S 2 O O 1 1 1 0 7 C 0C4 a 1 2 H S 2 O O 2 3 H 2 O
建筑石膏
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▪ 3.1.2、建筑石膏的凝结与硬化 ▪ 水化：半水石膏和水反应生成二水石膏的过程。
相互交错，形成结晶网，产生强度。
▪ 以上三个过程是相互交错，连续进行的。 ▪ 该反应过程见下图建筑石膏凝结硬化示意图
所示。 石膏的凝结和硬化
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3.1.3、建筑石膏的特性、质量要求及应用
▪ 1.建筑石膏的特性
▪ 1）.凝结硬化快
▪
建筑石膏加水拌和后的浆体初凝时间不小于6min，终凝
时间不大于30min，一星期左右完全硬化。常用的缓凝剂是
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2
① 胶凝材料：能通过物理化学作用将散粒材料或块 状材料胶结成为一个整体，并产生强度的材料。
② 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，保持并发展 其强度的材料。
③ 水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好的 在水中硬化，保持并发展其强度的材料。
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3.1 石膏
本节的学习目标 1）掌握建筑石膏的化学组成，了解 其生产工艺。 2）理解石膏的凝结硬化机理。 3）重点掌握石膏的特性及应用。
温度和湿度起到一定的调节作用。 ▪
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▪ 7）.耐水性和抗冻性差
，建筑石膏晶体粒子间粘合力会被削弱，在水中 还会使二水石膏溶解而引起溃散，故耐水性差。 另外，建筑石膏中的水分受冻结冰后会产生崩裂 ，故抗冻性差。 ▪ 8）.加工性能好
良好的可加工性能。
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▪ 建筑石膏的烧成过程是将二水硫酸钙脱去3/4的水，变成 半水硫酸钙，其排放出来的“废气”就是水蒸气；各种石 膏建材的生产和应用过程也都不排放废气、废渣、废水和 对人体有害的物质，不污染环境。
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课前思考： ？？？？？
▪ 石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大， Why？
▪ 孔隙率较大在应用上，有哪些优点和缺点 Which？
▪ 为什么石膏制品的耐水性差Why？ ▪ 为什么石膏制品的防火性好Why?
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人类使用石膏的历史
▪ 早在公元前9000年，人类已经可以把石膏加工成 石膏浆用于建筑和装饰领域。
Ca 41 2 SH 2 O O 2 3H 2O Ca 42 S H 2O ▪ 由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大（约四倍）
，所以二水石膏处于过饱和状态，不断从溶液中析 晶，水解反应不断右移，直至半水石膏全部转变成 二水石膏。 速度很快，大约7~12min。
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▪ 凝结：可塑性浆体失去可塑性，开始产生强
动物胶、亚硫酸盐、酒精废液，也可以用硼砂、柠檬酸等。
但会使石膏制品强度有所下降。
▪ 2）.微膨胀性
▪ 却略有膨胀（膨胀率为0.05％～0.15％）,这使石膏制品表面 光滑饱满、棱角清晰，干燥时不开裂。
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▪ 3）.硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低
往往比水化所需的水分多。理论需水量为18.6％。而实际加 水量约为60％～80％。石膏凝结后，多余水分蒸发，在石膏 硬化体内留下大量孔隙（孔隙率高达50％～60％），故表观 密度小，强度低。
▪ 人们在位于亚洲的卡塔于育克遗址的地下壁画中 发现了石膏浆。
▪ 据考古发现，在埃及的法老统治时期，就曾经使 用石膏作为泥浆修建齐阿普斯的金字塔（公元前 3000年）。
▪ 在我国，早在2000多年前，石膏就用于长沙马王 堆汉墓的建造。
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▪ 中国石膏矿资源丰富。全国23个省(区)有石膏矿 产出。探明储量的矿区有169处，总保有储量矿 石576亿吨。从地区分布看，以山东石膏矿最多， 占全国储量的65%；内蒙古、青海、湖南次之。
度的过程。
溶液中的 自由水减少
浆体变稠
生成二水石膏用水 吸附水
摩擦力 粘结力
水分蒸发
失去可塑性
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▪ 初凝时间：从石膏与水拌和起至浆体开始 失去可塑性所需的时间。
▪ 终凝时间：从石膏与水拌和起至浆体完全 失去可塑性并开始产生强度所需的时间。
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▪ 硬化：失去可塑性浆体强度增加的过程。 ▪ 石膏晶体数量增加，晶体长大，彼此连生，
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2.建筑石膏的质量要求 建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为三级。
技术指标
优等
一等
品 一等品 品
抗折强度，MPa，不小 于
2.5
2.1
1.8
抗压强度，MPa，不小 于
4.9
3.9
2.9
细度，0.2mm孔筛余量 ，不大于
5.0
10.0 15.0
凝结时间
初凝时间不早于6min， 终凝时间不迟于30min
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石膏的存在形式
天然二水石膏 化工石膏 天然无水石膏 建筑石膏 高强石膏 高温煅烧石膏
CaSO4·2H2O ， 软 石 CaSO4·膏2H2O 与 CaSO4 混 合 废 渣
CaSO4，硬石膏 β-CaSO4·1/2H2O
α-CaSO4·1/2H2O
CaSO4
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▪ 3.1.1、石膏的原料、生产及品种
▪ 4）.隔热、吸声性良好
数小[一般为0.121～0.205 W/(m·Ｋ)]，具有良好的绝热能力 ；石膏的大量微孔，尤其是表面微孔使声音传导或反射的能 力也显著下降，从而具有较强的吸声能力。
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▪ 5）.防火性能良好
结晶水蒸发同时吸收热量，制品表面形成蒸汽幕， 能有效阻止火的蔓延。虽然可以防火，但耐火性差 。
《土木工程材料》 第三章 无机气硬性胶凝材料
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第三章 无机气硬性胶凝材料
气硬性胶凝材料
无机胶凝材料
按凝结硬化 条件分类
（以无机化合物为基本成分）
——只在空气中硬化 （石灰、石膏）
水硬性胶凝材料
——空气、水中皆可
有机胶凝材料
硬化 （水泥） （沥青、树脂）
（天然的或合成的有机
高分子化合物为基本成分）
建筑石膏产品标记顺序为：产品名称，抗折强度值，
标准号。例如，抗折强度为2.5Mpa的建筑石膏标记
为：建筑石膏2.5GB9776-1988
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3.建筑石膏的应用
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绿色节能循环利用
▪ 石膏建材是一种节能、节材、可回收利用、不污染环境、 性能价格比优越的绿色建材。
▪ 建筑石膏是由二水石膏烧制而成的，水化后又变成二水石 膏。废弃的石膏建材，经破碎、筛选、再煅烧后又可作为 生产石膏建材的原料，不产生建筑垃圾。
▪ 建筑石膏：以 CaS4O •1 2H2O为主要成分，不 预加任何外加剂的粉状胶凝材料。
▪
C4 a 2 H S 2 O O 1 1 1 0 7 C 0C4 a 1 2 H S 2 O O 2 3 H 2 O
建筑石膏
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▪ 3.1.2、建筑石膏的凝结与硬化 ▪ 水化：半水石膏和水反应生成二水石膏的过程。
相互交错，形成结晶网，产生强度。
▪ 以上三个过程是相互交错，连续进行的。 ▪ 该反应过程见下图建筑石膏凝结硬化示意图
所示。 石膏的凝结和硬化
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3.1.3、建筑石膏的特性、质量要求及应用
▪ 1.建筑石膏的特性
▪ 1）.凝结硬化快
▪
建筑石膏加水拌和后的浆体初凝时间不小于6min，终凝
时间不大于30min，一星期左右完全硬化。常用的缓凝剂是
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① 胶凝材料：能通过物理化学作用将散粒材料或块 状材料胶结成为一个整体，并产生强度的材料。
② 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，保持并发展 其强度的材料。
③ 水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好的 在水中硬化，保持并发展其强度的材料。
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3.1 石膏
本节的学习目标 1）掌握建筑石膏的化学组成，了解 其生产工艺。 2）理解石膏的凝结硬化机理。 3）重点掌握石膏的特性及应用。