气硬性胶凝材料
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。
02气硬性胶凝材料_土木工程材料
2 气硬性胶凝材料 – 2.1 建筑石灰
石灰的应用
工程案例 某工地因工期紧，急需配置石灰砂浆。现建材市场有消石灰粉、
生石灰粉和生石灰三种可供选择。因生石灰价格相对便宜，工地 选择了生石灰作为原材料，买回后立刻加水进行配置石灰膏，再 配置成石灰砂浆。使用数日后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性 裂缝。试分析其原因。
钠水玻璃： Na2O•nSiO2 (常用) 钾水玻璃： K2O•nSiO2 水玻璃的模数：分子式中SiO2 与Na2O分子数比n。 水玻璃的模数越大，越难溶于水。
2 气硬性胶凝材料 – 2.3 水玻璃
水玻璃的硬化和性质
➢ 水玻璃的硬化
液体水玻璃吸收空气中的二氧化碳，形成无定
型硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化，具体反应式如下：
将液态水玻璃和氯化钙溶液交 替注入土壤中，两者反应析出 硅酸胶体，能起胶结和填充孔 隙的作用，并可阻止水分的渗 透，提高土壤密度和强度。
2 气硬性胶凝材料 – 2.1 建筑石灰
➢ 石灰的品种 按成品的加工方法分 1. 生石灰：石灰石煅烧后的块状物 CaO 2. 生石灰粉：块状生石灰磨细后的粉末 CaO 3. 消石灰粉：生石灰消化并干燥后的粉末 Ca(OH)2 4. 石灰膏：生石灰充分消化后的膏状物 Ca(OH)2和水
石灰的品种
2 气硬性胶凝材料 – 2.1 建筑石灰
建筑石膏+水
浆体
凝结
硬化
➢初凝：开始失去塑性的时间。 ➢终凝：开始具有强度的时间。
2 气硬性胶凝材料 – 2.2 建筑石膏
➢建筑石膏凝结过程
建筑石膏的凝结与硬化
溶解
反应
结晶
半水石膏溶解
半水石膏与水反 应生成二水石膏
二水石膏溶解度较小，饱和析 出，游离水分逐渐减少，二水 石膏不断增加，浆体稠度增大
气硬性胶凝材料
菱苦土与各种纤维的黏结良好，且碱性较低，对各种
纤维和植物的腐蚀较弱。建筑上常用菱苦土与木屑(1:1.5 ～3)及氯化镁溶液(密度为1.2～1.25 g/cm2)制作菱苦土木 屑地面。它具有保温、防火、防爆(碰撞时不发火星)及一 定的弹性。表面刷漆后，使用于纺织车间、教室、办公室 、影剧院等，但不宜用于经常潮湿的环境。 使用玻璃纤维增强的菱苦土制品具有很高的抗折强度 和抗冲击能力，其主要产品为玻璃纤维增强菱苦土波瓦。 可用于非受冻地区，一般仓库及临时建筑的屋面防水。
生石灰熟化成石灰粉，常采用淋灰的方法即每堆放 半米高的生石灰块，60%-80%的水，分层堆放再 淋水，以能充分消解而又不过湿成团为度，消石灰 粉在使用以前，也应有类似石灰浆的陈伏时间。
4. 石灰的技术性质
可塑性好 硬化缓慢
生石灰消化为石灰浆时，能形成颗粒极 石灰浆的硬化只能在空气中进行，由 细(粒径约lℳm)呈胶体分散状态的氢氧 于空气中CO2含量少，使碳化作用进 耐水性差行缓慢，加之已硬化的表层对内部的 化钙粒子，表面吸附一厚层的水膜，使 颗粒间的摩擦力减小，因而其可塑性好 硬化起阻碍作用，所以石灰浆的硬化 。利用这一性质，将其掺入水泥砂浆中 过程较长 。 由于石灰浆 硬化慢、强度低，当其 ，配制成混合砂浆，可显著提高砂浆的 受潮后，其中尚未碳化的Ca(OH)2 保水性
无机胶凝材料
目 录
1 建筑石灰
2 石膏
3 镁质胶凝材料 4 水玻璃
第一节
建筑石灰
气硬性无机胶凝材
05
气硬性无机胶凝材料的优势与局限性
优势
环境友好
气硬性无机胶凝材料在生产和使用过 程中对环境的影响较小，不会释放有 害气体或产生有害废弃物。
强度高
气硬性无机胶凝材料的抗压、抗拉和 抗折强度较高，能够满足各种工程需 求。
施工要求高
气硬性无机胶凝材料的 施工要求较高，需要专 业的施工人员和技术支
持。
应用范围有限
气硬性无机胶凝材料的 应用范围相对有限，主 要适用于一些特定的工
程领域。
未来改进方向
提高韧性
通过改进材料配方和生产工艺 ，提高气硬性无机胶凝材料的
韧性，降低脆性。
增强耐火性
研发具有更高耐火性的气硬性 无机胶凝材料，提高其防火性 能。
耐久性好
气硬性无机胶凝材料的耐久性较好， 不易受潮、不易腐蚀，使用寿命较长。
成本低廉
气硬性无机胶凝材料的价格相对较低， 能够降低工程成本。
局限性
脆性大
气硬性无机胶凝材料的 脆性较大，容易开裂或 破损，需要采取措施进
行加固。
耐火性差
气硬性无机胶凝材料的 耐火性较差，容易燃烧 或分解，需要采取防火
措施。
混凝土替代品
在一些特殊情况下，气硬性无机胶凝材料可以作为混凝土的替代品， 用于建筑结构的浇筑和抹面。
预制构件
利用气硬性无机胶凝材料制作预制构件，如砌块、板材等，可以提 高施工效率，降低成本。
装饰装修行业
瓷砖粘贴
气硬性无机胶凝材料可以作为瓷砖粘贴剂，具有 粘结力强、耐久性好等特点。
石材安装
在装饰装修中，气硬性无机胶凝材料可用于石材 的安装和固定，提高装饰效果。
气硬性胶凝材料知识点总结
气硬性胶凝材料知识点总结一、气硬性胶凝材料的分类气硬性胶凝材料主要包括混凝土、砂浆、水泥砂浆等。
混凝土是由水泥、砂、骨料和水按一定比例配制而成的一种具有胶凝性能的材料。
混凝土按用途和材料性能的不同可以分为普通混凝土、高强混凝土、自密实混凝土、自流平混凝土、自密实自流平混凝土等。
砂浆是由水泥、砂和水按一定比例配制而成的具有胶凝性能的材料。
砂浆按用途和材料性能的不同可以分为砌筑砂浆、抹面砂浆、防水砂浆、自流平砂浆等。
水泥砂浆是由水泥和砂按一定比例配制而成的具有胶凝性能的材料。
水泥砂浆按用途和材料性能的不同可以分为砌筑砂浆、抹面砂浆、防水砂浆、自流平砂浆等。
二、气硬性胶凝材料的性能1、抗压性能：气硬性胶凝材料具有优良的抗压性能，能够承受较大的压力而不发生破坏。
2、抗折性能：气硬性胶凝材料具有较好的抗折性能，能够承受一定的弯曲力而不发生开裂。
3、抗渗透性能：气硬性胶凝材料具有优良的抗渗透性能，能够阻止水分和有害物质的渗透。
4、耐久性能：气硬性胶凝材料具有较好的耐久性能，能够长时间保持原有的性能和外观。
5、抗冻融性能：气硬性胶凝材料具有良好的抗冻融性能，能够在低温环境下不发生膨胀和破裂。
6、耐磨性能：气硬性胶凝材料具有较好的耐磨性能，能够经受磨损而不产生明显的变形和损坏。
三、气硬性胶凝材料的应用1、建筑领域：气硬性胶凝材料在建筑领域广泛应用，用于混凝土梁、柱、板、墙、地板、楼梯等的施工，以及砌筑砂浆、抹面砂浆、防水砂浆等的施工。
2、道路领域：气硬性胶凝材料在道路领域广泛应用，用于路面、路基、路肩、桥梁等的建设和维护。
3、水利工程领域：气硬性胶凝材料在水利工程领域广泛应用，用于水泥混凝土坝、水泥砂浆坝、渠道等的建设和维护。
4、隧道领域：气硬性胶凝材料在隧道领域广泛应用，用于衬砌、防水、排水、加固等方面的施工。
四、气硬性胶凝材料的加工工艺1、配料：气硬性胶凝材料的配料是指根据设计要求，按照一定的比例将水泥、砂、骨料等原材料进行混合。
气硬性胶凝材料
过烧石灰——熟化慢、使用时需陈伏。 3.产品：
生石灰粉——磨细生石灰 消石灰粉(熟石灰)———加水60~80%（生石灰
重量）也需“陈伏” 石灰膏——表观密度1300~1400kg
二、 性能
➢ 可塑性和保水性好。 故用作石灰水泥砂浆，改善和易性。
因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所产生的网状干缩性裂纹
石灰膨胀裂纹
由于石灰浆中存在大量的游离水，硬化时大量水分蒸发，导致内部裂纹，故石灰浆不宜 单独使用，通常工程施工时常掺入一定量的骨料(砂子)或纤维材料(麻刀、纸 筋等)。
6.生产轻质碳酸钙。
第二节 石膏
一、概述 1. 常用的石膏胶凝材料及原材料： ➢ 种类：建筑石膏（β）、高强石膏（α）；
无水石膏水泥；高温煅烧石膏 ➢ 原材料：二水石膏（软、生石膏）；无水
石膏（硬石膏）；天然、化工石膏 2. 二水石膏（CaSO4‧2H2O)的脱水反应
（1）65~75 ℃ 开始脱水 （2）107~170℃ 生成半水石膏。常压，β型，建筑
2.2 建筑石膏
氟铝石膏
石膏空心条板
纸面石膏条板
轻钢龙骨纸面石膏板吊顶（竖吊）
轻钢龙骨纸面石膏板吊顶（平吊）
轻钢龙骨纸面石膏权隔墙
将可耐福厚板水平 向安装在C型竖向 龙骨上
可耐福双层龙 骨隔墙系统安 装程序
沿每耐在龙将 耐 向 石装有将板竖竖1福沿后向双骨膏，接另 福 安.可安向5在上胶向安m顶,龙层间板以缝一 厚 装再耐装龙沿涂（龙装设龙骨C放错保用福在骨侧 板边以龙骨龙型一骨置缝证一石C上的 水龙密骨方骨竖个安岩型安所根膏可 平骨封）向向可装棉竖
CaO+MgO 含量——限制胶凝组分含量。 下限（不小于）
建筑材料第四章气硬性胶凝材料
1 2
H
2O
1
1 2
H
2O
4.2.2 建筑石膏的凝结与硬化
1.石膏的水化
1
1
CaSO4 2 H2O 1 2 H2O CaSO4 2H2O
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
4.2.3 建筑石膏的特性
凝结硬化快 体积微膨胀 多孔性 防火性好，但耐火性差 环境的调节性 耐水性、抗冻性差
⑧舒适的居住功能：由于石膏板具 有独特的“呼吸”性能，可在一定范围 内调节室内湿度，使居住舒适。
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。
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
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 在水中 更好地保持和发展
其强度。
判断题：
气硬性胶凝材料只能在空气中凝
结硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中
凝结硬化。
错
既能在空气中 凝结硬化，又能 在水中凝结硬化
4.1 建筑石灰
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。
胶凝材料的分类
将在第四章 进行讲解
胶凝材料
有机胶凝材料（树脂、沥青等）
二者有何区别 ？？？
无机胶凝材料 本章的重点
水硬性胶凝材料（水泥） 气硬性胶凝材料（石灰、石膏）
气硬性胶凝材料名词解释
气硬性胶凝材料名词解释
气硬性胶凝材料是一种常用于建筑工程中的材料，它具有独特的物理和化学性质，能够在施工过程中发挥重要作用。
下面我们将对气硬性胶凝材料进行详细的解释，以便更好地理解其特点和用途。
首先，气硬性胶凝材料是指在混凝土或水泥砂浆中加入气泡形成的一种材料。
这些气泡可以通过机械或化学方法产生，使得混凝土或水泥砂浆在固化后形成一种多孔的结构。
这种多孔结构不仅可以降低材料的密度，还可以提高材料的抗压强度和抗冻融性能，从而增加材料的使用寿命。
其次，气硬性胶凝材料可以分为两种类型，一种是通过在混凝土或水泥砂浆中
加入外部气泡剂来形成气泡，例如聚合物泡沫粉末、气泡剂等；另一种是通过在混凝土或水泥砂浆中加入内部气泡剂来形成气泡，例如铝粉、氢氧化铝等。
这两种类型的气泡形成方法各有优劣，可以根据具体的工程要求来选择。
再次，气硬性胶凝材料具有一系列优异的性能，例如低密度、良好的保温隔热
性能、良好的吸声性能、抗渗透性能和耐久性等。
这些性能使得气硬性胶凝材料在建筑工程中得到广泛应用，特别是在高层建筑、地下工程、隧道工程和防水工程中有着重要的作用。
最后，气硬性胶凝材料在实际应用中需要注意一些问题，例如控制气泡的大小
和分布、控制混凝土或水泥砂浆的流动性、控制气泡的稳定性等。
只有充分考虑这些因素，才能保证气硬性胶凝材料在工程中发挥最佳效果。
综上所述，气硬性胶凝材料是一种在建筑工程中应用广泛的材料，它具有独特
的物理和化学性质，能够为工程施工提供便利。
通过对气硬性胶凝材料的深入了解，我们可以更好地掌握其特点和用途，从而更好地应用于实际工程中，为工程质量和耐久性提供保障。
建筑材料-气硬性胶凝材料
石灰的生产与应用
生产
石灰是由石灰石经过高温煅烧而得，主要化学成分为氧化钙 。
应用
石灰在建筑中主要用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、地坪、简易混 凝土等，也可用于制作各种建筑材料。
石灰的优缺点
优点
石灰来源广泛，价格便宜，使用方便，具有一定的粘结力和可塑性。
缺点
石灰硬化慢，强度低，耐水性差，易受潮、易碳化，对酸碱敏感。
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磷酸盐水泥硬化过程中硬化速度较慢，但硬 化后强度较高，耐磨、耐酸、耐水性好，可 用于制作耐酸、耐水、防潮的建筑材料。
聚合物水泥
总结词
一种以聚合物为主要成分的气硬性胶凝材料 ，具有较好的韧性和耐久性。
详细描述
聚合物水泥硬化过程中硬化速度适中，硬化 后强度较高，耐磨、耐腐蚀、抗渗性能好，
可用于制作防水材料、地面涂料等。
建筑材料-气硬性胶凝材料
目录
• 气硬性胶凝材料简介 • 石灰 • 石膏 • 水玻璃 • 其他气硬性胶凝材料
01 气硬性胶凝材料简介
定义与特性
定义
气硬性胶凝材料是指通过空气中 的二氧化碳或碱性物质与之反应 ，由液态逐渐硬化成为固态的胶 凝材料。
特性
气硬性胶凝材料具有快速硬化、 低收缩率、良好的耐磨性和耐久 性等特点，但耐水性较差。
缺点
耐水性差、抗渗性能不足、长期受潮 易变形等。
04 水玻璃
水玻璃的种类与特性
钠水玻璃
最常用的一种水玻璃， 具有较高的粘结力和硬
化速度。
钾水玻璃
粘结力较弱，但硬化速 度较慢，常用于配制耐
酸胶凝材料。
锂水玻璃
镁水玻璃
具有较好的耐热性和耐 酸性，但价格较高。
第二章-气硬性胶凝材料
下所示：
107～170℃ 加热、脱水
CaSO4·0.5H2O β型
建筑石膏
125℃ 0.13MPa
蒸压锅
CaSO4·0.5H2O
α型
高强石膏
二水石膏
CaSO4·2H2O
170～360℃ 加热、脱水
400～750℃
CaSO4 Ⅲ CaSO4 Ⅱ
可溶性石膏 不溶性石膏
800℃
CaSO4 Ⅰ
高温煅烧石膏
在建筑工程中常用建筑石膏；高强石膏用于生产建筑石膏制品。
水硬性胶凝材料
加水拌合均匀后形成的浆体，不仅能在干燥空 气中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或 发展其强度。通称为“水泥”。
§2－1 石 膏
一、石膏胶凝材料的生产
石膏胶凝材料的生产通常是把二水石膏在一定的温度和压 力下，经过煅烧、脱水，再经磨细而成。
在不同的煅烧温度下，得到的产品是不同的。具体过程如
建筑石膏在运输和储存中应防止受潮，储 存期一般不超过三个月。
§2－2 石 灰
一、石灰的生产
原材料
生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产
品。主要成分为CaCO3。
生产工艺——煅烧
生石灰
CaCO3 9=00=℃ CaO + CO2
700℃
MgCO3== MgO + CO2
石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧 程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。
§2－4 镁质胶凝材料
镁质胶凝材料——菱苦土
菱苦土的生产
镁质胶凝材料是将菱镁矿或白云石经煅烧、磨细而制成。 煅烧的菱苦土为白色或浅黄色粉末。苛性白云石为白色粉末。
菱苦土的水化硬化
一般与MgCl2溶液按一定比例混合，硬化快，强度高。但 吸湿性强，耐水性差。形成的水化产物主要为氯氧化镁和氢氧 化镁。
什么是气硬性胶凝材料
什么是气硬性胶凝材料
首先，气硬性胶凝材料是一种由水泥、石膏、石灰等胶凝材料和气泡剂、外加剂等混合而成的材料。
在施工时，通过在混凝土中加入气泡剂，使混凝土中产生大量微小的气泡，这些气泡在混凝土凝固过程中膨胀，从而形成气孔结构，使混凝土变得轻盈且具有一定的弹性。
其次，气硬性胶凝材料在建筑工程中有着广泛的应用。
首先，它可以用于混凝土的密实。
由于气硬性胶凝材料中的气泡可以填充混凝土中的空隙，使混凝土更加致密，从而提高混凝土的抗渗性和耐久性。
其次，它可以用于轻质隔墙的施工。
由于气硬性胶凝材料本身具有轻盈的特性，可以减轻建筑物的自重，同时也可以提高隔墙的隔热隔音效果。
此外，气硬性胶凝材料还可以用于地面铺装、隧道衬砌等方面，具有广泛的应用前景。
总的来说，气硬性胶凝材料是一种具有特殊微观结构和优良性能的建筑材料，它在建筑工程中有着广泛的应用前景。
通过在混凝土中形成气孔结构，可以使混凝土变得轻盈、致密且具有一定的弹性，从而提高建筑物的抗渗性、隔热隔音效果。
相信随着科学技术的不断发展，气硬性胶凝材料在建筑工程中的应用将会越来越广泛，为建筑工程的发展注入新的活力。
气硬性胶凝材料名词解释
气硬性胶凝材料名词解释
气硬性胶凝材料是指在施工过程中，通过物理或化学方法使材料产生气体，产生气孔结构并经过一定时间的固化后形成的一种具有一定强度和泡孔性的材料。
气硬性胶凝材料包括气泡石、发泡混凝土、泡沫水泥、气泡砂浆等。
这些材料在生产制备的过程中，通过添加适量的发泡剂、膨胀剂等，使材料中产生大量的气孔，达到材料轻质化的效果。
在固化过程中，这些气孔能够保持一定的稳定性，使材料具有一定的抗压强度和抗冻性能。
气硬性胶凝材料的主要特点是具有轻质、绝热、隔声、抗震等优点。
首先，气孔的存在使得气硬性胶凝材料的比重较轻，能够有效减轻建筑物自重，提高建筑物整体的抗震性能和抗震安全系数。
其次，气孔结构使材料具有良好的绝热性能，能够阻止热量的传递，从而起到保温和节能的作用。
同时，气孔还能吸收和隔离噪声，提供良好的隔声效果。
此外，气硬性胶凝材料的性能稳定，不易受环境湿度、温度等因素的影响，具有较好的耐久性。
气硬性胶凝材料的应用范围广泛，主要用于墙体、地板、屋面、隔墙、隔热、防火等建筑构件的施工。
与传统的硬性胶凝材料相比，气硬性胶凝材料具有更轻、更强、更绝热、更隔声、更环保等优势，因此在现代建筑中得到广泛应用。
总的来说，气硬性胶凝材料是一种通过控制气孔结构和固化过程，以达到轻质化、强度化、隔热绝热、隔声以及其他特殊性
能的胶凝材料。
这些特点使得气硬性胶凝材料在建筑工程中具有广泛的应用前景，能够满足人们对于轻质化、强度化和环保性能的要求。
建筑材料——气硬性胶凝材料
三、 生石灰的性质
（一）物理性能 1. 晶形和晶格结构 CaO具有面心立方晶格，晶格常数a=0.48nm，
MgO也是面心立方晶格，a=0.4203nm，所以 白云石（CaCO3:MgCO3=1:1）密度比石灰石 （主要是CaCO3 ）高。 2. 煅烧度——石灰被煅烧的程度 轻烧石灰、中烧石灰和硬烧石灰及死烧石灰
根据消化速度：快速消化石灰、中速消化石灰 和满素消化石灰，消化速
根据消化时所达到的温度指标，又有高热石灰 （ 高于70°C）和低热石灰（70°C）
二、生石灰的原材料和生产
原料： 以含碳酸钙为主的天然岩石和化工副产品。 天然岩石主要有石灰石、大理石、白云石、方
为粉末状消石灰； （3）石灰粒子在水中形成石灰胶团结构。
2. 与CO2作用——碳化
Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O
CO2与H2O先形成H2CO3，然后与Ca（OH）2发生 反应，因此只有在半潮湿、升压和升温状态下的 CaO或CO2浓度大的条件下，碳化作用才明显。
•
1 2
H 2O)
3H 2O
2(CaSO4
•
2H 2O)
（1）半水石膏晶体结构中内在的残余力将水吸 附在颗粒的表面；
（2）水进入半水石膏的细孔内，并保持物理吸 附状态，形成胶凝结构，这就是初凝；
（3）水进入分子间或离子间间隙内，胶凝体发 生膨胀；
（4）水由物理吸附状态过渡到化学吸附状态， 产生水化作用，温度升高，形成二水石膏晶体， 晶体逐渐长大，互相交错形成密实结构，这就 是终凝。
然后用CO2进行人碳化，而成的一种轻质板材。 6．将生石灰用于惰性胶凝材料的激发剂，如FA，
气硬性胶凝材料有哪些
气硬性胶凝材料有哪些
首先，气硬性胶凝材料包括水泥混凝土、石灰石混凝土、石英砂混凝土等。
这
些材料在施工过程中通过添加适量的气泡剂或发泡剂，使混凝土中产生大量微小的气孔，从而提高了混凝土的抗渗性、抗冻融性和抗压强度。
同时，气硬性混凝土还具有较轻的密度和良好的保温隔热性能，适用于建筑物的保温隔热和结构轻质化。
其次，气硬性胶凝材料的特点之一是具有良好的耐久性。
由于气孔的存在，气
硬性混凝土在受到外部冲击或挤压时能够吸收一部分能量，减少了材料的破坏程度，延长了材料的使用寿命。
同时，气硬性胶凝材料中的气孔还能够有效地减小材料的收缩变形，改善了材料的变形性能，提高了材料的使用稳定性。
另外，气硬性胶凝材料在施工过程中具有良好的流动性和可塑性，能够填充各
种形状和结构的模具，形成均匀、致密的混凝土结构。
这种特点使得气硬性混凝土在建筑工程中能够实现复杂结构和精细化施工，提高了工程的施工效率和质量。
此外，气硬性胶凝材料还具有良好的环境适应性和可持续发展性。
通过合理的
配比设计和施工工艺，可以减少材料的用量，降低施工成本，减少对自然资源的消耗，实现资源的可持续利用。
同时，气硬性胶凝材料的使用还能够减少建筑物的能耗，改善建筑环境，符合现代建筑对节能环保的要求。
综上所述，气硬性胶凝材料具有多种种类和独特的物理化学性质，能够满足不
同工程对材料性能的要求。
在未来的建筑领域，气硬性胶凝材料将会得到更广泛的应用，为建筑工程的发展和进步提供有力支持。
气硬性胶凝材料土木工程材
墙体稳定性
气硬性胶凝材料能增强墙 体的整体性和稳定性，提 高墙体的抗震性能。
墙体装饰
气硬性胶凝材料可使墙体 表面光滑平整，易于装饰 和美化。
其他土木工程应用
道路工程
隧道工程
气硬性胶凝材料可作为道路基层的稳 定剂，提高道路的承载能力和耐久性。
在隧道施工中，气硬性胶凝材料可用 于制备隧道衬砌混凝土和防水砂浆， 提高隧道的防水性能和耐久性。
特性
气硬性胶凝材料具有较高的抗压强度、 良好的耐磨性和耐久性，但抗拉强度 较低，易受环境湿度和温度的影响。
分类与应用
分类
气硬性胶凝材料主要包括石灰、石膏 、镁质胶凝材料等。
应用
气硬性胶凝材料广泛应用于建筑、道 路、桥梁等土木工程领域，作为基础 材料、填充材料、装饰材料等。
历史与发展
历史
气硬性胶凝材料的应用历史悠久，最早可追溯到古罗马时期 。随着科技的发展，气硬性胶凝材料的种类和性能得到了不 断改进和提升。
环保无害
适用范围广
气硬性胶凝材料在生产和使用过程中对环 境无害，符合绿色建筑和可持续发展的理 念。
气硬性胶凝材料可以根据不同的工程需求 调整配方，适用于各种土木工程领域，如 建筑、道路、桥梁等。
缺点
抗拉强度低
气硬性胶凝材料的抗拉强度较低， 容易在受到拉力时发生断裂，需
要采取措施提高其抗拉性能。
耐水性差
气硬性胶凝材料在水中容易发生 水解反应，影响其结构和稳定性， 需要在施工过程中注意防水措施。
脆性大
气硬性胶凝材料的韧性较差，容 易在受到冲击时发生脆性断裂，
需要采取措施提高其韧性。
改进方向
提高抗拉强度和韧性
通过改进材料配方和制备工艺，提高气硬性胶凝材料的抗拉强度 和韧性，使其能够更好地适应土木工程的需求。
第4章-气硬性胶凝材料(2024版)
石膏
3.硬化后孔隙率大，重量轻但强度低 水化需水 18.6%，石膏硬化后具有很大孔隙率（约50～ 60%)，因而强度低(7d为8～12 Mpa)，抗冻性、 抗渗性及耐水性较差。但具有轻质、保温隔热、 吸声、吸湿的特点 。同样体积的石膏板与水泥板 相比较，重量只有其四分之一。
石膏
一、石膏的原料及生产 (一)原料：（我国石膏资源极其丰富，年产石膏
总量约1000多万吨） 1. 天然二水石膏 又称生石膏（CaSO4 ·2H2O) , 是由含两个结晶水的硫酸钙所组成的沉积岩石。 2.天然硬石膏 又称为无水石膏，主要是由无水硫 酸钙（CaSO4 ) 组成的沉积岩石。 3.工业副产石膏 系指某些化工生产过程中，所产 生的以硫酸钙为主要成分的副产品，经适当处理 后，作为石膏胶凝材料的原料。常见品种有磷石 膏和氟石膏。
此外尚有石膏蜂窝板、防潮石膏板、耐火石膏板、石膏 矿棉复合板等品种。
石膏
2. 粉 刷 石 膏 在建筑石膏中加入其他石膏（硬石膏或煅烧粘土
质石膏）、各种缓凝剂（木质磺酸钙、柠檬酸、 酒石酸等）及附加材料（石灰、烧粘土、氧化铁 红等）可配制成像水泥一样在施工中现场拌制的 新型抹灰材料┄粉刷石膏。它具有表面坚硬,光滑 细腻，一是黏结力强,不易脱落,克服了传统的水泥 砂浆经常出现的空鼓、开裂现象;二是具有呼吸功 能,可调节室内空气湿度。三是无毒无味。四是凝 结度快,体质轻。五是绿色生态建材,防火性能良好。 六是施工工序简便,落地灰少。特别适用于砼顶板、 加气砼墙面各种保温材料的表面抹灰。解决新材 料抹灰难。
石膏
二、建筑石膏的水化硬化 生成物溶解度小，晶体析出，水分蒸发，凝结，
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生石灰粉
磨细 加适量水消化、然后干燥
加过量水消化
生石灰体积的3-4倍
石灰膏
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
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。
85
80
7
7
-
-
2
7
7
2
➢产品标准：《建筑消石灰粉》JC/T 481一2013 ➢分类：钙质消石灰粉（MgO≤5%）HCL，镁质消石灰粉 （MgO＞5%）HML
建筑消石灰粉的技术指标
项目
钙质消石灰 粉
镁质消石灰粉
HCL90
HCL85
HCL75 HML85 HML80
CaO+MgO含量≥,（%）
90
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：
碳化
Ca(OH) 2 CO 2 nH2O CaCO 3 (n 1)H2O
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。
3. 硬化的特点
CaO nH2O Ca(OH) 2 nH2O, H -64.79 KJ • mol 1
特点：速度快；体积膨胀（1-2.5倍）；放出大量的热
石灰熟化示意图
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 坑中放置两周以上，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。
➢《建筑装饰装修工程质量验收规范》（ GB 502032001）规定：抹灰用的石灰膏的熟化期不应小于15d； 罩面用的磨细石灰粉的熟化期不应小于3d。
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
石
灰
灰
浆
浆
A
B
两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？
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
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 氧化钙含量低，粘结能力差， 降低了石灰的利用率
过火石灰
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；质地致密，熟化慢， 硬化后体积膨胀，引起鼓包和 开裂
石灰煅烧窑
CaCO 3 900~1100℃
CaO CO 2
块状生石灰
§2.1 石 灰
1.石灰的生产 主要原料、烧制及产品
主要原料：石灰石、白云石、白垩、贝壳等。 烧制及产品：
CaCO 3 900~1100℃
CaO CO 2
生石灰
温度过低或温度分布不均匀 → 欠火石灰 温度太高 → 过火石灰
“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
煅烧温度过高 或时间过长
游离水≤，（%）
体积安定性
细 0.2mm筛余量≤,(%) 度
90μm筛余量≤,(%)
85
75
2
合格
2
7
85
80
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：
思考：磨细生石灰不经陈伏可直接使用，为什么？ 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。
➢根据《砌筑砂浆配合比设计规程》（JGJ 98-2000） 生石灰熟化成石灰膏时，应用孔径不大于3mm×3mm 的网过滤，熟化时间不得小于7d；磨细生石灰粉的熟 化时间不得小于2d。
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。
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。
胶凝材料
天然黏土时期 新石器时代
天然黏土
距今约4000-10000年
泥巴墙
不抗水 强度低
阶段
时间
胶凝材料
石膏-石灰时期 公元前2000-3000年 石灰、石膏
石块、砖用石灰粘结
人们发现石灰岩在火中煅烧脱 水、在雨中胶结产生胶凝性， 因而可用来调制砌筑砂浆。石 灰为何能产生胶凝性？
古罗马万神庙
阶段
水泥砂浆 石灰浆
混合砂浆
一种常见的改善水泥砂浆可塑性的方法
建筑生石灰的技术指标
项目
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CaO+MgO含量≥ ，（%）
CO2含量≤ ，（%） 产浆量≥ ，（L/10kg）仅对Q
细度 仅对QP
0.2mm筛余量% 90μm筛余量%
CL90 90 4 26 2 7
钙质生石灰 CL85 85 7 26 2 7
CL75 75 12 26 2 7
镁质生石灰
ML85 ML80
◘ 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）；
由此可见，石灰是一种硬化慢、强度低的气硬性胶凝材料。
3.石灰的技术要求
➢产品标准：《建筑生石灰》 JC/T 479-2013
➢钙质生石灰（MgO≤5%），镁质生石灰（MgO＞5%）
➢将 JC/T 479和480两个合并，CL代表钙质生石灰；ML代表 镁质生石灰 ；Q表示石灰块；OP表示石灰粉；
概述
1.胶凝材料定义：指在物理、化学作用下，能从浆体变成
坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质， 又称胶结料。
拌水后只能在空气中硬化
气硬性－－石灰、石膏
无机胶凝材料
拌水后既能在空气中硬化 又能在水中硬化
水硬性－－各种水泥
有机胶凝材料 －－沥青、树脂、橡胶
2.胶凝材料的发展简史
阶段
时间
时间
胶凝材料
石灰一火山灰时期 公元初至18世纪 石灰、火山灰
天然水泥时期
18世纪下半叶
天然水泥
在石灰中掺加某些火山灰沉积物，不仅强度提高，而 且还具有一定的抗水性。为何？ （潜在水硬性）
石灰被人们用了数千年，一直到史密顿遇上了“倒霉 事”为止，发现了天然水泥。现在，水泥已成为现代人类 生活中不可缺少的物资了。