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第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 在建筑工程中将能够把散粒状材料和块状材料（如粘在建筑工程中将能够把散粒状材料和块状材料（如粘结成为一个整体的材料，统称为结成为一个整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料。气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料只能在只能在空气中空气中凝结硬化，保持和发展强度。凝结硬化，保持和发展强度。水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料既能在既能在水中水中又能在又能在空气中空气中凝结硬化，保持和发凝结硬化，保持和发展强度。展强度。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料一、石灰一、石灰 （一）石灰的生产（一）石灰的生产 石灰是石灰是天然碳酸钙类岩石（石灰石、白云石）经高温天然碳酸钙类岩石（石灰石、白云石）经高温煅烧煅烧得到的。石灰主要成分是得到的。石灰主要成分是CaO 石灰在生产过程中应控制煅烧温度和时间，否则会生成石灰在生产过程中应控制煅烧温度和时间，否则会生成过过火石灰火石灰或或欠火石灰欠火石灰，降低质量。，降低质量。按照加工方法不同，石灰类型主要有：块状生石灰、按照加工方法不同，石灰类型主要有：块状生石灰、生石生石灰粉、消石灰粉、石灰膏（浆）。灰粉、消石灰粉、石灰膏（浆）。第一节 气硬性胶凝材料第三章第三章 胶凝材料胶凝材料按照石灰成品加工方法的不同，石灰类型主要有：按照石灰成品加工方法的不同，石灰类型主要有：1 1、块状生石灰、块状生石灰 由原料煅烧而成的原产品，主要成分为由原料煅烧而成的原产品，主要成分为CaOCaO第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 2 2、生石灰粉、生石灰粉 块状生石灰经磨细而成的粉状产品，其主要成分为块状生石灰经磨细而成的粉状产品，其主要成分为CaOCaO 3 3、消石灰粉、消石灰粉 将生石灰用适量的水消化而成的粉末，也称熟石灰将生石灰用适量的水消化而成的粉末，也称熟石灰粉，其主要成分为粉，其主要成分为Ca(OH)Ca(OH)2 2 4 4、石灰膏（浆）、石灰膏（浆）将生石灰加约为石灰体积将生石灰加约为石灰体积3-43-4倍的水消化而成倍的水消化而成第三章第三章 胶凝材料胶凝材料（二）石灰的熟化和硬化（二）石灰的熟化和硬化熟化：熟化：生石灰与水发生反应生成熟石灰的过程。生石灰与水发生反应生成熟石灰的过程。熟化特点：放出大量的热，且体积迅速膨胀熟化特点：放出大量的热，且体积迅速膨胀1-2.5倍。倍。在工程中，生石灰必须经充分熟化后方可使用。在工程中，生石灰必须经充分熟化后方可使用。硬化：硬化：包括干燥、结晶、碳化三个交错进行过程。包括干燥、结晶、碳化三个交错进行过程。石灰硬化速度慢，硬化后强度低，耐水性差。石灰硬化速度慢，硬化后强度低，耐水性差。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 （三）石灰的技术标准（三）石灰的技术标准 根据建材标准根据建材标准建筑生石灰建筑生石灰、建筑生石灰粉建筑生石灰粉建筑消建筑消石灰粉石灰粉的规定，将生石灰、生石灰粉、消石灰粉分为优等品、的规定，将生石灰、生石灰粉、消石灰粉分为优等品、一等品和合格品三个等级。其相应技术指标见表一等品和合格品三个等级。其相应技术指标见表3-13-1、表、表3-23-2、表、表 2-32-3。表表2-1 2-1 建筑生石灰的技术指标建筑生石灰的技术指标项项 目目钙质生石灰钙质生石灰镁质生石灰镁质生石灰优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品CaO+MgO含量含量/%，不小于，不小于908580858075未消化残渣含量（未消化残渣含量（5圆孔筛圆孔筛余量）余量）/%，不小于，不小于5101551015CO2/%，不大于，不大于5796810产浆量产浆量/（L/kg），不小于），不小于2.82.32.02.82.32.0第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 表表3-2 3-2 建筑生石灰粉的技术指标建筑生石灰粉的技术指标项项 目目钙质生石灰粉钙质生石灰粉镁质生石灰粉镁质生石灰粉优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品CaO+MgO含量含量/%，不小于，不小于858075807570CO2含量含量/%，不大于，不大于791181012细细度度0.90筛筛余筛筛余/%，不大于，不大于0.20.51.50.20.51.50.125筛筛余筛筛余/%，不大于，不大于7.012.018.07.012.018.0表表3-3 3-3 建筑消石灰粉的技术指标建筑消石灰粉的技术指标项项 目目钙质消石灰粉钙质消石灰粉镁质消石灰粉镁质消石灰粉白云石消石灰粉白云石消石灰粉优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品CaO+MgO含量含量/%，不小于，不小于706560656055656055游离水游离水/%0.42.00.42.00.42.0体积安定性体积安定性合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格细细度度度度0.90筛筛余筛筛余/%，不大于，不大于000.5000.5000.50.125筛筛余筛筛余/%，不大于，不大于310153101531015第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 （四）（四）石灰的技术性质石灰的技术性质 1.1.可塑性、保水性好可塑性、保水性好 2.2.凝结硬化慢、强度低凝结硬化慢、强度低 3.3.体积收缩大体积收缩大 4.4.耐水性差耐水性差 5.5.吸湿性强吸湿性强第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 （五）石灰的应用（五）石灰的应用 1.1.配制石灰乳配制石灰乳 用消石灰粉或熟化好的石灰膏加水稀释成为石灰乳用消石灰粉或熟化好的石灰膏加水稀释成为石灰乳涂料，可用于内墙和天棚粉刷。涂料，可用于内墙和天棚粉刷。2.2.配制砂浆配制砂浆 用石灰膏或生石灰粉配制的石灰砂浆或水泥石灰混用石灰膏或生石灰粉配制的石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆，可用来砌筑墙体以及墙面、顶棚等的抹灰。合砂浆，可用来砌筑墙体以及墙面、顶棚等的抹灰。3.3.配制灰土和三合土配制灰土和三合土 消石灰粉和黏土按一定比例配合称为灰土，再加入消石灰粉和黏土按一定比例配合称为灰土，再加入炉渣、砂、石等填料，即成三合土。灰土和三合土经夯炉渣、砂、石等填料，即成三合土。灰土和三合土经夯实后强度高、耐水性好，且操作简单、价格低廉，广泛实后强度高、耐水性好，且操作简单、价格低廉，广泛应用于建筑物、道路等的垫层和基础。应用于建筑物、道路等的垫层和基础。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 4.4.制作硅酸盐制品制作硅酸盐制品 将磨细生石灰或消石灰粉与硅质材料（如粉煤灰、火山灰、炉将磨细生石灰或消石灰粉与硅质材料（如粉煤灰、火山灰、炉渣等）按一定比例配合，经成型、养护等工序制造的人造材料，称渣等）按一定比例配合，经成型、养护等工序制造的人造材料，称为硅酸盐制品。常用的有粉煤灰砖、粉煤灰砌块、灰砂砖、加气混为硅酸盐制品。常用的有粉煤灰砖、粉煤灰砌块、灰砂砖、加气混凝土砌块等。凝土砌块等。5.5.制作碳化石灰板制作碳化石灰板 将磨细生石灰、纤维状填料或轻质骨料和水按一定比例搅拌将磨细生石灰、纤维状填料或轻质骨料和水按一定比例搅拌成型，然后通入高浓度二氧化碳经人工碳化（成型，然后通入高浓度二氧化碳经人工碳化（121224h24h）而成的轻）而成的轻质板材称为碳化石灰板。碳化石灰板主要用于非承重内墙板、天花质板材称为碳化石灰板。碳化石灰板主要用于非承重内墙板、天花板等。板等。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 (六六)石灰的储存和运输石灰的储存和运输 生石灰在运输和储存时要防止受潮，且储存时间不宜过长。生石灰在运输和储存时要防止受潮，且储存时间不宜过长。否则生石灰会吸收空气中的水分自行消化成消石灰粉，然后再与否则生石灰会吸收空气中的水分自行消化成消石灰粉，然后再与二氧化碳作用形成碳化层，失去胶凝能力。工地上一般将石灰的二氧化碳作用形成碳化层，失去胶凝能力。工地上一般将石灰的储存期变为陈伏期，陈伏期间，石灰膏上部要覆盖一层水，以防储存期变为陈伏期，陈伏期间，石灰膏上部要覆盖一层水，以防碳化。碳化。生石灰不宜与易燃、易爆品装运和存放在一起。这是因为储生石灰不宜与易燃、易爆品装运和存放在一起。这是因为储运中的生石灰受潮熟化要放出大量的热且体积膨胀，会导致易燃、运中的生石灰受潮熟化要放出大量的热且体积膨胀，会导致易燃、易爆品燃烧和爆炸。易爆品燃烧和爆炸。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 二、石膏二、石膏 （一）石膏的生产（一）石膏的生产 生产建筑石膏的主要原料是天然二水石膏矿石生产建筑石膏的主要原料是天然二水石膏矿石(又称又称生石膏生石膏)或含有硫酸钙的化工副产品。或含有硫酸钙的化工副产品。生产石膏的主要工序是破碎、加热和磨细。由于加生产石膏的主要工序是破碎、加热和磨细。由于加热方式和温度的不同，可生产出建筑石膏、高强石膏和热方式和温度的不同，可生产出建筑石膏、高强石膏和硬石膏等不同的石膏产品。硬石膏等不同的石膏产品。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 1.1.建筑石膏建筑石膏 将天然二水石膏在常压下加热到将天然二水石膏在常压下加热到107-170107-170时，可生产出生成时，可生产出生成型半水石膏，型半水石膏，再经磨细得到的白色粉状物，称为建筑石膏。再经磨细得到的白色粉状物，称为建筑石膏。建筑石膏晶体较细，硬化后的建筑石膏制品孔隙率大，强度较低。建筑石膏晶体较细，硬化后的建筑石膏制品孔隙率大，强度较低。2.2.高强石膏高强石膏 将天然二水石膏在将天然二水石膏在124124、0.13MPa0.13MPa压力的条件下蒸炼脱水，可得到压力的条件下蒸炼脱水，可得到型半水石膏型半水石膏,磨细即为高强石膏。磨细即为高强石膏。高强石膏晶体粗大，硬化后具有较高的强度和密实度。高强石膏用高强石膏晶体粗大，硬化后具有较高的强度和密实度。高强石膏用于强度要求较高的抹灰工程、装饰制品和石膏板。于强度要求较高的抹灰工程、装饰制品和石膏板。3.3.硬石膏硬石膏 当温度高于当温度高于800800时，部分石膏会分解出，经磨细后称为硬石膏。时，部分石膏会分解出，经磨细后称为硬石膏。由于其中的激发作用煅烧石膏经水化后能获得较高的强度、耐磨性和耐由于其中的激发作用煅烧石膏经水化后能获得较高的强度、耐磨性和耐水性。水性。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 （二）建筑石膏的水化硬化（二）建筑石膏的水化硬化 建筑石膏与适量的水相混合，最初成为可塑的浆体，但建筑石膏与适量的水相混合，最初成为可塑的浆体，但很快就失去塑性并产生强度，并发展成为坚硬的固体。这一很快就失去塑性并产生强度，并发展成为坚硬的固体。这一过程可从水化和硬化两方面分别说明。过程可从水化和硬化两方面分别说明。1建筑石膏的水化建筑石膏的水化 建筑石膏加水后，首先溶解于水，由于二水石膏在水中建筑石膏加水后，首先溶解于水，由于二水石膏在水中的溶解度比半水石膏小得多的溶解度比半水石膏小得多(仅为半水石膏溶解度的仅为半水石膏溶解度的1 15)5)，半水石膏的饱和溶液对于二水石膏就成了过饱和溶液。所以，半水石膏的饱和溶液对于二水石膏就成了过饱和溶液。所以，二水石膏以胶体大小微粒自水中析出，直到半水石膏全部耗二水石膏以胶体大小微粒自水中析出，直到半水石膏全部耗尽。这一过程进行得很快，大约需尽。这一过程进行得很快，大约需7 712 min12 min。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 2建筑石膏的凝结硬化建筑石膏的凝结硬化 石膏浆体的凝结和硬化是一个连续的过程。石膏浆体中的自由石膏浆体的凝结和硬化是一个连续的过程。石膏浆体中的自由水分因水化和蒸发而逐渐减少，粒子总表面积增加，因而浆体可塑水分因水化和蒸发而逐渐减少，粒子总表面积增加，因而浆体可塑性逐渐减小，浆体渐渐变稠，这一过程称为凝结。其后，浆体继续性逐渐减小，浆体渐渐变稠，这一过程称为凝结。其后，浆体继续变稠，逐渐凝聚成为晶体。晶体逐渐长大，共生和相互交错，浆体变稠，逐渐凝聚成为晶体。晶体逐渐长大，共生和相互交错，浆体逐渐产生强度，并不断增长。晶体之间的摩擦力和粘结力不再增加，逐渐产生强度，并不断增长。晶体之间的摩擦力和粘结力不再增加，强度停止发展。这一过程称为硬化。强度停止发展。这一过程称为硬化。石膏的凝结分为初凝和终凝两个阶段。石膏的凝结分为初凝和终凝两个阶段。将浆体开始失去可塑性将浆体开始失去可塑性的状态称为浆体初凝，从加水至初凝的这段时间称为初凝时间；浆的状态称为浆体初凝，从加水至初凝的这段时间称为初凝时间；浆体完全失去可塑性，并开始产生强度称为浆体终凝，从加水至终凝体完全失去可塑性，并开始产生强度称为浆体终凝，从加水至终凝的时间称为终凝时间。的时间称为终凝时间。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 （三）建筑石膏的技术标准和储运三）建筑石膏的技术标准和储运 根据国家标准根据国家标准建筑石膏（建筑石膏（GB/T 97762008），），建筑石膏按建筑石膏按原材料种类分为天然建筑石膏（代号原材料种类分为天然建筑石膏（代号N）、脱硫建筑石膏（代号）、脱硫建筑石膏（代号S）、）、磷建筑石膏（代号磷建筑石膏（代号P）三类；按照）三类；按照2h抗折强度分为抗折强度分为3.0、2.0、1.6三个等三个等级；建筑石膏组成中半水硫酸钙（）的含量（质量分数）应不小于级；建筑石膏组成中半水硫酸钙（）的含量（质量分数）应不小于60.0%。建筑石膏按产品名称、代号、等级及标准标号的顺序标记。建筑石膏按产品名称、代号、等级及标准标号的顺序标记。如等级为如等级为2.0的天然建筑石膏标记如下：的天然建筑石膏标记如下：建筑石膏建筑石膏N 2.0 GB/T 9776-2008。建筑石膏在运输与储存时，不得受潮和混入杂质。建筑石膏建筑石膏在运输与储存时，不得受潮和混入杂质。建筑石膏自生产之日起，在正常运输与储存条件下，储存期为三个月。自生产之日起，在正常运输与储存条件下，储存期为三个月。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 （四）（四）建筑石膏的技术性质建筑石膏的技术性质 1.1.凝结硬化快凝结硬化快 2.2.体积微膨胀、装饰性好体积微膨胀、装饰性好 3.3.孔隙率大、质量轻孔隙率大、质量轻 4.4.防火性好防火性好 5.5.隔热、吸声性好隔热、吸声性好 6.6.具有一定的调温调湿性具有一定的调温调湿性 7.7.可夹攻性好可夹攻性好 8.8.耐水性和抗冻性差耐水性和抗冻性差第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 （五）建筑石膏的应用（五）建筑石膏的应用 1.1.制备石膏砂浆和粉刷石膏制备石膏砂浆和粉刷石膏 建筑石膏加水、砂拌和成石膏砂浆，可用于室内抹灰。抹灰后的建筑石膏加水、砂拌和成石膏砂浆，可用于室内抹灰。抹灰后的墙面光滑、细腻、洁白美观，给人以舒适感。建筑石膏加水及缓凝剂，墙面光滑、细腻、洁白美观，给人以舒适感。建筑石膏加水及缓凝剂，拌和成石膏浆体，可作为室内的粉刷涂料。拌和成石膏浆体，可作为室内的粉刷涂料。2.2.制作石膏板和石膏装饰件制作石膏板和石膏装饰件 石膏板具有质量轻、保温、隔热、吸声、防火、调湿、尺寸稳定、石膏板具有质量轻、保温、隔热、吸声、防火、调湿、尺寸稳定、可加工性好、成本低等优良性能，是一种很有发展前途的新型板材，可加工性好、成本低等优良性能，是一种很有发展前途的新型板材，是良好的室内装饰材料。石膏板可用于建筑物的内墙、顶棚等部位，是良好的室内装饰材料。石膏板可用于建筑物的内墙、顶棚等部位，常用的石膏板有纸面石膏板、石膏纤维板、石膏刨花板、石膏板空心常用的石膏板有纸面石膏板、石膏纤维板、石膏刨花板、石膏板空心板等。板等。3.3.其他用途其他用途第三章第三章 胶凝材料胶凝材料石膏板装饰石膏板装饰石膏线脚、浮雕装饰石膏线脚、浮雕装饰 三、水玻璃三、水玻璃 （一）水玻璃的组成（一）水玻璃的组成 水玻璃俗称泡花碱，是由不同比例的碱金属氧化物和二水玻璃俗称泡花碱，是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅组成的能溶于水的硅酸盐。硅酸钠水玻璃最为常用。氧化硅组成的能溶于水的硅酸盐。硅酸钠水玻璃最为常用。水玻璃分子式中的，即二氧化硅与碱金属氧化物的摩尔水玻璃分子式中的，即二氧化硅与碱金属氧化物的摩尔比，称为水玻璃的模数，一般在比，称为水玻璃的模数，一般在1.53.5之间，建筑工程中之间，建筑工程中常用水玻璃的模数为常用水玻璃的模数为2.62.8。水玻璃的模数越大，粘结力。水玻璃的模数越大，粘结力越强，越难溶于水。越强，越难溶于水。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 （二）水玻璃的性质（二）水玻璃的性质 1 1、粘结力强，强度高。、粘结力强，强度高。水玻璃硬化后析出的硅酸凝水玻璃硬化后析出的硅酸凝胶能堵塞毛细孔，起到阻止水分渗透的作用，因而具有较高胶能堵塞毛细孔，起到阻止水分渗透的作用，因而具有较高的粘结力和强度。的粘结力和强度。2 2、耐热性好。、耐热性好。水玻璃在高温下不燃烧，不分解，强度水玻璃在高温下不燃烧，不分解，强度不降低，甚至有所提高，具有良好的耐热性。不降低，甚至有所提高，具有良好的耐热性。3 3、耐酸性好。、耐酸性好。水玻璃有很强的耐酸性能，能抵抗多数水玻璃有很强的耐酸性能，能抵抗多数有机酸和无机酸的作用有机酸和无机酸的作用。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料 （三）水玻璃的应用（三）水玻璃的应用 1、涂刷材料表面，提高其耐久性。、涂刷材料表面，提高其耐久性。用水玻璃涂刷天然石材、用水玻璃涂刷天然石材、黏土砖、混凝土等建筑材料表面，能提高材料的密实性、抗水性和抗黏土砖、混凝土等建筑材料表面，能提高材料的密实性、抗水性和抗风化能力，增加材料的耐久性。风化能力，增加材料的耐久性。2、加固土壤。、加固土壤。将液态水玻璃与氯化钙溶液交替注入土壤中，能将液态水玻璃与氯化钙溶液交替注入土壤中，能阻止水分渗透，提高土壤的密实度和强度。阻止水分渗透，提高土壤的密实度和强度。3、配制耐酸制品。、配制耐酸制品。以水玻璃为胶凝材料，加入耐酸的填料和以水玻璃为胶凝材料，加入耐酸的填料和骨料，可配制成耐酸浆体、耐酸砂浆和耐酸混凝土。骨料，可配制成耐酸浆体、耐酸砂浆和耐酸混凝土。4、配制耐热制品。、配制耐热制品。在水玻璃中加入促凝剂和耐热的填料、骨在水玻璃中加入促凝剂和耐热的填料、骨料，可配制成耐热砂浆和耐热混凝土，用于高炉基础、热工设备基础料，可配制成耐热砂浆和耐热混凝土，用于高炉基础、热工设备基础等耐热工程。等耐热工程。5、配制防水剂。、配制防水剂。在水玻璃中加入在水玻璃中加入2种至种至5种矾，可配制成各种种矾，可配制成各种快凝防水剂，掺入到水泥砂浆或混凝土中，可用于堵塞漏洞、填缝、快凝防水剂，掺入到水泥砂浆或混凝土中，可用于堵塞漏洞、填缝、局部抢修等。局部抢修等。第三章第三章 胶凝材料胶凝材料