1、 掌握胶凝材料的定义和分类；掌握石膏的生产、硬化、技术性质与应用；掌握石灰的生产、石灰的熟化与熟化、技术性质与应用；了解水玻璃和菱苦土的应用；掌握石膏和石灰的技术性质及应用；基本概念：基本概念：1 1、什么叫胶凝材料？、什么叫胶凝材料？ 凡在一定条件下，经过在自身的一系列物理、凡在一定条件下，经过在自身的一系列物理、化学作用后，能将散粒或块状材料粘结成具有一化学作用后，能将散粒或块状材料粘结成具有一定强度的整体的材料，统称为胶凝材料。定强度的整体的材料，统称为胶凝材料。2 2、分类：、分类： 胶凝材料一般分为胶凝材料一般分为有机胶凝材料有机胶凝材料和和无机胶凝材无机胶凝材料料。 有机胶凝材料有
2、机胶凝材料无机胶凝材料无机胶凝材料（1）有机胶凝材料）有机胶凝材料以天然或人工合成的高分子以天然或人工合成的高分子化合物为基本组分的一类胶凝材料，如化合物为基本组分的一类胶凝材料，如沥青、树沥青、树脂和橡胶脂和橡胶等；等；（2）无机胶凝材料）无机胶凝材料以有机矿物为主要成分，当以有机矿物为主要成分，当其与水拌和后所产生的浆体，经过一系列的物理其与水拌和后所产生的浆体，经过一系列的物理化学变化后，产生胶结力而把其他材料胶结成为化学变化后，产生胶结力而把其他材料胶结成为一个具有强度的整体。一个具有强度的整体。 树脂类；沥青类； 水硬性胶凝材料气硬性胶凝材料v无机胶凝材料分为：无机胶凝材料分为：气硬
3、性胶凝材料气硬性胶凝材料和和水硬性胶凝材料。水硬性胶凝材料。简述气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别？答：（1）气硬性胶凝材料：只能在空气中（干燥条件下）硬化并保持和发展其强度的胶凝材料，如石灰、石膏、水玻璃和菱苦水；（2）水硬性胶凝材料：既能在空气中（干燥条件下）硬化，又能在水中继续硬化并保持和发展其强度的胶凝材料，如水泥；4.1 4.1 建筑石膏建筑石膏石膏胶凝材料是一种理想的高效节能材料重点发展的新型材料；具有质轻、强度较高、绝热、防火、质地细腻美观优良的装饰材料；我国已经探明的天然石膏矿储量为52亿吨，化学石膏储量约100万吨以上；易于加工、成品多样各类石膏线；在美国，目前80%的住宅
4、使用石膏板作为内墙和吊顶；石膏的品种很多，主要有建筑石膏、高强石膏、无水石膏水泥、高温煅烧石膏；4.1.1 石膏胶凝材料的生产石膏胶凝材料的生产（1）主要原料：）主要原料： 天然石膏天然石膏，即硬石膏；天然无水石膏（，即软石膏；天然二水石膏（)2 .424CaSOOHCaSO（2）主要成分：）主要成分：建筑石膏是指由二水石膏（建筑石膏是指由二水石膏（CaSO4.2H2O)经过经过加工加工而成的而成的半水石膏半水石膏（ CaSO4. H2O）故又称熟石膏。故又称熟石膏。21破碎、加热和磨细破碎、加热和磨细（3）石膏的分类：）石膏的分类：天然二水石膏在加热过程中，随着天然二水石膏在加热过程中，随着
5、加热温度加热温度和和加热方式加热方式的不同，可以得到不同性质的石膏产品。的不同，可以得到不同性质的石膏产品。（1）建筑石膏）建筑石膏（2）高强石膏）高强石膏（3）可溶性硬石膏）可溶性硬石膏（4）不溶性硬石膏）不溶性硬石膏（5）高温煅烧石膏）高温煅烧石膏OHCaSOOHOHCaSO24224221121反应式：4.1.2 4.1.2 建筑石膏的凝结硬化建筑石膏的凝结硬化这个过程实为这个过程实为 型半水石膏重新水化放热生型半水石膏重新水化放热生成二水石膏的化合反应过程。成二水石膏的化合反应过程。4.1.3 4.1.3 建筑石膏的技术要求建筑石膏的技术要求（1）性质： 颜色为白色； 密度：2.62.
6、75g/cm3; 堆积密度：约为800-1100kg/m3（2）等级标准：参见 P34表4.1 建筑石膏等级标准；（3）石膏产品的标记：4.1.4建筑石膏的特性：1）凝结硬化快：在常温下一般几分钟（6分钟）即可初凝，30分钟内终凝，约一周时间可完全硬化；2）孔隙率大，体积密度小：轻质、隔热、吸声性好；但是强度低、吸水率大；3）具有一定的调温调湿性 4）微膨胀性：石膏硬化过程中体积略有膨胀，因此，浇注成型时可以得到尺寸精确、表面光滑致密的构件，或装饰图案；干燥时不产生收缩裂缝。5）防火性好：建筑石膏硬化后的主要成分为CaSO4.2H2O遇火时，其中的结晶水脱出能吸收热量,而且生成的无水石膏是良好
7、的热绝缘体。6 6）耐水性、抗冻性差：软化系数为0.20.3，不宜用于室外。分析讨论：分析讨论：其原因有两个方面，可有针对性地解决。其原因有两个方面，可有针对性地解决。 建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时左右凝结，后建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时左右凝结，后来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝，粘结性能差。可掺入缓来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝，粘结性能差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。 在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者在粘结的
8、石膏浆中掺入部表面予以打刮，以利粘贴。或者在粘结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘结剂分粘结性强的粘结剂工程实例分析工程实例分析 石膏饰条粘贴失效石膏饰条粘贴失效现象：现象：石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落。与普通水泥砂浆比较与普通水泥砂浆比较,粉刷石膏的特点粉刷石膏的特点:1，黏结力强，黏结力强,不易脱落不易脱落;2，具有呼吸功能，具有呼吸功能,可调节室内空气湿度可调节室内空气湿度;3，无毒无味，无毒无
9、味,其配料注重健康环保其配料注重健康环保;4，凝结度快，凝结度快,体质轻体质轻,减少了楼层重量减少了楼层重量;5，为新型的绿色生态建材为新型的绿色生态建材,防火性能良好防火性能良好;6，施工工序简便，施工工序简便,落地灰少落地灰少,操作快捷。操作快捷。 4.1.5.1：室内抹灰及粉刷室内抹灰及粉刷 特别适用于砼顶板、加气砼墙面各种保温材料的表面抹灰。特别适用于砼顶板、加气砼墙面各种保温材料的表面抹灰。 4.1.5 4.1.5 建筑石膏的应用建筑石膏的应用4.1.5.2 制作石膏制品制作石膏制品 建筑石膏制品：石膏板、石膏砌块等建筑石膏制品：石膏板、石膏砌块等. 主要有纸面石膏板、石膏空心条板、
10、石膏装饰板、主要有纸面石膏板、石膏空心条板、石膏装饰板、纤维石膏板等；纤维石膏板等； （如下图的石膏板造型天花）（如下图的石膏板造型天花）石灰广泛应用于建筑工程中；优点：原材料丰富，分布广；生产工艺简单，成本低4.2.1生石灰的生产：主要原料是天然岩石（以碳酸钙为主要原料），常用的有石灰石，白云石等；210009003)(COCaOCaCOC生石灰生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为核，这种石灰称为“欠火石灰欠火石灰”。第二
11、种情况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。生石灰（生石灰（CaO)加水生成加水生成Ca(OH)2过程，称为过程，称为石灰的石灰的熟化熟化或或消解消解过程。过程。热量热量体积膨胀体积膨胀开裂或裂缝等开裂或裂缝等思思 考考 工地上使用石灰时，为什么要先进行熟化处理？工地上使用石灰时，为什么要先进行熟化处理？molKJOHCaOHCaO/9 .64)(22陈伏： 为了消除过火石灰的危
12、害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“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。 石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过程来完成的：同时进行的过程来完成的：（）结晶作用：（）结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。从饱和溶液中结晶。（）碳化作用：（）碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发：化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发：OHnCaCOOnHCOOHCa23222) 1()(碳化钙
13、质石灰 氧化镁（MgO)含量5%;钙质消石灰粉 氧化镁（MgO)含量5%;镁质消石灰粉 氧化镁（MgO)含量5%;白云石质消石灰粉 氧化镁（MgO)含量5%;4.2.4 石灰的品种及技术指标石灰的品种及技术指标即由天然岩石原料煅烧而得到的产品,主要成分是CaO；把块状生水灰磨细而得到的粉末材料，主要成分为Cao将生石灰加适量的水熟化而得到的粉末，也叫熟水灰；Ca(OH)2;由消石灰和水组成的具有一定稠度的膏状物，主要成分Ca(OH)2+水石灰乳1）可塑性和保水性；2）吸湿性强；（对比：与建筑石膏相同）3）凝结硬化慢，强度低；（对比：建筑石膏硬化快）4）体积收缩率大；（对比：建筑石膏是微膨胀性）
14、耐水性差。（1）石灰乳和石灰砂浆A）石灰乳：将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料，主要用于内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度。我国农村也用于外墙。石灰乳可加入各种耐碱颜料。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。B）石灰砂浆：是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。4.2.6 石灰的应用石灰的应用（2）石灰土（灰土）和三合土 如建筑物或道路基础中使用的石灰土，三合土，二灰土（石灰、粉煤灰或炉灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石）等 石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用，制成石灰
15、土或石灰与工业废料的混合料，加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废料表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，适于在潮湿环境中使用。（3）灰砂砖和硅酸盐制品石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀，加水搅拌, 经压振或压制，形成硅酸盐制品。为使其获早期强度，往往采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度显著加快，使制品产生较高的早期强度。如灰砂砖、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。（1）防潮 （与空气中的CO2发生反应）（2）防火 （硬化时产生大量的热量）|例题例题 既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土既然石灰不耐水，为什
16、么由它配制的灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？|解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。成的。加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐
17、渐提高，适于在潮湿环境中使用。潮湿环境中使用。|再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位。垫层、道路的基层等潮湿部位。主要成分：MgO 白色或黄色粉末；4.3.1 镁质胶凝材料的生产：4.3.2 4.3.2 菱苦土的水化硬化菱苦土的水化硬化 Mg(OH)2结构疏松，胶凝性差；结构疏松，胶凝性差；一般采用氯化镁一般
18、采用氯化镁（MgCl2.6H2O)液体来拌和，拌和后凝结速度快，液体来拌和，拌和后凝结速度快，硬化强度高硬化强度高。地板：保温性，无噪声，耐磨，是民用建筑和纺织车间的地板材料；内墙、天花板和隔墙；一般用于机械设备的 包装构件，可节约大量的木材；耐水性差，不宜使用于易受潮的部位；4.4.1 水玻璃的组成水玻璃是碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的能够溶解于水的一种硅酸盐材料最常用的碱金属氧化物：Na2O, K2O最常用的水玻璃：硅酸钠 ： Na2O.nSiO2 硅酸钾 : K2O.nSiO2等其中n称为水玻璃的模数，n=1.53.54.4.2 水玻璃的硬化水玻璃的硬化32222222CONaOmHn
19、SiOOmHCOnSiOONa4.4.3 水玻璃的性质水玻璃的性质（1）粘结力强）粘结力强（2）耐酸能力强）耐酸能力强（3）耐热性好）耐热性好（）用作涂料：（）用作涂料：涂刷材料表面直接将液体水玻璃涂刷在涂刷材料表面直接将液体水玻璃涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等建筑物表面，或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密实度、强度、抗渗性、耐水性均多孔材料，可使材料的密实度、强度、抗渗性、耐水性均得到提高。得到提高。 这是因为水玻璃与材料中的这是因为水玻璃与材料中的a（OH）2反应生成硅酸反应生成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。钙凝胶，填充了材料间孔隙。（2
20、）配制防水剂：）配制防水剂： 以水玻璃为基料，配制防水剂。例如：四矾防水以水玻璃为基料，配制防水剂。例如：四矾防水剂是以蓝矾剂是以蓝矾(硫酸铜硫酸铜)、明矾（钾铝矾）、红矾（重、明矾（钾铝矾）、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各份，溶于铬酸钾）和紫矾（铬矾）各份，溶于60份的沸水份的沸水中，降温至中，降温至，投入，投入400份水玻璃溶液中，搅份水玻璃溶液中，搅拌均匀而成的。这种防水剂可以在拌均匀而成的。这种防水剂可以在1min内凝结内凝结, 适适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。（3）加固土壤）加固土壤 将模数为将模数为.的液体水玻璃和氯化钙溶液通过金的液体水玻璃和氯化
21、钙溶液通过金属管交替向地层压入，两种溶液发生化学反应，可析出属管交替向地层压入，两种溶液发生化学反应，可析出吸水膨胀的硅酸胶体，包裹土壤颗粒并填充其空隙，阻吸水膨胀的硅酸胶体，包裹土壤颗粒并填充其空隙，阻止水分渗透并使土壤固结。用这种方法加固的砂土，抗止水分渗透并使土壤固结。用这种方法加固的砂土，抗压强度可达。压强度可达。( 4 ) 配制水玻璃砂浆。配制水玻璃砂浆。 将水玻璃、矿渣粉、砂和氟硅酸钠按一定比例配合成砂浆将水玻璃、矿渣粉、砂和氟硅酸钠按一定比例配合成砂浆,可用于修补墙体裂缝。可用于修补墙体裂缝。（）配制耐酸砂浆、耐酸混凝土、耐热混凝土（）配制耐酸砂浆、耐酸混凝土、耐热混凝土 用水玻璃作为胶凝材料，选择耐酸骨料，可配用水玻璃作为胶凝材料，选择耐酸骨料，可配制满足耐酸工程要求的耐酸砂浆、耐酸混凝土。选制满足耐酸工程要求的耐酸砂浆、耐酸混凝土。选择不同的耐热骨料，可配制不同耐热度的水玻璃耐择不同的耐热骨料，可配制不同耐热度的水玻璃耐热混凝土。热混凝土。
