1、第第3章章 无机胶凝材料无机胶凝材料1石灰石灰石膏石膏水玻璃水玻璃气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料物理化学作用物理化学作用（能胶结其它物料）（能胶结其它物料）坚强固体坚强固体塑性浆体塑性浆体胶结胶结整整体体散粒材料散粒材料(砂、石等砂、石等)块状材料块状材料(砖、石块砖、石块)有机有机 气硬性气硬性只能在空气中硬化只能在空气中硬化无机无机 air-hardening 水硬性水硬性不仅能在不仅能在空气中空气中硬化硬化 hydraulic 而且能在而且能在水中水中硬化硬化胶凝材料胶凝材料气硬性气硬性胶凝材料胶凝材料 耐水性差，只能用于干燥环境。耐水性差，只能用于干燥环境。水硬性水硬性胶凝材料胶凝材料
2、耐水性好，可用于潮湿环境。耐水性好，可用于潮湿环境。石灰石石灰石 Limestone、贝壳（、贝壳（CaCO3）原料：原料：生产：生产：分类：分类：CaCO3 CaO（生石灰（生石灰quicklime）CO2900钙质生石灰钙质生石灰 MgO5%镁质生石灰镁质生石灰 MgO5%CaO(生石灰生石灰)H2O Ca(OH)2(熟石灰熟石灰)64.9kJ Hydrated lime1、熟化、熟化 消石灰：只用少量水消石灰：只用少量水(约约70)(理论值为理论值为 31.2%)石灰膏：加过量水石灰膏：加过量水熟石灰熟石灰粉状粉状膏状膏状石灰浆的陈伏时石灰浆的陈伏时间不足，使其中间不足，使其中部分过火石
3、灰在部分过火石灰在石浆砂浆制作时石浆砂浆制作时尚未水化，将导尚未水化，将导致在硬化的石灰致在硬化的石灰砂浆中继续水化砂浆中继续水化成成Ca(OH)2，产，产生体积膨胀，从生体积膨胀，从而形成凸出放射而形成凸出放射状膨胀裂纹。状膨胀裂纹。塑性塑性浆体浆体干燥干燥(空气中空气中)Ca(OH)2结晶析出结晶析出晶体晶体交错生长交错生长硬化硬化浆体浆体CO2+H2O(空气中空气中)CaCO3结晶析出结晶析出产产品品建建筑筑生生石石灰灰建建筑筑生生石石灰灰粉粉 建建筑筑消消石石灰灰质质量量评评定定指指标标C Ca aO O+M Mg gO O含含量量C CO O2 2含含量量游游离离水水含含量量产产浆浆
4、量量细细度度残残渣渣含含量量体体积积安安定定性性由于石灰浆中存在大量由于石灰浆中存在大量的游离水，硬化时大量的游离水，硬化时大量水分蒸发，导致内部毛水分蒸发，导致内部毛细管失水紧缩，引起显细管失水紧缩，引起显著的体积收缩变形，著的体积收缩变形，使使硬化石灰体产生裂纹，硬化石灰体产生裂纹，故石灰浆不宜单独使用，故石灰浆不宜单独使用，通常工程施工时常掺入通常工程施工时常掺入一定量的骨料一定量的骨料(砂子砂子)或或纤维材料纤维材料(麻刀、纸筋麻刀、纸筋等等)。四、石灰应用四、石灰应用1、石灰乳、石灰乳 Limewash2、石灰膏、石灰膏 lime putty3、消石灰、消石灰4、生石灰粉、生石灰粉
5、ground quicklime 粉刷粉刷 砌筑、抹灰砌筑、抹灰石灰土、三合土、三渣石灰土、三合土、三渣 碳化石灰板、硅酸盐制品碳化石灰板、硅酸盐制品思考思考:石灰土为何能用于地下石灰土为何能用于地下?回顾回顾石灰石石灰石 CaCO3煅烧煅烧生石灰生石灰 CaO熟化熟化熟石灰熟石灰 Ca(OH)2结晶结晶成品成品 Ca(OH)2碳化碳化CaCO3石灰石灰 宋宋释绍昙释绍昙炉鞴亲从锻炼来，炉鞴亲从锻炼来，十分确硬亦心灰。十分确硬亦心灰。盖空王殿承渠力，盖空王殿承渠力，合水和泥做一回。合水和泥做一回。二水石膏二水石膏（生石膏生石膏）破碎破碎加热处理加热处理磨磨细细OHSOCa242Uncalcin
6、ed gypsum半水石膏半水石膏（熟熟石膏石膏）OHSOCa2421calcined gypsumPlaster of Paris石膏矿石石膏矿石 硬石膏硬石膏 加热加热处理处理方式方式煅烧煅烧蒸炼蒸炼普通建筑石膏普通建筑石膏高强建筑石膏高强建筑石膏(107170，干燥，干燥)(125，1.3atm，有液态水，有液态水)OHCaSO2421OHCaSO2421熟石膏或烧石膏、煅石膏（熟石膏或烧石膏、煅石膏（calcined gypsum）。化学式）。化学式CaSO40.5H2O。有。有和和二种形态，都是菱形结晶，但物理二种形态，都是菱形结晶，但物理性能不同。性能不同。型半水石膏型半水石膏结晶
7、良好，坚实；结晶良好，坚实；型型是片状的、有裂纹的晶体，是片状的、有裂纹的晶体，结晶很细，比表面积比结晶很细，比表面积比型大得多。通常用蒸压釜在饱和蒸汽型大得多。通常用蒸压釜在饱和蒸汽介质中蒸炼而成的是介质中蒸炼而成的是型半水石膏，亦称高强石膏。用炒锅或型半水石膏，亦称高强石膏。用炒锅或回转窑敞开装置燃烧而成的是回转窑敞开装置燃烧而成的是型半水石膏，亦即建筑石膏。型半水石膏，亦即建筑石膏。后者生产设备简单，效率高。与水拌合所成浆体的干燥过程中后者生产设备简单，效率高。与水拌合所成浆体的干燥过程中重新形成重新形成CaSO42H2O，迅速凝结硬化而获得强度。在干燥，迅速凝结硬化而获得强度。在干燥状
8、态强度最高，遇水剧烈软化。在凝结硬化过程中体积稍有膨状态强度最高，遇水剧烈软化。在凝结硬化过程中体积稍有膨胀，是一种气硬性胶凝材料。常加砂子或纤维材料制成砂浆或胀，是一种气硬性胶凝材料。常加砂子或纤维材料制成砂浆或灰浆用于建筑装饰抹灰，制做石膏制品，也用作模型等。美术灰浆用于建筑装饰抹灰，制做石膏制品，也用作模型等。美术工艺上用作雕塑模型。工艺上用作雕塑模型。半水石膏半水石膏半水石膏半水石膏(晶体晶体)半水石膏半水石膏(饱和溶液饱和溶液)溶解溶解二水石膏二水石膏(过饱和溶液过饱和溶液)水化水化二水石膏二水石膏(针状晶体针状晶体)结晶结晶促进促进石膏凝结硬化示意图石膏凝结硬化示意图石膏粉石膏粉加
9、水成加水成浆体浆体具具有有流流动动性性变变稠稠失失去去流流动动性性具具有有塑塑性性失失去去塑塑性性强强度度增增大大初初 凝凝终终 凝凝硬硬 化化终终 凝：与拆模密切相关。凝：与拆模密切相关。初初 凝：与浇注施工密切相关；凝：与浇注施工密切相关；流动性流动性可塑性可塑性有部分有部分可塑性可塑性具有强度具有强度硬化浆体硬化浆体6min30min开始失去开始失去塑性塑性完全失去完全失去塑性塑性终凝终凝Final set初凝初凝Initial set加水加水石石膏膏品品种种晶晶体体特特征征比比表表面面积积需需水水量量强强度度-型型尺尺寸寸较较大大小小3 35 54 4 5 5高高-型型微微细细鳞鳞片片
10、状状大大6 60 08 8 0 0低低技术指标技术指标优等品优等品一等品一等品合格品合格品抗折强度，抗折强度，MPa2.52.52.12.11.81.8抗压强度，抗压强度，MPa4.94.93.93.92.92.9细度，细度，(0.2mm方孔筛筛余)0.2mm方孔筛筛余)5 510101515初凝时间，初凝时间，min终凝时间，终凝时间，min30306 6flexural strength,compressive strength,fineness凝结硬化快（凝结硬化快（630min）孔隙率高（孔隙率高（5060%）微膨胀性（膨胀率微膨胀性（膨胀率0.05%0.15%）早期强度发展迅速，但极限强度较低早期强度发展迅速，但极限强度较低耐水性差（软化系数耐水性差（软化系数0.20.3）耐火性强耐火性强绝热性好（导热系数绝热性好（导热系数0.1210.205W/(mK)）可加工性好可加工性好2、性质特征、性质特征四、石膏应用四、石膏应用 1、室内抹灰、室内抹灰 plastering 2、建筑装饰制品、建筑装饰制品 decorative products 3、石膏板、石膏板 gypsum sheet plasterboard生石膏生石膏回顾回顾OHCaSO242煅烧煅烧熟石膏熟石膏OHCaSO2421水化水化硬化硬化成品成品OHCaSO242
