气硬性凝胶材料(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。
cailiao气硬性胶凝材料资料
2.2.1 石膏的制备
• 原材料：
天然二水石膏CaSO4.2H2O（生石膏） 天然无水石膏CaSO4－仅用于生产无水石膏水泥 化工石膏－磷石膏、氟石膏（化工副产品）
• 工艺：
原材料－不同温度、压力煅烧－磨细 －成品
Construction Materials
石膏制备工艺示意图
CaSO4.2H2O
2.4.3、 菱苦土的应用
• 菱苦土木屑板、木丝板、刨花板
配比：木屑＋颜料＋填料＋菱苦土
• 菱苦土地面：
防爆、防静电、不起尘－军工、纺织、电子 车间
• 菱苦土制品：门窗、楼梯扶手、包装箱
Construction Materials
• 例3-1 某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。
数月后，墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。
Construction Materials
防水石膏板
• 该板是在石膏芯材里加入一定量的防水剂，或在
表面覆盖铝箔、牛皮纸等使石膏本身具有一定的 防水性能。
• 这种石板在根据美国ASTM标准作防水试验时，
其吸水率为5％，即能够用于湿度较大的区域， 如卫生间、沐浴室和厨房等
• 这是一种比较好的具有更广泛用途的板材。但此
胶凝材料
• 定义－是指在一定的条件下，经过一系列的物
理化学作用后，能将散粒状（如砂、石子）或块
状（砖、砌块）材料粘结成为具有一定强度的整 体的材料。
• 分类：
气硬性－石膏、石灰
无机胶凝材料 菱苦土、水玻璃
水硬性－各种水泥
有机胶凝材料－沥青、树脂、橡胶
Construction Materials
2.1 石 灰
注意：不能长期浸水、不耐碱
Construction Materials
建筑材料---第二章-气硬性胶凝材料
二、建筑石膏的凝结硬化
建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：
CaSO4·0.5H2O + 1.5 H2O = CaSO4·2H2O
建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：
建筑石膏+水
浆体
凝结
硬化
建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程；
硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶 体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行， 结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。
三、建筑石膏的等级与技术性质
建筑石膏的质量等级
建筑石膏按其细度、强度、凝结时间等指标，划 分为优等品、一等品、合格品三个等级。具体指标 见下表：
技术指标名称
抗折强度≥
强
度
抗压强度≥
细度（0.2mm方孔筛筛余）≤
凝结时间
优等品 一等品 合格品
2.5
2.1
1.8
4.9
3.9
2.9
5.0
10.0
15.0
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。 在常温下不存在
胶凝材料的定义和分类；
石灰、石膏、镁质胶凝材料、水玻璃都是气硬性胶凝材 料，在现代建筑中的应用是很常见的建筑材料。
建筑材料常见问题解答第4章气硬性胶凝材料子
建筑材料常见问题解答第4章气硬性胶凝材料1．什么是胶凝材料、气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料？答：是指能将块状、散粒状材料粘结为整体的材料。
根据硬化的条件不同分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料两类。
气硬性胶凝材料是指只能在空气中凝结、硬化，保持和发展强度的胶凝材料；水硬性胶凝材料是指则既能在空气中硬化，更能在水中凝结、硬化，保持和发展强度的胶凝材料。
2．建筑工程上常用气硬性胶凝材料有哪三种？答：建筑工程上常用的的石灰、石膏和水玻璃三种气硬性胶凝材料。
3．石灰的主要成分是什么？建筑用石灰有哪几种形态？答：石灰的主要成分是氧化钙（CaO），其次为氧化镁（MgO）。
建筑用石灰有：生石灰（块灰），生石灰粉，熟石灰粉（又称建筑消石灰粉、消解石灰粉、水化石灰）和石灰膏等几种形态。
4．什么是石灰的熟化？石灰熟化的特点如何？生石灰熟化的方法有哪两种？答：石灰的熟化是指生石灰（CaO）加水之后水化为熟石灰[Ca（OH）2]的过程。
其反应方程式如下：CaO＋H2O = Ca（OH）2石灰熟化的特点：（1）生石灰具有强烈的消解能力，水化时放出大量的热（约950KJ/㎏），其放热量和放热速度都比其它胶凝材料大得多。
（2）生石灰水化时体积增大1-2.5倍。
煅烧良好、氧化钙含量高、杂质含量低的生石灰（块灰），其熟化速度快、放热量大、体积膨胀也大。
生石灰熟化的方法有淋灰法和化灰法。
5．什么是过火石灰？什么是欠火石灰？它们各有何危害？答：当入窑石灰石块度较大，煅烧温度较高时，石灰石块的中心部位达到分解温度时，其表面已超过分解温度，得到的石灰石晶粒粗大，遇水后熟化反应缓慢，称其为过石灰。
若煅烧温度较低，大块石灰石的中心部位不能完全分解，此时称其为欠火石灰。
过火石灰熟化十分缓慢，其可能在石灰应用之后熟化，其体积膨胀，造成起鼓开裂，影响工程质量。
欠火石灰则降低了石灰的质量，也影响了石灰石的产灰量。
6．什么是石灰的陈伏？陈伏期间石灰浆表面为什么要敷盖一层水？答：为了消除过火石灰在使用中造成的危害，石灰膏（乳）应在储灰坑中存放半个月以上，然后方可使用。
土木工程材料第二章 无机胶凝材料-气硬性
本章教学目标
掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、 石膏技术要求、性质
熟悉：石灰、石膏的熟化、硬化和应用
了解：石灰的生产及品种
定义
胶凝材料：
指经过一系列物理、化学作用后，能够 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。
胶凝材料分类
将在下一次 进行讲解 重点
有机胶凝材料（树脂、沥青等） 胶凝材料 无机胶凝材料 水硬性胶凝材料
石灰岩 粉刷墙壁
用来拌制砌筑砂 浆或抹面砂浆
二、 石灰的分类
2.按MgO含量分类
钙质石灰（MgO 5%） 石灰 镁质石灰(MgO>5%)
三、生石灰的熟化(消解或消化)
熟化：指生石灰与水作用生成Ca(OH)2的过程。
CaO H 2O Ca(OH )2 64.8KJ
生石灰+水 熟石灰
通用硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 硫铝酸盐水泥 铁铝酸盐水泥 石灰 石膏 重点， 两者性 质差异
气硬性胶凝材料
水玻璃
菱苦土
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 也只能 在 空气中保持或继续发 硬化， 展其强度的材料。 水硬性胶凝材料:不仅可以在 空气中 凝结硬化，还可以 在水中保持或继续 发展其强度的材料。 气硬性胶凝材料 只适用于干燥环境中， 不宜用于潮湿环境，更不宜用于水中。
消石灰粉 与粘土 消石灰粉、粘土 与砂石（炉渣）
三合土用作铺筑步道砖的垫层
石灰土和三合土夯实后，其强度不断提 水化硅酸钙 高，且有耐水性，因为：
灰 土 桩
Ca(OH)2+SiO2+H2O = CaO﹒SiO2﹒2H2O Ca(OH)2+Al2O3+H2O = CaO﹒ Al O ﹒ 2H O 2 3 2 三
气硬性胶凝材料习题(二)
气硬性胶凝材料习题（二）一. 名词解释1. 生石灰2. 消石灰3. 钙质石灰 4 镁质石灰5. 欠火石灰6. 过火石灰7. 石灰消化8. 石灰陈伏9. 石灰乳 10. 石灰土 11. 三合土 12. 菱苦土 13.水玻璃 14. 水玻璃模数二. 判断题(对的划√，不对的划×)1. 生石灰熟化时，石灰浆流入储灰池中需要“陈伏”两周以上。
其主要目的是为了制得和易性很好的石灰膏，以保证施工质量。
( )2. 生石灰在空气中受潮消解为消石灰，并不影响使用。
( )3. 石灰浆体在空气中的碳化反应方程式是Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O ( )4. 水玻璃硬化后耐水性好，因此可以涂刷在石膏制品的表面，以提高石膏制品的耐久性。
( )5. 水玻璃的模数n值越大，则其在水中的溶解度越大。
( )6. 石灰陈伏是为了降低石灰熟化时的发热量。
( )7. 石灰的干燥收缩值大，这是石灰不宜单独生产石灰制品和构件的主要原因。
（ ）8. 在空气中贮存过久的生石灰，可以照常使用。
( )9. 石灰是气硬性胶凝材料，所以由熟石灰配制的灰土和三合土均不能用于受潮的工程中。
( ) 10．石灰可以在潮湿的环境中使用。
( ) 11．石灰可以在水中使用。
( )( )三. 填空题1. 石灰熟化时释放出大量 ，体积发生显著 ，石灰硬化时放出大量 ，体积产生明显 。
2. 当石灰已经硬化后，其中的过火石灰才开始熟化．体积 ，引起。
3. 消除墙上石灰砂浆抹面的爆裂现象，可采取 的措施。
4. 水玻璃的模数n 值越大，其溶于水的温度越 ，粘结力。
常用的水玻璃的模数n= 。
5. 写出下列分子式的建筑材料名称：(1) Ca(OH)2 (2) CaSO4·21H 2O (3) CaC03 (4 ) Na 2O·nSiO 2 (5) Na 2SiF6(6) MgO 。
6. 消除墙上石灰砂浆抹面的爆裂现象，可采取 的措施。
02建筑材料_无机气硬性胶凝材料介绍
1建筑材料无机气硬性胶凝材料3基本概念•1、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、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。
•2、分类：•胶凝材料一般分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。
5胶凝材料的发展历史（1）粘土时期：距今六千多年的半坡原始公社遗址，其围墙就是用粘土建造的；古科威特城全用粘土建成，完好保持至今。
而古希腊的建筑是用石块而不用任何胶结料堆砌而成。
（2）石膏时期：古埃及人于公元前3600年建造金字塔时，将雪花石膏煅烧成熟石膏，再用水、河砂制成石膏砂浆，用花岗岩砌筑成146米高的正方锥体。
（3）石灰时期：由于石灰煅烧温度比石膏高很多，而燃料短缺，因此石灰的使用比石膏迟一些。
希腊在上古时代就已使用石灰；古罗马人从古希腊学来使用石灰，砌墙的一些罗马砂浆保持至今。
我国古人于公元前220年修建长城时，用石灰、砂、粘土配成三合土，洒水夯实筑成城墙。
胶凝材料的发展历史(the history of binding materials)（4）石灰火山灰时期：古希腊人用圣多伦岛的火山凝灰岩（即圣多伦土）磨细后与石灰、砂混合，所得砂浆强度高、抗水性好。
古罗马人用火山凝灰岩（质量最好的产于普佐里，因而被称为普佐兰那(puzzolana,火山灰质材料)）加石灰制成砂浆，建造了万神殿（墙厚20英尺，圆顶跨度142英尺）、水渠（总长359英里）、克罗逊斗兽场、庞贝城等著名建筑。
在中世纪（十二~十四世纪），随着陶瓷生产的发展，人们开始将废陶瓷、碎砖瓦磨细后与石灰混合使用，并将这种人工火山灰质材料称为水泥。
石灰与火山灰质材料混合使用的做法延续至今，即硅酸盐混凝土。
6(the history of binding materials)爱迭斯顿灯塔石灰加粘土已经具有了水泥的早期雏形胶凝材料的发展历史(the history of binding materials)（6）波特兰水泥时期：1818年，法国人维卡（L.J.Vicat）在研究水硬性石灰中发现，用白垩与粘土加水湿磨后煅烧，能制成一种人工水硬性石灰。
3气硬性胶凝材料
第二节 石膏
一、石膏的生产 二、石膏的凝结与硬化 三、建筑石膏的特性
第二节 石膏
一、石膏的生产
1.原料 1.原料 天然二水石膏( 天然二水石膏(CaSO4·2H2O)。 2 O)
第二节 石膏
一、石膏的生产
2.生产过程： 2.生产过程： 生产过程
第二节 石膏
一、石膏的生产
3.熟石膏的种类 3.熟石膏的种类 （1）β型半水石膏(β-CaSO4·0.5H2O),即建筑石膏,为常用。 型半水石膏 （2）α型半水石膏(α- CaSO4·0.5H2O) ,结晶较粗，施工时拌和用 型半水石膏 水量小，具有较高的强度，故称为高强石膏。 （3）α型或β型可溶性硬石膏，较半水石膏凝结快，但强度较低。 型或β型可溶性硬石膏， （4）不溶性硬石膏，难溶于水，无凝结力或有极缓慢的凝结作用。 不溶性硬石膏， （5）煅烧石膏(CaSO4+CaO)中，部分硬石膏分解为CaO，起激发 煅烧石膏 作用，使其重获凝结能力，经适当配制和磨细，可成硬石膏水泥。
第一节 石灰
一、石灰的生产
1.原料 1.原料 1)以CaCO3为主要成分的岩石（含有一定量的MgCO3及粘土杂质）。
2)化工副产品，如电石渣（是碳化钙制取乙炔时产生的，其主要成分 是氢氧化钙） 而主要原料是天然的石灰岩。
第一节 石灰
一、石灰的生产 2.生产过程
同时： 同时：
第一节 石灰
一、石灰的生产
第一节 石灰
五、石灰的应用
石灰按是否消解及消解时加水量的多少分为： 1.磨细生石灰粉： 1.磨细生石灰粉： 磨细生石灰粉 用于制作硅酸盐制品、 石灰碳化制品 2.消石灰粉 消石灰粉： 2.消石灰粉： 用于拌制灰土、三合 土，制作硅酸制品
4.石灰浆： 4.石灰浆： 石灰浆 用于粉刷
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。
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教案首页
课题 石灰 课时
教学目标
1、了解石灰的原料及生产。
2、主要技术要求及工程应用。
教学重点
凝结硬化原理材料
教学难点
凝结硬化原理材料
原料及生产，主要技术要求，工程应用
学情分析 新生没有接触过建筑材料，难以理解各种概念。
教学方法
讲练结合
教具
课后体会
教学过程
时间分配
组织教学 复习 讲授新课
2分钟 分钟
总结 课堂练习 布置作业
分钟
教 案 纸
教学环节
及时间分
配、备注
师生
活动
教学内容
讲授新课
（50分
钟）
基本概念：
1、什么叫胶凝材料？
胶凝材料是指在建筑工程中，能将散粒材料（如砂子、石子）或块状
材料（如砖、石块）粘合为一个整体的材料。
2、分类：
胶凝材料一般分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。
无机胶凝材料：水硬性和气硬性无机胶凝材料。
区别：（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。
第一节 石 灰
石灰广泛应用于建筑工程中；
优点：（1）原材料丰富，分布广；
（2）生产工艺简单，成本低.
1 生产简介： 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；
生产过程中形成的二种不利情况
第一种情况: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核，这种石灰称为“欠火石
灰”。
第二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。
2 石灰的种类
石灰按加工方法分以下四种：
（1）ü块状的生石灰： Ø即由天然岩石原料煅烧而得到的产品,主要成分
是CaO；
（2）ü磨细生石灰： Ø 把块状生水灰磨细而得到的粉末材料，主要成分为
Cao
（3） ü消石灰粉： Ø将生石灰加适量的水熟化而得到的粉末；Ca(OH)2;
（4）ü消石灰浆： Ø加多量的水（3~4倍的水）而得的浆体,主要成分为
Ca(OH)2+水
2）、 石灰按氧化镁（MgO）含量分类：
（1）、钙质生石灰： Ø 氧化镁（MgO)含量<5%;
（2） 镁质生石灰： Ø 氧化镁（MgO）含量>5%;
3 石灰的熟化
生石灰（CaO）加水生成Ca(OH)2过程，称为石灰的熟化或消解过程。
4 石灰的硬化 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：
（１）结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。
（２）碳化作用：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：
5 石灰的特性
6. 石灰的
（1）石灰乳和石灰砂浆
（2）石灰土（灰土）和三合土
（3）灰砂砖和硅酸盐制品
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