《建筑材料》气硬性胶凝材料
气硬性胶凝材料☆知识点1．石灰、石膏、水玻璃的特性及应用。
2．以上三种气硬性胶凝材料的凝结硬化原理。
★要求掌握：1．石灰、石膏的技术要求、特性、应用及保管。
2．水玻璃的特性及工程中的应用。
了解：1．胶凝材料的分类。
2．石灰、石膏、水玻璃的生产工艺及对性能的影响。
在建筑工程中，把经过一系列的物理、化学作用后，由液体或膏状体变为坚硬的固体，同时能将砂、石、砖、砌块等散粒或块状材料胶结成具有一定机械强度的整体的材料，统称为胶凝材料。
胶凝材料品种繁多，按化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类，其中无机胶凝材料按硬化条件又可分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料两类。
所谓气硬性胶凝材料，是指只能在空气中硬化并保持或继续提高其强度的胶凝材料，如石灰、石膏、水玻璃等。
气硬性胶凝材料一般只适合用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。
水硬性胶凝材料是指不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化并保持或继续提高其强度的胶凝材料，如水泥。
水硬性胶凝材料既适用于地上，也适用于地下或水中。
3.1 石灰石灰是建筑工程中使用较早的矿物胶凝材料之一。
由于其原料来源广泛，生产工艺简单，成本低廉，具有其特定的工程性能，所以至今仍广泛应用于建筑工程中。
3.1.1 石灰的生产1.原料生产石灰的原料有两种：一是天然原料，以碳酸钙为主要成分的矿物、岩石(如石灰岩、白云岩)或贝壳等；一是化工副产品，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。
2.生产过程将主要成分为碳酸钙和碳酸镁的岩石经高温锻烧(加热至900℃以上)，逸出CO2气体，得到的白色或灰白色的块状材料即为生石灰，其主要化学成分为氧化钙和氧化镁。
CaCO 3 09001100C−−−−−→: CaO + CO 2↑ 在上述反应过程中，CaCO 3、CaO 、CO 2的质量比为100∶56∶44，即质量减少44%，而在正常煅烧过程中，体积只减少约15%，所以生石灰具有多孔结构。
石灰的生产过程中，对质量有影响的因素有：煅烧的温度和时间、石灰岩中碳酸镁的含量及黏土杂质含量。
碳酸钙在900℃时开始分解，但速度较慢。
所以，煅烧温度宜控制在1000～1100℃左右。
温度较低、煅烧时间不足、石灰岩原料尺寸过大、装料过多等因素，会产生欠火石灰。
欠火石灰中CaCO 3尚未完全分解,未分解的CaCO 3，没有活性，从而降低了石灰的有效成分含量；温度过高或煅烧时间过长时，则会产生过火石灰。
因为随煅烧温度的提高和时间的延长，已分解的CaO 体积收缩，毛体积密度增大，质地致密，熟化速度慢。
若原料中含有较多的SiO 2和Al 2O 3等黏土杂质，则会在表面形成熔融的玻璃物质，从而使石灰与水反应的速度变得更慢（需数天或数月）。
过火石灰如用于工程上，其细小颗粒会在已经硬化的浆体中吸收水分，发生水化反应而体积膨胀，引起局部鼓泡或脱落，影响工程质量。
在石灰的原料中，除主要成分碳酸钙外，常含有碳酸镁。
MgCO 3 0700C−−−→ MgO + CO 2↑ 煅烧过程中碳酸镁分解出氧化镁，存在于石灰中。
根据石灰中氧化镁含量多少,将石灰分为钙质石灰、镁质石灰。
镁质石灰熟化较慢，但硬化后强度稍高。
用于建筑工程中的多为钙质石灰。
3.1.2 石灰的熟化1.熟化过程块状生石灰在使用前都要加水消解，这一过程称为“消解”或“熟化”，也可称之为“淋灰”，经消解后的石灰称为“消石灰”或“熟石灰”，其化学反应式为CaO + H 2O → Ca(OH)2 + 64.88J生石灰在熟化过程有二个显著的特点：一是体积膨胀大（约1～2.5倍）；二是放热量大，放热速度快。
煅烧良好、氧化钙含量高、杂质含量小的生石灰，其熟化速度快，放热量和体积增大也多。
此外，熟化速度还取决于及熟化池中的温度，温度高，熟化速度快。
2.熟化方法（1）经过筛与陈伏后制成石灰膏石灰中不可避免含有未分解的碳酸钙及过火的石灰颗粒。
为消除这类杂质的危害，石灰膏在使用前应进行过筛和陈伏。
即在化灰池或熟化机中加水，拌制成石灰浆，熟化的氢氧化钙经筛网过滤(除渣)流入储灰池，在储灰池中沉淀陈伏成膏状材料，即石灰膏。
为保证石灰充分熟化，必须在储灰池中储存半个月后再使用，这一过程称为陈伏。
陈伏期间，石灰膏表面应保留一层水，或用其它材料覆盖，避免石灰膏与空气接触而导致碳化。
一般情况下，1kg 的生石灰约可化成1.5～3L 的石灰膏。
石灰膏可用来拌制砌筑砂浆、抹面砂浆，也可以掺入较多的水制成石灰乳液用于粉刷。
（2）制成消石灰粉将生石灰淋以适当的水，消解成氢氧化钙，再经磨细、筛分而得干粉，称为消石灰粉或熟石灰粉。
消石灰粉也需放置一段时间，待进一步熟化后使用。
由于其熟化未必充分，不宜用于拌制砂浆、灰浆。
消石灰粉常用于拌制石灰土、三合土。
3.1.3 石灰的硬化石灰浆在空气中的硬化是物理变化过程——干燥结晶，和化学反应过程——碳化硬化两个同时进行的过程。
1.干燥结晶过程石灰膏中的游离水分一部分蒸发掉，一部分被砌体吸收。
氢氧化钙从过饱和溶液中结晶析出，晶相颗粒逐渐靠拢结合成固体，强度随之提高。
2.碳化硬化过程氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成不溶于水的、强度和硬度较高的碳酸钙，析出的水分逐渐蒸发，其反应式为Ca(OH)2 + CO2 + nH2O →CaCO3 + (n+1)H2O这个反应实际是二氧化碳与水结合形成碳酸，再与氢氧化钙作用生成碳酸钙。
如果没有水，这个反应就不能进行。
碳化过程是由表及里，但表层生成的碳酸钙结晶阻碍了二氧化碳的深入，也影响了内部水分的蒸发，所以碳化过程长时间只限于表面。
氢氧化钙的结晶作用则主要发生在内部。
石灰硬化过程的二个主要特点是：一是硬化速度慢；二是体积收缩大。
从以上的石灰硬化过程可以看出，石灰的硬化只能在空气中进行，也只能在空气中才能继续发展提高其强度，所以石灰只能用于干燥环境的地面上建筑物、构筑物，而不能用于水中或潮湿环境中。
3.1.4 石灰的分类1.根据成品加工方法不同分块状生石灰：原料经煅烧而得到的块状白色原成品(主要成分CaO)。
生石灰粉：以块状生石灰为原料，经研磨制得的生石灰粉(主要成分CaO)。
消石灰粉：以生石灰为原料，经水化和加工制得的消石灰粉[主要成分Ca(OH)2]。
2.按化学成分（MgO含量）分根据石灰中MgO含量，可分为钙质石灰与镁质石灰，见表3.1。
3.按熟化速度分熟化速度是指石灰从加水起到达到最高温度所经的时间。
快熟石灰：熟化速度在10min以内。
中熟石灰：熟化速度在10～30min。
慢熟石灰：熟化速度在30min以上。
熟化速度不同，所采用的熟化方法也不同，如快熟石灰应先在池中注好水，然后慢慢加入生石灰，以免池中温度过高，既影响熟化石灰的质量，也易对施工人员造成伤害。
而慢熟石灰则应先加生石灰，再慢慢向池中注水，以保持池中有较高的温度，从而保证石灰的熟化速度。
3.1.5 石灰的技术性能及标准建筑消石灰粉根据有效氧化钙和有效氧化镁含量、游离水量、体积安定性及细度划分为优等品、一等品和合格品。
各等级的技术要求见表3.4。
3.1.6 石灰的性能石灰与其他胶凝材料相比具有以下特性：1.保水性、可塑性好生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒极细的呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面吸附一层厚的水膜，因而保水性能好，且水膜层也大大降低了颗粒间的摩擦力。
因此，用石灰膏制成的石灰砂浆具有良好的保水性和可塑性。
在水泥砂浆中掺入石灰膏，可使砂浆的保水性和可塑性显著提高。
2.硬化慢、强度低石灰浆体硬化过程的特点之一就是硬化速度慢。
原因是空气中的二氧化碳浓度低，且碳化是由表及里，在表面形成较致密的壳，使外部的二氧化碳较难进入其内部，同时内部的水分也不易蒸发，所以硬化缓慢，硬化后的强度也不高，如1∶3石灰砂浆28天的抗压强度通常只有0.2～0.5MPa。
3.体积收缩大体积收缩大是石灰在硬化过程中的另一特点，一方面是由于蒸发大量的游离水而引起显著的收缩；另一方面碳化也会产生收缩。
所以石灰除调成石灰乳液作薄层涂刷外，不宜单独使用，常掺入砂，纸筋等以减少收缩、限制裂缝的扩展。
4.耐水性差石灰浆体在硬化过程中的较长时间内，主要成分仍是氢氧化钙（表层是碳酸钙），由于氢氧化钙易溶于水，所以石灰的耐水性较差。
硬化中的石灰若长期受到水的作用，会导致强度降低，甚至会溃散。
5.吸湿性强生石灰极易吸收空气中的水分熟化成熟石灰粉，所以生石灰长期存放应在密闭条件下，并应防潮、防水。
3.1.7 石灰的应用1.拌制灰浆、砂浆如麻刀灰、纸筋灰,石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆等，用于砌筑工程、抹面工程。
2.拌制灰土、三合土利用石灰与粘性土可拌制成灰土；利用石灰、粘土与砂石或碎砖、炉渣等填料可拌制成三合土或碎砖三合土；利用石灰与粉煤灰、粘性土可拌制成粉煤灰石灰土；利用石灰与粉煤灰、砂、碎石可拌制成粉煤灰碎石土等等，大量应用于建筑物基础、地面、道路等的垫层，地基的换土处理等。
为方便石灰与粘土等的拌合，宜用磨细的生石灰或消石灰粉，磨细的生石灰还可使灰土和三合土有较高的紧密度，较高的强度和耐水性。
3.建筑生石灰粉将生石灰磨成细粉，即建筑生石灰粉。
建筑生石灰粉加入适量的水拌成的石灰浆可以直接使用，主要是因为粉状石灰熟化速度较快，熟化放出的热促使硬化进一步加快。
硬化后的强度要比石灰膏硬化后的强度高。
4.制作碳化石灰板材碳化石灰板是将磨细的生石灰掺30%～40%的短玻璃纤维或轻质骨料加水搅拌，振动成形，然后利用石灰窑的废气碳化12～24小时而成的一种轻质板材。
它能锯、能钉，适宜用作非承重内隔墙板、天花板等。
5.生产硅酸盐制品将磨细的生石灰或消石灰粉与天然砂或粒化高炉矿渣、炉渣、粉煤灰等硅质材料配合均匀，加水搅拌，再经陈伏(使生石灰充分熟化)、加压成形和压蒸处理可制成蒸压灰砂砖。
灰砂砖呈灰白色。
如果掺入耐碱颜料，可制成各种颜色。
它的尺寸与普通粘土砖相同，也可制成其它形状的砌块，主要用作墙体材料。
3.1.8 石灰的验收、储运及保管建筑生石灰粉、建筑消石灰粉一般采用袋装，可以采用符合标准规定的牛皮纸袋、复合纸袋或塑料编织袋包装，袋上应标明厂名、产品名称、商标、净重、批量编号。
运输、储存时不得受潮和混入杂物。
保管时应分类、分等级存放在干燥的仓库内，不宜长期存储。
运输过程中要采取防水措施。
由于生石灰遇水发生反应放出大量的热，所以生石灰不宜与易燃易爆物品共存、运，以免酿成火灾。
存放时，可制成石灰膏密封或在上面覆盖砂土等方式与空气隔绝，防止硬化。
包装重量：建筑生石灰粉有每袋净重40kg、50kg两种，每袋重量偏差值不大于1kg；建筑消石灰粉有每袋净重20kg、40kg两种，每袋重量偏差值不大于0.5kg、1kg。
3.2 石膏石膏在建筑工程中的应用也有较长的历史。
气硬性胶 凝材料
第一节石膏
5.耐水性、抗冻性差 建筑石膏是气硬性胶凝材料，吸水性大，长期在潮湿环境
中，其晶体粒子间的结合力会削弱，直至溶解，因此不耐水、 不抗冻。 6.防火性好、耐火性差 建筑石膏制品的导热系数小，传热慢，二水石膏遇火后， 结晶水蒸发，形成蒸汽幕，可阻止火势蔓延，起到防火作用。 当建筑石膏长期在65oC以上的高温部位使用时，二水石膏缓 慢脱水分解，强度降低，因而不耐火。
作为气硬性胶凝材料的石膏，通常是由天然二水石膏经过 低温锻烧、脱水、磨细制成的。
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第一节石膏
一、石膏的原料与生产 生产石膏的原料主要为含硫酸钙的二水天然石膏(又称生石
膏)或含硫酸钙的化工副产品和废渣(如磷石膏、氟石膏、硼 石又膏由等于其)，质化地学较式软为，C也aS被O4称·2为H2软O，石因膏含。两个结晶水而得名， 天然二水石膏在不同的压力和温度下锻烧，可以得到结构 和性质均不同的石膏产品。 1.建筑石膏 建筑石膏是将二水石膏(生石膏)加热至107~170oC时，部分 结晶水脱出后得到半水石膏(熟石膏)，再经磨细得到粉状的 建筑中常用的石膏品种，故称“建筑石膏”。反应式如下:
2.建筑装饰制品 以模型石膏为主要原料，掺加少量纤维增强材料和胶料，
加水搅拌成石膏浆体。将浆体注入各种各样的金属(或玻璃) 模具中，就获得了花样、形状不同的石膏装饰制品。如平板、 多孔板、花纹板、浮雕板等。
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第一节石膏
石膏装饰板具有色彩鲜艳、品种多样、造型美观、施工方便 等优点，是公用建筑物和顶棚常用的装饰制品。
但紧接着石膏浆体失去塑性成为坚硬的固体。主要是因为建 筑石膏加水拌和后会与水发生水化反应，反应式为:
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第一节石膏
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。
第3章 气硬性胶凝材料(图片很丰富,可以采用)
（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。
破碎、加热和磨细
（3）化学反应式：
天然二水石膏在加热过程中，随着加热温度 和加热方式的不同，可以得到不同性质的石膏产品。
二
107~1700
水
煅烧
石
膏 1250C，0.13MPa
蒸压锅蒸炼
性半水石膏
（建筑石膏）
性 半 水 石 膏
(高强石膏）
建筑石膏的技术性质和特性
（1）技术性质： 1) 颜色为白色； 2) 密度：2.6~2.75g/cm3; 3) 孔隙率大：50%~60%； （2）石膏产品的标记：
❖在美国，目前80%的住宅使用 石膏板作为内墙和吊顶；
建筑石膏生产
（1）主要原料： 天然石膏 天然天二然水无石水膏石（膏C（aSCOa4S.O2H4 )， 2O即)，硬即石软膏石；膏；
（2）主要成分： 建筑石膏是指由二水石膏（CaSO4.2H2O)
经过加工而成的半水石膏（ CaSO4. H2O）故又称熟石膏。
石灰的应用
*配置石灰乳涂料 稀释陈伏好的石灰膏， 可涂刷内外墙及顶棚 *配置水泥石灰混合砂浆 石灰膏+水泥砂浆 *配置灰土 熟石灰+黏土 *配置三合土 熟石灰+黏土+砂、石或 炉渣
石灰的储运
• 干燥 • 不得与易燃、易爆物品同时装运 • 按产品分类 • 不宜久存，不超过一个月 • 不宜长期暴露在空气中
可使用。表面一层水，防止碳化。
工地上是使用陈伏、淋灰2种方式熟化的（根据加水量 的不同确定的）
气硬性胶凝材料答案
气硬性胶凝材料答案一、填空题1.（有机胶凝材料）（无机胶凝材料）（气硬性胶凝材料）（水硬性胶凝材料2.（β-2CaSO4.H2O）（α-2CaSO4.H2O）（CaSO4.2H2O）3.（细度）（强度）（凝结时间）（优等品）（一等品）（合格品）4.（CaO+H2O=Ca(OH)2）（体积剧烈膨胀）（放出大量热）5.（欠火石灰）（过火石灰）（正火石灰）（钙质石灰）（镁质石灰）6.（干燥）（结晶）（碳化）7.（块状生石灰）（生石灰粉）（消石灰粉）（石灰膏）（石灰浆）8.（CaO+MgO）（优等品）（一等品）（合格品）9.（粘结力强）（耐酸性好）（耐热性高）10.（氟硅酸钠）（12％～15％）二、判断题(对的划√，不对的划×)1、×2、×3、×4、×5、×6、×7、×8、√9、√10、×11、√12、×13、×三、单选题1.B2.B3.B4.C5.C6.C7.D8.C9.B10.B11.C12.B四、多选题1.ABC2.ADE3.AE五、简述题1.答：气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并保持、发展强度；水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。
2答：建筑石膏晶体较细，调制成一定稠度的浆体时，需水量较大，因而强度较低；高强石膏晶粒粗大，比表面积小，需水量少，硬化后密实度大，强度高。
3.答：建筑石膏的特性：表观密度小、强度较低；凝结硬化快；孔隙率大、热导率小；凝固时体积微膨胀；吸湿性强、耐水性差；防火性好。
建筑石膏主要用于室内抹灰及粉刷，制作石膏板等。
4.答：因为生石灰中含有一定量的过火石灰，过火石灰的结构致密，熟化极慢，当这种未充分熟化的石灰抹灰后，会吸收空气中的水分继续熟化，体积膨胀，致使墙面隆起、开裂，严重影响施工质量，为了消除这种危害，因此需要陈伏两周以上。
陈伏时表面保留一层水可防止石灰碳化。
第三章-气硬性胶凝材料--石膏可修改全文
（3） 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当受 到高温作用时或遇火后会脱出21%左右的结晶水， 并能在表面蒸发形成水蒸气，可有效地阻止火势的 蔓延，具有一定的防火性。 （4） 建筑石膏制品还具有较高的热容量和一定 的吸湿性，故可调节室内的温度和湿度，改变室内 的小气候。
在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水 冰冻等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其 吸水率高，抗渗性差、 抗冻性差, 所以不适用于 室外使用.
❖ 半水石膏：
（1）凝结硬化快
建筑石膏的特性
（2）多孔性 （3）体积微膨胀性
良好的装饰性 及加工性
（4）防火性好，但耐火性差
（5）环境协调性。
（6）耐水性、抗冻性差
❖ 无水石膏： 质地坚硬且不透水，抗水性好，耐磨性高
四、建筑石膏的技术要求
❖ 参照标准《建筑石膏》GB/T9776-2008 ❖ 主要技术要求有：细度、凝结时间和强度。 ❖ 按强度与细度的差别，分：优等品、一等品和合格
再掺入外加剂、细骨料等制成的气硬性胶凝材料。
2、装饰制品——石膏雕塑、饰面板及各种装饰品。 3、石膏板——纸面石膏板、石膏空心条板、石膏装饰板、纤
维石膏板。 优点：具有轻质、强度较高，厚度较薄，加工方便，隔热
保温、吸声、不燃以及施工方便等性能。
储存及应用要求：
1、注意防潮防水及混入杂物。 2、不同等级的石膏要分别贮存，不得混杂。 3、石膏的贮存期为3个月，超过贮存期限的石膏
品三个等级。
四、建筑石膏的技术特性
1、凝结硬化快； 2、凝结硬化时的微膨胀性； 3、硬化后的孔隙率高、表观密度小、强度低、保温隔热及吸
声性能好； 4、耐水性差及抗冻性差 5、防火性好； 6、具有一定的调温调湿性能，也就建筑石膏的绝热、吸声性
No.3建筑材料-气硬性胶凝材料
建筑材料
建筑消石灰粉技术指标(JC/T481-92)
建筑材料
五 石灰石的技术性质
特征：
·可塑性好，生石灰熟化为石灰浆，能形成极细微胶体状 氢氧化钙，表面吸附厚厚水膜，常用于改善砂浆和易性。
·吸湿性强，保水性好，可作干燥剂
·硬化慢，抗折强度低，且体积收缩大易开裂，常需添加 纤维以增加其抗裂性能。
·硬化后强度不高 ·耐水性差，不宜用于潮湿，水侵环境
2. 欠火石灰 由于煅烧温度过低或温度分布不均匀，以及 煅烧时间不足，料块尺寸过大等原因造成的 碳酸钙不能完全分解，水化时有“渣子”， 影响石灰产浆量。
建筑材料
3. 过火石灰 由于煅烧温度过高，煅烧时间过长，产生的 玻璃状熔融物堵塞空隙，形成致密结构，阻 碍水化反应。 ·过火石灰会在石灰硬化后，才发生水化反应， 产生膨胀而引起破坏。因此，熟化后的石灰 浆(膏)在消化池中应“陈伏”2-3周以上才使 用。陈伏期间石灰浆(膏)表面应保持一层一 定厚度的水，以隔绝空气，防止碳化。
·晶体(SiO2)—胶体(nSiO2·mH2O)— 晶体(nSiO2)
可掺入12-15%的氟硅酸钠(Na2SiF6)作为促硬化剂
建筑材料
水玻璃的性能特点： ·粘接力强 ·耐酸 ·耐热
建筑材料
水玻璃的应用
·涂刷或浸渍材料-外墙的抗风化剂； ·加固基础-化学加固法(水玻璃+氯化钙)也称硅 化加固法；
·溶解，析晶，晶体结构网—强度；
建筑材料
四 建筑石膏的等级与技术性质
质量等级：优等品，一等品，合格品
使用情况：
石膏粉可作胶凝剂，填料等
各种石膏板
（纸面石膏板，装饰石膏板，嵌装式石膏板，石 膏板条，石膏蜂窝状，石膏雕塑等）
气硬性胶凝材料
CaCO3 900℃ CaO CO2 MgCO3 700℃ MgO CO2 实际生产中，锻烧温度通常为1000～1200℃。生产所得为生石灰， 主要成分CaO，是一种白色或灰色的块状物质，通常称作块灰。由于原 料中常含有碳酸镁(MgCO3)，锻烧后生成MgO，
石灰是一种传统的气硬性胶凝材料。原料来源广、生产工艺简单、 成本低廉，并具有某些优异性能，至今仍为建筑工程广泛使用。
2.2.1 石灰的生产
石灰最主要的原材料是石灰石、白云石和白要，主要成分是碳酸钙 ，其次是少量的碳酸镁。原材料的品种和产地不同，对石灰性质影响较 大，一般要求原材料中黏土杂质含量小于8%。
2.2.2 石灰的熟化与硬化
一、石灰的熟化
石灰的熟化，又称消解，是生石灰(CaO)与水反应生成熟石灰
[(Ca(OH)2)]的过程，反应方程如下：
CaO+H2O=Ca(OH)2+64.9kJ
石灰的熟化反应速度快，锻烧良好的CaO与水接触时几秒钟内即反
应完毕，并释放大量的热，熟化时体积膨胀，体积增大1.5～2.0倍。
(2)碳化过程：Ca(OH)2与空气中的CO2和水作用，生成不溶解于水 的CaCO3晶体，析出的水分又逐渐被蒸发，这过程称作碳化，反应式如 下：
Ca(OH )2 CO2 nH 2O CaCO3 (n 1)H 2O
碳化过程形成的CaCO3：晶体使硬化石灰浆体结构致密、强度提高 。但由于空气中CO2的浓度很低，又只在表面进行，故碳化过程极为缓 慢。空气中湿度过小或过大均不利于石灰的碳化硬化。
(3)施工现场使用的生石灰最好立即熟化，存放于储灰池内进行陈 伏。
建筑材料三 气硬性胶凝材料
二、建筑石膏的水化、凝结与硬化
（一）建筑石膏的水化 建筑石膏与适量的水混合后，起初 形成均匀的石膏浆体，但紧接着石膏浆 体失去塑性，成为坚硬的固体。 主要是建筑石膏加水拌和后，与水 发生水化反应，反应式为 CaSO4· 1/2H2O+3/2H2O→CaSO4· 2H2O
这是因为半水石膏遇水后，将重新 水化生成二水石膏，放出热量并逐渐凝 结硬化的缘故。
当煅烧温度达400℃～750℃时，石膏 完全失去结合水，成为不溶性石膏，其结 晶体变得紧密而稳定，密度达2.29g/cm3， 难溶于水，凝结很慢，甚至完全不凝结。
（三）高强度石膏
将二水石膏置于蒸压釜中，在127kPa的 水蒸气中（124℃）脱水，则得到晶粒比β型 半水石膏粗大、使用时拌合用水量少的半水 石膏，称为α型半水石膏。 将此熟石膏磨细得到的白色粉末称为高 强度石膏。
五、建筑石膏的应用
1．室内粉刷 2．建筑石膏制品
学习单元2 石灰的选用
一、石灰的熟化与硬化
（一）石灰的熟化 石灰的熟化是指生石灰（CaO）与水发生 作用生成熟石灰［Ca(OH)2］的过程。其反应 式为 CaO+H2O→Ca(OH)2+64.8kJ 生石灰熟化的方法有淋灰法和化灰法。
（二）石灰的硬化
学习情境三 气硬性胶凝材料
学习单元1 建筑石膏的选用
一、石膏的原料与生产
生产石膏的原料主要为含硫酸钙的天然二 水石膏（又称生石膏）或含硫酸钙的化工副产 品和废渣（如磷石膏、氟石膏、硼石膏等）， 化学式为CaSO4· 2H2O，因含两个结晶水而得 名。 又由于其质地较软，也被称为软石膏。
天然二水石膏在不同的压力和温度 下煅烧，可以得到结构和性质均不相同 的石膏产品。
上述硬化过程中的各种变化是同时 进行的。 在内部，对强度增长起主导作用的 是结晶硬化，干燥硬化也起一定的附加 作用。
建筑材料第三章 气硬性胶凝材料
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一、建筑石膏
建筑石膏的技术要求主要有强度、细度和凝 结时间。按强度、细度和凝结时间将石膏划分为
3.0、2.0、1.6共3个等级，各等级的技术要求见
表3-1。如有一项指标不合格，则石膏应重新检 验级别或报废。
表3-1 建筑石膏的技术指标
技术指标
3.0
2.0
1.6
抗折强度/MPa
≥3.0
≥2.0
1
3
CaSO4 H2O H2O CaSO4 2H2O
2
2
（3-2）
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一、建筑石膏
建筑石膏凝结硬化过程：半水石膏加水后首 先进行的是溶解。由于二水石膏的溶解度比半水 石膏的溶解度小，所以二水石膏不断从过饱和溶 液中析出。由于溶液中有二水石膏析出，破坏了 原有半水石膏的平衡浓度，这时半水石膏会进一 步溶解。如此不断进行半水石膏的溶解和二水石 膏的析出，随着析出的二水石膏胶体不断增多， 石膏失去了塑性，开始凝结。
建筑材料
第三章 气硬性胶凝材料
第三章 气硬性胶凝材料
第一节 石膏 第二节 石灰 第三节 水玻璃
第一节 石膏
一、建筑石膏 二、高强度石膏 三、无水石膏水泥
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一、建筑石膏
将β型半水石膏磨成细粉，即得建筑石膏。其中， 杂质较少、色泽较白、磨得较细的产品称模型石膏。
建筑石膏密度为2.50～2.80 g/cm³，其紧密堆积 表观密度为1 000～1 200 kg/m³，疏松堆积表观密度 为800～1 000 kg/m³。建筑石膏遇水时，将重新水化 成二水石膏，并逐渐凝结硬化，其反应式如下：
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二、石灰的生产
石灰岩煅烧即成生石灰。煅烧时，石灰岩中碳酸钙和少量碳酸镁分解， 生成氧化钙、氧化镁和二氧化碳气体。其化学反应为：
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。