建筑材料-第五章 气硬性胶凝材料
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
气硬性胶凝材料知识点总结
气硬性胶凝材料知识点总结一、气硬性胶凝材料的分类气硬性胶凝材料主要包括混凝土、砂浆、水泥砂浆等。
混凝土是由水泥、砂、骨料和水按一定比例配制而成的一种具有胶凝性能的材料。
混凝土按用途和材料性能的不同可以分为普通混凝土、高强混凝土、自密实混凝土、自流平混凝土、自密实自流平混凝土等。
砂浆是由水泥、砂和水按一定比例配制而成的具有胶凝性能的材料。
砂浆按用途和材料性能的不同可以分为砌筑砂浆、抹面砂浆、防水砂浆、自流平砂浆等。
水泥砂浆是由水泥和砂按一定比例配制而成的具有胶凝性能的材料。
水泥砂浆按用途和材料性能的不同可以分为砌筑砂浆、抹面砂浆、防水砂浆、自流平砂浆等。
二、气硬性胶凝材料的性能1、抗压性能：气硬性胶凝材料具有优良的抗压性能，能够承受较大的压力而不发生破坏。
2、抗折性能：气硬性胶凝材料具有较好的抗折性能，能够承受一定的弯曲力而不发生开裂。
3、抗渗透性能：气硬性胶凝材料具有优良的抗渗透性能，能够阻止水分和有害物质的渗透。
4、耐久性能：气硬性胶凝材料具有较好的耐久性能，能够长时间保持原有的性能和外观。
5、抗冻融性能：气硬性胶凝材料具有良好的抗冻融性能，能够在低温环境下不发生膨胀和破裂。
6、耐磨性能：气硬性胶凝材料具有较好的耐磨性能，能够经受磨损而不产生明显的变形和损坏。
三、气硬性胶凝材料的应用1、建筑领域：气硬性胶凝材料在建筑领域广泛应用，用于混凝土梁、柱、板、墙、地板、楼梯等的施工，以及砌筑砂浆、抹面砂浆、防水砂浆等的施工。
2、道路领域：气硬性胶凝材料在道路领域广泛应用，用于路面、路基、路肩、桥梁等的建设和维护。
3、水利工程领域：气硬性胶凝材料在水利工程领域广泛应用，用于水泥混凝土坝、水泥砂浆坝、渠道等的建设和维护。
4、隧道领域：气硬性胶凝材料在隧道领域广泛应用，用于衬砌、防水、排水、加固等方面的施工。
四、气硬性胶凝材料的加工工艺1、配料：气硬性胶凝材料的配料是指根据设计要求，按照一定的比例将水泥、砂、骨料等原材料进行混合。
气硬性胶凝材料
过烧石灰——熟化慢、使用时需陈伏。 3.产品：
生石灰粉——磨细生石灰 消石灰粉(熟石灰)———加水60~80%（生石灰
重量）也需“陈伏” 石灰膏——表观密度1300~1400kg
二、 性能
➢ 可塑性和保水性好。 故用作石灰水泥砂浆，改善和易性。
因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所产生的网状干缩性裂纹
石灰膨胀裂纹
由于石灰浆中存在大量的游离水，硬化时大量水分蒸发，导致内部裂纹，故石灰浆不宜 单独使用，通常工程施工时常掺入一定量的骨料(砂子)或纤维材料(麻刀、纸 筋等)。
6.生产轻质碳酸钙。
第二节 石膏
一、概述 1. 常用的石膏胶凝材料及原材料： ➢ 种类：建筑石膏（β）、高强石膏（α）；
无水石膏水泥；高温煅烧石膏 ➢ 原材料：二水石膏（软、生石膏）；无水
石膏（硬石膏）；天然、化工石膏 2. 二水石膏（CaSO4‧2H2O)的脱水反应
（1）65~75 ℃ 开始脱水 （2）107~170℃ 生成半水石膏。常压，β型，建筑
2.2 建筑石膏
氟铝石膏
石膏空心条板
纸面石膏条板
轻钢龙骨纸面石膏板吊顶（竖吊）
轻钢龙骨纸面石膏板吊顶（平吊）
轻钢龙骨纸面石膏权隔墙
将可耐福厚板水平 向安装在C型竖向 龙骨上
可耐福双层龙 骨隔墙系统安 装程序
沿每耐在龙将 耐 向 石装有将板竖竖1福沿后向双骨膏，接另 福 安.可安向5在上胶向安m顶,龙层间板以缝一 厚 装再耐装龙沿涂（龙装设龙骨C放错保用福在骨侧 板边以龙骨龙型一骨置缝证一石C上的 水龙密骨方骨竖个安岩型安所根膏可 平骨封）向向可装棉竖
CaO+MgO 含量——限制胶凝组分含量。 下限（不小于）
气硬性胶凝材料
气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料是一种在空气中固化的胶凝材料，主要由水泥、骨料和其他添加剂组成。
它的特点是固化过程中会释放出大量的气体，形成多孔的结构，具有轻质、隔热、耐火等优点。
下面就来详细介绍一下气硬性胶凝材料的特性和应用。
首先，气硬性胶凝材料具有良好的保温性能。
由于其多孔的结构，使其具有良好的隔热性能，能够有效地阻挡热量的传递，使室内温度得到良好的保持。
这一特性使得它在建筑领域的保温材料中有着广泛的应用。
其次，气硬性胶凝材料具有较轻的重量。
由于其多孔的结构，使其比重较轻，大大减少了建筑物的自重，从而减轻了结构的负荷，提高了房屋的抗震性能和整体稳定性。
第三，气硬性胶凝材料具有较高的耐火性。
在制作的过程中，由于受到高温的影响，气硬性胶凝材料在固化的同时会释放出一部分水分，使得材料中的孔隙中充满了水蒸汽，从而在高温条件下形成了独特的孔隙结构，使其具有较好的耐火性能。
最后，气硬性胶凝材料还具有良好的吸声性能。
其多孔的结构使其具有较好的吸声效果，能够有效地吸收和减少噪音的传递，提高了室内环境的舒适性。
气硬性胶凝材料在建筑领域有着广泛的应用。
首先，在外墙保温系统中，它可以用作保温隔热材料，提高建筑物的保温性能。
其次，在屋顶保温中，它可以用作减震材料，提高建筑物的抗震性能和整体稳定性。
此外，还可以在室内墙面和地面的吸音材料中使用，改善室内环境的舒适性。
另外，由于它具有较好的耐火性能，还可以用作工业建筑中的防火材料。
总之，气硬性胶凝材料在建筑领域中有着广泛的应用，其轻质、隔热、耐火和吸声等优点使其成为一种理想的建筑材料。
随着人们对建筑材料性能要求的不断提高，气硬性胶凝材料将会有更多的应用领域。
气硬性胶凝材料
气硬性胶凝材料
气硬性胶凝材料是一种特殊的建筑材料，其主要特点是在施工过程中通过气泡
的形成而实现胶凝。
这种材料在建筑工程中有着广泛的应用，尤其在一些特殊环境下表现出了独特的优势。
本文将对气硬性胶凝材料的特点、应用领域以及施工注意事项进行介绍。
首先，气硬性胶凝材料具有轻质、保温、隔热等特点。
由于其内部含有大量气泡，因此密度较低，整体比重轻，因而在建筑工程中可以减轻结构负荷，提高建筑物的抗震性能。
同时，气硬性胶凝材料的气泡结构也具有良好的保温和隔热效果，使其在冬季保温和夏季隔热方面表现出了出色的性能。
其次，气硬性胶凝材料在建筑工程中有着广泛的应用领域。
首先，在外墙保温
系统中，气硬性胶凝材料可以作为保温层的材料，有效提高建筑物的保温性能。
其次，在地面铺装中，可以作为轻质填料，减轻地面负荷，提高地面的承载能力。
此外，在隧道工程中，气硬性胶凝材料也可以作为填充材料，填充隧道内部空洞，提高隧道的整体稳定性。
最后，气硬性胶凝材料在施工过程中需要注意一些事项。
首先，需要严格控制
材料的配比和搅拌时间，以保证气泡的均匀分布和胶凝效果。
其次，在施工现场需要保持通风良好，避免气硬性胶凝材料在搅拌和施工过程中产生大量的粉尘。
最后，在施工完成后需要及时清理施工现场，保持环境整洁。
综上所述，气硬性胶凝材料是一种具有独特特点和广泛应用领域的建筑材料，
其在建筑工程中有着重要的地位和作用。
在今后的建筑工程中，我们应该充分发挥气硬性胶凝材料的优势，加强研究和应用，推动建筑材料领域的发展和进步。
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。
什么是气硬性胶凝材料
1.什么是气硬性胶凝材料？主要有哪些？各有何特点？答：非水硬性胶凝材料的一种。
只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度的称气硬性胶凝材料，如石灰、石膏、菱苫土和水玻璃等；气硬性胶凝材料一般只适用于干燥环境中，而不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。
石灰：保水性，可塑性好；凝结硬化慢，强度低；耐水性差；干燥收缩大。
石膏：凝结硬化时间段；凝结硬化时体积微膨胀；空隙率大，体积密度小；保温性和吸声性好；强度较低；具有一定的调湿性；防火性好，耐水性差；耐水性，抗渗性，抗冻性差。
水玻璃：粘结性强，强度较高；耐酸性好，耐热性好；耐碱性，耐水性差。
2.什么是硅酸盐水泥？评定水泥质量的主要指标有哪些？答：由硅酸盐水泥熟料、0%-5%石灰石或粒化高炉炉渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
硅酸盐水泥熟料的主要成分为硅酸三钙3CaO·SiO2，硅酸二钙2CaO·SiO2，铝酸三钙3CaO·Al2O3和铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3。
主要指标：质量比为1:3的水泥和标准砂，用0.5的水灰比拌合后，按规定的方法制成胶砂试件，在标准温度的水中护养，测3d和28d的试件抗折和抗压强度，划分强度等级。
3.什么是新型建筑材料？如何进行分类？答：新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种，包括的品种和门类很多。
从功能上分，有墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料，以及与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材料等。
从材质上分，不但有天然材料，还有化学材料、金属材料、非金属材料等等。
分类：（1）按用途分类（2）按建筑各部分使用建筑材料的状况分类（3）按原材料分类4.根据外观形态，防水材料有哪些？各有何特点？答：防水卷材、防水涂料、密封材料和刚性防水材料等。
防水卷材：克服了传统沥青防水卷材温度稳定性差、延伸率低的缺点，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高、延伸率较大等优异性能。
土木工程材料(第5章 气硬性胶凝材料)
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
第一节 建筑石膏
建筑石膏及其制品具有轻质，高强，隔热，吸声， 美观及易于加工等优点，因此用途广泛，是一种有 发展前途的新型建筑材料之一。 自然界中存在有天然的无水石膏CaSO4和二水石膏 CaSO4〃2H2O。 在建筑工程中所使用的石膏是由天然二水石膏经过 加工而成的半水石膏CaSO4〃1/2H2O，又成熟石膏。 天然二水石膏在加工时随温度和压力等条件的不同， 会得到结构和性能不同的产物。 高强度石膏硬化后，密实度大，强度高，可用语建 筑抹灰或者 制成石膏制品，但成本高，建筑石膏生 产方便，成本低，可在建筑工程中广泛大量使用。
三 建筑石膏的技术性质
建筑石膏的技术要求有强度、细度和凝结时 间。并按强度和细度分为优等品、一等品和 合格品。具体技术要求见GB9776-1988。
（1）凝结硬化速度快 建筑石膏的浆体，凝结硬化速度很快。 一般石膏的初凝时间仅为10min左右，终凝 时间不超过30min，这对于普通工程施工操 作十分方便。有时需要操作时间较长，可加 入适量的缓凝剂，如硼砂、动物胶、亚硫酸 盐酒精废液等。
途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。
石灰土（灰土）和三合土
石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用，制成
石灰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
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分为优等品、一等品和合格品。
表4.1 生石灰主要技术指标
项目
钙质生石灰
镁质生石灰
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品
第四章 气硬性胶凝材料
气硬性胶 凝材料
条件：只能在空 气中凝结硬化
石灰 石膏
无机胶凝 材料
水玻璃
胶
凝
条件：不仅在空
材 料
水硬性胶 凝材料
气中凝结硬化， 还能够在水中凝
水
泥
结硬化
有机胶凝 沥 青
材料
第一节 石灰
一、 石灰的生产与品种
石灰岩
石灰是由石灰岩煅烧而成。石灰岩的主要成分是碳酸
钙(CaCO3)和碳酸镁(MgCO3)。 石灰岩在适当温度(1000～1100℃)下煅烧，得到以CaO
四、建筑石膏的用途
(1)纸面石膏板 (2)石膏装饰板 (3)石膏空心条板、纤维石膏板 (4)石膏空心砌块和石膏夹心砌块 (5)室内抹灰、粉刷
石膏空心条板
石膏空心砌块
石膏抹灰
石膏装饰线条
轻钢龙骨
纸面石膏板 轻钢龙骨吊顶
轻钢龙骨纸面石膏板吊顶安装
CaO+MgO含量(%，不小于） 85
80
75
80
75
70
CO2含量(%，不大于）
7
9
11
8
10
12
0.90mm筛筛余(%，不 0.2 0.5 1.5 0.2 0.5 1.5 细
度 0.125mm筛筛余(%， 不大于）
7.0
12.0 18.0
7.0
12.0 18.0
（2）石灰的特性
1)良好的可塑性及保水性 2)凝结硬化慢、强度低 3)吸湿性强 4)体积收缩大 5)耐水性差
熟化，会造成石灰爆裂。
建筑用石灰有：
(1)块状生石灰 (2)磨细生石灰粉 (3)消石灰粉（熟石灰粉） (4)石灰浆（石灰膏）
磨细
陈伏
块状生石灰
磨细生石灰粉
消石灰粉
二、石灰的熟化与硬化
生石灰加水生成氢氧化钙的过程，称为石灰的熟 化或消解过程。其反应式如下：
CaO+H2O＝Ca(OH)2 +64.8kJ/mol
为主要成分的物质即石灰，也叫生石灰(其中含一定量
MgO)：
CaCO3 1000 ~1100 CaO(生石灰)+CO2 -178kJ/mol
吸热
(1) 根据MgO的含量: 钙质生石灰： MgO≤5% 镁质生石灰： MgO＞5% (2)根据CaCO3是否煅烧完全： 欠火石灰：CaCO3未完全分解，造成浪费 过火石灰：杂质形成熔融物，包裹住生石灰，使得不能
四、石灰的应用
(1)配制砂浆和石灰膏，用于砌筑工程 消石灰+水+纸筋 石灰膏 消石灰+水+砂子 石灰砂浆 消石灰+水+砂子+水泥 混合砂浆 (2)配制灰土与三合土 灰土：熟石灰粉+粘土 （3:7 、4:6 ） 三合土：熟石灰粉+粘土+砂、石、炉渣 （1:1:2 ） (3)生产硅酸盐制品 蒸压灰砂砖、蒸养粉煤灰砖等。
(4)生产碳化石灰板
第二节 建筑石膏
一、石膏的品种与生产
我国的石膏资源极其丰富， 分布很广，自然界存在的天然二 水石膏(CaSO4·2H2O)。 石膏胶凝材料的生产，通常是用 天然二水石膏经低温煅烧、脱水、 磨细而成。
天然二水石膏 （蒲阳玉）
二、建筑石膏的凝结硬化
CaSO4
•
2H2O
110~ 170C
10
凝结时间 (min)
初凝时间 终凝时间
≥3 ≤30
（2）建筑石膏的特点
1)凝结硬化快。3～5min内凝结，终凝不超过30min。 2)凝固时体积微膨胀。体积膨胀1%。 3)孔隙率大（50%～60%），质量轻。 4)具有一定的调温调湿性 5)防火性好 6)可锯、可刨，机械加工方便 7)原料来源广 8)耐水性、抗冻性差
放热、体积膨胀
石灰熟化时放出大量的热，其体积膨胀1～2.5倍， 熟化后的产物Ca(OH)2称熟石灰或消石灰。
为了保证石灰充分熟化，必须将石灰浆在贮灰坑 中存放两周以上，这一过程叫作石灰的“陈伏”。袋
装石灰（消石灰粉）使用前也需要“陈伏”。
石灰的硬化包含下面两个同时进行的过程： ①结晶过程——多余水分蒸发或被砌体吸收，Ca(OH)2逐
CaO+MgO含量(%，不小于) 90
85
80
85
80
75
未消化残渣含量(5mm圆孔 筛筛余)(%，不大于)
5
10 15
5
10
15
CO2(%，不大于)
5
7
9
6
8
10
产浆量(L/kg，不小于） 2.8 2.3 2.0 2.8 2.3 2.0
表4.2 建筑生石灰粉的技术要求
项目
钙质生石灰
镁质生石灰
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品
渐从饱和溶液中析出结晶。 ②碳化过程——Ca(OH)2和空气中的CO2化合，生成碳酸钙
晶体。反应式如下：
Ca(OH)2 +CO2 +nH2O＝CaCO3 +(n+1)H2O
三、石灰的技术性质和特性 （1）石灰的技术性质
根据规定，钙质生石灰和镁质生石灰各分为3个等 级，各等级的质量要求见表4.1、表4.2。
(2)强度：按2h抗折强度分为3.0、2.0、1.6三个等级。 (3)凝结时间:初凝时间：≥3min；
终凝时间：≤30min。
表4.3 建筑石膏的技术要求(GB 9776—2008)
指标
等级 3.0
2.0
1.6
强度（MPa）
抗折强度≥ 抗压强度≥
3.0
2.0
1.6
6.0
4.0
3.0
细度 (以0.2mm方孔筛筛余（%）≥ ）
(型)C2
H2O
β型半水石膏磨细即为建筑石膏。
半水石膏遇水后将重新水化生成二水石膏：
2CaSO4
•
1 2
H
2O
3H
2O
2（CaSO4
•
2
H
2O）
建筑石膏
三、 建筑石膏的技术性质和特点
（1）建筑石膏的技术性质
(1)建筑石膏的密度为2.5～2.8g/cm3，堆积密度为800～ 1000kg/m3 。