1、第三章 無機膠凝材料指經過自身的物理、化學作用后，能夠由漿體變成固體，并在變化過程中把一些散粒材料或塊狀材料膠結成具有一定強度的材料。膠凝材料在建筑工程中，將散粒材料（如砂子、石子）或塊狀材料（如磚或石塊）粘合為一個整體的材料，統稱為膠凝材料。二者有何區別？膠凝材料的分類第三章 無機膠凝材料第&頁4第一節 石灰千錘萬擊出深山，烈火焚燒若等閑。粉身碎骨全不惜，要留清白在人間。石灰吟（明）于謙第三章 無機膠凝材料第&頁5第三章 無機膠凝材料第&頁6石灰在中國古代建筑中的應用漢書云：“秦為馳道于天下，東窮燕齊，南極吳楚，江湖之上，瀕海之觀畢至。”v當石灰出現后,人們就普遍采用

2、“石灰面”地坪和涂墻,使室內的陰暗潮濕狀況得到了改善。v秦咸陽宮殿遺址地面,是用豬血、石灰、料姜石拌合抹成,呈暗紅色,表面光滑美觀,具防潮裝飾作用。修筑秦馳(直)道時,多是就地取材,利用當地的黃粘土加石灰夯筑而成。第三章 無機膠凝材料第&頁7來源：用石灰石、白云石、白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的原料，經9001100煅燒而成。石灰石石灰石白云質石灰石白云質石灰石生石灰第三章 無機膠凝材料第&頁8第三章 無機膠凝材料第&頁9煅燒石灰石或白堊正火石灰欠火石灰過火石灰因煅燒溫度過高或者時間過長，孔隙率減小，表觀密度增大，結構致密，表面常被熔融的黏土雜質形成的玻璃物質包裹。水化作用

3、十分緩慢，其中的細小顆粒可能在石灰漿硬化后才開始水化，產生體積膨脹，使已硬化的砂漿產生“崩裂、隆起”現象。碳酸鈣沒有完全分解，降低了石灰的利用率如何解決它的危害？具有多孔結構，內部孔隙率大，表觀密度小，與水作用速度快。2.石灰的分類根據煅燒的程度分：第三章 無機膠凝材料第&頁10根據石灰中氧化鎂的含量分： 鎂質石灰（MgOMgO5%5%） 鈣質石灰（MgO5%MgO5%） 按成品的加工方法分：塊狀生石灰（CaO）磨細生石灰粉（CaO）消石灰粉（Ca(OH)2）石灰膏（Ca(OH)2、水）第三章 無機膠凝材料第&頁113.石灰的水化（熟化/消化）水化的特點： 水化速度快，放出大量

4、的熱,大約有64.9KJ； 體積膨脹12.5倍，人工操作應注意防止燒傷、燙傷。CaO + H2O Ca (OH)2 + 64.9kJ/mol消石灰形成過程的反應步驟CaO吸水；吸水；中間產物中間產物CaO2H2O；轉化反應轉化反應CaO2H2OCa(OH)2+H2O； 凝聚、硬化。凝聚、硬化。消石灰影響水化反應能力的因素第三章 無機膠凝材料第&頁12將生石灰放入化灰池中，加大量的水，熟化成石灰乳儲灰坑儲灰坑經篩網將生石灰塊分層淋適量的水，使石灰充分熟化，又不會過濕成團，此時得到的產品就是熟石灰粉。第三章 無機膠凝材料第&頁134.石灰的硬化結晶過程碳化過程OHnCaCOCOOn

5、HOHCa23222) 1()(碳化作用實際是二氧化碳與水形成碳酸，然后與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣。由于水分蒸發，Ca(OH)2從飽和溶液中逐漸結晶析出。(干燥硬化和結晶硬化)Ca(OH)2和空氣中的CO2和水反應，形成不溶于水的碳酸鈣晶體，析出的水分則逐漸被蒸發。v硬化的特點硬化速度極為緩慢 .硬化時體積收縮第三章 無機膠凝材料第&頁14思考：古代的石灰漿經檢測強度甚高，有人說古代的石灰質量優于現在的石灰，此說法對否？原因：石灰水化后逐漸凝結硬化，包括干燥結晶硬化過程和碳化過程；隨著時間的推移，石灰的碳化反應較為深入和徹底，表現為強度甚高第三章 無機膠凝材料第&頁15重讀古詩千

6、錘萬擊出深山，烈火焚燒若等閑。粉身碎骨全不惜，要留清白在人間。石灰石，含雜質的碳酸鈣CaCO3CaCO3CaO （生灰石） + CO2 CaO+ H2O Ca(OH)2 （熟石灰熟石灰）Ca(OH)2+ CO2 CaCO3+ H2O石灰吟（明）于謙第三章 無機膠凝材料第&頁16有 效 成 分 含 量未 消 化 殘 渣 含 量生 石 灰 的 技 術 要 求欠 火 程 度產 漿 量有 效 成 分 含 量游 離 水 含 量熟 石 灰 粉 的 技 術 要 求體 積 安 定 性細 度一等品優等品合格品 石灰的質量等級 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分為優等品、

7、一等品和合格品三個等級。 詳見課本P55/ 表31、 P56/ 2、3第三章 無機膠凝材料第&頁17可塑性好可塑性好生石灰消化為石灰漿時，能形成顆粒極細呈膠體分散狀態的氫氧化鈣粒子，表面吸附一厚層的水膜，使顆粒間的摩擦力減小，因而其可塑性好。利用這一性質，將其摻入水泥砂漿中，配制成混合砂漿，可顯著提高砂漿的保水性。 硬化緩慢硬化緩慢 石灰漿的硬化只能在空氣中進行，由于空氣中CO2含量少，使碳化作用進行緩慢，加之已硬化的表層對內部的硬化起阻礙作用，所以石灰漿的硬化過程較長 。硬化后強度低硬化后強度低 生石灰消化時的理論需水量為生石灰重量的3213，但為了使石灰漿具有一定的可塑性便于應用，

8、同時考慮到一部分水因消化時水化熱大而被蒸發掉，故實際消化用水量很大，多余水分在硬化后蒸發，留下大量孔隙，使硬化石灰體密實度小，強度低。 硬化時體積收縮大硬化時體積收縮大 由于石灰漿中存在大量的游離水，硬化時大量水分蒸發，導致內部毛細管失水緊縮，引起顯著的體積收縮變形， 使硬化石灰體產生裂紋，故石灰漿不宜單獨使用，通常工程施工時常摻入一定量的骨料(砂子)或纖維材料(麻刀、紙筋等)。 熟化生成的氫氧化鈣顆粒極其細小，比表面積（材料的總表面積與其質量的比值）很大，吸附水膜能力強。吸濕性強吸濕性強，保水性好，保水性好作為干燥劑 耐水性差耐水性差 由于石灰漿硬化慢、強度低，受潮后其中尚未碳化的Ca(OH

9、)2易產生溶解，硬化石灰體遇水產生潰散，故石灰不宜用于潮濕環境。 第三章 無機膠凝材料第&頁18 生石灰儲存時間不宜過長，一般不超過一個月。作到“隨到隨化”。 不得與易燃、易爆等危險液體物品混合存放和混合運輸。 建筑石灰在使用前必須進行陳伏。第三章 無機膠凝材料第&頁19v1.配制石灰乳和建筑砂漿A）石灰乳：將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水攪拌稀釋，成為石灰乳，是一種廉價的涂料，主要用于內墻和天棚刷白，增加室內美觀和亮度。我國農村也用于外墻。石灰乳可加入各種耐堿顏料。調入少量水泥、粒化高爐礦渣或粉煤灰，可提高其耐水性，調入氯化鈣或明礬，可減少涂層粉化現象。B）石灰砂漿：是

10、將石灰漿、砂加水拌制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹灰砂漿。第三章 無機膠凝材料第&頁20v2.配制三合土和灰土 如建筑物或道路基礎中使用的石灰土（石灰:粘土=1 : 24），三合土（石灰:粘土:爐渣或砂=1:2:3），二灰土（石灰、粉煤灰或爐灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或爐灰、級配碎石）等。 石灰與粘土或硅鋁質工業廢料混合使用，制成石灰土或石灰與工業廢料的混合料，加適量的水充分拌合后，經碾壓或夯實，在潮濕環境中使石灰與粘土或硅鋁質工業廢料表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，適于在潮濕環境中使用。第三章 無機膠凝材料第&頁21v3.生產硅酸鹽制

11、品 將粒化高爐礦渣、粉煤灰、煤矸石灰渣等工業廢渣，按適當比例加入石灰作為堿性激發劑，經共同磨細可制得具有水硬性的膠凝材料。 石灰與天然砂或硅鋁質工業廢料混合均勻，加水攪拌,經壓振或壓制，形成硅酸鹽制品。為使其獲早期強度，往往采用高溫高壓養護或蒸壓，使石灰與硅鋁質材料反應速度顯著加快，使制品產生較高的早期強度。如灰砂磚、粉煤灰磚、加氣混凝土砌塊等。第三章 無機膠凝材料第&頁22v4.石灰碳化制品 例如：碳化石灰板 制作：就是將磨細的生石灰摻30%-40%的短玻璃纖維加水攪拌，震動成形，然后利用石灰窯的廢氣碳化（CO2濃度在30%40%之間，碳化時間1224h）而成的空心板。 性能：較好，

12、能鋸、能釘，適宜用作非承重隔墻。第三章 無機膠凝材料第&頁23思考題問：既然石灰不耐水，為什么由它配制的灰土或三合土卻 可以用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位？解：(1)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。加適量的水充分拌合后，經碾壓或夯實，在潮濕環境中石灰與粘土表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，所以灰土或三合土的強度和耐水性會隨使用時間的延長而逐漸提高，適于在潮濕環境中使用。 (2)再者，由于石灰的可塑性好，與粘土等拌合后經壓實或夯實，使灰土或三合土的密實度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大為減少。因此灰土或三合土可以用于基礎的

13、墊層、道路的基層等潮濕部位。第三章 無機膠凝材料第&頁24工程實例分析：某單位宿舍樓的內墻使用石灰砂漿抹面。數月后，墻面上出現了許多不規則的網狀裂紋。同時在個別部位還發現了部分凸出的放射狀裂紋。試分析上述現象產生的原因。分析：主要的原因在于石灰在硬化過程中，蒸發大量的游離水而引起體積收縮的結果。墻面上個別部位出現凸出的呈放射狀的裂紋，是由于配制石灰砂漿時所用的石灰中混入了過火石灰。這部分過火石灰在消解、陳伏階段中未完全熟化，以致于在砂漿硬化后，過火石灰吸收空氣中的水氣繼續熟化，造成體積膨脹。從而出現上述現象。第三章 無機膠凝材料第&頁25過火石灰的結構、影響及消除 結構特點:

14、內部結構致密，CaO晶體粗大，外裹難溶的釉化物。 影響: 受釉化物影響，過火石灰水化很慢，以至周圍的正火石灰硬化后，才發生水化反應，此時體積膨脹導致硬化體崩裂或隆起。注意事項： 石灰表面覆蓋一定厚度的水 用途不同，陳伏時間不同 保證有足夠的水，以維持漿體狀態保證有足夠的水，以維持漿體狀態防止石灰碳化防止石灰碳化砌筑：砌筑：7天天抹面：底層和中層灰抹面：底層和中層灰 14天天 面層灰面層灰 30天天第三章 無機膠凝材料第&頁26石灰巖生石灰塊熟石灰粉生石灰粉石灰膏石灰乳煅燒加適量水熟化磨細加過量水進行陳伏加水稀釋多用來拌制灰土和三合土使用時可以不進行陳伏用來拌制砌筑砂漿或抹面砂漿粉刷墻壁

15、第三章 無機膠凝材料第&頁27課后作業什么是什么是“欠火石灰欠火石灰”和和“過火石灰過火石灰”？石灰水化有哪些特點？石灰水化有哪些特點？石灰漿體的硬化包括哪兩個過程，有什么特點？石灰漿體的硬化包括哪兩個過程，有什么特點？思考：思考： 石灰水化時體積顯著增大的原因，可有方法抑制？石灰水化時體積顯著增大的原因，可有方法抑制？第三章 無機膠凝材料第&頁28第二節 建筑石膏第三章 無機膠凝材料第&頁29第三章 無機膠凝材料第&頁30第三章 無機膠凝材料第&頁31第三章 無機膠凝材料第&頁321.石膏的分類與制備1）天然的礦產 天然二水石膏（CaSO42H

16、2O）又稱為生石膏。石膏是以硫酸鈣為主要成分的礦物，當石膏中含有結晶水不同時，可形成多種性能不同的石膏。第三章 無機膠凝材料第&頁332）化學工業副產品化學工業和其他工業排出的以石膏為主要成分的廢渣的總稱。有磷石膏、氟石膏、脫硫石膏、制鹽石膏等幾種。主要成份是CaSO42H2O，同樣可用來生產石膏膠凝材料和制品，也可作水泥和硅酸鹽建筑制品的摻合料。 制取磷酸后的廢渣，每噸磷酸要排出3噸磷石膏。當磷石灰用硫酸處理制取磷酸后殘存的渣子用石灰中和過量的硫酸所得。主要成份為二水石膏，含量一般在90%以上，也包含少量的P2O5、氟化物、以及SiO2、Al2O3等雜質。 第三章 無機膠凝材料第&a

17、mp;頁342. 石膏的制備不同的煅燒溫度和條件下，得到的產品分類。二水石膏CaSO42H2OCaSO41/2H2OCaSO41/2H2OCaSO4 CaSO4 CaSO4 107170加熱、脫水125 0.13MPa蒸壓鍋170360加熱、脫水400750800型建筑石膏型高強石膏可溶性石膏不溶性石膏高溫煅燒石膏在建筑工程中常用建筑石膏；高強石膏用于生產建筑石膏制品。第三章 無機膠凝材料第&頁353、建筑石膏的水化與硬化建筑石膏重新水化放熱生成二水石膏的化合反應過程 ： 建筑石膏凝結過程，是一個溶解、反應、沉淀、結晶的過程；硬化過程則是二水石膏晶體之間，結晶結構網的形成過程。 晶體之

18、間互相交叉連生，形成網狀結構；隨著反應的繼續進行，結晶結構網逐漸密實，從而使石膏晶體逐漸硬化。 建筑石膏凝結硬化很快，一般初凝不小于6分鐘，終凝不超過30分鐘。OHCaSOOHOHCaSO2422422321第三章 無機膠凝材料第&頁36第三章 無機膠凝材料第&頁374.建筑石膏的等級與技術性質 建筑石膏的質量等級：建筑石膏按其強度、細度、 凝結時間等指標，劃分為優等品、一等品、合格品三個等級。具體指標見下表：技術指標名稱優等品一等品合格品強度抗折強度2.52.11.8抗壓強度4.93.92.9細度（0.2mm方孔篩篩余）5.010.015.0凝結時間初凝不早于6min，終凝不

19、遲于30min第三章 無機膠凝材料第&頁385.建筑石膏的技術性質及用途 多孔表觀密度小強度較低孔隙率大 熱導率小 吸濕性強 吸音效果好 凝結硬化快 凝結時體積產生微膨脹 硬化產物細膩、色澤潔白 具有較好的防火性能Why？石膏凝結硬化理論需水石膏凝結硬化理論需水18.6，但，但實際成型需水實際成型需水5070，多余水，多余水分蒸發后留下大量孔隙分蒸發后留下大量孔隙質量輕質量輕可加工性好可加工性好做隔墻和飾面材料做隔墻和飾面材料絕熱性好絕熱性好做保溫材料做保溫材料不能用于潮濕部位；要注意防潮不能用于潮濕部位；要注意防潮實際使用時需摻入適量緩凝劑實際使用時需摻入適量緩凝劑成型飽滿、光滑成型

20、飽滿、光滑做做裝飾裝飾材料材料耐水性差耐水性差做隔聲材料做隔聲材料裝飾性好裝飾性好第三章 無機膠凝材料第&頁396.建筑石膏的應用 室內抹灰與粉刷 生產建筑石膏制品 紙面石膏板、空心石膏條板、石膏砌塊、裝飾石膏板、裝飾石膏制品等 生產水泥時作為緩凝劑加入水泥中第三章 無機膠凝材料第&頁40 紙面石膏條板石膏空心條板第三章 無機膠凝材料第&頁417.高強石膏的特點及應用 1）、高強石膏特點由于高強石膏晶體較粗大，比表面積小(1g固體所占有的總表面積) ，拌制石膏漿時，需水量（需水量約為35%-45%）比建筑石膏（需水量高達60%-70%）小，故硬化后有較高的強度，7天的抗

21、壓強度可達15-40MPa。2）、高強石膏應用（1）強度要求較高的抹灰工程、裝飾制品和石膏板（2）摻入防水劑，可用于濕度較高的環境。（3）做粘結劑，須加入聚乙烯醇水溶液。其特點是無收縮。 第三章 無機膠凝材料第&頁42思考題 石膏粉拌水為一桶石膏漿，用以在光滑的天花板上直接粘貼，石膏飾條前后半小時完工。幾天后最后粘貼的兩條石膏飾條突然墜落，請分析原因。分析討論：其原因有兩個方面，可有針對性地解決。1.建筑石膏拌水后一般于數分鐘至半小時左右凝結，后來粘貼石膏飾條的石膏漿已初凝，粘結性能差。可摻入緩凝劑，延長凝結時間；或者分多次配制石膏漿，即配即用。2.在光滑的天花板上直接貼石膏條，粘貼難

22、以牢固，宜對表面予以打刮，以利粘貼。或者在粘結的石膏漿中摻入部分粘結性強的粘結劑。 第三章 無機膠凝材料第&頁43石膏板材與裝飾問：1.選擇建筑石膏作為裝飾的原因，它有什么特點？ 2.其制品為什么適用于室內，而不適用于室外?第三章 無機膠凝材料第&頁44答： 建筑石膏及其制品適用于室內裝修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝結硬化后具有以下的優良性質：（1）石膏表面光滑飽滿，顏色潔白，質地細膩，具有良好的裝飾性。加入顏料后，可具有各種色彩。建筑石膏在凝結硬化時產生微膨脹， 故其制品的表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整，形狀、尺寸準確、細致，裝飾性好；（2）硬化后的建筑石膏中存在大量的微

23、孔，故其保溫性、吸聲性好。（3）硬化后石膏的主要成分是二水石膏，當受到高溫作用時或遇火后會脫出21%左右的結晶水，并能在表面蒸發形成水蒸氣幕，可有效地阻止火勢的蔓延，具有一定的防火性。（4）建筑石膏制品還具有較高的熱容量和一定的吸濕性，故可調節室內的溫度和濕度，改變室內的小氣候。 室外使用建筑石膏制品時，必然要受到雨水冰凍等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗滲性差、抗凍性差，所以不適用于室外使用。第三章 無機膠凝材料第&頁45第三節 水玻璃 1.水玻璃的原料及生產水玻璃的原料及生產 水玻璃水玻璃，俗稱“泡花堿”，是由堿金屬氧化物和二氧化硅組合而成的能溶于水的一種金屬硅酸

24、鹽物質。 純的Na2SiO3為無色正交晶體, 熔點1088。第三章 無機膠凝材料第&頁46 建筑工程中常用的水玻璃是硅酸鈉的水溶液，其化學式為：Na2OnSiO2。 又稱可溶性玻璃。22nSiOOR原料: 石英砂、純堿或含碳酸鈉的原料生產:第三章 無機膠凝材料第&頁47481、種類、種類：n硅酸鈉水玻璃硅酸鈉水玻璃（簡稱鈉水玻璃，Na2OSiO2）；）；n硅酸鉀水玻璃（簡稱鉀水玻璃，硅酸鉀水玻璃（簡稱鉀水玻璃，2SiO2）。）。n在工程中最常用的是硅酸鈉液態水玻璃硅酸鈉液態水玻璃，由固體水玻璃溶解于水而得，質量好的水玻璃微帶淡黃色而透明。若其含雜質，則會呈現各種色澤。49n根據

25、水玻璃模數的不同，又分為“堿性”水玻璃（）和“中性”水玻璃（3）。 n模數的大小決定著水玻璃的品質及其應用性能：n值越大，水玻璃的黏度越大，黏結力、強度、耐酸性、耐熱性越高，但也越難溶解于水中，且由于黏度太大，不利于施工。2、水玻璃的模數：、水玻璃的模數： 50成品水玻璃的性狀n1.塊狀、粉狀的固體水玻璃，不含水分；n2.液體水玻璃，由塊狀水玻璃溶解于水而得。模數、濃度、相對密度各不相同；n3.含化合水的水玻璃，即水化玻璃。51n濕法生產濕法生產將石英砂和苛性鈉（氫氧化鈉）溶液在壓蒸壓蒸鍋鍋內用蒸汽加熱，直接反應生液體水玻璃。 n干法生產干法生產將石英砂和純堿（碳酸鈉）磨細拌勻，在熔爐中于13

26、001400C溫度下熔化，反應生成固體水玻璃。n固體水玻璃于水中加熱溶解而得到常用的液體水玻璃。 222232COnSiOONanSiOCONa3、生產：分為濕法和干法。、生產：分為濕法和干法。 2322)(COSiONaSiOOHNa524、水玻璃的硬化：、水玻璃的硬化：n 液體水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成無定形硅酸液體水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成無定形硅酸凝膠，并逐漸干燥而硬化：凝膠，并逐漸干燥而硬化：加入促硬劑：加入促硬劑：Na2SiF6 n氟硅酸鈉的摻量應適宜。OmHnSiOCONaOmHCOnSiOONa22322222 OHSiOOHSiO2222 NaFomHSiOnOm

27、HNaSiFN612nSiOOa224262253 （1）粘結力強。 （2）耐酸性好。 （3）耐熱性高5、水玻璃的技術特性、水玻璃的技術特性546、水玻璃的應用、水玻璃的應用n（1）涂刷表面，提高抗風化能力）涂刷表面，提高抗風化能力 。 222)(OHCanSiOONaOHSiOCaOSiOnONa22221 )( 請問：石膏制品能用水玻璃噴涂嗎？請問：石膏制品能用水玻璃噴涂嗎？以密度為1.35 g/cm3的水玻璃浸漬或涂刷黏土磚、水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、石材等多孔材料，可提高材料的密實度、強度、抗滲性、抗凍性、及耐水性等。556、水玻璃的應用、水玻璃的應用n（2）配制耐酸砂漿和耐酸混凝土）配制耐酸砂漿和耐酸混凝土n（3）配制防水劑）配制防水劑 水玻璃加兩種、三種、或四種礬，即可配制成所謂水玻璃加兩種、三種、或四種礬，即可配制成所謂的二礬、三礬、四礬速凝防水劑。的二礬、三礬、四礬速凝防水劑。 566、水玻璃的應用、水玻璃的應用n（4）作為灌漿材料，加固地基）作為灌漿材料，加固地基（石灰可作為膨脹劑） 將水玻璃和氯