1、3 3氣硬性無機膠凝材料氣硬性無機膠凝材料3 3 氣硬性無機膠凝材料氣硬性無機膠凝材料n掌握：掌握石灰膠凝材料的制備方法、硬化機理、化學及物理性質和各自的適用條件，以及它們在配制、儲運和使用中應注意的問題。n熟悉：天然巖石的分類；應用要求、影響石材強度、耐久性的因素；n了解：天然石材的形成過程 n教學重點：n1、 過火石灰：煅燒溫度過高得到的石灰，此石灰結構致密，表面常被熔融的黏土雜質形成的玻璃物質所包覆，與水作用的速度很慢，對石灰的使用極為不利 n2、 陳伏：時間為兩周以上，目的是讓生石灰完全熟化成熟石灰。n解決方法：n建議通過學習了解建筑石材、裝飾石材在工程中的應用情況；n理解天然石材在工

2、程中的實用意義。 n定義：定義：n膠凝材料膠凝材料在一定條件下經(jīng)過在一定條件下經(jīng)過自身的一系列物理化學作用后，自身的一系列物理化學作用后，能將散粒或塊狀材料粘結成為具能將散粒或塊狀材料粘結成為具有一定強度的整體的材料。有一定強度的整體的材料。分類：n無機膠凝材料：無機膠凝材料： 氣硬性無機膠凝材料氣硬性無機膠凝材料，如石灰、石如石灰、石膏、水玻璃等膏、水玻璃等 水硬性無機膠凝材料水硬性無機膠凝材料，如水泥如水泥有機膠凝材料：有機膠凝材料：如瀝青、樹脂、橡膠等如瀝青、樹脂、橡膠等n 氣硬性無機膠凝材料n氣硬性無機膠凝材料只能在空氣中硬化并保持發(fā)展其強度。n水硬性無機膠凝材料既能在空氣中硬化，又能

3、更好地在水中硬化，保持并發(fā)展其強度。第一節(jié) 建筑石灰n一、生石灰的生產(chǎn)n原料：石灰?guī)r，主要含CaCO3，其次為MgCO3。n煅燒：CaCO3CaO+CO2nMgCO3MgO+CO2n煅燒的溫度和時間很關鍵，若溫度過低或時間不足，產(chǎn)生欠火石灰，即殘留有未分解的CaCO3；相反，產(chǎn)生過火石灰，其質地密實，熟化緩慢。二、石灰的熟化（消解）nCaO+H2OCa(OH)2+Q（熱量）n特點：（1）水化時放出大量的熱； n （2）體積膨脹12.5倍。n工地上的熟化過程，稱為陳伏。n陳伏生石灰加水在儲灰池中存放兩周以上。n原因：為了使過火石灰完全熟化，否則未熟化的石灰施工抹灰后，繼續(xù)熟化，體積膨脹，使抹面層

4、發(fā)生鼓起、開裂、爆花等現(xiàn)象。n注意：灰漿表面保留有一層水分，防止石灰碳化，即Ca(OH)2+nH2OCaCO3+（n+1）H2O三、石灰的硬化n由結晶、碳化兩個過程同時進行：n（一）結晶硬化：n水分減小，Ca(OH)2結晶析出，強度增加。n（二）碳化硬化：nCa(OH)2+CO2+nH2OCaCO3+（n+1）H2OnCaCO3結晶析出，與Ca(OH)2晶體形成結晶網(wǎng)，強度提高。 （三）石灰硬化的特點：n 1、純石灰的硬化過程很慢。n因為碳化硬化只能在抹灰層表面進行，生成致密的CaCO3后，CO2不易進入，內部水分不易蒸發(fā)；n 2、體積收縮嚴重。n由于石灰漿中存在大量的游離水分，硬化時大量水分

5、蒸發(fā)，導致內部毛細管失水緊縮，引起顯著的體積收縮變形，使硬化的石灰漿體出現(xiàn)干縮裂紋。石灰硬化的特點n3、硬化后強度低。生石灰消化時的理論用水量為生石灰質量的32.13，但為了使石灰漿具有一定的可塑性便于應用，同時考慮到平分水因消化時水化熱大而被蒸發(fā)掉，故實際消化用水量很大，多余水分在硬化后蒸發(fā)，將留下大量孔隙，因而硬化石灰體密實度小，強度低。n四、石灰的技術要求n 見表3-1、3-2、3-3、3-4。n五、常用建筑石灰的品種n根據(jù)成品加工方法有：n1、生石灰塊n2、磨細生石灰粉：n熟化速度提高3050倍，強度提高n2倍，成本高，不易貯存。n3、消石灰粉n4、石灰膏 5、石灰乳六、石灰的特性和應

6、用n（一）石灰特性n1、良好的可塑性及保水性n生石灰熟化后形成顆粒極細（粒徑為0.001mm）呈膠體分散狀態(tài)的Ca(OH)2粒子，顆粒表面能吸附一層較厚的水膜，因而使石灰具有良好的可塑性及保水性。n利用這一性質，在水泥砂漿中加入石灰，可明顯提高砂漿的可塑性，改善砂漿的保水性。石灰特性n2、凝結硬化慢，強度低n3、耐水性差n由于石灰漿硬化慢、強度低，在石灰硬化體中，大部分仍是尚未碳化的Ca(OH)2，Ca(OH)2易溶于水，這會使得硬化石灰體遇水后產(chǎn)生潰散，故石灰不宜用于潮濕環(huán)境。石灰特性n4 4、體積收縮大、體積收縮大n石灰漿體在硬化過程中要蒸發(fā)大量的水，石灰漿體在硬化過程中要蒸發(fā)大量的水，使

7、石灰內部毛細孔失水收縮，引起體積收使石灰內部毛細孔失水收縮，引起體積收縮。因此石灰除調制成石灰乳作薄層涂刷縮。因此石灰除調制成石灰乳作薄層涂刷外，一般不單獨使用，常在石灰中摻入砂、外，一般不單獨使用，常在石灰中摻入砂、麻刀、紙筋等材料以減少收縮。麻刀、紙筋等材料以減少收縮。n5 5、吸濕性強、吸濕性強n生石灰吸濕性強，保水性好，可作干燥劑。生石灰吸濕性強，保水性好，可作干燥劑。（二）石灰的應用n1、拌制灰土或三合土n灰土即熟石灰粉和粘土按一定比例拌和均勻，夯實而成，常用有二八灰土及三七灰土；三合土即熟石灰粉、粘土、骨料按一定的比例混合均勻夯實。夯實后的灰土和三合土廣泛用作建筑物的基礎、路面或地

8、面的墊層，其強度比石灰和粘土都高，其原因是粘土顆粒表面的少量活性SiO2、Al2O3與石灰起反應生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等不溶于水的水化礦物的緣故。石灰的應用n2、配制石灰砂漿和石灰乳n用于抹灰和粉刷。n3、生產(chǎn)硅酸鹽制品n4、生產(chǎn)碳化石灰板n將磨細的生石灰、纖維狀填料（如玻璃纖維）或輕質骨料按比例混合攪拌成型，再通入CO2進行人工碳化，可制成輕質板材。石灰的應用n5、加固含水的軟土地基n在樁孔內灌入生石灰塊，利用生石灰吸水熟化時體積膨脹的性能產(chǎn)生膨脹壓力，從而使地基加固。工程實例n 石灰的選用：n某工地急需配制石灰砂漿。當時有消石灰粉、生石灰粉及生石灰塊可供選用。因生石灰價格相對較便宜，便

9、選用，并馬上加水配制石灰膏，再配制石灰砂漿。使用數(shù)日后，石灰砂漿出現(xiàn)眾多凸出的膨脹性裂縫，如圖，請分析原因。原因分析n該石灰的陳伏時間不夠。數(shù)日后部分過火石灰在已硬化的石灰砂漿中熟化，體積膨脹，以致產(chǎn)生膨脹性裂紋。防治措施n 因工程時間緊，若無現(xiàn)成合格的石膏，可選因工程時間緊，若無現(xiàn)成合格的石膏，可選用消石灰粉或生石灰粉。生石灰粉在磨細過程用消石灰粉或生石灰粉。生石灰粉在磨細過程中，把過火石灰磨成細粉，克服了過火石灰在中，把過火石灰磨成細粉，克服了過火石灰在熟化時造成的體積安定性不良的危害。熟化時造成的體積安定性不良的危害。n故可不必陳伏可直接使用，且生石灰熟化時放故可不必陳伏可直接使用，且生

10、石灰熟化時放出的熱可大大加快砂漿的凝結硬化，加水量亦出的熱可大大加快砂漿的凝結硬化，加水量亦較少，硬化后的砂漿強度亦提高。較少，硬化后的砂漿強度亦提高。第二節(jié) 建筑石膏n一、石膏的生產(chǎn)與種類n（一）建筑石膏OHOHCaSOOHCaSOCC22417010724211)(21200型（二）高強石膏OHOHCaSOOHCaSOMPaC22413. 0 .12524211)(2120型高強石膏n高強石膏較建筑石膏晶體顆粒較粗，表面積小，高強石膏較建筑石膏晶體顆粒較粗，表面積小，拌制相同稠度時需水量比建筑石膏少，因此該拌制相同稠度時需水量比建筑石膏少，因此該石膏硬化后結構密實、強度高。高強石膏生產(chǎn)石膏

11、硬化后結構密實、強度高。高強石膏生產(chǎn)成本較高，主要用于室內高級抹灰、裝飾制品成本較高，主要用于室內高級抹灰、裝飾制品和石膏板等。和石膏板等。n此外，還有粉刷石膏、地板石膏等，建筑上應此外，還有粉刷石膏、地板石膏等，建筑上應用最廣泛的為建筑石膏，本節(jié)主要介紹建筑石用最廣泛的為建筑石膏，本節(jié)主要介紹建筑石膏的性質及應用。膏的性質及應用。二、建筑石膏的凝結與硬化n（一）建筑石膏的水化一）建筑石膏的水化n建筑石膏加水拌合后，與水發(fā)生化學反建筑石膏加水拌合后，與水發(fā)生化學反應（簡稱水化），其反應式如下：應（簡稱水化），其反應式如下：OHCaSOOHOHCaSO24224221121（二）建筑石膏的凝結硬

12、化n凝結：隨著漿體中自由水分的水化消耗、蒸發(fā)凝結：隨著漿體中自由水分的水化消耗、蒸發(fā)及被水化產(chǎn)物吸附，自由水不斷減少，漿體逐及被水化產(chǎn)物吸附，自由水不斷減少，漿體逐漸變稠而失去塑性這一過程稱凝結。漸變稠而失去塑性這一過程稱凝結。n硬化：在失去塑性的同時，二水石膏膠體微粒硬化：在失去塑性的同時，二水石膏膠體微粒逐漸變?yōu)榫w，晶體顆粒逐漸長大，且晶體顆逐漸變?yōu)榫w，晶體顆粒逐漸長大，且晶體顆粒間相互搭接、交錯、共生，晶體之間摩擦力、粒間相互搭接、交錯、共生，晶體之間摩擦力、粘結力逐漸增大，強度不斷增大，這一過程稱粘結力逐漸增大，強度不斷增大，這一過程稱為硬化。為硬化。 三、建筑石膏的特性n（一）凝

13、結硬化快一）凝結硬化快n建筑石膏加水拌合后，漿體幾分鐘后開始失去建筑石膏加水拌合后，漿體幾分鐘后開始失去塑性，塑性，30min30min內完全失去可塑性而產(chǎn)生強度。內完全失去可塑性而產(chǎn)生強度。使用過程中，常摻入一些緩凝劑。使用過程中，常摻入一些緩凝劑。n（二）體積微膨脹性（二）體積微膨脹性n建筑石膏在硬化時卻體積膨脹，膨脹率為建筑石膏在硬化時卻體積膨脹，膨脹率為0.50.51 1。這一性質使石膏制品尺寸準確，形。這一性質使石膏制品尺寸準確，形體飽滿，再加上石膏本身顏色潔白，質地細膩，體飽滿，再加上石膏本身顏色潔白，質地細膩，因而特別適合制作建筑裝飾制品。因而特別適合制作建筑裝飾制品。建筑石膏的

14、特性n（三）多孔性三）多孔性n為了使石膏漿體具有施工要求的可塑性，建筑為了使石膏漿體具有施工要求的可塑性，建筑石膏在加水拌合時往往加入大量的水（約占建石膏在加水拌合時往往加入大量的水（約占建筑石膏質量的筑石膏質量的60608080），而建筑石膏理論），而建筑石膏理論需水量僅占需水量僅占18.618.6，這些多余的自由水蒸發(fā)后，這些多余的自由水蒸發(fā)后留下許多孔隙。因此石膏制品具有表觀密度小，留下許多孔隙。因此石膏制品具有表觀密度小，保溫隔熱性能好等優(yōu)點，同時也帶來強度低、保溫隔熱性能好等優(yōu)點，同時也帶來強度低、吸水率大、抗?jié)B性差等缺點。吸水率大、抗?jié)B性差等缺點。建筑石膏的特性n（四）防水性好，但

15、耐火性差n建筑石膏硬化后主要成分為CaSO42H2O，當遇到火災時，結晶水吸收大量熱，蒸發(fā)變?yōu)樗魵猓环矫嫜泳徥啾砻鏈囟鹊纳撸硪环矫嫠魵饽豢捎行У刈柚够饎萋樱鸬搅朔阑鹱饔谩５撍螅瑥姸认陆担驗槟突鹦圆睢＝ㄖ嗟奶匦詎（五）環(huán)境的調節(jié)性（五）環(huán)境的調節(jié)性n建筑石膏具有較強的吸濕性，熱容量大、保溫建筑石膏具有較強的吸濕性，熱容量大、保溫隔熱性能好，能在一定程度上能調節(jié)環(huán)境的溫、隔熱性能好，能在一定程度上能調節(jié)環(huán)境的溫、濕度。濕度。n（六）耐水性、抗凍性差（六）耐水性、抗凍性差n建筑石膏制品的孔隙率大，且二水石膏可微溶建筑石膏制品的孔隙率大，且二水石膏可微溶于水，遇水后強度大

16、大降低，若石膏制品吸水于水，遇水后強度大大降低，若石膏制品吸水后受凍，會因孔隙中水分結冰膨脹而破壞。因后受凍，會因孔隙中水分結冰膨脹而破壞。因此石膏制品不宜用在潮濕寒冷的環(huán)境中。此石膏制品不宜用在潮濕寒冷的環(huán)境中。四、建筑石膏的應用n建筑石膏的用途廣泛，主要用于室內抹建筑石膏的用途廣泛，主要用于室內抹灰、粉刷，生產(chǎn)各種石膏板及裝飾制品，灰、粉刷，生產(chǎn)各種石膏板及裝飾制品，作水泥原料中的緩凝劑和激發(fā)劑等。作水泥原料中的緩凝劑和激發(fā)劑等。n（一）室內抹灰和粉刷（一）室內抹灰和粉刷n（二）建筑石膏制品（二）建筑石膏制品n建筑石膏制品具有良好的裝飾功能，不建筑石膏制品具有良好的裝飾功能，不污染、不老化，對人體健康無害等優(yōu)點，污染、不老化，對人體健康無害等優(yōu)點，近年來倍受青睞。近年來倍受青睞。n1 1、紙面石膏板、紙面石膏板n2 2、裝飾石膏板、裝飾石膏板n3 3、吸聲穿孔石膏板、吸聲穿孔石膏板n4 4、石膏藝術制品、石膏藝術制品 觀察與討論觀察與討論n建筑石膏粉的質量問題:請觀察下圖中的建筑石膏粉，請觀察下圖中的建筑石膏粉，并分析是否宜用此石膏粉作粘結并分析是否宜用此石膏粉作粘結材料或制作石膏制品。材料或制作石膏制品。 討論