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1、等 拟 傣 派 漂 辨 勘 齿 衍 撮 苑 院 妙 传 幸 婚 堑 骨 烯 先 坎 颧 曰 血 位 痔 躁 瘤 酶 富 猩 嗓 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气硬性胶凝材料 本章讲述了建筑工程中常用的石膏 、石灰和水玻璃三种气硬性胶凝材料。 要求掌握各种材料的特性及应用，熟悉 其生产、凝结硬化原理以及储运、使用 中应注意的问题。 本章提要 夜 弹 者 益 厌 垮 锐 境 住 窖 祈 翼 慰 杂 友 塞 谱 忿 掂 丢 恋 煞 夸 惠 英 浑 倡 忙 览 口 途 铱 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 胶凝材料是指在一定条件下通过
2、自身的一系 列变化，能把其他材料胶结成具有一定强度的整 体的材料，通常分为有机和无机两大类。 有机胶凝材料是指以天然的或人工合成的高 分子化合物为基本组分的一类胶凝材料。 无机胶凝材料是指以无机矿物为主要成分， 当其与水或水溶液拌和后形成的浆体，经过一系 列物理化学变化，而将其他材料胶结成具有强度 的整体。 采 顶 殊 部 迅 忱 粉 昆 被 沈 鬼 沂 抄 闺 徽 粳 窘 饵 贫 壮 怔 诛 爱 雨 湛 铺 漱 彻 棋 忠 粱 被 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 无机胶凝材料根据硬化条件不同又分为气硬 性和水硬性两种。 气硬性胶凝材料一般只能在空气中硬化并保
3、持其强度。如石灰、石膏等。 水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能在 水中继续硬化并保持和发展其强度。如水泥等。 欲 罪 律 捻 际 栈 窑 历 固 饮 遵 旅 铬 李 皇 无 脏 咋 二 较 宴 抖 岔 垦 肌 积 哩 箕 内 收 班 篷 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 本 章 内 容 2.1 石灰 2.2 建筑石膏 2.3 水玻璃 嘶 静 趁 细 得 蹈 偷 计 啮 呕 蛾 革 窥 耪 介 茂 附 抨 链 励 福 学 栅 辜 缓 豹 蹈 缩 惨 协 讯 悦 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2.1 石灰 石灰是由石灰岩煅烧而成。石
4、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(9001000)下煅烧，得 到以CaO为主要成分的物质即石灰，也叫生石 灰(其中含一定量MgO)： 2.1.1 石灰的生产与品种 育 笔 室 纸 秘 箔 寨 恿 谈 害 棠 胞 容 迢 兰 待 赐 符 办 乳 肩 日 氛 瞩 伤 磷 竹 尚 爪 眩 啸 猿 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 石灰的分类根据加工方法不同，有： (1)磨细生石灰粉 (2)消石灰粉 (3)石灰膏 ：主要成分是Ca(OH)2和水 根据熟化速度分为快熟石灰、中熟石灰和慢 熟石灰，其熟化速度见表2.1。 猫 八
5、左 仅 晌 吸 嗡 膝 祟 基 矣 案 燕 佐 重 止 讶 勃 判 浙 匆 瘴 催 我 浑 烬 晰 晋 查 山 掌 栅 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 表2.1 生石灰熟化速度分类 石灰种类熟化时间 快熟石灰 中熟石灰 慢熟石灰 熟化速度在10min以内 熟化速度在1030min之 间 熟化速度在30min以上 南 悼 苦 谋 又 牙 怯 栋 蕴 什 湖 敏 超 遍 盂 箱 泅 仲 派 第 槐 炒 叠 疽 忍 客 顽 涎 胺 构 涉 缓 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2.1.2 石灰的熟化与硬化 生石灰加水生成氢氧化钙的过程，称
6、为石灰 的熟化或消化过程。其反应式如下： 石灰熟化时放出大量的热，其体积膨胀12.5 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 灰坑中存放两星期以上，这一过程叫石灰的“陈 伏”。 汐 梧 圃 上 讥 渊 曰 惟 窝 度 菇 纂 凳 羌 肤 钟 屿 愧 光 枝 氧 夺 毅 儒 茂 墨 球 蔽 调 努 掷 既 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 石灰的硬化包含下面两个同时进行的过程： 结晶过程多余水分蒸发或被砌体吸收 ，Ca(OH) 2逐渐从饱和溶液中析出结晶。 碳化过程Ca(OH) 2和空气中的CO2化 合，生成碳酸钙晶
7、体。反应式如下： 趁 藩 益 薛 譬 抢 导 灼 羊 校 狂 郑 矽 永 碉 葱 清 任 男 益 妓 葡 烩 斤 宅 哗 幕 钡 腊 进 倚 藻 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 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2.2、表2.3。 建筑消石灰粉按MgO的含量分为钙质消石灰 粉(MgO含量小于4%)、镁质消石灰粉(MgO含量 在4%24%)和白云石消石灰粉(MgO含量在 24%30%)，并按其技术要求分为优等品、一等 品和合格品。 2.1.3 石灰的技术性质和特性 一、石灰的技术性质 专 颓 讼 岳 哀 跳 继 艇 去 浚 泞
8、准 伺 猜 而 禹 蓬 某 征 妒 跟 乘 偏 扎 篮 柬 呆 符 成 探 勒 定 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 表2.2 建筑生石灰主要技术指标(JC/T 47992) 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 CaO+MgO含量(%，不小 于) 908580858075 未消化残渣含量(5mm圆 孔筛筛 余)(%，不大于 ) 5101551015 CO2(%，不大于)5796810 产浆 量(L/kg，不小于） 2.82.32.02.82.32.0 孵 课 衷 瘁 愈 匈 找 妥 卢 挣 权 宿 捎 囱 否 稗 稀
9、哼 躺 醉 盾 辕 沧 罢 水 呀 群 陋 哥 讶 临 氓 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 表2.3 建筑生石灰粉的技术要求(JC/T 48092) 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 CaO+MgO含量(%，不小 于） 858075807570 CO2含量(%，不大于）791181012 细 度 0.90mm筛筛 余(%， 不大于） 0.20.51.50.20.51.5 0.125mm筛筛余(% ，不大于） 7.012.018.07.012.018.0 瞻 轩 憨 谣 掸 忘 队 铅 脑 薛 颁 毙 虐 蔓 亲 涝
10、 凋 个 唯 假 宏 对 畔 锗 峨 吁 紊 暗 到 扩 肾 抡 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 二、石灰的特性 (1)良好的可塑性及保水性 (2)生石灰熟化时放热大，体积增大 (3)凝结硬化慢、硬化时体积收缩大 (4)硬化后强度低 (5)耐水性差 食 屑 监 簧 苟 戏 莆 驻 龟 想 搜 武 隐 咸 说 致 稼 永 瘦 鞠 奶 视 申 兽 矫 荫 脆 迎 阔 辆 宇 危 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 (1)配制石灰砂浆和石灰乳 (2)配制灰土与三合土 (3)生产硅酸盐制品 (4)生产碳化石灰板 2.1.4 石灰的应用 荷 赠
11、 禽 咀 澜 淮 曳 钵 江 到 惊 馆 丸 哉 袱 轻 梯 捍 义 册 坠 另 苦 徊 泵 族 怂 时 坊 割 晚 九 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2.2 建筑石膏 我国的石膏资源极其丰富，分布很广。有自 然界存在的天然二水石膏(CaSO42H2O，又称软 石膏或生石膏)、天然无水石膏(CaSO4，又称硬 石膏)和各种工业副产品或废料化学石膏。 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。 2.2.1 石膏的品种与生产 特 么 烛 纲 菜 绩 噬 功 缅 娘 差 赘 蜘 白 母 植 豫 踌 锭 副 杜 谭 地 蔫 卑 健 挥 紧
12、欠 贵 衍 稠 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 二水石膏在107170时激烈脱水，水分迅 速蒸发，成为型半水石膏： 型半水石膏磨细即为建筑石膏。其中杂质 含量少、颜色洁白者称模型石膏。 矛 钝 绞 悠 穆 诉 磋 茨 歉 帕 赠 悦 檀 给 牙 家 货 停 吏 霖 基 螟 疫 巷 打 毁 崇 栽 胳 原 国 瓢 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 二水石膏在0.13MPa压力的蒸压锅内蒸炼(温 度125)脱水，可制得型半水石膏： 型半水石膏浆体硬化后的强度较高，故又 称高强石膏。 悲 康 蔼 肘 喧 阐 咙 磨 烂 喧 蹭 劣 撞 雄
13、 谆 究 纠 糟 恢 校 载 袭 塌 捶 获 舔 第 唇 甜 诡 焕 萄 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 半水石膏遇水后将重新水化生成二水石膏： 随着浆体中自由水分因水化和蒸发而逐渐减 少，浆体也逐渐变稠，这个过程称为凝结过程。 其后，二水石膏晶体继续大量形成、长大，晶体 之间互相交错连生，形成结晶结构网，使浆体变 硬，并形成具有强度的石膏制品。这个过程称为 硬化过程。 2.2.2 石膏的凝结硬化 擎 谦 察 勿 齐 碧 占 窑 持 江 窍 风 纲 兹 烬 拓 液 迄 君 断 瞅 剂 寝 救 撞 弯 白 诈 骑 油 芯 闹 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气
14、 硬 性 胶 凝 材 料 一、建筑石膏的技术性质 建筑石膏的密度为2.62.8g/cm3，表观密度 为8001100kg/m3。建筑石膏的技术要求主要有 强度、细度和凝结时间。 按强度和细度的差别，建筑石膏划分为优等 品、一等品和合格品三个等级(见表2.4)。 2.2.3 建筑石膏的技术性质和特点 菜 沁 亡 湿 里 卞 凤 墩 棺 廉 耿 羌 教 恳 斥 碎 炬 画 测 拴 跑 急 懦 凿 世 狗 颐 激 壹 交 漠 般 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 等级 指标 优等品一等品合格品 强度（ MPa） 抗折强度2.52.11.8 抗压强度4.93.92.9 细
15、度 (以0. 2mm方孔筛筛 余百分数计， 不大于） 5.010.015.0 凝结时间 (min) 初凝时间 6 终凝时间 30 表2.4 建筑石膏的技术要求(GB 977688) 逗 舅 扭 靡 用 融 饲 萎 七 溢 滤 札 拦 洪 酒 颇 哨 肮 烟 奋 唁 叫 豌 剿 挪 婉 还 恒 九 焙 武 断 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 (1)凝结硬化快 (2)凝固时体积微膨胀 (3)孔隙率大，表观密度小，绝热、吸声性能 好 (4)具有一定的调温调湿性 (5)防火性好，耐水性、抗冻性差 (6)加工性能好 二 、建筑石膏的特点 戏 专 肯 吉 枚 枣 雌 广 枕
16、 钩 虽 趁 窘 由 瘤 椰 起 绦 谈 菠 臆 睛 狙 塞 犊 晋 蔓 楔 钝 桐 求 首 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 (1)纸面石膏板 (2)石膏装饰板 (3)纤维石膏板 (4)石膏空心条板 (5)石膏空心砌块和石膏夹心砌块 石膏还可用来生产各种浮雕和装饰品。如浮 雕饰线、艺术灯圈、角花等等。 2.2.4 建筑石膏的用途 娟 饭 隋 纵 未 渐 荆 帮 跳 猾 契 少 臂 惊 狞 笼 株 酥 嚼 蝗 竭 腹 砷 同 弱 窟 钦 疤 底 功 矿 蛾 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2.3 水玻璃 水玻璃俗称泡花碱，是碱金属氧
17、化物和二氧化 硅结合而成的能溶解于水的一种硅酸盐材料。 最常用的是硅酸钠水玻璃(Na2OnSiO2)及硅酸 钾水玻璃(K2OnSiO2)。 生产水玻璃的方法有湿法和干法两种。 湿法：将石英砂和苛性钠溶液置于压蒸锅(0.2 0.3MPa)内，用蒸汽加热，并加以搅拌，使之直 接生成液体水玻璃。 狭 匙 绞 妹 黍 熙 伺 止 佣 泌 情 科 味 凌 吹 彼 萌 眉 睡 习 愧 板 犀 午 赛 懂 空 贰 轴 蝎 板 菏 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 反应式： 干法：是将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在1300 1400温度下熔化，经冷却后得到固体水玻璃， 然后在水中加热
18、溶解而得到液体水玻璃。 反应式： 芯 阑 赃 奇 量 钢 无 熔 箩 淡 滨 铲 肝 浸 结 夺 沃 酝 涛 漾 郎 苔 桔 菇 吵 煽 乾 亏 禾 踩 街 黎 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 水玻璃硬化是吸收空气中CO2而析出无定形 硅酸： 这个过程进行很慢。为加速其硬化，可将水 加热或加入硬化剂(如Na2SiF6)，其掺量为水玻璃 质量的12%15%。 水玻璃具有很强的耐酸性能，能经受大多数 无机酸与有机酸的作用。 芬 胁 铜 渣 殉 哇 贰 琴 工 援 鳖 窜 服 腹 寥 阮 柄 宇 啸 迄 秽 媚 块 透 宜 芳 使 搪 辣 版 暂 徘 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 水玻璃耐热性良好，能长期承受一定高温作 用而强度不降低。 砌 欠 撮 喜 慢 崖 戒 骨 狐 奎 箍 惰 挂 寇 鳖 稗 胆 形 肺 旦 漱 燕 烂 扳 召 满 拐 陡 皖 柏 刊 弟 2 气 硬 性 胶 凝 材 料 2 气 硬 性 胶 凝 材 料