第三章 氣硬性膠凝材料

1、第四章第四章 氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料膠凝材料膠凝材料：指經(jīng)過自身的物理化學作用后，由液：指經(jīng)過自身的物理化學作用后，由液態(tài)或半固態(tài)變成堅硬的固態(tài)狀態(tài)，并能將散粒材態(tài)或半固態(tài)變成堅硬的固態(tài)狀態(tài)，并能將散粒材料（如砂、石等）或塊狀材料（如磚、石塊等）料（如砂、石等）或塊狀材料（如磚、石塊等）粘結(jié)成為整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。粘結(jié)成為整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。膠凝材料的膠凝材料的分類分類膠膠凝凝材材料料有機膠凝材料有機膠凝材料無機膠凝材料無機膠凝材料基本成分為天然的或合成的基本成分為天然的或合成的有機有機高分子化合物高分子化合物，如，如瀝青瀝青、樹脂樹脂。基本成分為基本成分為無機化合物無機

2、化合物。氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料水硬性膠凝材料只能只能在在空氣空氣中硬化、保中硬化、保持或發(fā)展強度如：石膏、持或發(fā)展強度如：石膏、石灰、水玻璃等。石灰、水玻璃等。能在空氣和水中硬化、能在空氣和水中硬化、保持和發(fā)展強度。如：保持和發(fā)展強度。如：水泥。水泥。 2.2.水硬性膠凝材料水硬性膠凝材料 指不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和繼續(xù)發(fā)展其強度的膠凝材料。 適宜：既適宜于地上，也可用于地下和水中環(huán)境。1. 1.氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料 指在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續(xù)發(fā)展其強度的膠凝材料。適合：地上和干燥環(huán)境。第一節(jié)第一節(jié) 石灰石灰 石灰生產(chǎn)簡介石

3、灰生產(chǎn)簡介石灰的技術(shù)要求石灰的技術(shù)要求石灰的應(yīng)用石灰的應(yīng)用石灰的特性石灰的特性一、石灰生產(chǎn)簡介一、石灰生產(chǎn)簡介1.生產(chǎn)原理：生產(chǎn)原理：210009003cocaocacoc煅燒時間過長或溫度過高煅燒時間過長或溫度過高過火石灰；過火石灰；溫度過低或煅燒時間不足溫度過低或煅燒時間不足欠火石灰欠火石灰降低產(chǎn)量。降低產(chǎn)量。 過火石灰過火石灰：灰黑色，表面出現(xiàn)裂紋，有玻璃體的外殼。：灰黑色，表面出現(xiàn)裂紋，有玻璃體的外殼。 含含siosio2 2、alal2 2o o3 3雜質(zhì)，塊體容重大，熟化慢。雜質(zhì)，塊體容重大，熟化慢。欠火石灰欠火石灰：未分解的石灰石，廢品，利用率很低，不能：未分解的石灰石，廢品，利

4、用率很低，不能 消化，降低石灰漿的產(chǎn)量。消化，降低石灰漿的產(chǎn)量。正火石灰正火石灰：煅燒正常，質(zhì)量輕，無裂縫，密度：煅燒正常，質(zhì)量輕，無裂縫，密度3.1-3.4g/cm3.1-3.4g/cm3 3， 表觀密度表觀密度800-1000kg/m800-1000kg/m3 3。 當當mgomgo含量含量5%5%時稱為鈣質(zhì)石灰。時稱為鈣質(zhì)石灰。 當當mgomgo含量含量 5%5%時稱為鎂質(zhì)石灰。時稱為鎂質(zhì)石灰。2.石灰的品種石灰的品種 生石灰（塊灰）：生石灰（塊灰）：石灰石煅燒而成。石灰石煅燒而成。 生石灰粉（磨細生石灰）生石灰粉（磨細生石灰）:塊灰破碎、磨細而成。塊灰破碎、磨細而成。消石灰粉（熟石灰）

5、：消石灰粉（熟石灰）：塊灰淋水消解而得。塊灰淋水消解而得。石灰膏：石灰膏：塊灰加入足量的水，淋制熟化而成（膏狀）。塊灰加入足量的水，淋制熟化而成（膏狀）。石灰乳（石灰水）：石灰乳（石灰水）：石灰膏用水沖淡而成（漿液狀）。石灰膏用水沖淡而成（漿液狀）。自行消解：自行消解：熱量促硬化，膨脹促致密；熱量促硬化，膨脹促致密；磨細：磨細：過火石灰消解加快，混合均勻；過火石灰消解加快，混合均勻；若條件許可，盡可能采用。若條件許可，盡可能采用。石灰的石灰的“熟化熟化”或或“消化消化”；自身粉化，不需磨細；自身粉化，不需磨細；大量放熱，不斷攪拌，減少逆反應(yīng)；大量放熱，不斷攪拌，減少逆反應(yīng)；防潮，防火防爆；防潮

6、，防火防爆；體積增大，注意容器匹配；體積增大，注意容器匹配； 二、石灰的技術(shù)要求二、石灰的技術(shù)要求 1.建筑生石灰建筑生石灰 產(chǎn)品標準：產(chǎn)品標準：建筑生石灰建筑生石灰（jc/t 479-92）鈣質(zhì)生石灰鈣質(zhì)生石灰（mgo5%），鎂質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰（mgo5%） 。建筑生石灰的技術(shù)指標建筑生石灰的技術(shù)指標 項目項目鈣質(zhì)生石灰鈣質(zhì)生石灰 鎂質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰 優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品 合格品合格品 優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品cao+mgo含量含量 ，（，（%）908580858075co2含量含量 ，（%）5796810未消解殘渣含量未消解殘渣含量（5mm圓孔篩余）圓孔篩余） ，（%）

7、5101551015產(chǎn)漿量產(chǎn)漿量 ，（l/kg）2.82.32.02.82.32.0 2.建筑生石灰粉建筑生石灰粉 產(chǎn)品標準：產(chǎn)品標準：建筑生石灰粉建筑生石灰粉（jc/t 480-92）；）；分類：鈣質(zhì)生石灰粉分類：鈣質(zhì)生石灰粉（mgo5%），鎂質(zhì)生石灰粉鎂質(zhì)生石灰粉（mgo5%） 。建筑生石灰粉的技術(shù)指標建筑生石灰粉的技術(shù)指標 項目項目鈣質(zhì)生石灰鈣質(zhì)生石灰 粉粉鎂質(zhì)生石灰粉鎂質(zhì)生石灰粉 優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品cao+mgo含量含量,（%） 858070807570co2含量含量,（%）791181012細細度度0.90mm篩的篩余篩的篩余,（

8、%）0.20.51.50.20.51.50.125mm篩的篩余篩的篩余,（%）7.012.018.07.012.018.0 3.建筑消石灰粉建筑消石灰粉 產(chǎn)品標準：產(chǎn)品標準：建筑消石灰粉建筑消石灰粉（jc/t 481-92）；）；分類：鈣質(zhì)消石灰粉分類：鈣質(zhì)消石灰粉（mgo4%），鎂質(zhì)消石灰粉鎂質(zhì)消石灰粉（4%mgo24%），白云石消石灰粉白云石消石灰粉（24%mgo30%）。建筑消石灰粉的技術(shù)指標建筑消石灰粉的技術(shù)指標 項目項目鈣質(zhì)消石灰鈣質(zhì)消石灰 粉粉鎂質(zhì)消石灰粉鎂質(zhì)消石灰粉 白云石消石灰粉白云石消石灰粉優(yōu)優(yōu)等等品品一一等等品品合合格格品品優(yōu)優(yōu)等等品品一一等等品品合合格格品品優(yōu)優(yōu)等等品品一

9、一等等品品合合格格品品cao+mgo含量含量,（%）706560656055656055游離水游離水（%）0.42體積安定性體積安定性合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格細細度度0.90mm篩的篩余篩的篩余,(%)000.5000.5000.50.125mm篩的篩余篩的篩余,(%)310153101531015 三、石灰的特性三、石灰的特性 1.可塑性和保水性較好?？伤苄院捅Ｋ暂^好。高度分散的高度分散的ca(oh)2膠體表面吸附較厚水膜。膠體表面吸附較厚水膜。2.生石灰水化時生石灰水化時水化熱大水化熱大，體積增大體積增大（增大（增大1.02.5倍）。倍）。kjohcaohcao9

10、 .64)(22石灰的石灰的“熟化熟化”或或“消消化化” 過火石灰過火石灰：硬化后慢慢水化：硬化后慢慢水化膨脹膨脹局部隆起和開裂局部隆起和開裂需需“預預水化水化”（陳狀陳狀）二周左右。）二周左右。 陳伏陳伏：為保證石灰完全熟化，石灰必須放入坑中以水覆蓋保存：為保證石灰完全熟化，石灰必須放入坑中以水覆蓋保存兩星期以上，這個過程稱為兩星期以上，這個過程稱為 “陳伏陳伏”。否則，未水化的石灰顆。否則，未水化的石灰顆粒將混砂漿中，在砂漿應(yīng)用之后熟化，體積膨脹，致使已硬化粒將混砂漿中，在砂漿應(yīng)用之后熟化，體積膨脹，致使已硬化的砂漿產(chǎn)生的砂漿產(chǎn)生“崩裂崩裂”或或“鼓包鼓包”現(xiàn)象，影響工程質(zhì)量?，F(xiàn)象，影響工

11、程質(zhì)量。根據(jù)根據(jù)砌筑砂漿配合比設(shè)計規(guī)程砌筑砂漿配合比設(shè)計規(guī)程（jgj 98-2000）：生石灰：生石灰熟化成石灰膏時，應(yīng)用孔徑不大于熟化成石灰膏時，應(yīng)用孔徑不大于3mm3mm的網(wǎng)過濾，熟化的網(wǎng)過濾，熟化時間不得小于時間不得小于7d；磨細生石灰粉的熟化時間不得小于；磨細生石灰粉的熟化時間不得小于2d。石灰的陳伏石灰的陳伏建筑裝飾裝修工建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收規(guī)范程質(zhì)量驗收規(guī)范（ gb 50203-2001 ）規(guī)定：抹灰用的石灰規(guī)定：抹灰用的石灰膏的熟化期不應(yīng)小于膏的熟化期不應(yīng)小于15d；罩面用的磨細；罩面用的磨細石灰粉的熟化期不應(yīng)石灰粉的熟化期不應(yīng)小于小于3d。 3.硬化緩慢。硬化緩慢。石灰漿的

12、硬化過程：石灰漿的硬化過程：結(jié)晶作用。結(jié)晶作用。水分蒸發(fā)，水分蒸發(fā)，ca(oh)2逐漸結(jié)晶析出。逐漸結(jié)晶析出。碳化作用。碳化作用。ohncacoonhcoohca23222) 1()(表層以表層以caco3為主，內(nèi)層以為主，內(nèi)層以ca(oh)2晶體為主，內(nèi)部水分脫晶體為主，內(nèi)部水分脫出緩慢，因而石灰出緩慢，因而石灰凝結(jié)硬化緩慢凝結(jié)硬化緩慢。 4.硬化時體積收縮大。硬化時體積收縮大。 游離水分游離水分蒸發(fā)蒸發(fā)所致。所致。除調(diào)成除調(diào)成石灰乳石灰乳做做薄層粉刷薄層粉刷外，外，不宜單獨使用不宜單獨使用。施工時常加入施工時常加入骨料骨料或纖維材料（如或纖維材料（如麻刀、紙筋麻刀、紙筋）。）。 6.耐水性

13、差。耐水性差。大部分尚未碳化的大部分尚未碳化的ca(oh)2易溶于水易溶于水所制。所制。 石灰不宜用于石灰不宜用于潮濕環(huán)境潮濕環(huán)境。7.吸濕性強，是傳統(tǒng)的干燥劑。吸濕性強，是傳統(tǒng)的干燥劑。5.硬化后強度低。硬化后強度低。生石灰消化生石灰消化理論需水量理論需水量32.13%，實際消化用水量很大實際消化用水量很大，多，多余水分在硬化后余水分在硬化后蒸發(fā)留下大量孔隙蒸發(fā)留下大量孔隙。 1:3石灰砂漿石灰砂漿28d抗壓強度只有抗壓強度只有0.20.5mpa。 四、石灰的應(yīng)用四、石灰的應(yīng)用品種品種適用范圍適用范圍生石灰生石灰配置石灰膏；磨細成生石灰粉。配置石灰膏；磨細成生石灰粉。生石灰粉生石灰粉（磨細生

14、（磨細生石灰粉）石灰粉）調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿；配置無熟料水泥（石灰礦渣水調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿；配置無熟料水泥（石灰礦渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等）；制作硅酸鹽制品泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等）；制作硅酸鹽制品（如灰砂磚等）；制作碳化制品（如碳化石灰空心板）；石灰（如灰砂磚等）；制作碳化制品（如碳化石灰空心板）；石灰土土（灰土）（灰土）和和三合土三合土 。消石灰粉消石灰粉制作硅酸鹽制品；石灰土和三合土制作硅酸鹽制品；石灰土和三合土 。石灰膏石灰膏調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿；稀釋成石灰乳（石灰水）涂料。調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿；稀釋成石灰乳（石灰水）涂料。 石灰乳

15、石灰乳用于內(nèi)墻和平頂刷白抹面砂漿。用于內(nèi)墻和平頂刷白抹面砂漿。 第二節(jié)第二節(jié) 建筑石膏建筑石膏一、建筑石膏的原料與生產(chǎn)：一、建筑石膏的原料與生產(chǎn)：（一）建筑石膏的原料（一）建筑石膏的原料1、天然二水石膏天然二水石膏 caso4.2h2o(生石膏） 一等 含量95% 二等 9485% 三等 8475% 四等 7465% 五等 6455%2、化工石膏、化工石膏：含有二水硫酸鈣或caso4.2h2o和caso4的混合物。天然二水石膏天然二水石膏 （二）建筑石膏的生產(chǎn)（二）建筑石膏的生產(chǎn) 建筑石膏是以建筑石膏是以型半水石膏為主要成分，不加任何外型半水石膏為主要成分，不加任何外加劑的白色粉狀膠結(jié)料。由天

16、然二水石膏經(jīng)低溫煅燒、加劑的白色粉狀膠結(jié)料。由天然二水石膏經(jīng)低溫煅燒、脫水、磨細而成。脫水、磨細而成。ohohcasocohcasoo224242112117010721.在在 系統(tǒng)中公認的石膏相有系統(tǒng)中公認的石膏相有5種形態(tài)、種形態(tài)、7個變種。個變種。ohcaso24ohcaso242ohcaso2421、二水石膏二水石膏型與型與型半水石膏型半水石膏與與型硬石膏型硬石膏型硬膏石型硬膏石型硬石膏型硬石膏、4caso4caso4caso，只在，只在1180以上才存在。以上才存在。ohcaso2421為為建筑石膏建筑石膏，又稱，又稱熟石膏熟石膏。 ohcaso2421為為高強石膏高強石膏。 2.石

17、膏的脫水轉(zhuǎn)變圖石膏的脫水轉(zhuǎn)變圖 試驗室理想條件試驗室理想條件高溫脫水高溫脫水難溶或者不溶難溶或者不溶 工業(yè)生產(chǎn)條件工業(yè)生產(chǎn)條件 二、石膏的技術(shù)要求二、石膏的技術(shù)要求產(chǎn)品標準：產(chǎn)品標準：建筑石膏建筑石膏（gb 9776-88），分為優(yōu)等品、一等品和合格品。分為優(yōu)等品、一等品和合格品。建筑石膏技術(shù)指標建筑石膏技術(shù)指標技術(shù)指標技術(shù)指標優(yōu)等品優(yōu)等品 一等品一等品 合格品合格品 抗折強度抗折強度，mpa，2.52.11.8抗壓強度抗壓強度，mpa， 4.93.92.9細度細度（0.2mm方孔篩篩余，方孔篩篩余，%），）， 5.010.015.0凝結(jié)時間凝結(jié)時間 初凝時間初凝時間6min；終凝時間；終凝時

18、間30min。 1.凝結(jié)硬化快凝結(jié)硬化快。常溫下完全水化的時間為常溫下完全水化的時間為515min，終凝時間不超過終凝時間不超過30min，7d左右完全硬化。左右完全硬化。三、建筑石膏的特性三、建筑石膏的特性凝結(jié)硬化原理：凝結(jié)硬化原理： ohcasoohohcaso24224221121ohcaso242 的的溶解度溶解度很小，約很小，約半水石膏半水石膏的的1/5，很快，很快達到飽和析出晶體，晶體達到飽和析出晶體，晶體長大長大、連生連生、交錯交錯，并產(chǎn)生，并產(chǎn)生強度。強度。 建筑石膏凝結(jié)硬化示意圖建筑石膏凝結(jié)硬化示意圖石膏緩凝劑：石膏緩凝劑：硼砂硼砂、酒石酸鉀鈉酒石酸鉀鈉、檸檬酸檸檬酸、聚乙烯

19、醇聚乙烯醇、石灰石灰活化動物骨膠或皮膠活化動物骨膠或皮膠等。等。作用：作用：降低半水石膏的降低半水石膏的溶解度溶解度和和溶解速度溶解速度。1半水石膏；半水石膏；2二水石膏膠粒；二水石膏膠粒；3二水石膏晶體；二水石膏晶體；4交錯的晶體交錯的晶體 膠化膠化 結(jié)晶開始結(jié)晶開始 結(jié)晶長大與交錯結(jié)晶長大與交錯 2.硬化時硬化時體積微膨脹體積微膨脹膨脹率約為膨脹率約為1%；注模后能真實反映注模后能真實反映模子的細致紋理；模子的細致紋理；石膏制品表面光滑石膏制品表面光滑飽滿、棱角清晰，表飽滿、棱角清晰，表面潔白細膩，適用于面潔白細膩，適用于澆注各種澆注各種建筑花飾和建筑花飾和雕塑雕塑；干燥時不開裂干燥時不開

20、裂。 5.防火性好防火性好石膏制品遇火時，二水石膏的結(jié)晶水石膏制品遇火時，二水石膏的結(jié)晶水蒸發(fā)蒸發(fā)，吸收熱量，并，吸收熱量，并在表面形成在表面形成蒸汽幕蒸汽幕和和脫水物隔熱層脫水物隔熱層。不宜長期靠近不宜長期靠近65以上高溫的部位，以免以上高溫的部位，以免脫水分解脫水分解。 3.孔隙率大，表觀密度小，強度低孔隙率大，表觀密度小，強度低。半水石膏水化，半水石膏水化，理論需水量理論需水量18.6%，實際加水量實際加水量約為約為6080%，多余水分硬化后蒸發(fā)，留下孔隙。多余水分硬化后蒸發(fā)，留下孔隙。 4.隔熱、吸聲性良好。隔熱、吸聲性良好?？紫堵矢撸覟槲⒓毜拿毧卓紫堵矢?，且為微細的毛細孔。 7.

21、耐水性和抗凍性差。耐水性和抗凍性差。潮濕條件潮濕條件晶粒間的晶粒間的結(jié)合力減弱結(jié)合力減弱，強度下降；，強度下降；水中浸泡水中浸泡水化物二水石膏晶體逐漸水化物二水石膏晶體逐漸溶解溶解而破壞；而破壞；吸水受凍吸水受凍空隙中水分會空隙中水分會結(jié)冰膨脹結(jié)冰膨脹破壞。破壞。提高石膏耐水性提高石膏耐水性加入加入水硬性材料水硬性材料，如水泥、礦渣。，如水泥、礦渣。加入水溶性加入水溶性樹脂氨基樹脂氨基、密胺密胺、聚乙烯醇聚乙烯醇等等加入有機乳液，如瀝青、石蠟加入有機乳液，如瀝青、石蠟6.具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性。具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性。熱容量大熱容量大，吸濕性強吸濕性強，可以保持室內(nèi)，可以保持室內(nèi)“小氣候小氣候”均

22、衡狀態(tài)。均衡狀態(tài)。8.加工性能好。加工性能好?？射彛膳?，可釘，可打眼?？射彛膳?，可釘，可打眼。 四、建筑石膏的應(yīng)用四、建筑石膏的應(yīng)用1.制備制備粉刷石膏粉刷石膏。2.石膏砂漿石膏砂漿。抹灰；抹灰；3.建筑石膏制品建筑石膏制品。如石膏墻板、石膏砌塊；如石膏墻板、石膏砌塊；4.藝術(shù)裝飾石膏藝術(shù)裝飾石膏。如裝飾石膏板、石膏浮雕花飾、雕塑制品；如裝飾石膏板、石膏浮雕花飾、雕塑制品； 第三節(jié)第三節(jié) 水玻璃水玻璃 概述概述水玻璃的生產(chǎn)水玻璃的生產(chǎn)水玻璃的應(yīng)用水玻璃的應(yīng)用水玻璃的特性水玻璃的特性概述概述水玻璃水玻璃俗稱俗稱泡花堿泡花堿，化學通式為化學通式為 ，其中，其中，n 是二氧是二氧化硅與堿金屬氧化

23、物之間的摩爾比，為水玻璃的化硅與堿金屬氧化物之間的摩爾比，為水玻璃的模數(shù)模數(shù)，一般，一般在在1.53.5之間。之間。 22nsioor l n為為1時能溶解于常溫的水中，時能溶解于常溫的水中，n加大只能在熱水加大只能在熱水中溶解，當中溶解，當n大于大于3時，要在時，要在4個大氣壓以上的蒸汽中個大氣壓以上的蒸汽中才能溶解。才能溶解。l 低模數(shù)水玻璃的晶體組分較多，粘結(jié)能力較差，低模數(shù)水玻璃的晶體組分較多，粘結(jié)能力較差，模數(shù)提高時，膠體組分相對增多，粘結(jié)能力隨之增模數(shù)提高時，膠體組分相對增多，粘結(jié)能力隨之增大。大。l 同一模數(shù)的液體水玻璃，其濃度愈稠，則比重同一模數(shù)的液體水玻璃，其濃度愈稠，則比重

24、愈大，粘結(jié)力愈強。在液體水玻璃中加入尿素，在愈大，粘結(jié)力愈強。在液體水玻璃中加入尿素，在不改變其粘度的情況下可提高粘結(jié)力不改變其粘度的情況下可提高粘結(jié)力25左右。左右。按堿金屬氧化物，分為按堿金屬氧化物，分為鈉水玻璃鈉水玻璃、鉀水玻璃鉀水玻璃和和鉀鈉水鉀鈉水玻璃玻璃。最常用的是最常用的是硅酸鈉水玻璃硅酸鈉水玻璃na2onsi02，還有，還有硅酸鉀水玻璃硅酸鉀水玻璃k20nsio2等。等。按含水程度的不同，分為以下三類：按含水程度的不同，分為以下三類：塊狀或粉狀水玻璃。溶解度塊狀或粉狀水玻璃。溶解度很小，尤其是高模數(shù)的很小，尤其是高模數(shù)的水玻璃；水玻璃；含有化合水的固體水玻璃或水合水玻璃。含有化合水的固體水玻璃或水合水玻璃。溶解度提溶解度提高。高。塊狀水玻璃的水溶液塊狀水玻璃的水溶液，即，即液體水玻璃。液體水玻璃。 我國目前最常用的仍然是我國目前最常用的仍然是液體鈉水玻璃液體鈉水玻璃，簡稱，簡稱水玻璃水玻璃。一、水玻璃的生產(chǎn)一、水玻璃的生產(chǎn)濕法：濕法：將磨細的將磨細的石英砂石英砂和和苛性鈉苛性鈉溶液在溶液在壓蒸鍋壓蒸鍋（2.061053.0