第二章.氣硬性膠凝材料

膠凝材料1.定義---能將散粒材料或塊狀材料粘結成整體的材料2.分類---無機膠凝材料、有機膠凝材料

氣硬性膠凝材料---只能在空氣中硬化，也只能在無機膠凝材料空氣中保持或繼續發展強度水硬性膠凝材料---不僅能在空氣中，而且能更好地a在水中硬化、保持或繼續發展強度

強度耐水性抗滲、抗凍性用途氣硬性低差差地面以上、干燥環境水硬性高好好干燥或潮濕環境、水中3.氣硬性與水硬性膠凝材料的差異第二章.氣硬性膠凝材料膠凝材料強度耐水性抗滲、抗凍性1有機膠凝材料瀝青樹脂各種水泥水硬性石灰石膏水玻璃菱苦土氣硬性無機膠凝材料膠凝材料有機膠凝材料瀝青樹脂各種水泥水硬性石灰石膏水玻璃菱苦土氣硬性2一.原料與生產原料：以CaCO3為主要成分的天然巖石，如：石灰石、白堊等。石灰的制備：石灰石的熱分解反應：

制備工藝：巖石破碎煅燒粉磨(消解)第一節.石灰一.原料與生產原料：第一節.石灰3制備工藝與產品石灰石1000～1200C磨細生石灰粉生石灰水噴淋熟石灰粉(水)化灰池石灰漿濃縮石灰膏陳伏煅燒溫度較低，時間較短時，

欠火石灰煅燒溫度較高，時間較長時，過火石灰減輕或消除過火石灰的危害制備工藝與產品石灰石1000～1200C磨細生石生石灰水噴4氣硬性膠凝材料課件5放熱體積膨脹1-2.5倍正火（生）石灰分兩類—當MgO5%，為鈣質生石灰；當MgO5%，為鎂質生石灰欠火（生）石灰火候不足,不能消解（熟化）過火（生）石灰火候太足,熟化緩慢,硬化后有膨脹,需“陳伏”兩周以上熟（消）石灰分三類——當MgO4%，為鈣質消石灰；當4%

MgO24%，為鎂質消石灰；當24%MgO30%，為白云石消石灰二.石灰的熟(消)化、水化放熱正火（生）石灰分兩類熟（消）石灰分三類二.石灰的熟(消)6氫氧化鈣晶體碳酸鈣晶體石灰漿體石灰凝膠體石灰碳化體水孔隙水分損失碳化三、石灰的硬化結晶作用生石灰或熟石灰＋水成為Ca(OH)2漿體；漿體中游離水的不斷損失，導致Ca(OH)2結晶；晶粒長大、交錯堆聚成晶粒結構網—硬化。碳化作用Ca(OH)2與空氣中的CO2氣體反應，在表面形成CaCO3膜層。提高耐久性。石灰硬化體由----表面CaCO3晶體、內部Ca(OH)2晶體組成石灰漿體石灰凝膠體石灰碳化體水孔隙水分損失碳化三、石灰的硬化7建筑石灰的技術指標有細度、CaO+MgO含量、CO2含量和體積安定性等。并按技術指標分為優等品、一等品和合格品三個等級。具體技術要求見：JC/T479-1992建筑生石灰(P48表3-2）JC/T480-1992建筑生石灰粉(P48表3-3）JC/T481-1992建筑消石灰粉(P48表3-4）鈣質生石灰MgO≤5%；鈣質消石灰粉MgO≤4%鎂質生石灰MgO﹥5%；鎂質消石灰粉MgO﹥4%四、建筑石灰的技術指標建筑石灰的技術指標有細度、CaO+MgO含量、CO2含量8（1）可塑性好生石灰熟化為石灰漿時，能自動形成顆粒極細（直徑約為1μm）的呈膠體分散狀態的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。因此用石灰調成的石灰砂漿其突出的優點是具有良好可塑性。在水泥砂漿中摻入石灰漿，可使可塑性顯著提高。（2）硬化慢、強度低

從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面碳化后，形成緊密外殼，不利于碳化作用的深入，也不利于內部水分的蒸發，因此石灰是硬化緩慢的材料。同時，石灰的硬化只能在空氣中進行，硬化后的強度也不高。受潮后石灰溶解，強度更低，在水中還會潰散。如石灰砂漿（1:3）28天強度僅為0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜在潮濕的環境下作用，也不宜用于重要建筑物基礎。五、石灰的技術性質（1）可塑性好（2）硬化慢、強度低五、石灰的技術性質9

（3）硬化時體積收縮大石灰在硬化過程中，蒸發大量的游離水而引起顯著的收縮，所以除調成石灰乳作薄層涂刷外，不宜單獨使用。常在其中摻入砂、紙筋等以減少收縮和節約石灰。（4）耐水性差，不易貯存

塊狀類石灰放置太久，會吸收空氣中的水分而自動熟化成消石灰粉，再與空氣中二氧化碳作用而還原為碳酸鈣，失去膠結能力。所以貯存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜貯存過久。最好運到后即熟化成石灰漿，將貯存期變為陳伏期。由于生石灰受潮熟化時放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲存和運輸生石灰時，還要注意安全。（3）硬化時體積收縮大10過火石灰膨脹裂紋石灰網狀收縮裂紋過火石灰膨脹裂紋石灰網狀收縮裂紋11問題？1.過火石灰有什么危害？應如何消除？

答：過火石灰密度較大，且顆粒表面有玻璃釉狀物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸濕水化，產生體積膨脹，影響體積穩定性。可采用延長石灰的熟化和陳伏期，或過濾掉。2.石灰硬化過程中，為什么容易開裂？使用時應如何避免？

答：石灰漿體的硬化是靠水分的大量揮發，體積顯著收縮，因而容易導致開裂。在使用時，避免單獨使用，可摻加一些砂子、麻刀絲或紙筋等。問題？1.過火石灰有什么危害？應如何消除？12（1）石灰乳和石灰砂漿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。石灰砂漿是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。六、石灰的應用（1）石灰乳和石灰砂漿六、石灰的應用13（2）石灰土（灰土）和三合土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。如建筑物或道路基礎中使用的石灰土，三合土，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。（2）石灰土（灰土）和三合土14（3）灰砂磚和硅酸鹽制品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、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等。砂灰砂磚石灰+粉煤灰+水-----------粉煤灰磚煤矸石煤矸石磚蒸壓（3）灰砂磚和硅酸鹽制品15硅酸鹽砌塊硅酸鹽砌塊16灰砂磚灰砂磚17一、石膏的組成與結構石膏的礦物組成：

CaSO4·xH2OX為結晶水H2Ox＝0，硬石膏(無水石膏)x＝0.5，熟石膏(半水石膏)x＝2，生石膏(二水石膏)石膏膠凝材料(Gypsumbinder

)的組成：

CaSO4·0.5H2O或CaSO4。石膏是晶體結構第二節.石膏一、石膏的組成與結構石膏的礦物組成：X為結晶水H2Ox＝0，18二、石膏的生產原料：天然二水石膏；天然無水石膏；工業副產物——磷石膏、氟石膏等。生產工序：

原料(破碎)脫水磨細生產(脫水)的工藝：非密閉煅燒(干燥空氣中)：密閉蒸練(濕的水蒸氣)：不同工藝得到不同組成的石膏膠凝材料天然石膏礦纖維狀晶體二、石膏的生產原料：天然石膏礦纖維狀晶體19生產工藝與產品的組成CaSO42H2O120~180C干燥空氣125~180C水蒸氣-CaSO40.5H2O-CaSO40.5H2O-CaSO4(Ⅲ)可溶-CaSO4(Ⅲ)可溶200~360C200~360C400~800C400~800CCaSO4(Ⅱ)不溶800~1180CCaSO4(Ⅰ)不溶＋CaO非密閉煅燒工藝及其產品組成密閉蒸煉工藝及其產品組成⑴CaSO4?0.5H2O高強石膏

晶體粗大結實,比表面積小,需水量小,制品孔隙率小,強度高；⑵CaSO4?0.5H2O建筑石膏

晶體微細,比表面積大,需水量大,制品孔隙率大,強度低生產工藝與產品的組成CaSO42H2O120~180C20三、建筑石膏的凝結硬化凝結硬化過程中的水化反應：

CaSO4·0.5H2O＋1.5H2OCaSO4·2H2O＋Q

即：石膏的水化反應是由二水石膏制備半水石膏的逆反應凝結硬化機理——“溶解－沉淀理論”

溶解

沉淀

硬化半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不斷溶解，生成Ca2+、SO42-離子的飽和溶液半水石膏的飽和溶液，對于二水石膏是過飽和溶液，后者不斷結晶沉淀。二水石膏晶體不斷生長、連生、交錯，構成晶體顆粒堆聚的結晶結構網三、建筑石膏的凝結硬化凝結硬化過程中的水化反應：半水21凝結硬化的物理化學過程

石膏漿體半水石膏顆粒二水石膏晶體石膏膠體石膏硬化體水孔隙水化初期：二水石膏晶體較少隨著水化反應進行二水石膏晶體量石膏硬化體中晶體堆積體凝結硬化的物理化學過程石膏漿體石膏膠體石膏硬化體水孔隙水化22

四.石膏的特性1.凝結硬化快,強度低(比石灰高)2.硬化后體積微膨脹(0.5?1.0%)

表面光滑細膩,形體飽滿密實裝飾性好

3.孔隙率大

則容重小,強度低,保溫隔熱、吸聲性好,可調節室內溫濕度；但抗滲性，抗凍性差，耐水性差，吸濕性強。4.防火性能好，加工性能好五.石膏的應用1.石膏抹灰材料2.石膏墻體材料

3.石膏裝飾板、浮雕藝術石膏裝飾配件普通石膏板耐水石膏板耐火石膏板紙面石膏板四.石膏的特性1.凝結硬化快,強度低(比石灰高)五.石膏的應23空心石膏條板空心石膏條板24空心隔墻板空心隔墻板25壁花天花板裝飾花裝飾石膏制品壁花天花板裝飾花裝飾石膏制品26裝飾石膏制品梁托線條拐角、線條藝術鏡框羅馬柱裝飾石膏制品梁托線條拐角、線條藝術鏡框羅馬柱27問題?1.石膏硬化體的表觀密度小，孔隙率大，Why？

答：半水石膏需加水60～80％，才能使漿體達到成型所需可塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需18.6％的水量；即，有40~60％多的水不能參與反應，硬化后多余水分的揮發留下大量孔隙。2、孔隙率較大在應用上，有哪些優點和缺點？答：優點—保溫隔熱性、吸聲隔聲性好；質輕。可作為墻板、天花板、墻面粉刷砂漿等。缺點—強度低、吸水率較大、耐水性差。不能用作結構材料，不宜用于潮濕環境等。問題?1.石膏硬化體的表觀密度小，孔隙率大，Why？283.為什么石膏制品的耐水性差？答：石膏晶體是親水性很強的離子晶體，而且晶體內有明顯的解理面，層間和晶體顆粒間是較弱的氫鍵結合，因此，水分子進入，降低了晶體層間和顆粒間的相互作用力，導致強度下降；其軟化系數只有0.30~0.45；另一方面，二水石膏在水中的溶解度較大，石膏制品長期在水中的強度將更低。4、如何改善石膏制品的耐水性?答：降低孔隙率，改善孔隙結構，對毛細縫隙進行憎水處理，以減小吸水率；摻加其它礦物或有機物，以降低晶體水化物的溶解度，阻止水分子對晶體顆粒間的削弱作用。3.為什么石膏制品的耐水性差？4、如何改善石膏制品的耐水性295、為什么石膏制品的防火性好Why?答：石膏制品的孔隙率大，隔熱性較好；二水石膏晶體含有兩個結晶水分子，在受熱后，二水石膏晶體脫去水分子，并蒸發吸收和帶走熱量；硫酸鈣分子的分解溫度很高，因此，在高溫下，主要發生脫水和燒結。6、進一步思考的問題:警察在勘察犯罪野外現場時，用石膏翻版罪犯足印，其原理是什么？試驗證明石膏板有調節室內濕度的功能，為什么？如何在土木工程建設中正確地使用或選用石膏，為什么？調濕作用紅線條表示室內濕度變化藍線條表示室外濕度變化5、為什么石膏制品的防火性好Why?6、進一步思考的問題:調30第三節.水玻璃一.水玻璃的定義

——由不同比例的堿金屬和二氧化硅組成，俗稱泡花堿。常用硅酸鈉水玻璃——Na2O?nSiO2。常用的n=2.6—2.8。二.水玻璃的生產——濕法(液體水玻璃)；——干法(固體水玻璃)濕法生產硅酸水玻璃是將石英砂和苛性鈉溶液在壓蒸鍋內用蒸汽加熱,直接反應生液體水玻璃。干法生產硅酸鈉水玻璃是將石英砂和碳酸鈉磨細拌勻，在熔爐中于1300~1400?C溫度下熔化，按下式反應生成固體水玻璃。固體水玻璃于水中加熱溶解而生成液體水玻璃。其反應式為：第三節.水玻璃一.水玻璃的定義——由不同比例的堿金屬和31三.水玻璃的模數

——SiO2與Na2O的分子比n稱為水玻璃的模數1.模數對性能影響水玻璃模數越大，硬化越快，干縮越大，粘結力愈大，強度愈高

2.密度對性能影響同一模數液體水玻璃，密度愈大，濃度愈大，粘結力愈大，強度愈高。四、水玻璃的硬化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：由于空氣中CO2濃度較低，這個過程進行的很慢，為了加速硬化和提高硬化后的防水性，需加熱促進硬化或加入Na2SiF6作為促硬(凝)劑。三.水玻璃的模數——SiO2與Na2O的分子比32五.水玻璃的特性1、粘結力強、強度較高水玻璃在硬化后，其主要成分為二氧化硅凝膠和氧化硅，因而具有較高的粘結力和強度。用水玻璃配制的混凝土的抗壓強度可達15～40MPPa（1：3的石灰砂漿28天抗壓強度通常只有0.2～0.5MPa）2、耐酸性好由于水玻璃硬化后的主要成分為SiO2,它可以抵抗除氫氟酸、過熱磷酸以外的幾乎所有的無機和有機酸。用于配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂漿、耐酸膠泥等。3、耐熱性好—耐高溫硬化后形成的二氧化硅網狀骨架，在高溫下強度下降不大。用于配制水玻璃耐熱混凝土、耐熱砂漿、耐熱膠泥。4,耐堿性、耐水性、抗滲性差水玻璃在加入氟硅酸鈉后仍不能完全硬化，仍然有一定量的水玻璃Na2O·nSiO2。由于SiO2和Na2O·nSiO2均可溶于水中，所以水玻璃硬化后不耐堿、不耐水。為提高耐水性，常采用中等濃度的酸對己硬化的水玻璃進行酸洗處理。五.水玻璃的特性1、粘結力強、強度較高33

六.水玻璃的應用1.土壤加固；將模數為2.5～3的液體水玻璃和氯化鈣溶液通過金屬管交替向地層壓入，兩種溶液發生化學反應，可析出吸水膨脹的硅酸膠體，包裹土壤顆粒并填充其空隙，阻止水分滲透并使土壤固結。用這種方法加固的砂土，抗壓強度可達3～6MPa。Na2O·nSiO2＋CaCl2＋xH2O→2NaCl+nSiO2·(x-1)H2O+Ca(OH)22.配制耐酸、熱混凝土和耐酸、熱砂漿；用水玻璃作為膠凝材料，選擇耐酸骨料，可配制滿足耐酸工程要求的耐酸砂漿、耐酸混凝土。選擇不同的耐熱骨料，可配制不同耐熱度的水玻璃耐熱混凝土。3、配制速凝防水劑水玻璃加兩種、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。這種防水劑凝結迅速，一般不超過1分鐘，適用于與水泥漿調和，堵塞漏洞、縫隙等局部搶修。六.水玻璃的應用1.土壤加固；344、修補磚墻裂縫將水玻璃、粒化高爐礦渣粉、砂及氟硅酸鈉按適當比例拌合后，直接壓入磚墻裂縫，可起到勃結和補強作用。5、涂刷材料表面，提高抗風化能力以密度為1.35g/cm3的水玻璃浸漬或涂刷粘土磚、普通混凝土、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。這是因為水玻璃與空氣中的二氧化碳反應生成硅酸凝膠，同時水玻璃也與材料中的氫氧化鈣反應生成硅酸鈣凝膠，兩者填充于材料的孔隙，使材料致密。但不能用來涂刷或浸漬石膏制品，因為硅酸鈉會與硫酸鈣反映生成硫酸鈉，在制品孔隙中結晶，體積顯著膨脹，從而導致制品的破壞。水玻璃應在密閉的條件下存放，長時間存放后，水玻璃會產生一定的沉淀，使用時應攪拌均勻。4、修補磚墻裂縫35問題？為什么水玻璃能配制耐酸混凝土和砂漿？

答：水玻璃溶液的凝結硬化是在酸作用下，使硅酸根離子逐步縮聚交聯成二氧化硅玻璃體，因此，酸性條件只會使水玻璃中硅酸根離子的交聯度提高，更加密實和耐水。為什么水玻璃模數n越大，粘結力越強，耐水性越好？

答：n是SiO2/R2O的摩爾比，n越大，表明SiO2含量越大，硬化后的玻璃體中SiO2的交聯密度越大，所以，粘結力越強，耐水性越好。問題？為什么水玻璃能配制耐酸混凝土和砂漿？36硬化條件硬化速度體積變化強度應用石灰干燥環境，吸收CO2慢收縮低配制混合砂漿生產硅酸鹽制品石膏干燥環境快膨脹高生產裝飾材料水玻璃干燥環境，吸收CO2最慢收縮最高配制耐酸(熱)砂漿和混凝土,土壤加固石灰、石膏、水玻璃的比較硬化條件硬化速度體積變化強度應用石干燥環境，吸37氣硬性膠凝材料課件38第二章.氣硬性膠凝材料

膠凝材料1.定義---能將散粒材料或塊狀材料粘結成整體的材料2.分類---無機膠凝材料、有機膠凝材料

氣硬性膠凝材料---只能在空氣中硬化，也只能在無機膠凝材料空氣中保持或繼續發展強度水硬性膠凝材料---不僅能在空氣中，而且能更好地a在水中硬化、保持或繼續發展強度

強度耐水性抗滲、抗凍性用途氣硬性低差差地面以上、干燥環境水硬性高好好干燥或潮濕環境、水中3.氣硬性與水硬性膠凝材料的差異第二章.氣硬性膠凝材料膠凝材料強度耐水性抗滲、抗凍性39有機膠凝材料瀝青樹脂各種水泥水硬性石灰石膏水玻璃菱苦土氣硬性無機膠凝材料膠凝材料有機膠凝材料瀝青樹脂各種水泥水硬性石灰石膏水玻璃菱苦土氣硬性40一.原料與生產原料：以CaCO3為主要成分的天然巖石，如：石灰石、白堊等。石灰的制備：石灰石的熱分解反應：

制備工藝：巖石破碎煅燒粉磨(消解)第一節.石灰一.原料與生產原料：第一節.石灰41制備工藝與產品石灰石1000～1200C磨細生石灰粉生石灰水噴淋熟石灰粉(水)化灰池石灰漿濃縮石灰膏陳伏煅燒溫度較低，時間較短時，

欠火石灰煅燒溫度較高，時間較長時，過火石灰減輕或消除過火石灰的危害制備工藝與產品石灰石1000～1200C磨細生石生石灰水噴42氣硬性膠凝材料課件43放熱體積膨脹1-2.5倍正火（生）石灰分兩類—當MgO5%，為鈣質生石灰；當MgO5%，為鎂質生石灰欠火（生）石灰火候不足,不能消解（熟化）過火（生）石灰火候太足,熟化緩慢,硬化后有膨脹,需“陳伏”兩周以上熟（消）石灰分三類——當MgO4%，為鈣質消石灰；當4%

MgO24%，為鎂質消石灰；當24%MgO30%，為白云石消石灰二.石灰的熟(消)化、水化放熱正火（生）石灰分兩類熟（消）石灰分三類二.石灰的熟(消)44氫氧化鈣晶體碳酸鈣晶體石灰漿體石灰凝膠體石灰碳化體水孔隙水分損失碳化三、石灰的硬化結晶作用生石灰或熟石灰＋水成為Ca(OH)2漿體；漿體中游離水的不斷損失，導致Ca(OH)2結晶；晶粒長大、交錯堆聚成晶粒結構網—硬化。碳化作用Ca(OH)2與空氣中的CO2氣體反應，在表面形成CaCO3膜層。提高耐久性。石灰硬化體由----表面CaCO3晶體、內部Ca(OH)2晶體組成石灰漿體石灰凝膠體石灰碳化體水孔隙水分損失碳化三、石灰的硬化45建筑石灰的技術指標有細度、CaO+MgO含量、CO2含量和體積安定性等。并按技術指標分為優等品、一等品和合格品三個等級。具體技術要求見：JC/T479-1992建筑生石灰(P48表3-2）JC/T480-1992建筑生石灰粉(P48表3-3）JC/T481-1992建筑消石灰粉(P48表3-4）鈣質生石灰MgO≤5%；鈣質消石灰粉MgO≤4%鎂質生石灰MgO﹥5%；鎂質消石灰粉MgO﹥4%四、建筑石灰的技術指標建筑石灰的技術指標有細度、CaO+MgO含量、CO2含量46（1）可塑性好生石灰熟化為石灰漿時，能自動形成顆粒極細（直徑約為1μm）的呈膠體分散狀態的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。因此用石灰調成的石灰砂漿其突出的優點是具有良好可塑性。在水泥砂漿中摻入石灰漿，可使可塑性顯著提高。（2）硬化慢、強度低

從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面碳化后，形成緊密外殼，不利于碳化作用的深入，也不利于內部水分的蒸發，因此石灰是硬化緩慢的材料。同時，石灰的硬化只能在空氣中進行，硬化后的強度也不高。受潮后石灰溶解，強度更低，在水中還會潰散。如石灰砂漿（1:3）28天強度僅為0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜在潮濕的環境下作用，也不宜用于重要建筑物基礎。五、石灰的技術性質（1）可塑性好（2）硬化慢、強度低五、石灰的技術性質47

（3）硬化時體積收縮大石灰在硬化過程中，蒸發大量的游離水而引起顯著的收縮，所以除調成石灰乳作薄層涂刷外，不宜單獨使用。常在其中摻入砂、紙筋等以減少收縮和節約石灰。（4）耐水性差，不易貯存

塊狀類石灰放置太久，會吸收空氣中的水分而自動熟化成消石灰粉，再與空氣中二氧化碳作用而還原為碳酸鈣，失去膠結能力。所以貯存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜貯存過久。最好運到后即熟化成石灰漿，將貯存期變為陳伏期。由于生石灰受潮熟化時放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲存和運輸生石灰時，還要注意安全。（3）硬化時體積收縮大48過火石灰膨脹裂紋石灰網狀收縮裂紋過火石灰膨脹裂紋石灰網狀收縮裂紋49問題？1.過火石灰有什么危害？應如何消除？

答：過火石灰密度較大，且顆粒表面有玻璃釉狀物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸濕水化，產生體積膨脹，影響體積穩定性。可采用延長石灰的熟化和陳伏期，或過濾掉。2.石灰硬化過程中，為什么容易開裂？使用時應如何避免？

答：石灰漿體的硬化是靠水分的大量揮發，體積顯著收縮，因而容易導致開裂。在使用時，避免單獨使用，可摻加一些砂子、麻刀絲或紙筋等。問題？1.過火石灰有什么危害？應如何消除？50（1）石灰乳和石灰砂漿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。石灰砂漿是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。六、石灰的應用（1）石灰乳和石灰砂漿六、石灰的應用51（2）石灰土（灰土）和三合土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。如建筑物或道路基礎中使用的石灰土，三合土，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。（2）石灰土（灰土）和三合土52（3）灰砂磚和硅酸鹽制品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、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等。砂灰砂磚石灰+粉煤灰+水-----------粉煤灰磚煤矸石煤矸石磚蒸壓（3）灰砂磚和硅酸鹽制品53硅酸鹽砌塊硅酸鹽砌塊54灰砂磚灰砂磚55一、石膏的組成與結構石膏的礦物組成：

CaSO4·xH2OX為結晶水H2Ox＝0，硬石膏(無水石膏)x＝0.5，熟石膏(半水石膏)x＝2，生石膏(二水石膏)石膏膠凝材料(Gypsumbinder

)的組成：

CaSO4·0.5H2O或CaSO4。石膏是晶體結構第二節.石膏一、石膏的組成與結構石膏的礦物組成：X為結晶水H2Ox＝0，56二、石膏的生產原料：天然二水石膏；天然無水石膏；工業副產物——磷石膏、氟石膏等。生產工序：

原料(破碎)脫水磨細生產(脫水)的工藝：非密閉煅燒(干燥空氣中)：密閉蒸練(濕的水蒸氣)：不同工藝得到不同組成的石膏膠凝材料天然石膏礦纖維狀晶體二、石膏的生產原料：天然石膏礦纖維狀晶體57生產工藝與產品的組成CaSO42H2O120~180C干燥空氣125~180C水蒸氣-CaSO40.5H2O-CaSO40.5H2O-CaSO4(Ⅲ)可溶-CaSO4(Ⅲ)可溶200~360C200~360C400~800C400~800CCaSO4(Ⅱ)不溶800~1180CCaSO4(Ⅰ)不溶＋CaO非密閉煅燒工藝及其產品組成密閉蒸煉工藝及其產品組成⑴CaSO4?0.5H2O高強石膏

晶體粗大結實,比表面積小,需水量小,制品孔隙率小,強度高；⑵CaSO4?0.5H2O建筑石膏

晶體微細,比表面積大,需水量大,制品孔隙率大,強度低生產工藝與產品的組成CaSO42H2O120~180C58三、建筑石膏的凝結硬化凝結硬化過程中的水化反應：

CaSO4·0.5H2O＋1.5H2OCaSO4·2H2O＋Q

即：石膏的水化反應是由二水石膏制備半水石膏的逆反應凝結硬化機理——“溶解－沉淀理論”

溶解

沉淀

硬化半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不斷溶解，生成Ca2+、SO42-離子的飽和溶液半水石膏的飽和溶液，對于二水石膏是過飽和溶液，后者不斷結晶沉淀。二水石膏晶體不斷生長、連生、交錯，構成晶體顆粒堆聚的結晶結構網三、建筑石膏的凝結硬化凝結硬化過程中的水化反應：半水59凝結硬化的物理化學過程

石膏漿體半水石膏顆粒二水石膏晶體石膏膠體石膏硬化體水孔隙水化初期：二水石膏晶體較少隨著水化反應進行二水石膏晶體量石膏硬化體中晶體堆積體凝結硬化的物理化學過程石膏漿體石膏膠體石膏硬化體水孔隙水化60

四.石膏的特性1.凝結硬化快,強度低(比石灰高)2.硬化后體積微膨脹(0.5?1.0%)

表面光滑細膩,形體飽滿密實裝飾性好

3.孔隙率大

則容重小,強度低,保溫隔熱、吸聲性好,可調節室內溫濕度；但抗滲性，抗凍性差，耐水性差，吸濕性強。4.防火性能好，加工性能好五.石膏的應用1.石膏抹灰材料2.石膏墻體材料

3.石膏裝飾板、浮雕藝術石膏裝飾配件普通石膏板耐水石膏板耐火石膏板紙面石膏板四.石膏的特性1.凝結硬化快,強度低(比石灰高)五.石膏的應61空心石膏條板空心石膏條板62空心隔墻板空心隔墻板63壁花天花板裝飾花裝飾石膏制品壁花天花板裝飾花裝飾石膏制品64裝飾石膏制品梁托線條拐角、線條藝術鏡框羅馬柱裝飾石膏制品梁托線條拐角、線條藝術鏡框羅馬柱65問題?1.石膏硬化體的表觀密度小，孔隙率大，Why？

答：半水石膏需加水60～80％，才能使漿體達到成型所需可塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需18.6％的水量；即，有40~60％多的水不能參與反應，硬化后多余水分的揮發留下大量孔隙。2、孔隙率較大在應用上，有哪些優點和缺點？答：優點—保溫隔熱性、吸聲隔聲性好；質輕。可作為墻板、天花板、墻面粉刷砂漿等。缺點—強度低、吸水率較大、耐水性差。不能用作結構材料，不宜用于潮濕環境等。問題?1.石膏硬化體的表觀密度小，孔隙率大，Why？663.為什么石膏制品的耐水性差？答：石膏晶體是親水性很強的離子晶體，而且晶體內有明顯的解理面，層間和晶體顆粒間是較弱的氫鍵結合，因此，水分子進入，降低了晶體層間和顆粒間的相互作用力，導致強度下降；其軟化系數只有0.30~0.45；另一方面，二水石膏在水中的溶解度較大，石膏制品長期在水中的強度將更低。4、如何改善石膏制品的耐水性?答：降低孔隙率，改善孔隙結構，對毛細縫隙進行憎水處理，以減小吸水率；摻加其它礦物或有機物，以降低晶體水化物的溶解度，阻止水分子對晶體顆粒間的削弱作用。3.為什么石膏制品的耐水性差？4、如何改善石膏制品的耐水性675、為什么石膏制品的防火性好Why?答：石膏制品的孔隙率大，隔熱性較好；二水石膏晶體含有兩個結晶水分子，在受熱后，二水石膏晶體脫去水分子，并蒸發吸收和帶走熱量；硫酸鈣分子的分解溫度很高，因此，在高溫下，主要發生脫水和燒結。6、進一步思考的問題:警察在勘察犯罪野外現場時，用石膏翻版罪犯足印，其原理是什么？試驗證明石膏板有調節室內濕度的功能，為什么？如何在土木工程建設中正確地使用或選用石膏，為什么？調濕作用紅線條表示室內濕度變化藍線條表示室外濕度變化5、為什么石膏制品的防火性好Why?6、進一步思考的問題:調68第三節.水玻璃一.水玻璃的定義

——由不同比例的堿金屬和二氧化硅組成，俗稱泡花堿。常用硅酸鈉水玻璃——Na2O?nSiO2。常用的n=2.6—2.8。二.水玻璃的生產——濕法(液體水玻璃)；——干法(固體水玻璃)濕法生產硅酸水玻璃是將石英砂和苛性鈉溶液在壓蒸鍋內用蒸汽加熱,直接反應生液體水玻璃。干法生產硅酸鈉水玻璃是將石英砂和碳酸鈉磨細拌勻，在熔爐中于1300~1400?C溫度下熔化，按下式反應生成固體水玻璃。固體水玻璃于水中加熱溶解而生成液體水玻璃。其反應式為：第三節.水玻璃一.水玻璃的定義——由不同比例的堿金屬和69三.水玻璃的模數

——SiO2與Na2O的分子比n稱為水玻璃的模數1.模數對性能影響水玻璃模數越大，硬化越快，干縮越大，粘結力愈大，強度愈高

2.密度對性能影響同一模數液體水玻璃，密度愈大，濃度愈大，粘結力愈大，強度愈高。四、水玻璃的硬化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：由于空氣中CO2濃度較低，這個過程進行的很慢，為了加速硬化和提高硬化后的防水性，需加熱促進硬化或加入Na2SiF6作為促硬(凝)劑。三.水玻璃的模數