第2章氣硬性膠凝材料膠凝材料指能在物理、化學(xué)作用下，從具有流動性的漿體轉(zhuǎn)變成堅固的石狀體，并能將砂、石子等散粒材料或磚、板等塊片狀材料粘結(jié)為一個整體的材料。膠凝材料按化學(xué)成分分為兩大類：有機膠凝材料和無機（礦物）膠凝材料。無機膠凝材料則按照硬化條件分為氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料。氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續(xù)發(fā)展其強度；水硬性膠凝材料則不僅能在空氣中，而且可以更好地在水中硬化，保持并發(fā)展其強度。2.1石灰2.1.1生產(chǎn)石灰的原料主要是石灰石，石灰石的主要成分是碳酸鈣（CaCO3），其次是碳酸鎂（MgCO3）和少量粘土雜質(zhì)。將石灰石置于窯內(nèi)高溫下煅燒，碳酸鈣和碳酸鎂受熱分解，分解出二氧化碳（CO2）氣體后，得到以氧化鈣（CaO）為主要成分的呈白色或灰白色的塊狀成品即為生石灰，又稱塊灰。欠火石灰的產(chǎn)漿量低，質(zhì)量較差，降低了石灰的利用率。過火石灰顆粒往往會在正火石灰硬化后才吸濕消解而發(fā)生體積膨脹，這使已硬化的灰漿表面會產(chǎn)生膨脹而引起崩裂或隆起，直接影響工程質(zhì)量。2.1.2“熟化”（又稱石灰的“消解”）通常是將生石灰加水，反應(yīng)生成消石灰（氫氧化鈣）的過程，反應(yīng)式如下。為了消除熟石灰中過火石灰顆粒的危害，石灰漿應(yīng)在儲灰坑中靜置2周以上再使用，此過程稱為“陳伏”2.1.3石灰漿體的硬化包括兩個同時進行的過程：干燥結(jié)晶和碳化作用。（1）干燥結(jié)晶（2）碳化作用碳化作用是指氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳在有水的條件下生成碳酸鈣晶體的過程，反應(yīng)式如下：2.1.4石灰的各項指標(biāo)要求如表2.1——2.3所示2.1.（1）良好的保水性、可塑性（2）凝結(jié)硬化慢、強度低（3）耐水性差（4）體積收縮大2.1.（1）石灰乳涂料和石灰砂漿（2）灰土和三合土（3）硅酸鹽制品（4）碳化石灰板（5）無熟料水泥2.1.生石灰塊及生石灰粉在運輸時要采取防水措施，不能與易燃、易爆及液體物品同時裝運。運到現(xiàn)場的石灰產(chǎn)品，不宜長期儲存。熟化好的石灰膏，也不宜長期暴露在空氣中，表面應(yīng)加以覆蓋，以防碳化結(jié)硬。2.2石膏石膏是以硫酸鈣為主要成分的傳統(tǒng)氣硬性膠凝材料。2.2.1生產(chǎn)石膏的原料是天然二水石膏，又稱軟石膏或生石膏。石膏的生產(chǎn)工序主要是原料破碎、加熱與磨細過篩。石膏常見品種主要有：（1）建筑石膏將天然二水石膏置于爐窯煅燒（107～170℃），得到β型結(jié)晶的半水石膏，再經(jīng)磨細得到的白色粉狀物，稱為建筑石膏。純凈的建筑石膏為白色，多用于建筑抹灰、粉刷、砌筑砂漿及各種石膏制品。（2）模型石膏模型石膏組成為β型半水石膏，但生產(chǎn)所用原料雜質(zhì)少，磨細后顏色白。主要用于陶瓷的制坯工藝，少量用于裝飾浮雕。（3）高強石膏將天然二水石膏置于相當(dāng)于0.13MPa（125℃）壓力的蒸壓釜內(nèi)蒸煉，生成比β型半水石膏晶粒粗大的α型半水石膏，磨細即為高強石膏。高強石膏晶粒粗大，比表面積小，調(diào)制漿體需水量少，生產(chǎn)成本較高，主要用于要求較高的抹灰工程、裝飾制品和石膏板。（4）硬石膏硬石膏是天然石膏在較高溫度下煅燒后經(jīng)磨細而得到的產(chǎn)品。硬化后有較高的強度和耐磨性，抗水性也較好。硬石膏可調(diào)制抹灰、砌筑及制造人造大理石的砂漿，也可用于鋪設(shè)地面。2.2.2建筑石膏與適當(dāng)?shù)乃韬停_始形成可塑性漿體，但很快就失去塑性并產(chǎn)生強度，發(fā)展為堅硬的石狀體，這種現(xiàn)象稱為凝結(jié)硬化。建筑石膏加水后，首先半水石膏溶解于水，與水進行水化反應(yīng)，生成二水石膏。2.2.4建筑石膏與其他膠凝材料相比具有以下性質(zhì)：（1）凝結(jié)硬化快（2）凝結(jié)硬化時體積微膨脹（3）孔隙率大、密度小（4）保溫性和吸聲性好（5）強度較低（6）具有一定的調(diào)濕性（7）防火性好（8）耐水性、抗?jié)B性、抗凍性差2.2.建筑石膏常用于室內(nèi)抹灰，粉刷，油漆打底層，也可制作各種建筑裝飾制件和石膏板等。石膏板具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、吸音、不燃，以及熱容量大，吸濕性大，可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度，施工方便等性能，是一種有發(fā)展前途的新型板材。石膏板常見的品種有：（1）紙面石膏板（2）纖維石膏板（3）裝飾石膏板（4）空心石膏板此外，還有石膏蜂窩板、石膏礦棉復(fù)合板、防潮石膏板等，分別用作絕熱板、吸聲板、內(nèi)墻隔墻板及天花板等。2.3水玻璃水玻璃俗稱泡花堿，是一種能溶于水的硅酸鹽。它是由不同比例的堿金屬氧化物和二氧化硅組成的氣硬性膠凝材料，成無色或淺黃或灰白色，透明或半透明的粘稠液體。其化學(xué)式為·，式中為堿金屬氧化物，為二氧化硅與堿金屬氧化物摩爾數(shù)的比值，稱為水玻璃模數(shù)。2.3生產(chǎn)水玻璃的方法有濕法和干法兩種，常采用的是干法生產(chǎn)，干法又稱碳酸鹽法，即將石英和碳酸鈉磨細拌勻，在熔爐內(nèi)于1300～1400℃下熔融反應(yīng)而生成固體水玻璃，然后在水中加熱溶解而成液體水玻璃。·2.3水玻璃在空氣中能與二氧化碳反應(yīng)，生成無定形硅酸膠體，并逐漸干燥而硬化。··2.3（1）粘