第3章無機膠凝材料主要內(nèi)容:本章介紹建筑工程中常用的石膏、

石灰、水泥三種無機膠凝材料的原料、生產(chǎn)、硬化原理、技術(shù)性質(zhì)及其在工程中的應(yīng)用。其中石膏、石灰、水泥的技術(shù)性質(zhì)、影響因素、工程應(yīng)用是學(xué)習(xí)的重點。

第3章無機膠凝材料主要內(nèi)容:1什么是膠凝材料cementingmaterial又稱膠結(jié)料。在物理、化學(xué)作用下，能從漿體變成堅固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料，制成有一定機械強度的復(fù)合固體的物質(zhì)。分為水硬性膠凝材料和氣硬性膠凝材料兩大類。什么是膠凝材料cementingmaterial21、水硬性膠凝材料

和水成漿后，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化的膠凝材料。這類材料通稱為水泥，如硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥等。2、氣硬性膠凝材料

不能在水中硬化但能在空氣中或其他條件下硬化的膠凝材料。分為無機的（包括石灰、建筑石膏、水玻璃和菱苦土）和有機的（如瀝青、樹脂等）兩種。一般用途的有石灰、石膏等。1、水硬性膠凝材料

和水成漿后，既能在空氣中硬化，又能在水3無機凝膠材料的特點:

①原料豐富,生產(chǎn)成本低;

②耐久性好,適應(yīng)性強;

③耐火性好;

④維護(hù)成本低;

⑤組合或復(fù)合其它材料的能力強;

⑥可有效的利用廢渣.

無機凝膠材料的特點:

①原料豐富,生產(chǎn)成本低;

②耐久性好,43.1石膏

石膏是一種氣硬性膠凝材料，只能在空氣中凝結(jié)硬化，并在空氣中保持和發(fā)展其強度，不能再水中凝結(jié)硬化。3.1.1石膏的生產(chǎn)石膏是以硫酸鈣為主要成分的礦物，當(dāng)石膏中含有結(jié)晶水不同時可形成多種性能不同的石膏。存在于石膏礦和工業(yè)副產(chǎn)品。建筑石膏只是其中一種

3.1石膏石膏是一種氣硬性膠凝材料，5

石膏礦資源遍布世界各地，探明儲量大于600億噸，主要集中于亞洲、北美，以中國資源最為豐富。湖北、湖南兩省都是中國石膏礦的主要產(chǎn)區(qū)之一

。

1、鹽類礦產(chǎn)——石膏礦露天石膏礦

石膏礦資源遍布世界各地，探明儲量大于600億噸，主要集中6鹽類礦產(chǎn)——石膏礦高溫?zé)嵋喝芙馐嗟V脈，在平靜處比如洞穴，水坑之類的地方，溫度降低，壓力減小，硫酸鈣逐漸從中析出，漸漸長大。硫酸鈣的溶解度較大，所以石膏的生長速度也就比較快，形成結(jié)晶。如：平邑石膏礦主要分布于第三系卞橋組地層中，為陸相湖泊沉積型。鹽類礦產(chǎn)——石膏礦高溫?zé)嵋喝芙馐嗟V脈，在平靜處比如洞穴，水72、工業(yè)副產(chǎn)石膏是某些化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)過程中，同時產(chǎn)生的以硫酸鈣為主要成分的副產(chǎn)品，可作為石膏膠凝材料的原料1.氟石膏氟石膏是制備氫氟酸生產(chǎn)過程中排除的廢渣。螢石粉（CaF2）和硫酸（H2SO4）按一定比例配合經(jīng)加熱產(chǎn)生反應(yīng)：CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF↑HF氣體經(jīng)冷凝收集成氫氟酸，CaSO4殘渣即氟石膏。氟石膏常殘留一定數(shù)量的酸，因此需用石灰進(jìn)行中和。2、工業(yè)副產(chǎn)石膏是某些化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)過程中，同時產(chǎn)生的以硫酸8工業(yè)副產(chǎn)石膏2、磷石膏磷石膏是洗衣粉廠和磷肥廠等制造磷酸時的廢渣，是磷灰石（或氟磷灰石）和硫酸反應(yīng)生成磷酸及石膏。反應(yīng)如下：Ca5F(PO4)3+5H2SO4+10H2O=3H3PO4+5[CaSO4·2H2O]+HF↑磷石膏主要成分為二水石膏，含量可達(dá)85％以上。常含有2％左右的磷、氟、有機物等雜質(zhì)。磷石膏的結(jié)晶與天然二水石膏很接近。多數(shù)呈菱形板狀，部分呈長板狀，少量為燕尾雙晶。工業(yè)副產(chǎn)石膏2、磷石膏93.1.2石膏的分類

1）按形狀石膏分石膏一般呈板狀、葉片狀、針狀和纖維狀形式進(jìn)行結(jié)晶，少數(shù)呈柱狀，有時也可見燕尾雙晶形。所以，按形狀石膏的種類可為透明石膏、纖維石膏、雪花石膏、片狀石膏和土石膏等。3.1.2石膏的分類

1）按形狀石膏分石膏一般呈板狀、葉10建筑裝飾材料無機膠凝材料課件11

天然的石膏礦有二水石膏(CaSO4.2H2O)及無水石膏(CaSO4).（1）無水石膏（ＣaSO4）：也稱硬石膏，它結(jié)晶緊密，質(zhì)地較硬，故又稱為硬石膏，是生產(chǎn)硬石膏水泥的原料。（2）天然石膏（ＣaSO4·2H2O）：也稱生石膏或二水石膏，質(zhì)地松軟,故又稱為軟石膏.大部分自然石膏礦為生石膏，是生產(chǎn)建筑石膏的主要原料。（３）建筑石膏（ＣaSO4·1/2H2O）也稱熟石膏或半水石膏。是由二水石膏加熱至一定的溫度后脫去部分的結(jié)晶水而得到的。根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同可分為α型半水石膏和β型半水石膏：天然硬石膏主要是由無水硫酸鈣（CaSO4）所組成的沉積石巖。礦層一般位于二水石膏層的下面，通常，硬石膏在礦物水作用下可變成二水石膏。2）根據(jù)結(jié)晶水的含量可分為2）根據(jù)結(jié)晶水的含量可分為123.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、硬石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)結(jié)構(gòu)：硬石膏屬斜方晶系。晶體呈柱狀和厚板狀，集合體常呈塊狀或粒狀。純凈的硬石膏透明，無色或白色，但含雜質(zhì)時，就會呈灰白或灰黑色，有時微帶紅色或藍(lán)色。硬石膏不同于二水石膏，它在三個互相垂直的方向上都具有完全的解理。折射率Ng＝1.614，Np＝1.57，純的硬石膏與二水石膏相比，乃是一種比較致密的堅硬巖石，密度大，在自然界中，二水石膏比硬石膏少的多。3.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、硬石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)133.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)硬石膏特性：它在400～1180℃溫度范圍內(nèi)是一個穩(wěn)定相。它的晶粒大小、密度和連生程度與熱處理溫度有關(guān)。溫度越高，結(jié)構(gòu)越致密，密度一般為2200～3100kg/m3,在水中的溶解度較小，當(dāng)溫度3℃時為3.77gCaSO4/L，當(dāng)溫度50℃時為1.84gCaSO4/L。3.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)硬石膏特性：它在400～1180℃14

半水石膏（又名熟石膏）由于加熱條件不同，形成了α型和β型兩種不同形態(tài)的半水石膏。α型半水石膏是用蒸壓釜在飽和水蒸汽的濕介質(zhì)中蒸煉而成的，脫出的水是液體；而β型半水石膏的脫水形成過程是在處于缺少水蒸汽的干燥環(huán)境中進(jìn)行的，脫出的水是蒸汽。形成條件的差異，導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)、物理力學(xué)性能上的差別：α型半水石膏為菱形結(jié)晶體，晶體尺寸大而完整，晶形良好、密實，從建筑性質(zhì)上可以把它稱為高強建筑石膏；而β型半水石膏呈細(xì)鱗片狀集合體，晶體表面有裂紋，結(jié)晶很細(xì)不規(guī)則，從建筑性質(zhì)上把它稱為普通建筑石膏。β型半水石膏硬化漿體的強度比α型半水石膏硬化漿體的強度低很多。

3.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2、半水石膏（建筑石膏）的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

半水石膏（又名熟石膏）由于加熱條件不同，形成了α型和15當(dāng)加熱溫度超過170℃時，可生產(chǎn)無水石膏，只要溫度不超過200℃，此無水石膏具有良好的凝結(jié)硬化性能。當(dāng)加熱溫度超過800℃時，部分石膏會分解出CaO，經(jīng)細(xì)磨后得到的石膏稱為煅燒石膏。在凝結(jié)硬化過程中，由于CaO的作用，在和H2O混合后生成Ca(OH)2，Ca(OH)2和空氣中的CO2作用形成堅硬的CaCO3，因此此種石膏也稱地板石膏。當(dāng)加熱溫度超過170℃時，可生產(chǎn)無水石膏，只要溫度不超過2016

3.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

水化是指物質(zhì)與水所起化合作用的過程。即物質(zhì)從無水狀態(tài)轉(zhuǎn)變到含結(jié)合水狀態(tài)的反應(yīng)，包括水解和水合。凝結(jié)是指物質(zhì)加水后，開始變成流動性漿體，漿體向固體發(fā)展形成了一定的結(jié)構(gòu)，可以承受微弱的力量，但不能承受強大的力量的過程。硬化是指漿體從失去流動性發(fā)展到能承受強大力量的過程。此過程也可以認(rèn)為是結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)形成的過程。建筑的水化過程及機理

3.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

水化是指物質(zhì)與水所起化合作用17建筑石膏的水化和硬化建筑石膏加水后，很快發(fā)生水化反應(yīng)，生成水化產(chǎn)物ＣaSO4·2H2O,隨著水化的不斷進(jìn)行，二水石膏膠體微粒凝聚轉(zhuǎn)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（兩個以上晶粒生長在一起），產(chǎn)生強度，即漿體產(chǎn)生了硬化。這一過程不斷進(jìn)行，直到漿體完全干燥，強度不斷增加，此時漿體已硬化稱為石膏制品。建筑石膏的水化和硬化建筑石膏加水后，很快發(fā)生水化反應(yīng)，生成水183.1.3石膏的性能和結(jié)構(gòu)

石膏膠凝材料的制備和石膏制品的制作本質(zhì)上有何區(qū)別？石膏凝膠材料的制備:將二水石膏為原料在一定條件下進(jìn)行熱處理脫水而制得。二水石膏受熱脫水過程中，根據(jù)不同條件，會得到各種半水和無水石膏變體，它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是有區(qū)別的。

石膏制品的制備過程:將半水石膏(或脫水石膏)與適當(dāng)?shù)乃芤喊韬头Q為膏漿,由于水化作用再生成二水石膏晶體,從而得到一定形狀的石膏制品.石膏膠凝材料在水化過程中，僅生成水化產(chǎn)物漿體并不一定能形成具有強度的人造石，而只有當(dāng)水化物晶體互相連接生形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)時，才能硬化并形成具有強度的人造石。所以，可以認(rèn)為，石膏漿體的硬化過程就是結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過程，而漿體結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過程又一定伴隨著強度的發(fā)展。

3.1.3石膏的性能和結(jié)構(gòu)

石膏膠凝材料的制備和石膏制品的19提高石膏硬化漿體抗水性的途徑:

1)保證石膏硬化漿體結(jié)晶結(jié)構(gòu)的形成;

2)保證一定強度的條件下,減少接觸點的數(shù)量;

3)保證石膏漿體有較高的密實度;

4)加入一定量的硅酸鹽水泥或其他含有活性二氧化硅,三氧化硅的氧化鈣的外加劑;

5)用瀝青-石蠟懸浮液以及其他水溶性聚合物對石膏制品進(jìn)行改性.

提高石膏硬化漿體抗水性的途徑:

1)保證石膏硬化漿體結(jié)晶結(jié)構(gòu)203.1.4建筑石膏的應(yīng)用和性質(zhì)在水泥工業(yè)中作為制造硅酸鹽水泥的緩凝劑并增強水泥的強度，用量占水泥總成分的4％～5％。在建筑業(yè)上將天然石膏礦燒到170℃時所得的灰泥石膏，用于涂抹天棚、木板和檐板等；煅燒到750℃并碾成粉末所得的地板石膏，用于制造印花墻板、窗框、窗臺、臺階、地檐等建筑裝飾材料。適宜做絕熱、保溫、吸聲和防火材料在造紙和油漆工業(yè)中，石膏礦用作填充料；在陶瓷上用作高級瓷器模型以及高級雕塑藝術(shù)品；在外科醫(yī)療上，也均用到石膏礦。3.1.4建筑石膏的應(yīng)用和性質(zhì)在水泥工業(yè)中作為制造硅酸鹽水21石膏的應(yīng)用特點1）凝結(jié)硬化快，強度較低；2）孔隙率大,體積密度小；3）凝結(jié)硬化時體積膨脹；4）保溫性和吸聲性能好；5）具有一定的調(diào)溫和調(diào)濕性能；6）防火性好，但耐火性較差；7）耐水性，抗摻性，抗凍性差。石膏的應(yīng)用特點22凝結(jié)硬化快、強度較低，

孔隙率大,體積密度小一般石膏初凝時間僅為10min，終凝時間不超過30min.這對一般額施工十分合適。建筑石膏水化時，為了使?jié){體有一定的塑形，需要用較多的水拌和，硬化后多余的水分蒸發(fā)，使石膏內(nèi)部形成大量空隙，因此強度較低。α型半水石膏因為在水化過程中加水較少，硬化后比較密實，因此強度也較高。凝結(jié)硬化快、強度較低，

孔隙率大,體積密度小一般石膏初凝時間23凝結(jié)時體積略有膨脹建筑石膏漿體凝結(jié)硬化的過程實際是石膏吸收結(jié)晶水的過程，因此其體積略有膨脹，這種特性使石膏裝飾過程中不會產(chǎn)生裂縫，表面光滑飽滿、棱角清晰。凝結(jié)時體積略有膨脹建筑石膏漿體凝結(jié)硬化的過程實際是石膏吸收結(jié)24保溫、吸聲性能較好建筑石膏凝結(jié)硬化后孔隙率大，使其傳熱性能顯著下降，保溫性能良好。特別是表面大量的微孔，使其具有良好的吸聲性能。保溫、吸聲性能較好建筑石膏凝結(jié)硬化后孔隙率大，使其傳熱性能顯25耐水性差、防火性良好建筑石膏硬化后呈多孔狀態(tài)，且二水石膏微溶于水，具有很強的吸濕性和吸水性。因此石膏制品的耐水性差。擔(dān)當(dāng)二水石膏遇到火災(zāi)時，結(jié)晶水會變?yōu)樗魵舛舭l(fā)，并能在石膏表面形成水蒸氣幕，有效地阻止火勢的蔓延。耐水性差、防火性良好建筑石膏硬化后呈多孔狀態(tài)，且二水石膏微溶26

由于建筑石膏的優(yōu)良特性，常用于室內(nèi)高級抹灰和粉刷。建筑石膏加砂、緩凝劑和水拌和成石膏砂漿，用于室內(nèi)抹灰，其表面光滑、細(xì)膩、潔白、美觀。石膏砂漿也作為膩子，填平墻面的凹凸不平。建筑石膏加緩凝劑和水拌和成石膏砂漿，可以作為室內(nèi)粉刷的涂料。建筑石膏的應(yīng)用1、室內(nèi)抹灰及粉刷

由于建筑石膏的優(yōu)良特性，常用于室內(nèi)高級抹灰和粉刷。建筑石271)定義：是以半水石膏和護(hù)面紙為膠凝材料，摻加適量纖維、膠粘劑、促凝劑、緩凝劑，經(jīng)料漿配制、成型、切割、烘干而成的輕質(zhì)薄板。

2)特點：具有質(zhì)輕、保溫、防火、吸聲、抗沖擊，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度濕度等性能，可鋸、可釘、可鉆，并可以用釘子、螺栓和石膏為基材的粘結(jié)劑粘結(jié)。3)應(yīng)用：價格低廉、現(xiàn)場加工簡單、防火性能良好，主要適用于室內(nèi)隔斷和吊頂，而且要求環(huán)境干燥。不適用于廚房、衛(wèi)生間以及空氣相對濕度大于70%的潮濕環(huán)境。2、普通紙面石膏板1)定義：是以半水石膏和護(hù)面紙為膠凝材料，摻加適量纖維、28建筑裝飾材料無機膠凝材料課件29圖4.1普通紙面石膏板的棱邊圖4.1普通紙面石膏板的棱邊30

1)定義：裝飾石膏板是以建筑石膏為膠凝材料，加入適量的纖維增強材料、膠粘劑、改性劑等輔料，與水拌和成料漿，經(jīng)成型、干燥而成的不帶護(hù)面的裝飾板材。所用的纖維材料為玻璃纖維，為了增強板的強度，也可以附加長纖維或玻璃長纖維捻成繩，在石膏板成型過程中，呈網(wǎng)格方式布置在板內(nèi)。板面可制成平面型的，也可以制成有浮雕圖案或帶有小孔洞的形狀。

2)特點：它具有質(zhì)輕、強度高、圖案飽滿、細(xì)膩、色澤柔和、美觀、吸音、防火、隔熱、變形小及可調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度等優(yōu)點，并具有施工方便，加工性能好，可鋸、可釘、可刨、可粘貼等特點，是較理想的頂棚吸音板及墻面裝飾板材。3、裝飾石膏板1)定義：裝飾石膏板是以建筑石膏為膠凝材料，加入適量的纖31建筑裝飾材料無機膠凝材料課件323)應(yīng)用：裝飾石膏板不需作飾面處理?？梢杂糜谫e館、商場、音樂廳、會議室、幼兒園、住宅等建筑的墻面和吊頂裝飾。

4)規(guī)格：裝飾石膏板為正方形，其棱邊斷面形式有直角形和倒角形。

板材的規(guī)格為500mm×500mm×9mm，600mm×600mm×11mm。3)應(yīng)用：裝飾石膏板不需作飾面處理?？梢杂糜谫e館、商場、音樂33

1)定義：吸聲用穿孔石膏板是以裝飾石膏板、紙面石膏板為基板，在其上設(shè)置孔眼而成的輕質(zhì)建筑板材

2)應(yīng)用：吸聲用穿孔石膏板主要用于音樂廳、會議室以及對音質(zhì)要求高的或?qū)υ胍粝拗戚^嚴(yán)的場所，作為吊頂、墻面等等吸聲裝飾材料。4、吸聲用穿孔石膏板1)定義：吸聲用穿孔石膏板是以裝飾石膏板、紙面石膏板為基板34建筑裝飾材料無機膠凝材料課件353)規(guī)格：板材的規(guī)格尺寸分為500mm×500mm和600mm×600mm兩種，厚度分為9mm和12mm兩種板面上開有6，8，10的孔眼，孔眼垂直于板面，孔距的大小為18～24mm?？讖皆叫。拙嘁苍叫?。穿孔率為5.7%～15.7%，孔眼呈正方形或三角形排列。除標(biāo)準(zhǔn)所列的孔形外，實際應(yīng)用中還有其他孔形。3)規(guī)格：板材的規(guī)格尺寸分為500mm×500mm和600365.其他石膏制品包括石膏角線、石膏花角、石膏燈圈、石膏羅馬柱等。石膏角線多用高強石膏或加筋建筑石膏制作，用澆注法成型，其表面的雕花圖案多種多樣。石膏角線以其裝飾性好、價格低廉而廣泛應(yīng)用于普通的家具和商業(yè)的天花角線裝飾；石膏花角常用于天花平面四周角的粘貼裝飾；石膏燈圈多為圓形或橢圓形，結(jié)合吊燈的裝飾，粘貼于天花平面中央；石膏羅馬柱分上、中、下三部分，上為柱頭、下為基座，中為方柱體或空心圓，常用于門面、廳堂和門窗洞口的裝飾。5.其他石膏制品包括石膏角線、石膏花角、石膏燈圈、石膏羅馬柱37建筑裝飾材料無機膠凝材料課件383.2石灰天然的石灰石是沉積巖，是由含碳酸鈣成分的細(xì)小的生物殘骸沉入海底，形成由貝殼、甲殼、骨骼等組成的巖層，經(jīng)相當(dāng)年后，巖層逐漸致密而成為堅硬的巖石。

定義：由石灰石、白云巖、白堊、貝殼等碳酸鹽含量高的原料經(jīng)900～1300℃煅燒，盡可能分解和排出CO2而得到的產(chǎn)品，稱生石灰。主要成分是CaO，呈塊狀，色白或淡黃，有強烈的吸水性和吸濕性，易與水作用生成Ca(OH)2熟石灰。在潮濕的狀態(tài)下，進(jìn)一步吸收空氣中的CO2，變成CaCO3而硬化。作為膠凝材料，兼有水硬性和氣硬性，主要表現(xiàn)為氣硬性。3.2石灰天然的石灰石是沉積巖，是393.2.1石灰的原料

普通石灰石、白云石、大理石、石灰華、貝殼石灰石、白堊，以及工業(yè)廢料，如電石渣、堿渣等。普通石灰石，是煅燒石灰的主要原料，其結(jié)構(gòu)致密，CaCO3含量較高，一般超過90％。大理石，是由石灰?guī)r變質(zhì)生成的，是CaCO3含量最多的巖石，主要用作裝飾工程。只有那些不適宜作裝飾材料的大理石以及大理石碎塊，才用來燒制石灰；某些工業(yè)廢料如有機合成工業(yè)中消化電石的電石渣（主要成分為Ca(OH)2）,用氨堿法制堿的殘渣（主要成分為CaCO3）等，也可用來生產(chǎn)石灰。3.2.1石灰的原料

普通石灰石、白云石、大理石、石灰華、40石灰石石灰石41白堊石灰?guī)r的一種，主要成分是碳酸鈣(CaCO3)。是由古生物的殘骸集聚形成的。白色，質(zhì)軟，分布很廣，用作粉刷材料等。作為礦物的白堊一般用來制造粉筆等產(chǎn)品。白堊石灰?guī)r的一種，主要成分是碳酸鈣(CaCO3)。是由古生物423.2.2石灰石煅燒的化學(xué)反應(yīng)及石灰的結(jié)構(gòu)

是碳酸鈣為主的天然巖石進(jìn)行煅燒分解反應(yīng)后得到的。CaCO3——CaO+CO2（900-1300度）生石灰的性能主要取決于石灰石的煅燒條件，而石灰石由于地質(zhì)形成條件不同，在其化學(xué)和物理特點方面可能有較大的差異。經(jīng)煅燒后的生石灰可能出現(xiàn)以下三種情況：1.正火石灰。即在低于燒結(jié)溫度下煅燒，分解完全的石灰。色淡，無明顯燒結(jié)和體積收縮，無裂縫或微裂縫，質(zhì)量好，主要成分是CaO，塊體容重為2.2～2.5g/cm3。2.過火石灰，煅燒溫度高、時間長的石灰。表面出現(xiàn)裂縫或玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，塊體容重大，CaO晶體的尺寸一般大于10μm，水化很慢。3.欠燒石灰

也可稱為欠火石灰。即一種煅燒溫度低或煅燒時間短，沒有燒透的石灰。內(nèi)部有未分解的核，容重比較大，由于煅燒不充分，所以活性CaO加MgO總量低于60％，難以水化。3.2.2石灰石煅燒的化學(xué)反應(yīng)及石灰的結(jié)構(gòu)是碳酸鈣為主的天433.2.2.石灰的水化和硬化1.石灰的熟（水）化

生石灰（氧化鈣）與水發(fā)生作用生成熟石灰（氫氧化鈣）的過程，稱為石灰的熟化或消解。CaO+H2O—Ca(OH)2熟石灰又稱消石灰，有兩種熟化形式即：石灰膏與消石灰（粉狀）3.2.2.石灰的水化和硬化1.石灰的熟（水）化442.石灰的硬化

石灰漿體的硬化過程包括干燥硬化和炭化硬化機理:干燥硬化－砌體吸水、空氣

碳化硬化－碳化生成CaCO3由于空氣中的二氧化碳少,且生成的碳酸鈣負(fù)在表面阻止反應(yīng)的進(jìn)行因此石灰漿體硬化慢,強度低,也不耐水.2.石灰的硬化

石灰漿體的硬化過程包括干燥硬化和炭化硬化453.2.3.石灰的特性、質(zhì)量要求與應(yīng)用1.石灰的特性:a.保水性與可塑性好b.凝結(jié)硬化慢,強度低c.耐水性差d.干燥收縮大3.2.3.石灰的特性、質(zhì)量要求與應(yīng)用1.石灰的特性:46a.良好的可塑性石灰熟化成石灰漿時，能自動形成顆粒極細(xì)的、呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣。因此石灰漿具有良好的可塑性，在水泥砂漿中摻入石灰漿，能顯著提高其可塑性。a.良好的可塑性石灰熟化成石灰漿時，能自動形成顆粒極細(xì)的、呈47b.凝結(jié)硬化慢石灰的凝結(jié)硬化只能在空氣中進(jìn)行，且硬化速度較慢，硬化后強度不高。b.凝結(jié)硬化慢石灰的凝結(jié)硬化只能在空氣中進(jìn)行，且硬化速度較慢48c.耐水性差石灰硬化后受潮后石灰溶解，強度更低。因此石灰不適宜在潮濕環(huán)境下使用。c.耐水性差石灰硬化后受潮后石灰溶解，強度更低。因此石灰不適49d.干燥收縮大石灰在硬化過程中蒸發(fā)大量的水而引起顯著的收縮，造成變形開裂，因此出來調(diào)成石灰乳作薄層涂飾外，不能單獨使用。常摻入細(xì)砂、紙筋等以減少收縮d.干燥收縮大石灰在硬化過程中蒸發(fā)大量的水而引起顯著的收縮，502.石灰的的質(zhì)量要求建筑生石灰:為

有效氧化鈣和有效氧化鎂的含量,二氧化碳含量及細(xì)度并按此劃分優(yōu)等品,一等品,合格品.建筑消石灰:為

有效氧化鈣和有效氧化鎂含量,游離水含量,體積安定性及細(xì)度,并由此劃分優(yōu)等品,一等品,合格品2.石灰的的質(zhì)量要求513.2.4石灰的應(yīng)用

土木工程中應(yīng)用范圍很廣，品種主要有塊狀生石灰（cao）、磨細(xì)生石灰(cao)、消石灰粉(Ca(OH)2)和熟石灰膏(Ca(OH)2)。除塊狀生石灰外，其它品種均可在工程中直接使用：

1.拌制灰土或三合土（廣泛用于基礎(chǔ)、路面、地面等的墊層）;

2.配制水泥石灰砂漿、石灰砂漿（用石膏、水泥、砂配置的混合砂漿，是目前用量做大、用途最廣的砌筑砂漿機墻體找平砂漿）;

3.制造加氣混凝土砌塊、粉煤灰砌塊等（用生石灰和硅質(zhì)材料（如石英砂、粉煤灰等）為原料加水?dāng)嚢?，?jīng)成型、蒸養(yǎng)而成的材料，常用于墻體材料）。3.2.4石灰的應(yīng)用土木工程中應(yīng)用范圍很521.三合土是黃土、石灰和河沙三者的混合物。它的制作方法是將這三種原料按一定的比例混合后，用竹片或木槌不斷地?zé)挻?、翻動，然后堆放停置一段時間使其融合、老化。特別是石灰和黃土都有一個從生到熟的演化過程。停置時間的長短應(yīng)掌握在混合物未硬化之前，幾天十幾天不一，然后再次煉打、翻動。這樣的煉打次數(shù)越多、越久則效果越好。而它的干濕度應(yīng)掌握在用手捏可以成團狀，用手揉又會散開為適。這就是建筑上所用的“三合土”。用這種“三合土”夯打土樓的墻基是相當(dāng)堅實的。它既可以承載巨大的壓力，又可以防止洪水、山水的沖刷和浸泡，而且有著堅不可摧的防御功能。但由于這種“三合土”的成本高，制作也麻煩，時間又長。因此，在土樓的建造中，人們只能將它用在墻基約一米半以下的高度上。除此，土樓的先民們還把這種“三合土”廣泛地運用到其他的一些建筑工程中去，比如樓廊、涼亭、庵廟等公共場所。大凡在遠(yuǎn)古時代所修建的墳地、公墓也隨處可以看到“三合土”的身影。1.三合土是黃土、石灰和河沙三者的混合物。它的制作方法是將這53廣西上思三合土棺槨內(nèi)發(fā)現(xiàn)黑色內(nèi)棺(組圖)由于密封和保存如此完備的“三合土”棺槨在廣西尚屬首次發(fā)現(xiàn)，在國內(nèi)亦屬少見。所以專家組中不僅包括來自了區(qū)內(nèi)的考古專家，還邀請了北京、陜西、湖北等地的相關(guān)專家加入。一大一小兩副“三合土”棺槨，由于較小的棺槨在從發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場移動至上思縣文管所過程中，導(dǎo)致大量棕褐色的不明液體泄露，估計棺槨出現(xiàn)裂縫。專家推測，泄露的這些液體應(yīng)該是土壤里滲透進(jìn)棺槨的水分。但從這些泄露的液體也透露出兩個極其重要的信息：液體沒有異味，要么里面的遺體依然保存完好，要么遺體已經(jīng)完全腐爛。針對棺槨已經(jīng)產(chǎn)生裂隙發(fā)生液體滲漏的事實，就必須盡快進(jìn)行搶救性保護(hù)，確保文物完好，因此需要盡快做好這幅棺槨的開棺工作。此前，專家就已推定，這兩具棺槨外面是以白石灰為主，粗砂、粘土等為輔制成的“三合土”外槨，包裹著里面的木制棺槨。經(jīng)過專家組對棺槨的測量、分析、研究，最終確定了開棺方案：先在“三合土”棺槨鉆出探眼，對內(nèi)棺里的氣體進(jìn)行取樣，然后在外層棺槨一側(cè)上方豎著切開兩道探槽，通過探槽確定棺木的結(jié)構(gòu)，為完整開棺做準(zhǔn)備。相關(guān)專家告訴記者，對內(nèi)棺的氣體取樣分析，是為了了解棺內(nèi)物品的保存狀況。解剖“三合土”非常艱難19日下午4時50分，經(jīng)過一個下午的努力，專家們利用現(xiàn)場的鉆探設(shè)備，終于穿過厚厚的“三合土”和棺木，鉆通到了內(nèi)棺。這一進(jìn)展讓在場的專家們都興奮不已。負(fù)責(zé)對內(nèi)棺氣體進(jìn)行取樣的專家立即找來了橡膠管和特大號的針筒，細(xì)心地把橡膠管塞到鉆出來的小孔深處，將內(nèi)棺的氣體收集在針筒，部分氣體則充入氣球內(nèi)保存，準(zhǔn)備對內(nèi)棺的氣體進(jìn)行下一步的化驗分析。廣西上思三合土棺槨內(nèi)發(fā)現(xiàn)黑色內(nèi)棺(組圖)由于密封和保存如此完54建筑裝飾材料無機膠凝材料課件55“三合土”內(nèi)驚現(xiàn)“棺”中棺隨著小型起吊工具的的啟動，“三合土”棺槨的上層慢慢移開，一副木制的蓋板出現(xiàn)在專家組的眼里。如何完好無損地打開頂蓋成了專家們面臨的又一個問題。經(jīng)過對木制棺蓋的測量，長約2.08米，寬約0.6米。從色澤和質(zhì)地來看，應(yīng)該是由整塊樟木制成，湊近仔細(xì)一聞，還有一股香味。整個木制蓋板盡管已經(jīng)歷了數(shù)百年，除了表層已有腐爛的跡象外，還能清楚地看清楚樹木的年輪。木棺頂蓋是否是采用榫鉚結(jié)構(gòu)的？還是有鐵釘或是木釘釘蓋？在地下埋了數(shù)百年的木料又是否還經(jīng)得起打木楔子時產(chǎn)生的影響呢？最終專家決定沿著木制的蓋板切割，同樣使用兩端撬動側(cè)面木楔的方法，讓蓋板與木棺主體分離。20日晚8時許，隨著棺蓋的掀開，讓在場的專家都難以置信，發(fā)出了一陣陣驚呼：在木制的“棺”里面，居然還保存著一幅黑色的內(nèi)棺，內(nèi)棺比外面的木槨稍小，外表有一層黑漆。除了內(nèi)棺頂部有幾處細(xì)小裂紋外，總體保存完好。在燈光照射下，內(nèi)棺仍發(fā)著黑色的幽光?！疤亮恕！爆F(xiàn)場的一位專家情不自禁地發(fā)出贊嘆。為什么會出現(xiàn)“棺”中棺這一現(xiàn)象？據(jù)專家介紹，這一葬法在古代的非常常見，一般稱為一棺一槨。槨，指的是棺材外面套的大“棺”。專家們最初開啟的“木棺”頂蓋更確切地說法應(yīng)該是“木槨”頂蓋，而“木槨”外面厚厚的“三合土”層則可以說是這一副棺槨的封泥，因此，這是一副用“三合土”封裝的一棺一槨。專家組經(jīng)過合計后，決定暫時將棺槨封存，留待次日再對內(nèi)棺進(jìn)行開啟。“三合土”內(nèi)驚現(xiàn)“棺”中棺562.混合砂漿砂漿與水泥、石灰按一定比例配制的混合物，叫"混合砂漿"?；旌仙皾{由于加入了石灰膏，改善了砂漿的和易性可塑性，操作起來比較方便，有利于砌體密實度和工效的提高。2.混合砂漿砂漿與水泥、石灰按一定比例配制的混合物，叫"混合57水泥砂漿、石灰砂漿、混合砂漿a.砂漿中加入水泥叫"水泥砂漿"。水泥砂漿是由水泥和砂子按一定比例混合攪拌而成的，它可以配制強度較高的砂漿。水泥砂漿一般應(yīng)用于基礎(chǔ)、長期受水浸泡的地下室和承受較大外力的砌體。b.加入石灰(膏)叫"白灰砂漿"或"石灰砂漿"。石灰砂漿是由石灰膏和砂子按一定比例攪拌而成的砂漿，完全靠石灰的氣硬而獲得強度。石灰砂漿僅用于強度要求低、干燥環(huán)境。成本比較低。c.加入水泥，又加入白灰的，叫"混合砂漿"。水泥砂漿、石灰砂漿、混合砂漿a.砂漿中加入水泥叫"水泥砂漿"583.加氣混凝土砌塊加氣混凝土砌塊的生產(chǎn)原理是利用硅質(zhì)材料，鈣質(zhì)材料，另外摻入適量調(diào)節(jié)材料和少量的發(fā)氣材料這些原材料經(jīng)過處理，配料攪拌，澆注到模具進(jìn)行發(fā)氣初凝；然后對其切割并放入蒸壓釜養(yǎng)護(hù)直到出釜堆垛裝車。加氣混凝土砌塊是一種輕質(zhì)多孔、保溫隔熱、防火性能良好、可釘、可鋸、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料。早在三十年代初期，我國就開始生產(chǎn)這種產(chǎn)品，并廣泛使用于上海國際飯店、上海大廈、福州大樓、中國人民銀行大樓等高低層建筑中。是一種優(yōu)良的新型建筑材料。并且具有環(huán)保等優(yōu)點。3.加氣混凝土砌塊加氣混凝土砌塊的生產(chǎn)原理是利用硅質(zhì)材料，鈣59建筑裝飾材料無機膠凝材料課件603.3水泥

內(nèi)容提要：

介紹硅酸鹽水泥的礦物組成、水化硬化機理、影響水化因素；硅酸鹽水泥、白水泥主要技術(shù)性質(zhì),水泥石的腐蝕和防止；其它摻混合材的水泥、特種水泥；正確選擇和使用水泥。3.3水泥

內(nèi)容提要：61建筑裝飾材料無機膠凝材料課件62水泥的分類:

(1)按水泥的化學(xué)成分分類:

硅酸鹽系;鋁酸鹽系;硫鋁酸鹽系;磷酸鹽系.

(2)按混合方法分類:

一般水泥;快硬高強水泥;水工水泥及耐侵蝕水泥;膨脹水泥;油井水泥及耐高溫水泥;裝飾水泥;地方性水泥.

水泥的分類:

(1)按水泥的化學(xué)成分分類:

硅酸鹽系;鋁酸鹽633.3.1白水泥在建筑裝飾工程中，裝飾水泥和裝飾混凝土的用量和用途越來越來大，越來越廣泛。裝飾水泥和裝飾混凝土的核心材料是白水泥。3.3.1白水泥在建筑裝飾工程中，裝飾水泥和裝飾64Q1白水泥是干什么用？白水泥與彩色水泥以其良好的裝飾性能而被廣泛使用于接縫材料，配制成各種顏色的彩色混凝土結(jié)構(gòu)材料和彩色砂漿。近年來硅酸鹽類人造大理石飾面材料發(fā)展很快，其面層也是采用白色水泥或彩色水泥。普通水泥混凝土通過適當(dāng)處理后，也可獲得良好的建筑裝飾效果，而且比采用其他裝飾材料節(jié)省費用，減低成本。Q1白水泥是干什么用？白水泥與彩色水泥以65裝飾水泥有白色硅酸鹽水泥和彩色硅酸鹽水泥白水泥白水泥是白色硅酸鹽水泥的簡稱。

Q2普通水泥是什么顏色的？為什么？深灰色，決定其顏色的是水泥中的氧化鐵含量，普通硅酸鹽水泥氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在3%~4%。裝飾水泥有白色硅酸鹽水泥和彩色硅酸鹽水泥66白水泥和普通水泥在化學(xué)成分上的主要區(qū)別是：白水泥中氧化鐵含量只有普通水泥的十分之一左右。白水泥的原料制備方法與硅酸鹽水泥基本相同，只是白水泥要求用較純的石灰質(zhì)原料，粘土原料也選用氧化鐵含量低的高嶺土或含鐵質(zhì)較低的砂質(zhì)粘土，盡量選用灰分小的燃料。在對白水泥的原料與熟料進(jìn)行粉磨時，均須防止鐵質(zhì)或其它雜質(zhì)的混入，這樣才能保證白水泥的白度。白水泥和普通水泥在化學(xué)成分上的主要區(qū)別是：67白水泥的白度，通常用白水泥和純凈氧化鎂的反射率比值來表示，以氧化鎂的白度為100，用白度計測定。我國白水泥的白度分為特級、一級、二級、三級等四個等級，白水泥磨的越細(xì)，其白度越高。我國生產(chǎn)白水泥的品質(zhì)指標(biāo)如下表：白水泥的白度，通常用白水泥和純凈氧化鎂的反射率比值來表示，以68建筑裝飾材料無機膠凝材料課件69白水泥具有強度高、色澤潔白、可以配制各種彩色砂漿及彩色混凝土的特點，主要應(yīng)用于建筑裝飾工程的粉刷，制造具有藝術(shù)性和裝飾性的白色、彩色混凝土裝飾結(jié)構(gòu)，制造各種顏色的水刷石、仿大理石及水磨石等制品，配制彩色水泥。白水泥具有強度高、色澤潔白、可以配制各種彩70使用白水泥時不能摻合其他物質(zhì)，以免影響白度。白水泥的施工和養(yǎng)護(hù)方法與普通硅酸鹽水泥相同，但施工時底層及攪拌工具必須清洗干凈，否則將影響到白水泥的裝飾效果。使用白水泥時不能摻合其他物質(zhì)，以免影響白度71

1．生產(chǎn)方法第一種方法，在普通白水泥熟料中加入無機或有機顏料共同經(jīng)行磨細(xì)。用無機礦物顏料，包括鉛丹、鉻綠等。就象市場上買的熟食是先做熟了再上色一樣。在制造紅色、黑色或棕色等水彩色泥時，可在普通水泥中加入礦物顏料，而不一定用白水泥。3.3.2彩色水泥3.3.2彩色水泥72

Q3為什么在制造紅色、黑色或棕色等水彩色泥時，可在普通水泥中加入礦物顏料，而不一定用白水泥？第二種方法，在白水泥生料中加入少量金屬氧化物作為著色劑，燒成熟料后再進(jìn)行磨細(xì)。就象在炒菜時放醬油上色一樣。第三種方法將著色物以干式混合的方法摻入白水泥或其他硅酸鹽水泥中進(jìn)行磨細(xì)。這就像是炸醬面。Q3為什么在制造紅色、黑色或棕色等水彩色泥時，可在普通73

Q4第一、第三種方法實質(zhì)上的不同是什么？Q5上述三種方法各自具有什么樣的特點？第一種方法生產(chǎn)的彩色水泥色彩較為均勻，顏色也較濃（象熟食）。第二種方法生產(chǎn)的彩色水泥，著色劑用量較少，也可用工業(yè)副產(chǎn)品作著色劑，成本低，但生產(chǎn)的彩色水泥色澤有限（醬油放的少，菜就顏色淺）。第三種方法生產(chǎn)的彩色水泥較簡單，色澤較多，但不易均勻，顏料用量較大（吃炸醬面都想多要點醬，并且拌不勻）。Q4第一、第三種方法實質(zhì)上的不同是什么？74

無論用上述哪一種方法生產(chǎn)彩色水泥，它們所擁著色劑必須滿足以下各項要求：（1）不溶于水，分散性好。（2）耐候性好，要求耐光性達(dá)七級以上（共八級）。耐候性是指材料或產(chǎn)品暴露在日光，冷熱，風(fēng)雨等氣候條件下的耐久性。（3）抗堿性強，要求達(dá)到一級耐堿性。無論用上述哪一種方法生產(chǎn)彩色水泥，它們所75

（4）著色力強，顏色濃。著色力是指顏料與水泥等膠凝材料混合后顯現(xiàn)顏色較深的能力。（5）不含雜質(zhì)。（6）不能使水泥強度顯著降低，也不能影響水泥的正常凝結(jié)硬化。（7）價格便宜。（4）著色力強，顏色濃。著色力是指顏料與水泥等膠凝材料混76建筑裝飾材料無機膠凝材料課件773.3.3硅酸鹽水泥定義

－由硅酸鹽水泥熟料、0％～5％石灰石或粒化高爐礦渣，適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為PortlandCement.1.硅酸鹽水泥熟料的礦物組成與特性定義:煅燒時由石灰質(zhì)原料（石灰石、白堊等）、粘土原料（粘土、頁巖等）和輔助原料（鐵礦石、砂巖等）組成的生料脫水和分解出的CaO,AL2O3,SiO2,Fe2O3,在約1450度的高溫下相互間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成一些以硅酸鹽為主的新的化合物,稱為水泥熟料.3.3.3硅酸鹽水泥定義－由硅酸鹽水泥熟料、0％～5％石782.硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)硬化

水化－物質(zhì)由無水狀態(tài)變?yōu)橛兴疇顟B(tài)，由低含水變?yōu)楦吆y(tǒng)稱為水化。凝結(jié)－水泥加水拌和初期形成具有可塑性的漿體，然后逐漸變稠并失去可塑性的過程稱為凝結(jié)。硬化－此后，漿體的強度逐漸提高并變成堅硬的石狀固體（水泥石），這一過程稱為硬化。2.硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)硬化79水泥的水化、凝結(jié)與硬化是一個不可分割的連續(xù)而復(fù)雜的物理化學(xué)過程。水泥的凝結(jié)硬化過程比較復(fù)雜，一般可以理解為水泥水化后，各種水化礦物的不斷增加，水泥顆粒相互形成骨架結(jié)構(gòu)，水泥漿結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔隙不斷被新生水化物填充和加固，最后形成堅硬的水泥石。水泥的水化、凝結(jié)與硬化是一個不可分割的連續(xù)而復(fù)雜的物理化學(xué)過803、硅酸鹽水泥的應(yīng)用常用于：重要結(jié)構(gòu)的高強混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程要求凝結(jié)快的現(xiàn)場澆注的混凝土工程冬季施工及嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融的工程不宜用于：受流動的軟水和有水壓作用的工程受海水和礦物水作用的工程大體積工程耐熱、耐酸工程3、硅酸鹽水泥的應(yīng)用常用于：重要結(jié)構(gòu)的高強混凝土和預(yù)應(yīng)力混814.摻混合材料的硅酸鹽水泥定義－凡在硅酸鹽水泥熟料中，摻入一定量的混合材料和適量的石膏共同磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，均屬摻混合材料的硅酸鹽水泥。摻入目的：a.改善水泥的性能b.增加品種c.提高產(chǎn)量d.節(jié)約熟料，e.降低成本4.摻混合材料的硅酸鹽水泥定義－凡在硅酸鹽水泥熟料中，摻82混合材料定義－在水泥生產(chǎn)過程中，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號，擴大使用范圍而摻入的天然或人工的礦質(zhì)原料稱為混合材。分類：活性混合材－具有火山灰性或潛在水硬性的材料，如礦渣、粉煤灰等。非活性混合材－不具有潛在水硬性的材料，如石灰石粉、慢冷礦渣等混合材料定義－在水泥生產(chǎn)過程中，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水83摻混合材料的硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥－代號P.O——OrdinaryPortlandCement

硅酸鹽水泥熟料＋(6~15)%混合材＋石膏后磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料標(biāo)號（GB175-1999）32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5性質(zhì)：同硅酸鹽水泥相近（有“R”為早強型，無“R”為普通型）。摻混合材料的硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥－代號P.O84硅酸鹽水泥的技術(shù)要求(1)細(xì)度篩孔尺寸為80μm的方孔篩的篩余不得超過10%,否則為不合格（水泥的細(xì)度直接影響水泥的活性和強度）。(2)凝結(jié)時間初凝時間不得早于45min,終凝時間不得遲于6.5h，（初凝時間過短會對混凝土或砂漿的攪拌、運輸?shù)仍斐捎绊?；終凝時間過長會影響構(gòu)件或制品的硬化和強度）。(3)標(biāo)號根據(jù)3d和28d的抗壓強度和抗折強度,將普通硅酸鹽水泥劃分為32.5,42.5,52.5,62.5等四個標(biāo)號硅酸鹽水泥的技術(shù)要求(1)細(xì)度篩孔尺寸為80μm的方孔篩的85(4）水化熱水化熱是指水泥在水化過程中放出的熱量。水泥的水化熱對大型基礎(chǔ)、水壩、橋墩等大體積混凝土工程有不利影響，混凝土內(nèi)外溫度差可能產(chǎn)生裂縫。(4）水化熱水化熱是指水泥在水化過程中放出的熱量。水泥的水86普通硅酸鹽水泥的特性普通硅酸鹽水泥與摻混合材料硅酸鹽水泥性質(zhì)差異:(1)早期強度略低(2)耐腐蝕性銷好(3)水化熱略高(4)抗凍性和抗摻性略差(5)耐磨性略差普通硅酸鹽水泥的特性普通硅酸鹽水泥與摻混合材料硅酸鹽水泥性質(zhì)87三種水泥的共性礦渣、火山灰質(zhì)、粉煤灰硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化速度慢，早期強度低，后期強度高；水化放熱速度慢，放熱量低；對溫度敏感性高，溫度低時影響強度發(fā)展；抗軟水、SO42+的腐蝕性好；礦渣水泥耐熱性好適于水下、大體積混凝土結(jié)構(gòu)和蒸養(yǎng)的混凝土構(gòu)件；不適于抗凍、干燥地區(qū)的混凝土工程。三種水泥的共性礦渣、火山灰質(zhì)、粉煤灰硅酸鹽水泥88軟水軟水（softwater）指的是不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。軟水不易與肥皂產(chǎn)生浮渣，而硬水相反。天然軟水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。軟水軟水（softwater）指的是不含或含較少可溶性鈣、89五種常用水泥的主要性能90五種常用水泥的主要性能9090建筑裝飾材料無機膠凝材料課件913.3.4高鋁水泥定義:高鋁酸水泥屬于鋁酸鹽類水泥,它是由綠礬土和石灰石為原料,經(jīng)高溫熔融煅燒所得的以鋁酸鈣為主要成分的熟料,經(jīng)磨細(xì)而得的水硬性膠凝材料.(一)技術(shù)要求:(1)細(xì)度篩孔尺寸為80μm的方孔篩的篩余不得超過10%,否則為不合格3.3.4高鋁水泥定義:高鋁酸水泥屬于鋁酸鹽類水泥92(2)凝結(jié)時間初凝時間不得早于45min,終凝時間不得遲于10h(3)標(biāo)號根據(jù)3和28的抗壓強度和抗折強度,將普通硅酸鹽水泥劃分為325,425,525,625等四個標(biāo)號(2)凝結(jié)時間初凝時間不得早于45min,終凝時間不得遲93高鋁水泥的應(yīng)用適于：緊急搶修的工程，臨時軍事工事；冬季施工的工程－水化放熱量大且集中；有抗硫酸鹽腐蝕要求的工程－f-CaO極少耐高溫（1300～1400℃）的工程－高溫時，燒結(jié)結(jié)合代替了水化結(jié)合。高鋁水泥的應(yīng)用適于：94不適于：長期承重的結(jié)構(gòu)工程－晶體轉(zhuǎn)變引起的強度倒縮；大體積工程－溫度過高引起強度倒縮。與硅酸鹽水泥混用不適于：953.3.5硅酸鹽水泥的技術(shù)要求1.密度、細(xì)度

a.密度：3.05～3.20g/cm3，一般取3.1堆積密度：1.3g/cm3b.細(xì)度:指水泥顆粒的粗細(xì)程度，用篩余或比表面積表示（300～350m2/kg），影響水泥的水化速度、收縮等性質(zhì)c.粒徑：<3μm水化非常迅速，需水量增大；>40μm水化非常緩慢，接近惰性3.3.5硅酸鹽水泥的技術(shù)要求1.密度、細(xì)度96a.初凝時間（t初）－水泥開始加水拌和至水泥漿開始失去可塑性所需的時間。

b.終凝時間（t終）

－水泥開始加水拌和至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需的時間。c.GB1346規(guī)定：t初≮45mint終≯6.5h2.凝結(jié)時間a.初凝時間（t初）－水泥開始加水拌和至水泥漿開始失去可塑性97

定義:是水泥硬化后因體積膨脹而產(chǎn)生不均勻變形的性質(zhì)。體積安定性不良的水泥應(yīng)作廢品處理。

原因:

熟料中含游離氧化鈣（f-CaO)過多熟料中含游離氧化鎂（f-MaO)過多

石膏過多3.體積安定性定義:3.體積安定性98

a.熟料中f-CaO、f-MgO都是過燒的，結(jié)構(gòu)致密，水化很慢；b.水泥硬化后才吸收孔隙中水分熟化：CaO+H2O=Ca(OH)2MgO+H2O=Mg(OH)2c.體積膨脹97％以上，從而引起不均勻體積膨脹，使水泥石開裂。游離氧化鈣、鎂膨脹原因a.熟料中f-CaO、f-MgO都是過燒的，游離氧化鈣、鎂993.3.5水泥石1.定義又稱凈漿硬化體。是指硬化后的水泥漿體，稱為水泥石，是由膠凝體、未水化的水泥顆粒內(nèi)核、毛細(xì)孔等組成的非均質(zhì)體。具有一定的機械強度與孔隙率，外形及許多性能與天然石材相似，因而統(tǒng)稱為水泥石。

強度和耐久性是評價水泥石性能的重要指標(biāo)。通常將28天以前的強度稱為早期強度，28天及其以后的強度稱為后期強度。耐久性則主要通過抗?jié)B性、抗凍性以及對環(huán)境介質(zhì)的抗蝕性三個方面來衡量。3.3.5水泥石1.定義又稱凈漿硬1002.水泥石的組成：未水化水泥顆粒水化產(chǎn)物－晶體、膠體毛細(xì)孔、毛細(xì)水3.影響水泥石結(jié)構(gòu)的因數(shù):a.石膏的摻量c.養(yǎng)護(hù)時間,b.溫度和濕度d.水灰比2.水泥石的組成：1014.水泥石的腐蝕定義－水泥石在外界侵蝕性介質(zhì)（軟水、含酸、含鹽、含堿等）的作用下結(jié)構(gòu)受到破壞，強度降低的現(xiàn)象稱為水泥石的腐蝕。

表現(xiàn)形式：

體積膨脹－膨脹型腐蝕體積收縮－溶出型腐蝕

4.水泥石的腐蝕定義－水泥石在外界侵蝕性介質(zhì)（軟水、含酸、含102(1)水泥石腐蝕的原因內(nèi)因－水泥石存在不穩(wěn)定的Ca(OH)2和介穩(wěn)的水化硫鋁酸鈣；外因－環(huán)境中有害介質(zhì)（軟水、酸、鹽等）的存在；聯(lián)系－水泥石中的孔縫系統(tǒng)，產(chǎn)生有害介質(zhì)的侵蝕、交換作用。

長期性、后期加劇性(1)水泥石腐蝕的原因內(nèi)因－水泥石存在不穩(wěn)定的Ca(OH)2103(2)水泥石腐蝕的防止措施：根據(jù)侵蝕環(huán)境特點,合理選用水泥品種；提高水泥石的密實度；加作保護(hù)層－石材、陶瓷、瀝青

(2)水泥石腐蝕的防止措施：104習(xí)題

1．膠凝材料的定義、特征、作用。2．按照硬化條件，膠凝材料可以分為哪兩類，其意義是什么？3．石膏膠凝材料的制備和石膏制品的制作本質(zhì)上有何區(qū)別？4．α型半水石膏和β型半水石膏各在什么條件下得到的？結(jié)構(gòu)上各有什么特點？5．用呂·查德里的結(jié)晶理論，解釋半水石膏水化、凝結(jié)、硬化的機理。6．為什么說石膏膠凝材料在水化過程中，僅生產(chǎn)水化產(chǎn)物，漿體并不具備強度？7．石膏硬化體的主要特征是什么？硬化漿體的性質(zhì)決定于哪幾個結(jié)構(gòu)特征性質(zhì)？8．如何理解石膏漿體結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成和破壞幾乎是受同一因素——液體過飽和度的控制?9．在煅燒石灰石時，為什么要特別注意窯爐的通風(fēng)？10石灰的實際煅燒溫度為什么比理論溫度高得多？11．簡述石灰的水化硬化過程。12.為什么在煅燒白云石碳酸鹽的過程中要嚴(yán)格控制煅燒溫度？鎂質(zhì)膠凝材料。13.為什么只能用調(diào)和劑調(diào)和鎂質(zhì)膠凝材料，而不能用水調(diào)和？（以MgCl2·6H2O為例，談?wù)勂渥鳛殒V質(zhì)膠凝材料調(diào)和劑的好處）14.用MgCl2·6H2O調(diào)和的鎂質(zhì)膠凝材料，具有最大的弱點是什么，引起該弱點的原因，如何解決？習(xí)題

1．膠凝材料的定義、特征、作用。1051．膠凝材料的定義、特征、作用。又稱膠結(jié)料。在物理、化學(xué)作用下，能從漿體變成堅固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料，制成有一定機械強度的復(fù)合固體的物質(zhì)。分為水硬性膠凝材料和氣硬性膠凝材料兩大類。作用：膠結(jié)、固化，機械強度廣泛應(yīng)用于土木工程。1．膠凝材料的定義、特征、作用。又稱膠結(jié)料。在物理、化學(xué)作用1062．按照硬化條件，膠凝材料可以分為哪兩類，其意義是什么？水硬性膠凝材料

和水成漿后，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化的膠凝材料。這類材料通稱為水泥，如硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥等。氣硬性膠凝材料

不能在水中硬化但能在空氣中或其他條件下硬化的膠凝材料。分為無機的（包括石灰、建筑石膏、水玻璃和菱苦土）和有機的（如瀝青、樹脂等）兩種。一般用途的有石灰、石膏等。根據(jù)膠凝材料的硬化條件決定了材料的使用范圍，和影響強度的因素。氣硬性膠凝材料只適用于地上或干燥環(huán)境，而水硬性膠凝材料既適用于地上，也可用于地下潮濕環(huán)境或水中。2．按照硬化條件，膠凝材料可以分為哪兩類，其意義是什么？水硬1073．石膏膠凝材料的制備和石膏制品的制作本質(zhì)上有何區(qū)別？石膏凝膠材料的制備:將二水石膏為原料在一定條件下進(jìn)行熱處理脫水而制得。二水石膏受熱脫水過程中，根據(jù)不同條件，會得到各種半水和無水石膏變體，它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是有區(qū)別的。

石膏制品的制備過程:將半水石膏(或脫水石膏)與適當(dāng)?shù)乃芤喊韬头Q為膏漿,由于水化作用再生成二水石膏晶體,從而得到一定形狀的石膏制品.3．石膏膠凝材料的制備和石膏制品的制作本質(zhì)上有何區(qū)別？石膏凝1081、制作過程不同（加熱，水化作用）2、成分不同（半水石膏、二水石膏）3、強度不同（石膏制品的強度高，因為水化作用形成了結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)）4、形狀不同（石膏膠凝材料為半成品，石膏制品為成品，可以制作成各種形狀）1、制作過程不同（加熱，水化作用）1094．α型半水石膏和β型半水石膏各在什么條件下得到的？結(jié)構(gòu)上各有什么特點？半水石膏（又名熟石膏）由于加熱條件不同，形成了α型和β型兩種不同形態(tài)的半水石膏。α型半水石膏是用蒸壓釜在飽和水蒸汽的濕介質(zhì)中蒸煉而成的，脫出的水是液體；而β型半水石膏的脫水形成過程是在處于缺少水蒸汽的干燥環(huán)境中進(jìn)行的，脫出的水是蒸汽。形成條件的差異，導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)、物理力學(xué)性能上的差別：α型半水石膏為菱形結(jié)晶體，晶體尺寸大而完整，晶形良好、密實，從建筑性質(zhì)上可以把它稱為高強建筑石膏；而β型半水石膏呈細(xì)鱗片狀集合體，晶體表面有裂紋，結(jié)晶很細(xì)不規(guī)則，從建筑性質(zhì)上把它稱為普通建筑石膏。β型半水石膏硬化漿體的強度比α型半水石膏硬化漿體的強度低很多。

4．α型半水石膏和β型半水石膏各在什么條件下得到的？結(jié)構(gòu)上各1105．用呂·查德里的結(jié)晶理論，解釋半水石膏水化、凝結(jié)、硬化的機理。半水石膏加水之后發(fā)生溶解，并生成不穩(wěn)定的過飽和溶液，溶液中的半水石膏經(jīng)過水化而成為二水石膏。由于二水石膏在常溫下比半水石膏具有小得多的溶解度，所以溶液對二水石膏是高度過飽和的，因此很快沉淀析晶。由于二水石膏的析出，便破壞了原有半水石膏溶解的平衡狀態(tài)，這時半水石膏會進(jìn)一步溶解水化，以補償二水石膏析晶而在液相中減少的硫酸鈣含量。隨著CaSO4·2H2O從過飽和溶液中不斷沉淀出來，其結(jié)晶體隨即增長，并進(jìn)行排列和連生，互相交織，從而形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使石膏漿體硬化且具有強度。如此不斷進(jìn)行的半水石膏的溶解和二水石膏的析晶，直到半水石膏完全水化為止。應(yīng)該說整個水化過程是在溶解、水化、生成膠體、析出結(jié)晶等過程相互交錯中進(jìn)行的。5．用呂·查德里的結(jié)晶理論，解釋半水石膏水化、凝結(jié)、硬化的機1116．為什么說石膏膠凝材料在水化過程中，僅生產(chǎn)水化產(chǎn)物，漿體并不具備強度？石膏膠凝材料的水化形成水化產(chǎn)物，漿體并不一定能形成具有強度的人造石，而只有當(dāng)水化產(chǎn)物結(jié)晶同時粒子之間借助范德華力和化學(xué)鍵等連生形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)時，才能硬化并形成具有強度的人造石。石膏漿體的硬化過程就是結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過程，也是獲得強度的過程。6．為什么說石膏膠凝材料在水化過程中，僅生產(chǎn)水化產(chǎn)物，漿體并1127．石膏硬化體的主要特征是什么？硬化漿體的性質(zhì)決定于哪幾個結(jié)構(gòu)特征性質(zhì)？1、結(jié)構(gòu)特征：水化產(chǎn)物（二水石膏）結(jié)晶體彼此交叉連生而形成的多孔的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2、結(jié)構(gòu)特征對性質(zhì)的影響水化產(chǎn)物晶粒之間相互作用力的性質(zhì)（范德華分子力或化學(xué)鍵）。水化產(chǎn)物晶粒之間結(jié)晶接觸點的數(shù)量與性質(zhì)。接觸點越多，接觸點尺寸越小，接觸點晶格變形越厲害，結(jié)構(gòu)強度降低的可能性越大。硬化漿體中孔隙的數(shù)量及孔徑大小分布?？紫堵试叫?，孔徑越小，漿體的強度和耐水性提高。7．石膏硬化體的主要特征是什么？硬化漿體的性質(zhì)決定于哪幾個結(jié)113（1.晶粒間作用力的性質(zhì)?石膏硬化漿體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)按粒子之間作用力的性質(zhì)可以分為兩類：一類是粒子之間以范德華分子力相互作用而形成的凝聚結(jié)構(gòu)，另一類是粒子之間通過結(jié)晶接觸點以化學(xué)鍵力相互作用而形成的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。前者，當(dāng)其漿體向固體發(fā)展時，由于顆粒之間以分子力結(jié)合，結(jié)合力較弱，所以，整體結(jié)構(gòu)強度很低，只能承受微弱的力量，而不能承受強大的力量；后者，在粒子間的結(jié)晶接觸點上隨著化學(xué)鍵力的作用，化學(xué)鍵的形成和發(fā)展，使石膏不斷凝結(jié)硬化，具有較高的結(jié)構(gòu)強度。（1.晶粒間作用力的性質(zhì)1142.結(jié)晶接觸點的數(shù)量和性質(zhì)?形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)以后，硬化漿體的性質(zhì)便由接觸點的特性和數(shù)量所決定。一般說來，單個接觸點的強度高，則結(jié)構(gòu)的強度高。此外，單位體積內(nèi)接觸點的數(shù)量也會影響結(jié)構(gòu)強度，欲得高強結(jié)構(gòu)，就要保證一定的過飽和度，即必須保證單位體積內(nèi)有一定數(shù)量的接觸點。但眾所周知，結(jié)晶接觸點在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，遇潮濕要溶解、變形或再結(jié)晶，使強度降低。而且過飽和度越大，接觸點的數(shù)目越多，接觸點的尺寸越小，則接觸點晶格變形的程度越厲害，引起的結(jié)構(gòu)強度降低的可能性也越大。所以，接觸點的性質(zhì)（可以認(rèn)為是溶解變形的性質(zhì)）也是硬化漿體的結(jié)構(gòu)特征之一。2.結(jié)晶接觸點的數(shù)量和性質(zhì)1153.孔隙率和孔分布?孔隙率指的是物料中氣孔的體積遇總體積的百分比?？追植贾傅氖悄撤N等級的孔所占的體積/總的孔所占的體積。?由于石膏硬化漿體是一個多孔體，所以孔隙率及其孔分布的狀況也是一個十分重要的結(jié)構(gòu)因素。不同晶型的半水石膏，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異，使其具有了完全不一樣的內(nèi)比表面積，α型半水石膏，因內(nèi)比表面積小，故孔隙率和微孔孔徑都比內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松的β型半水石膏要小得多。此外，水固比對孔隙率和孔徑的尺寸也有很大的影響。提高水固比，將會使石膏漿體硬化后的孔隙率和孔徑尺寸變大，造成結(jié)構(gòu)的不密實而使強度下降。反之，孔隙率越小，孔徑越小，則漿體的強度和抗水性就越高。)

3.孔隙率和孔分布1168．如何理解石膏漿體結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成和破壞幾乎是受同一因素——液體過飽和度的控制?膠凝材料的性質(zhì)與用量、原始膠凝材料的分散度、工藝溫度、水固比與溶液的介質(zhì)條件等因素最終影響到液相過飽和度。溶液的過飽和度既是影響水化產(chǎn)物晶核形成的速度和數(shù)量以及晶體生長和連生的條件，決定著結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成；同時，又是晶體定向增長產(chǎn)生結(jié)晶應(yīng)力引起結(jié)構(gòu)破壞的重要因素。過飽和度大則在單位時間內(nèi)生成的晶核多，晶粒小，造成接觸點增多，這樣初始結(jié)構(gòu)就容易形成，且密實，反之則相反；但是，過飽和度太大,當(dāng)初始結(jié)構(gòu)形成后，水化產(chǎn)物繼續(xù)增多，可以使結(jié)構(gòu)網(wǎng)進(jìn)一步密實而起到強化作用。當(dāng)達(dá)到一定限度后（即已經(jīng)形成密實結(jié)構(gòu)），水化產(chǎn)物繼續(xù)增加，就會對形成的結(jié)構(gòu)網(wǎng)產(chǎn)生一種內(nèi)應(yīng)力（稱為結(jié)晶應(yīng)力）。此后，形成的水化產(chǎn)物晶體越多，結(jié)晶應(yīng)力越大，當(dāng)結(jié)晶應(yīng)力大于結(jié)構(gòu)所能承受的極限時，結(jié)構(gòu)就會破壞，使強度降低。8．如何理解石膏漿體結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成和破壞幾乎是受同一因素—1179．在煅燒石灰石時，為什么要特別注意窯爐的通風(fēng)？在煅燒石灰石時,會產(chǎn)生大量的CO2,少量的CO2對人體無危害,但其超過一定量時會影響（其他生物也是）的呼吸,原因是血液中的碳酸濃度增大,酸性增強,并產(chǎn)生酸中毒.（空氣中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為1%時,人感到氣悶,頭昏,心悸；4%-5%時感到眩暈.6%以上時使人神志不清、呼吸逐漸停止以致死亡）；故要特別注意窖爐通風(fēng),及時將CO2稀釋；9．在煅燒石灰石時，為什么要特別注意窯爐的通風(fēng)？在煅燒石灰石11810石灰的實際煅燒溫度為什么比理論溫度高得多？制取石灰的方法是加熱使得碳酸鈣分解，而碳酸鈣的分解反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)。在分解溫度下，碳酸鈣生成石灰是一個自發(fā)過程。低于這個溫度，碳酸鈣無法分解。而高于這個溫度太多的話，逆反應(yīng)將占主導(dǎo)地位。石灰的產(chǎn)量將降低。10石灰的實際煅燒溫度為什么比理論溫度高得多？制取石灰的方11911．簡述石灰的水化硬化過程。生石灰氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣熟石灰，熟石灰和二氧化碳

反應(yīng)生成碳酸鈣，硬化。11．簡述石灰的水化硬化過程。生石灰氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化12013.為什么只能用調(diào)和劑調(diào)和鎂質(zhì)膠凝材料，而不能用水調(diào)和？鎂質(zhì)膠凝材料的制備過程中，氧化鎂與水拌合后產(chǎn)生反應(yīng)生成氫氧化鎂，氧化鎂溶解度下哦，水化過程緩慢，導(dǎo)致硬化時間長。且相對過飽和度太大，產(chǎn)生結(jié)晶應(yīng)力，使強度降低。13.為什么只能用調(diào)和劑調(diào)和鎂質(zhì)膠凝材料，而不能用水調(diào)和？鎂12114.用MgCl2·6H2O調(diào)和的鎂質(zhì)膠凝材料，具有最大的弱點是什么，引起該弱點的原因，如何解決？氧化鎂加氯化鎂水化生成3Mg(OH)2*Mgcl2*8H2O或5Mg(OH)2*Mgcl2*8H2O用氯鹽水化調(diào)和制成的鎂水泥最大的弱點是抗水性差，在潮濕條件下其強度很快降低。根本原因是氯鹽的吸濕性大，結(jié)晶接觸點的溶解度高，水化物具有高的溶解度。14.用MgCl2·6H2O調(diào)和的鎂質(zhì)膠凝材料，具有最大的弱122鎂質(zhì)膠凝材料鎂質(zhì)膠凝材料一般是將菱鎂礦或白云石礦煅燒再磨細(xì)而成。鎂質(zhì)膠凝材料鎂質(zhì)膠凝材料一般是將菱鎂礦或白云石礦煅燒再磨細(xì)而123鎂質(zhì)膠凝材料的應(yīng)用建筑材料（鎂質(zhì)混凝土及其制品、鎂纖復(fù)合材料等），裝飾次啊了，包裝材料，化工原料，化肥，飼料，植物光合作用促化劑，油井填料，阻燃材料。鎂質(zhì)膠凝材料的應(yīng)用建筑材料（鎂質(zhì)混凝土及其制品、鎂纖復(fù)合材料124本章結(jié)束本章結(jié)束125第3章無機膠凝材料主要內(nèi)容:本章介紹建筑工程中常用的石膏、

石灰、水泥三種無機膠凝材料的原料、生產(chǎn)、硬化原理、技術(shù)性質(zhì)及其在工程中的應(yīng)用。其中石膏、石灰、水泥的技術(shù)性質(zhì)、影響因素、工程應(yīng)用是學(xué)習(xí)的重點。

第3章無機膠凝材料主要內(nèi)容:126什么是膠凝材料cementingmaterial又稱膠結(jié)料。在物理、化學(xué)作用下，能從漿體變成堅固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料，制成有一定機械強度的復(fù)合固體的物質(zhì)。分為水硬性膠凝材料和氣硬性膠凝材料兩大類。什么是膠凝材料cementingmaterial1271、水硬性膠凝材料

和水成漿后，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化的膠凝材料。這類材料通稱為水泥，如硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥等。2、氣硬性膠凝材料

不能在水中硬化但能在空氣中或其他條件下硬化的膠凝材料。分為無機的（包括石灰、建筑石膏、水玻璃和菱苦土）和有機的（如瀝青、樹脂等）兩種。一般用途的有石灰、石膏等。1、水硬性膠凝材料

和水成漿后，既能在空氣中硬化，又能在水128無機凝膠材料的特點:

①原料豐富,生產(chǎn)成本低;

②耐久性好,適應(yīng)性強;

③耐火性好;

④維護(hù)成本低;

⑤組合或復(fù)合其它材料的能力強;

⑥可有效的利用廢渣.

無機凝膠材料的特點:

①原料豐富,生產(chǎn)成本低;

②耐久性好,1293.1石膏

石膏是一種氣硬性膠凝材料，只能在空氣中凝結(jié)硬化，并在空氣中保持和發(fā)展其強度，不能再水中凝結(jié)硬化。3.1.1石膏的生產(chǎn)石膏是以硫酸鈣為主要成分的礦物，當(dāng)石膏中含有結(jié)晶水不同時可形成多種性能不同的石膏。存在于石膏礦和工業(yè)副產(chǎn)品。建筑石膏只是其中一種

3.1石膏石膏是一種氣硬性膠凝材料，130

石膏礦資源遍布世界各地，探明儲量大于600億噸，主要集中于亞洲、北美，以中國資源最為豐富。湖北、湖南兩省都是中國石膏礦的主要產(chǎn)區(qū)之一

。

1、鹽類礦產(chǎn)——石膏礦露天石膏礦

石膏礦資源遍布世界各地，探明儲量大于600億噸，主要集中131鹽類礦產(chǎn)——石膏礦高溫?zé)嵋喝芙馐嗟V脈，在平靜處比如洞穴，水坑之類的地方，溫度降低，壓力減小，硫酸鈣逐漸從中析出，漸漸長大。硫酸鈣的溶解度較大，所以石膏的生長速度也就比較快，形成結(jié)晶。如：平邑石膏礦主要分布于第三系卞橋組地層中，為陸相湖泊沉積型。鹽類礦產(chǎn)——石膏礦高溫?zé)嵋喝芙馐嗟V脈，在平靜處比如洞穴，水1322、工業(yè)副產(chǎn)石膏是某些化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)過程中，同時產(chǎn)生的以硫酸鈣為主要成分的副產(chǎn)品，可作為石膏膠凝材料的原料1.氟石膏氟石膏是制備氫氟酸生產(chǎn)過程中排除的廢渣。螢石粉（CaF2）和硫酸（H2SO4）按一定比例配合經(jīng)加熱產(chǎn)生反應(yīng)：CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF↑HF氣體經(jīng)冷凝收集成氫氟酸，CaSO4殘渣即氟石膏。氟石膏常殘留一定數(shù)量的酸，因此需用石灰進(jìn)行中和。2、工業(yè)副產(chǎn)石膏是某些化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)過程中，同時產(chǎn)生的以硫酸133工業(yè)副產(chǎn)石膏2、磷石膏磷石膏是洗衣粉廠和磷肥廠等制造磷酸時的廢渣，是磷灰石（或氟磷灰石）和硫酸反應(yīng)生成磷酸及石膏。反應(yīng)如下：Ca5F(PO4)3+5H2SO4+10H2O=3H3PO4+5[CaSO4·2H2O]+HF↑磷石膏主要成分為二水石膏，含量可達(dá)85％以上。常含有2％左右的磷、氟、有機物等雜質(zhì)。磷石膏的結(jié)晶與天然二水石膏很接近。多數(shù)呈菱形板狀，部分呈長板狀，少量為燕尾雙晶。工業(yè)副產(chǎn)石膏2、磷石膏1343.1.2石膏的分類

1）按形狀石膏分石膏一般呈板狀、葉片狀、針狀和纖維狀形式進(jìn)行結(jié)晶，少數(shù)呈柱狀，有時也可見燕尾雙晶形。所以，按形狀石膏的種類可為透明石膏、纖維石膏、雪花石膏、片狀石膏和土石膏等。3.1.2石膏的分類

1）按形狀石膏分石膏一般呈板狀、葉135建筑裝飾材料無機膠凝材料課件136

天然的石膏礦有二水石膏(CaSO4.2H2O)及無水石膏(CaSO4).（1）無水石膏（ＣaSO4）：也稱硬石膏，它結(jié)晶緊密，質(zhì)地較硬，故又稱為硬石膏，是生產(chǎn)硬石膏水泥的原料。（2）天然石膏（ＣaSO4·2H2O）：也稱生石膏或二水石膏，質(zhì)地松軟,故又稱為軟石膏.大部分自然石膏礦為生石膏，是生產(chǎn)建筑石膏的主要原料。（３）建筑石膏（ＣaSO4·1/2H2O）也稱熟石膏或半水石膏。是由二水石膏加熱至一定的溫度后脫去部分的結(jié)晶水而得到的。根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同可分為α型半水石膏和β型半水石膏：天然硬石膏主要是由無水硫酸鈣（CaSO4）所組成的沉積石巖。礦層一般位于二水石膏層的下面，通常，硬石膏在礦物水作用下可變成二水石膏。2）根據(jù)結(jié)晶水的含量可分為2）根據(jù)結(jié)晶水的含量可分為1373.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、硬石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)結(jié)構(gòu)：硬石膏屬斜方晶系。晶體呈柱狀和厚板狀，集合體常呈塊狀或粒狀。純凈的硬石膏透明，無色或白色，但含雜質(zhì)時，就會呈灰白或灰黑色，有時微帶紅色或藍(lán)色。硬石膏不同于二水石膏，它在三個互相垂直的方向上都具有完全的解理。折射率Ng＝1.614，Np＝1.57，純的硬石膏與二水石膏相比，乃是一種比較致密的堅硬巖石，密度大，在自然界中，二水石膏比硬石膏少的多。3.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、硬石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1383.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)硬石膏特性：它在400～1180℃溫度范圍內(nèi)是一個穩(wěn)定相。它的晶粒大小、密度和連生程度與熱處理溫度有關(guān)。溫度越高，結(jié)構(gòu)越致密，密度一般為2200～3100kg/m3,在水中的溶解度較小，當(dāng)溫度3℃時為3.77gCaSO4/L，當(dāng)溫度50℃時為1.84gCaSO4/L。3.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)硬石膏特性：它在400～1180℃139

半水石膏（又名熟石膏）由于加熱條件不同，形成了α型和β型兩種不同形態(tài)的半水石膏。α型半水石膏是用蒸壓釜在飽和水蒸汽的濕介質(zhì)中蒸煉而成的，脫出的水是液體；而β型半水石膏的脫水形成過程是在處于缺少水蒸汽的干燥環(huán)境中進(jìn)行的，脫出的水是蒸汽。形成條件的差異，導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)、物理力學(xué)性能上的差別：α型半水石膏為菱形結(jié)晶體，晶體尺寸大而完整，晶形良好、密實，從建筑性質(zhì)上可以把它稱為高強建筑石膏；而β型半水石膏呈細(xì)鱗片狀集合體，晶體表面有裂紋，結(jié)晶很細(xì)不規(guī)則，從建筑性質(zhì)上把它稱為普通建筑石膏。β型半水石膏硬化漿體的強度比α型半水石膏硬化漿體的強度低很多。

3.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2、半水石膏（建筑石膏）的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

半水石膏（又名熟石膏）由于加熱條件不同，形成了α型和140當(dāng)加熱溫度超過170℃時，可生產(chǎn)無水石膏，只要溫度不超過200℃，此無水石膏具有良好的凝結(jié)硬化性能。當(dāng)加熱溫度超過800℃時，部分石膏會分解出CaO，經(jīng)細(xì)磨后得到的石膏稱為煅燒石膏。在凝結(jié)硬化過程中，由于CaO的作用，在和H2O混合后生成Ca(OH)2，Ca(OH)2和空氣中的CO2作用形成堅硬的CaCO3，因此此種石膏也稱地板石膏。當(dāng)加熱溫度超過170℃時，可生產(chǎn)無水石膏，只要溫度不超過20141

3.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

水化是指物質(zhì)與水所起化合作用的過程。即物質(zhì)從無水狀態(tài)轉(zhuǎn)變到含結(jié)合水狀態(tài)的反應(yīng)，包括水解和水合。凝結(jié)是指物質(zhì)加水后，開始變成流動性漿體，漿體向固體發(fā)展形成了一定的結(jié)構(gòu)，可以承受微弱的力量，但不能承受強大的力量的過程。硬化是指漿體從失去流動性發(fā)展到能承受強大力量的過程。此過程也可以認(rèn)為是結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)形成的過程。建筑的水化過程及機理

3.1.3石膏結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

水化是指物質(zhì)與水所起化合作用142建筑石膏的水化和硬化建筑石膏加水后，很快發(fā)生水化反應(yīng)，生成水化產(chǎn)物ＣaSO4·2H2O,隨著水化的不斷進(jìn)行，二水石膏膠體微粒凝聚轉(zhuǎn)變?yōu)榫w。晶體顆粒逐漸長大，且晶體顆粒