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第二章 气硬性胶凝材料
目 录
2.1 石灰
2.2 建筑石膏
2.3 水玻璃
在建筑工程中用来将能够把散粒状材料（如砂、石等）或块状材料（如砖、砌块等）胶结成为一个整体的材料，称为胶凝材料。
气硬性胶凝材料是只能在空气中凝结硬化，保持和发展强度。
水硬性胶凝材料既能在水中又能在空气中凝结硬化，保持和发展强度。
2.1 石膏
石灰是工程中使用较早的胶凝材料之一。由于生产石灰的原材料广泛，生产工艺简单，成本低廉，使用方便，具有特定的工程性能，所以石灰在建筑工程中一直得到广泛应用。
2.1.1 石灰的生产
生产石灰的原料主要是以碳酸钙为主要成分的天然岩石
石灰石的主要成分是碳酸钙（CaCO3），另外还有少量的碳酸镁（MgCO3）和黏土杂质。
欠火石灰是由于煅烧温度或煅烧时间不足，石灰石中的尚未安全分解，生产出的石灰含量低，降低了石灰的利用率；
过火石灰是由于煅烧温度过高或煅烧时间过长，石灰石中的杂质发生熔结，生产出的石灰颗粒粗大、结构致密，熟化速度十分缓慢，对石灰的利用极为不利，使用时会影响工程质量。
石灰类型主要有以下几种。
（1）块状生石灰 由原料煅烧而成的原产品，主要成分为。
（2）生石灰粉 块状生石灰经磨细而成的粉状产品，主要成分为。
（3）消石灰粉 将生石灰粉用适量的水消化而成的粉末，也称熟石灰粉，其主要成分为。
（4）石灰膏 将生石灰加约为石灰体积3～4倍的水消化而成。石灰浆在储灰坑中沉淀，除去上层水分后成为石灰膏。
2.1.2 石灰的熟化与硬化
1石灰的熟化
块状生石灰在使用前都要加水消解，这一过程称为消解或熟化，熟化后的石灰称为熟石灰
2石灰的硬化
石灰浆体的硬化包含干燥、结晶和碳化三个交错进行的过程。
2.1.3石灰的技术标准
根据建材标准《建筑生石灰》（JC/T479-1992）、建筑生石灰粉》（JC/T480-1992）、《建筑消石灰粉》（JC/481-1992）的规定，将生石灰、生石灰粉、消石灰粉分为优等品、一等品和合格品三个等级。
建筑生石灰的技术指标（JC/T479-1992）
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% ≥ 90 85 80 85 80 75
未消化残渣含量（5mm圆孔筛余量）≥ 5 10 15 5 10 15
CO 含量%≤ 5 7 9 6 8 10
产浆量（L/kg）≥ 2.8 2.3 2.0 2.8 2.3 2.0
建筑生石灰粉的技术指标（JC/T481-1992）
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% ≥ 85 80 75 80 75 70
CO 含量%≤ 7 9 11 8 10 12
0.9mm筛筛余/%≤ 0.2 0.5 1.5 0.2 0.5 1.5
0.125mm筛筛余/%≤ 7.0 12.0 18.0 7.0 12.0 18.0
建筑消石灰粉的技术指标（JC/T481-1992）
项目 钙质消石灰粉 镁质消石灰粉 白云石消石灰粉
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品
CaO+MgO含量/%≥ 70 65 60 65 60 55 65 60 55
游离水/% 0.4-2.0 0.4-2.0 0.4-2.0
体积安定性 合格 合格 合格 合格 合格 合格
细度 0.90mm筛筛余/%≤ 0 0 0.5 0 0 0.5 0 0 0.5
0.125mm筛筛余/%≤ 3 10 15 3 10 15 3 10 15
2.1.4石灰的技术性质
可塑性、保水性好
硬化慢、强度低
体积收缩大
耐水性差
2.1.5石灰的应用
拌制灰浆和砂浆
灰土和三合土
建筑生石灰粉
硅酸盐制品
碳化石灰板材
2.1.6石灰的验收及储运
建筑生石灰粉、建筑消石灰粉一般用袋装，袋上应标明厂名、产品名称、商标、净重、批量编号。
生石灰在运输和储存时要防止受潮，且储存时间不宜过长。
生石灰不宜与易燃、易爆品共存、运，以免酿成火灾。
2.2 建筑石膏
石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。
当石膏中含有的结晶水不同时，可形成多种性能不同的石膏，主要有建筑石膏、无水石膏、生石膏等。
2.2.1建筑石膏的生产
生产建筑石膏的主要原料是天然二水石膏矿石（双称生石膏）或含有硫酸钙的化工副产品。生产石膏的主要工作是破碎、加热和磨细。由于加热方式和温度的不同，可生产出不同的石膏产品。
石膏可分为：
—— 建筑石膏
—— 高强石膏
—— 无水石膏
—— 煅烧石膏
2.2.2建筑石膏的凝结硬化
定义：建筑石膏遇水将重新水化成二水石膏， 形成可塑性的浆体，很快浆体就失去塑性、产生强度，并逐渐发展成为坚硬的固体，这一过程称为石膏的凝结硬化。
2.2.3建筑石膏的技术性质
根据国家标准《建筑石膏》
（GB/T9776—2008），建筑石膏按其凝结时间、细度、强度指标分为三级，即优等品、一等品、合格品。
建筑石膏技术指标（GB/T9776—2008）
指标 优等品 一等品 合格品
细度/%，（孔径0.2mm筛的筛余量）≤ 5.0 10.0 15.0
抗折强度/MPa，（烘干至质量恒定后）≥ 2.5 2.1 1.8
抗压强度/MPa，（烘干至质量恒定后）≥ 4.9 3.9 2.9
凝结时间/min 初凝不早于 6
终凝不迟于 30
石膏的性质包括以下几点
凝结硬化快
硬化后体积微膨胀、装饰性好
孔隙率大、质量轻
防火性好，耐火性差
可加工性能好
强度低、耐水性差
2.2.4建筑石膏的应用
（一）室内抹灰与粉刷
建筑石膏加水、砂拌合成石膏砂浆，可用于室内抹灰。抹灰后的墙面光滑、细腻、洁白美观，给人以舒适感。建筑石膏加水及缓凝剂，拌合成石膏浆体，可作为室内的粉刷涂料。
（二）制作石膏板、石膏浮雕装饰件等
石膏板具有质轻、保温、隔热、吸声、防火、调湿、尺寸稳定、可加工型好、成本低等优良性能，应用较为广泛，是良好的室内装饰材料。
（三）其他用途
建筑石膏可作为生产某些硅酸盐制品时的增强剂，如粉煤灰砖；在水泥的生产过程中加入适量石膏能延缓水泥的凝结时间；石膏也可用作油漆或粘贴墙纸等的基层找平。
2.2.5建筑石膏的验收和储运
建筑石膏在运输与储存时，不得受潮和混入杂质，不同等级的应分别储运，不得混杂；建筑石膏自生产之日起，在正常运输与储存条件下，储存期为3个月。超过三个月的石膏应重新进行质量检验，以确定等级。
2.3 水 玻 璃
定义：
水玻璃俗称泡花碱，是由碱金属氧化物和二氧化硅组成的能溶于水的一种金属硅酸盐物质。
2.3.1水玻璃的生产
硅酸钠水玻璃的主要原料是石英砂、纯碱。将原料磨细，按比例配合，在玻璃熔炉内熔融生成硅酸钠，冷却后得到固态水玻璃，然后在水中加热溶解而成液体水玻璃。
2.3.2水玻璃的硬化
水玻璃在空气中与二氧化碳作用，析出二氧化碳凝胶，凝胶因干燥而逐渐硬化。
2.3.3水玻璃的性质
1水玻璃有良好的粘接性能，硬化时析出的硅酸凝胶能堵塞毛细孔，能起到阻止水分渗透的作用。
2水玻璃有很强的耐酸性能，能经受大多数有机酸和无机酸的作用，用于配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂浆、耐酸胶泥等。
3水玻璃有良好的耐热性，在高温下不燃烧，不分解，且强度不降低，甚至有所提高。所以水玻璃常用于配制耐热混凝土、耐热砂浆等。
4耐碱性、耐水性较差，由于水玻璃可溶于碱和水，并且硬化后的产物均可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱和水。
2.3.4水玻璃的应用
——耐酸材料
——涂刷或浸渍材料
——加固土壤
——耐热材料
——防水堵漏工程
Chapter 3

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