建筑材料与构造-C2-气硬性胶凝材料

建筑材料与构造-C2-气硬性胶凝材料：特点：调制的菱苦土，干燥条件下具有硬化快、强度高等优点。菱苦土碱性较小，菱苦土与木材等植物纤维胶结较好，与水泥的黏结较差，不能配置钢筋。菱苦土地板（氟氧镁水泥地面）：保温性好，无噪声，不起灰，表面光滑，弹性良好，防火、耐磨。是民用建筑和纺织厂的车间地面材料。但不适用于经常受潮、遇水和遭酸类侵蚀的地方。氯化镁与氟氧镁水泥重量比0.55~0.60，施工温度10~30°C，不宜冬季施工。

建筑材料与构造-C2- 气硬性胶凝材料

菱苦土

菱苦土

定义：菱苦土是一种白色或浅黄色的粉末，主要成分为MgO。

制备：菱苦土浆料常用氯化镁、硫酸镁、氯化铁等盐溶液拌合(镁质胶凝材料不用拌和水，因凝结慢，硬化后强度低)。

特点：调制的菱苦土，干燥条件下具有硬化快、强度高等优点。菱苦土碱性较小，菱苦土与木材等植物纤维胶结较好，与水泥的黏结较差，不能配置钢筋。

氟氧镁水泥

定义：以氟化镁溶液拌和，硬化后强度为40~60MPa，吸湿性大，耐水性差，碱性弱。

应用

菱苦土混凝土：制作不重要的板材；

泡沫菱苦土：多孔轻质材料。

菱苦土地板（氟氧镁水泥地面）：保温性好，无噪声，不起灰，表面光滑，弹性良好，防火、耐磨。是民用建筑和纺织厂的车间地面材料。但不适用于经常受潮、遇水和遭酸类侵蚀的地方。氯化镁与氟氧镁水泥重量比0.55~0.60，施工温度10~30°C，不宜冬季施工。

制作木屑板、木丝板或氟氧镁水泥木屑地面（不会腐蚀植物纤维，会腐蚀普通玻璃纤维）

水玻璃

水玻璃基本

定义：水玻璃是一种溶解于水的、由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的硅酸盐材料。俗称泡花碱，常用钠水玻璃（Na2O·nSiO2）、硅酸钾（K2O·nSiO2）。

常用水玻璃模数：2.0~3.5

模数越大，水玻璃粘性越大，溶解度越小，易分解、硬化；

液体水玻璃中加入尿素，不改变黏度时可提高粘结力25%

水玻璃水化与硬化

硬化促进剂：氟硅酸钠（Na2SiF6），掺入量：12%~15%。

水玻璃特性与应用

抗风化性能好（涂料）

耐酸性好（耐酸混凝土和耐酸砂浆）

良好的耐热性（耐热混凝土和耐热砂浆）

配置防水剂（水玻璃和水泥浆调和配置防水剂，用来堵漏）

加固土壤和地基（灌浆材料）

配置水泥促凝剂（水玻璃与粒状高炉矿渣粉配置的砂浆，可做补缝材料）

耐碱性差，耐水性差

气硬性材料所属

胶凝材料（化学成分）

无机胶凝材料（硬化条件）

气硬性胶凝材料（地上干燥环境）

建筑石膏

石灰

水玻璃

菱苦土

水硬性胶凝材料（地上、地下、水中）

各种水泥

有机胶凝材料

沥青

树脂

橡胶

建筑石灰

石灰的原料与生产

建筑石灰定义

建筑工程中用的石灰，包括建筑生石灰CaO、生石灰粉CaO和熟石灰/消石灰Ca（OH）2等，又简称石灰。

生产石灰原料

主要成分为碳酸钙CaCO3的天然岩石（石灰石、白云石、白垩、贝壳）

生产石灰的煅烧反应

煅烧温度：900~1100°C，CaCO3→CaO+CO2↑

材料特点

原料分布很广、生产工艺简单、成本低廉，在土木工程中应用很广

物理性质

生石灰质量轻，表观密度800~1000kg/m3，密度3.2g/cm3，颜色洁白或略带灰色。

石灰&石膏对比

异：ρ石膏＜ρ石灰，价格M石膏＞M石灰。

同：都是白色、气硬性无机胶凝材料

生石灰CaO的熟化（消化）

熟化：生石灰CaO加水生成氢氧化钙Ca（OH）2的过程称为熟化或消解过程。

特点：过程放热量大、体积急剧膨胀

生产化学方程式CaO+H2O=Ca（OH）2 + 热量

贮存：石灰浆在贮存坑中放置两周以上时间，称为陈伏。袋石灰（生石灰粉）使用前也需陈伏。石灰必须充分熟化后方能使用

石灰分类：

加工方法：块状生石灰、生石灰粉、消石灰粉、石灰膏及石灰乳等；

MgO含量：钙质石灰（熟化快，MgO≤5%），镁质石灰（MgO＞5%）

生石灰的粉末越多，质量越差；生石灰越快干，强度越高，价格越低。

石灰的硬化

石灰的硬化：

结晶Ca（OH）2

硬化CaCO3

石灰浆硬化过程很慢，体积收缩大，强度增长慢，受潮后更低。通常加入砂石、纸筋防止开裂

纯石灰不宜单独使用，应掺入砂、纸筋、麻刀等纤维材料。

减小石灰收缩,防止收缩开裂

节省石灰用量

加速内部水分蒸发和二氧化碳透入

利于石灰硬化

技术性质

生石灰CaO

分类

化学成分（MgO含量）

钙质石灰（CL）MgO≤5%

镁质石灰（ML）MgO＞5%

加工情况

建筑生石灰块（Q）

建筑生石灰粉（QP）

分等指标：CaO+MgO含量、含渣率、CO2含量与产浆量

等级： 优等品、一等品、合格品

熟石灰/消石灰Ca（OH）2

分类（MgO含量）

（MgO＜4%）钙质消石灰粉（HCL）

（4%＜MgO＜24%）镁质消石灰粉（HML）

（24%＜MgO＜30%）白云石消石灰粉

分等指标：CaO+MgO含量、游离水含量、体积安定性与细度

等级

优等品

一等品（饰面层和中间涂层）

合格品（砌筑）

应用

石灰砂浆和石灰乳

石灰砂浆可用于砌筑、抹面，石灰乳可用作涂料。

石灰土、三合土、四合土（基础的垫层）

石灰土（灰土）：熟化石灰与黏土拌合的配置土（三七灰土是灰土（体积）比）

三合土：石灰、黏土+砂石或炉渣、碎砖

四合土：少量低标号水泥+石灰、砂（可掺少量黏土）与碎砖

硅酸盐建筑制品

灰砂砖、粉煤灰砌块、蒸养粉煤灰砖。

碳化石灰板

轻质多孔碳化石灰板，用作建筑物隔墙、顶棚、吸声板。石灰不宜用于潮湿环境和重要建筑物的基础。

配置无熟料水泥；石灰桩可加固含水软土地基；制造静态破碎剂和膨胀剂

石膏

石膏

常用的石膏胶凝材料

建筑石膏（β型半水石膏）CaSO4.1/2H2O:经天然二水石膏低温煅烧、脱水、磨细而成。

高强石膏（α型半水石膏）CaSO4.1/2H2O：二水石膏在0.13MPa压力蒸压锅内蒸炼。

无水石膏CaSO4

温度上升变化

建筑石膏（β型半水石膏）CaSO4.1/2H2O：107°C~170°C 煅烧

模型石膏：190°C煅烧

高强石膏（α型半水石膏）CaSO4.1/2H2O：0.13NPa、124°C蒸练或盐溶液煮沸

可溶性硬石膏：170°C~200°C

僵烧石膏：400~800°C

高温煅烧石膏（地板石膏）：高于800°C煅烧

建筑石膏

原料

建筑石膏（β型半水石膏）CaSO4.1/2H2O:经天然二水石膏CaSO4.2H2O（软石膏、生石膏）低温煅烧、脱水、磨细制成。

水化、凝结和硬化

在建筑石膏的凝结和硬化过程中，浆体开始失去流动性为初凝，完全失去可塑性为终凝。

从加水开始到初凝的时间为初凝时间（3~5min），从加水开始到终凝的时间为终凝时间（30min），硬化（一星期即7d）。

技术指标

细度、凝结时间、抗折强度、抗压强度

按2h抗折强度，分为3.0、2.0和1.6三个等级。

贮存

建筑石膏在运输及贮存时应注意防潮，一般贮存3个月后，强度降低30%

性能

凝结硬化快

硬化后体积微膨胀

硬化体的孔隙率大

防火性好、耐热性差

耐水性能和抗冻性能差

应用

建筑石膏用于室内抹灰、粉刷；

生产各种石膏板与多孔石膏制品；

制作模型或雕塑；

制作吸声板、顶棚、墙面的装饰板；

作装饰涂料的填料及人造大理石等。

石膏缓凝剂和快硬水泥

石膏板

石膏板特点：质轻、绝热、不然、防火、防震、机械加工方便。

以轻钢龙骨为骨架，以石膏板为饰面而组成的轻钢龙骨石膏板建筑体系，简称QST体系。

应用：

纸面石膏板：内墙、隔墙、顶棚；

石膏空心条板：住宅和公建的内墙、隔墙；

石膏装饰板：公共建筑，墙面、顶棚；

纤维石膏板：抗弯强度高，内墙、隔墙和家具。