《建筑材料》气硬性
胶凝材料
气硬性胶凝材料
☆知识点
1．石灰、石膏、水玻璃的特性及应用。
2．以上三种气硬性胶凝材料的凝结硬化原理。
★要求
掌握：
1．石灰、石膏的技术要求、特性、应用及保管。
2．水玻璃的特性及工程中的应用。
了解：
1．胶凝材料的分类。
2．石灰、石膏、水玻璃的生产工艺及对性能的影响。
在建筑工程中，把经过一系列的物理、化学作用后，由液体或膏状体变为坚硬的固体，同时能将砂、石、砖、砌块等散粒或块状材料胶结成具有一定机械强度的整体的材料，统称为胶凝材料。
胶凝材料品种繁多，按化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类，其中无机胶凝材料按硬化条件又可分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料两类。所谓气硬性胶凝材料，是指只能在空气中硬化并保持或继续提高其强度的胶凝材料，如石灰、石膏、水玻璃等。气硬性胶凝材料一般只适合用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。水硬性胶凝材料是指不仅
能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化并保持或继续提高其强度的胶凝材
料，如水泥。水硬性胶凝材料既适用于地上，也适用于地下或水中。
3.1 石灰 石灰是建筑工程中使用较早的矿物胶凝材料之一。由于其原料来源广泛，生产工艺简单，成本低廉，具有其特定的工程性能，所以至今仍广泛应用于建
筑工程中。
3.1.1 石灰的生产
1.原料 生产石灰的原料有两种：一是天然原料，以碳酸钙为主要成分的矿物、岩石(如石灰岩、白云岩)或贝壳等；一是化工副产品，如电石渣（是碳化钙制取乙炔时产生的，其主要成分是氢氧化钙）。而主要原料是天然的石灰岩。
2.生产过程
将主要成分为碳酸钙和碳酸镁的岩石经高温锻烧(加热至900℃以上)，逸出CO 2气体，得到的白色或灰白色的块状材料即为生石灰，其主要化学成分为氧
化钙和氧化镁。
CaCO 3 0
9001100C ?????→: CaO + CO 2↑ 在上述反应过程中，CaCO 3、CaO 、CO 2的质量比为100∶56∶44，即质量减少44%，而在正常煅烧过程中，体积只减少约15%，所以生石灰具有多孔结构。石灰的生产过程中，对质量有影响的因素有：煅烧的温度和时间、石灰岩
中碳酸镁的含量及黏土杂质含量。
碳酸钙在900℃时开始分解，但速度较慢。所以，煅烧温度宜控制在1000～1100℃左右。温度较低、煅烧时间不足、石灰岩原料尺寸过大、装料过多等因素，会产生欠火石灰。欠火石灰中CaCO 3尚未完全分解,未分解的CaCO 3，没有活性，从而降低了石灰的有效成分含量；温度过高或煅烧时间过长时，则会产生过火石灰。因为随煅烧温度的提高和时间的延长，已分解的CaO 体积收缩，毛体积密度增大，质地致密，熟化速度慢。若原料中含有较多的SiO 2和Al 2O 3等黏土杂质，则会在表面形成熔融的玻璃物质，从而使石灰与水反应的速度变得更慢（需数天或数月）。过火石灰如用于工程上，其细小颗粒会在已经硬化的浆体中吸收水分，发生水化反应而体积膨胀，引起局部鼓泡或脱落，影响工程
质量。
在石灰的原料中，除主要成分碳酸钙外，常含有碳酸镁。
MgCO 3 0
700C ???→ MgO + CO 2↑ 煅烧过程中碳酸镁分解出氧化镁，存在于石灰中。根据石灰中氧化镁含量多少,将石灰分为钙质石灰、镁质石灰。镁质石灰熟化较慢，但硬化后强度稍
高。用于建筑工程中的多为钙质石灰。
3.1.2 石灰的熟化
1.熟化过程 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”，也可称之为“淋灰”，经消解后的石灰称为“消石灰”或“熟石灰”，其化学反应式为
CaO + H 2O → Ca(OH)2 + 64.88J
生石灰在熟化过程有二个显著的特点：一是体积膨胀大（约1～2.5倍）；二是放热量大，放热速度快。煅烧良好、氧化钙含量高、杂质含量小的生石灰，其熟化速度
快，放热量和体积增大也多。此外，熟化速度还取决于及熟化池中的温度，温
度高，熟化速度快。
2.熟化方法
（1）经过筛与陈伏后制成石灰膏
石灰中不可避免含有未分解的碳酸钙及过火的石灰颗粒。为消除这类
杂质的危害，石灰膏在使用前应进行过筛和陈伏。即在化灰池或熟化机中
加水，拌制成石灰浆，熟化的氢氧化钙经筛网过滤(除渣)流入储灰池，在
储灰池中沉淀陈伏成膏状材料，即石灰膏。为保证石灰充分熟化，必须在
储灰池中储存半个月后再使用，这一过程称为陈伏。陈伏期间，石灰膏表
面应保留一层水，或用其它材料覆盖，避免石灰膏与空气接触而导致碳
化。一般情况下，1kg的生石灰约可化成1.5～3L的石灰膏。石灰膏可用来
拌制砌筑砂浆、抹面砂浆，也可以掺入较多的水制成石灰乳液用于粉刷。
（2）制成消石灰粉
将生石灰淋以适当的水，消解成氢氧化钙，再经磨细、筛分而得干粉，称
为消石灰粉或熟石灰粉。
消石灰粉也需放置一段时间，待进一步熟化后使用。由于其熟化未必充分，不宜用于拌制砂浆、灰浆。消石灰粉常用于拌制石灰土、三合土。
3.1.3 石灰的硬化
石灰浆在空气中的硬化是物理变化过程——干燥结晶，和化学反应过
程——碳化硬化两个同时进行的过程。
1.干燥结晶过程
石灰膏中的游离水分一部分蒸发掉，一部分被砌体吸收。氢氧化钙从过饱和溶液中结晶析出，晶相颗粒逐渐靠拢结合成固体，强度随之提高。
2.碳化硬化过程
氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成不溶于水的、强度和硬度较高的碳酸钙，析出的水分逐渐蒸发，其反应式为
Ca(OH)2 + CO2 + nH2O → CaCO3 + (n+1)H2O
这个反应实际是二氧化碳与水结合形成碳酸，再与氢氧化钙作用生成碳酸钙。如果没有水，这个反应就不能进行。碳化过程是由表及里，但表层生成的碳酸钙结晶阻碍了二氧化碳的深入，也影响了内部水分的蒸发，所以碳化过程长时间只限于表面。氢氧化钙的结晶作用则主要发生在内部。石灰硬化过程的二个主要特点是：一是硬化速度慢；二是体积收缩大。
从以上的石灰硬化过程可以看出，石灰的硬化只能在空气中进行，也只能在空气中才能继续发展提高其强度，所以石灰只能用于干燥环境的地面上建筑物、构筑物，而不能用于水中或潮湿环境中。
3.1.4 石灰的分类
1.根据成品加工方法不同分
块状生石灰：原料经煅烧而得到的块状白色原成品(主要成分CaO)。
生石灰粉：以块状生石灰为原料，经研磨制得的生石灰粉(主要成分
CaO)。
消石灰粉：以生石灰为原料，经水化和加工制得的消石灰粉[主要成分
Ca(OH)2]。
2.按化学成分（MgO含量）分
根据石灰中MgO含量，可分为钙质石灰与镁质石灰，见表3.1。
3.按熟化速度分
熟化速度是指石灰从加水起到达到最高温度所经的时间。
快熟石灰：熟化速度在10min以内。
中熟石灰：熟化速度在10～30min。
慢熟石灰：熟化速度在30min以上。
熟化速度不同，所采用的熟化方法也不同，如快熟石灰应先在池中注
好水，然后慢慢加入生石灰，以免池中温度过高，既影响熟化石灰的质
量，也易对施工人员造成伤害。而慢熟石灰则应先加生石灰，再慢慢向池中注水，以保持池中有较高的温度，从而保证石灰的熟化速度。
3.1.5 石灰的技术性能及标准
建筑生石灰根据有效氧化钙和有效氧化镁的含量、二氧化碳含量、未消化残渣含量以及产浆量划分为优等品、一等品和合格品。各等级的技术要求见表
3.2。
建筑生石灰粉根据有效氧化钙和有效氧化镁含量、二氧化碳含量及细
度划分为优等品、一等品和合格品。各等级的技术要求见表3.3。
建筑消石灰粉根据有效氧化钙和有效氧化镁含量、游离水量、体积安定性及细度划分为优等品、一等品和合格品。各等级的技术要求见表3.4。
3.1.6 石灰的性能
石灰与其他胶凝材料相比具有以下特性：
1.保水性、可塑性好
生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒极细的呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面吸附一层厚的水膜，因而保水性能好，且水膜层也大大降低了颗粒间的摩擦力。因此，用石灰膏制成的石灰砂浆具有良好的保水性和可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰膏，可使砂浆的保水性和可塑性显著提高。
2.硬化慢、强度低
石灰浆体硬化过程的特点之一就是硬化速度慢。原因是空气中的二氧化碳浓度低，且碳化是由表及里，在表面形成较致密的壳，使外部的二氧化碳较难
进入其内部，同时内部的水分也不易蒸发，所以硬化缓慢，硬化后的强度也不高，如1∶3石灰砂浆28天的抗压强度通常只有0.2～0.5MPa。
3.体积收缩大
体积收缩大是石灰在硬化过程中的另一特点，一方面是由于蒸发大量的游离水而引起显著的收缩；另一方面碳化也会产生收缩。所以石灰除调成石灰乳液作薄层涂刷外，不宜单独使用，常掺入砂，纸筋等以减少收缩、限制裂缝的
扩展。
4.耐水性差
石灰浆体在硬化过程中的较长时间内，主要成分仍是氢氧化钙（表层是碳酸钙），由于氢氧化钙易溶于水，所以石灰的耐水性较差。硬化中的石灰若长期受到水的作用，会导致强度降低，甚至会溃散。
5.吸湿性强
生石灰极易吸收空气中的水分熟化成熟石灰粉，所以生石灰长期存放应在
密闭条件下，并应防潮、防水。
3.1.7 石灰的应用
1.拌制灰浆、砂浆
如麻刀灰、纸筋灰,石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆等，用于砌筑工程、
抹面工程。
2.拌制灰土、三合土
利用石灰与粘性土可拌制成灰土；利用石灰、粘土与砂石或碎砖、炉渣等填料可拌制成三合土或碎砖三合土；利用石灰与粉煤灰、粘性土可拌制成粉煤灰石灰土；利用石灰与粉煤灰、砂、碎石可拌制成粉煤灰碎石土等等，大量应
用于建筑物基础、地面、道路等的垫层，地基的换土处理等。为方便石灰与粘土等的拌合，宜用磨细的生石灰或消石灰粉，磨细的生石灰还可使灰土和三合土有较高的紧密度，较高的强度和耐水性。
3.建筑生石灰粉
将生石灰磨成细粉，即建筑生石灰粉。建筑生石灰粉加入适量的水拌成的石灰浆可以直接使用，主要是因为粉状石灰熟化速度较快，熟化放出的热促使硬化进一步加快。硬化后的强度要比石灰膏硬化后的强度高。
4.制作碳化石灰板材
碳化石灰板是将磨细的生石灰掺30%～40%的短玻璃纤维或轻质骨料加水搅拌，振动成形，然后利用石灰窑的废气碳化12～24小时而成的一种轻质板材。它能锯、能钉，适宜用作非承重内隔墙板、天花板等。
5.生产硅酸盐制品
将磨细的生石灰或消石灰粉与天然砂或粒化高炉矿渣、炉渣、粉煤灰等硅质材料配合均匀，加水搅拌，再经陈伏(使生石灰充分熟化)、加压成形和压蒸处理可制成蒸压灰砂砖。灰砂砖呈灰白色。如果掺入耐碱颜料，可制成各种颜色。它的尺寸与普通粘土砖相同，也可制成其它形状的砌块，主要用作墙体材
料。
3.1.8 石灰的验收、储运及保管
建筑生石灰粉、建筑消石灰粉一般采用袋装，可以采用符合标准规定的牛皮纸袋、复合纸袋或塑料编织袋包装，袋上应标明厂名、产品名称、商标、净重、批量编号。运输、储存时不得受潮和混入杂物。
保管时应分类、分等级存放在干燥的仓库内，不宜长期存储。运输过程中要采取防水措施。由于生石灰遇水发生反应放出大量的热，所以生石灰不宜与易燃易爆物品共存、运，以免酿成火灾。
存放时，可制成石灰膏密封或在上面覆盖砂土等方式与空气隔绝，防
止硬化。
包装重量：建筑生石灰粉有每袋净重40kg、50kg两种，每袋重量偏差值不大于1kg；建筑消石灰粉有每袋净重20kg、40kg两种，每袋重量偏差值不大于
0.5kg、1kg。
3.2 石膏
石膏在建筑工程中的应用也有较长的历史。由于其具有轻质、隔热、吸声、耐火、色白且质地细腻等一系列优良性能，加之我国石膏矿藏储量居世界首位（有南京石膏矿，大波口石膏矿，平邑石膏矿等），所以石膏的应用前景
十分广阔。
石膏的主要化学成分是硫酸钙，它在自然界中以两种稳定形态存在于石膏矿石中；一是天然无水石膏(CaSO4)，也称生石膏、硬石膏；一是天然二水石膏(CaSO4·2H2O)，也称软石膏。天然无水石膏只可用于生产石膏水泥，而天然二
水石膏可制造各种性质的石膏。
3.2.1 建筑石膏的生产
将天然二水石膏(或主要成分为二水石膏的化工石膏)加热，由于加热方式和温度不同，可生产不同性质的石膏品种：温度为65～75℃时，开始脱水，至107～170℃时，脱去部分结晶水，得到β型半水石膏(βCaSO4·0.5H2O)，即建筑
石膏。当加热温度为170～200℃时，石膏继续脱水，成为可溶性硬石膏，与水调和后仍能很快凝结硬化；当加热温度升高到200～250℃时，石膏中残留很少的水，凝结硬化非常缓慢；当加热高于400℃，石膏完全失去水分成为不溶性硬石膏，失去凝结硬化能力，成为死烧石膏；当温度高于800℃时，部分石膏分解出的氧化钙起催化作用，所得产品又重新具有凝结硬化性能。当温度高于
1600℃时，CaSO4全部分解为石灰。
建筑石膏（β型半水石膏）呈白色粉末状，密度为2.60～2.75g/cm3，堆积密度为800～1000kg/m3。β型半水石膏中杂质少、色白的，可作为模型石膏，
用于建筑装饰及陶瓷的制坯工艺。
若将二水石膏置于蒸压釜中，在0.13Mpa的水蒸汽中（124℃）脱水，得到的是晶粒较β型半水石膏粗大、使用时拌和用水量少的半水石膏，称为α型半水石膏。将此熟石膏磨细得到的白色粉末称为高强石膏。由于高强石膏拌和用水量少（石膏用量的35%～45%），硬化后有较高的密实度，所以强度较高，
7d可达15～40Mpa。
3.2.2 建筑石膏的凝结与硬化
建筑石膏遇水将重新水化成二水石膏，反应式为
CaSO4·0.5H2O +1.5 H2O → CaSO4·2H2O
建筑石膏与适量的水混合成可塑的浆体，但很快就失去塑性、产生强度，并发展成为坚硬的固体。石膏的凝结硬化是一个连续的溶解、水化、胶化、结晶的过程。
半水石膏极易溶于水，加水后很快达到饱和溶液而分解出溶解度低的二水石膏胶体。由于二水石膏的析出，溶液中的半水石膏转变为非饱和状态，这样，又有新的半水石膏溶解，接着继续重复水化、胶化的过程，随着析出的二水石膏胶体晶体的不断增多，彼此互相联结，使石膏具有了强度。同时溶液中
的游离水分不断蒸发减少，结晶体之间的摩擦力、粘结力逐渐增大，石膏强度也随之增加，至完全干燥，强度停止发展，最后成为坚硬的固体。
浆体的凝结硬化是一个连续进行的过程。从加水开始拌合到浆体开始失去可塑性的过程称为浆体的初凝，对应的这段时间称为初凝时间；从加水开始拌合开始到浆体完全失去可塑性，并开始产生强度的过程称为浆体的终凝，对应的时间称为浆体的终凝时间。建筑石膏凝结硬化较快，一般初凝不早于6min，
终凝不迟于30min。
3.2.3 建筑的石膏的技术性能
根据规定，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。各项技术指标见表3.5。
3.2.4 建筑石膏的特点及应用
1.孔隙率大、强度较低
为使石膏具有必要的可塑性，通常加水量比理论需水量多得多（加水量为石膏用量的60%～80%，而理论用水量只为石膏用量的18.6%），硬化后由于多余水分的蒸发，内部的
孔隙率很大，因而强度较低。
2.硬化后体积微膨胀
石膏在凝结过程中体积产生微膨胀，其膨胀率约1%。这一特性使石膏制品在硬化过程中不会产生裂缝，造型棱角清晰饱满，适宜浇铸模型，制作建筑艺
术配件及建筑装饰件等。
3.防火性好,但耐火性差
由于硬化的石膏中结晶水含量较多，遇火时，这些结晶水吸收热量蒸发，形成蒸汽幕，阻止火势蔓延，同时表面生成的无水物为良好的绝缘体，起到防火作用。但二水石膏
脱水后强度下降，故耐火性差。
4.凝结硬化快
建筑石膏在10min内并可初凝，30min可终凝。因初凝时间较短，为满足施工要求，常掺入缓凝剂，以延长凝结时间。可掺入石膏用量0.1%～0.2%的动物胶，或掺入1%的亚硫酸盐酒精废液，也可以掺入硼砂或柠檬酸。掺缓凝剂后，石膏制品的强度有所下降。若需加速凝固可掺入少量磨细的未经煅烧的石膏。
5.保温性和吸声性好
建筑石膏孔隙率大，且孔隙多呈微细的毛细孔，所以导热系数小，保温、隔热性能好。同时，大量开口的毛细孔隙对吸声有一定的作用，因此建筑石膏具有良好的吸声性
能。
6.具有一定的调温、调湿性
由于建筑石膏热容量大，且多孔而产生的呼吸功能使吸湿性增强，可起到调节室内温度、湿度的作用，创造舒适的工作和生活环境。
7.耐水性差
由于硬化后建筑石膏的孔隙率较大，二水石膏又微溶于水，具有很强的吸湿性和吸水性，如果处在潮湿环境中，晶体间的粘结力削弱，强度显著降低，遇水则晶体溶解而引起破坏。所以石膏及制品的耐水性较差，不能用于潮湿环境中，但经过加工处理可做成耐水
纸面石膏板。
8.可装饰性强
石膏呈白色，可以装饰干燥环境的室内墙面或顶棚，但如果受潮后颜色变
黄会失去装饰性。
3.2.5 建筑石膏的应用
1.室内抹灰及粉刷
建筑石膏常被用于室内抹灰和粉刷。建筑石膏加砂、缓凝剂和水拌合成石膏砂浆，用于室内抹灰，其表面光滑、细腻、洁白、美观。石膏砂浆也可作为腻子用作油漆等的打底层。建筑石膏加缓凝剂和水拌合成石膏浆体，可作为室
内粉刷的涂料。
⒉建筑装饰制品
建筑石膏具有凝结快、体积稳定、装饰性强、不老化、无污染等的特
点，常用于制造建筑雕塑、建筑装饰制品。
3.石膏板
石膏板具有质轻、保温、防火、吸声、能调节室内温度湿度及制作方
便等性能，应用较为广泛。常见的有：普通纸面石膏板、装饰石膏板、石
膏空心条板、吸声用穿孔石膏板、耐水纸面石膏板、耐火纸面石膏板、石膏蔗渣板等。此外，各种新型的石膏板材仍在不断出现。
3.2.6 石膏的验收与储运
建筑石膏一般采用袋装，可用具有防潮及不易破损的纸袋或其他复合袋包装；包装袋上应清楚标明产品标记、制造厂名、生产批号和出厂日期、质量等级、商标、防潮标志；运输、储存时不得受潮和混入杂物，不同等级的应分别储运，不得混杂；石膏的储存期为三个月（自生产日起算）。超过三个月的石膏应重新进行质量检验，以确定等级。
3.2.7 石膏制品的发展
石膏制品具有绿色环保、防火、防潮、阻燃、轻质、高强、易加工、可塑性好、装饰性强等特点，使得石膏及其制品倍受青睐，具有广阔的发展空间。当前石膏制品的发展趋势有：用于生产石膏砌块、石膏条板等新型墙体材料；石膏装饰材料，如各种高强、防潮、防火又具有环保功能的石膏装饰板、石膏线条、灯盘、门柱、门窗拱眉等装饰制品及具有吸音、防辐射、防火功能的石膏装饰板；具有轻质、高强、耐水、保温的石膏复合墙体，如轻钢龙骨纸面石膏板夹岩棉复合墙体、纤维石膏板或有膏刨花板等与龙骨的复合墙体、加气（或发泡）石膏保温板或砌块复合墙体、石膏与聚苯泡沫板、稻草板等复合的大板，这些石膏复合墙体正逐渐地取代传统的墙体材料。
3.3 水玻璃
水玻璃俗称“泡花碱”，是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的能溶于水的一种金属硅酸盐物质。根据碱金属氧化物种类的不同，分为硅酸钠水玻璃和硅酸钾水玻璃，工程中以硅酸钠水玻璃（Na2O·nSiO2）最为常用。
3.3.1 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，在玻璃熔炉内熔融而生成硅酸钠，冷却后得固态水玻璃，然后在水中加热溶解而
成液体水玻璃。其反应式为
nSiO 2 + Na 2CO 3 0
13001400C ?????→: Na 2O ·nSiO 2 + CO 2↑ 式中，n 为水玻璃模数，即二氧化硅与氧化钠的摩尔数比。其值的大小决定水玻璃的性质。n 值越大，水玻璃的粘度越大，粘结能力愈强，易分解、硬化，但也难溶解，体积收缩也大。建筑工程中常用水玻璃的n 值，一般为2.5～
2.8之间。 水玻璃的生产除上述介绍的干法外还有湿法。湿法是将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅内用蒸气加热，并加以搅拌，使直接反应生成液体水玻璃。 液体水玻璃常含杂质而呈青灰色、绿色或微黄色，以无色透明的液体水玻璃为最好。液体水玻璃可以与水按任意比例混合。使用时仍可加水稀释。在液
体水玻璃中加入尿素，在不改变其粘度下可提高粘结力。
3.3.2 水玻璃的硬化 水玻璃在空气中与二氧化碳作用，析出二氧化硅凝胶，凝胶因干燥而逐渐
硬化，其反应式为
Na 2O ·nSiO 2 + CO 2 + mH 2O → nSiO 2·mH 2O + Na 2CO 3 上述硬化过程很慢，为加速硬化，可掺入适量的固化剂，如氟硅酸钠
(Na 2SiF 6)或氯化钙(CaCl 2)，其反应如下
Na 2O ·nSiO 2 + Na 2SiF 6 + mH 2O → (2n+1)SiO 2·mH 2O + 6NaF
氟硅酸钠的适宜掺量为水玻璃重量的12%～15%。如果用量太少，不但硬化速度缓慢，强度降低，而且未经反应的水玻璃易溶于水，因而耐水性差。但如果用量过多，又会引起凝结过速，使施工困难，而且渗透性大，强度也低。加人氟硅酸钠后，水玻璃的初凝时间可缩短到30～60min，终凝时间可缩短到
240～360min，7天基本达到最高强度。
3.3.3 水玻璃的性质
1.粘结强度较高
水玻璃有良好的粘结能力，硬化时析出的硅酸凝胶呈空间网络结构，具有较高的胶凝能力，因而粘结强度高。此外，硅酸凝胶还有堵塞毛细孔隙而防止
水渗透的作用。
2.耐热性好
水玻璃不燃烧,在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。故水玻璃常用于配置耐热混凝土，耐热砂浆，耐热胶泥等。
3.耐酸性强
水玻璃能经受除氢氟酸、过热(300℃以上)磷酸、高级脂肪酸或油酸以外的几乎所有的无机酸和有机酸的作用，常用于配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂
浆、耐酸胶泥等。
4.耐碱性、耐水性较差
水玻璃在加入氟硅酸钠后仍不能完全硬化，仍有一定量的水玻璃。由于水玻璃可溶于碱，且溶于水，硬化后的产物Na2CO3及NaF均可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。为提高耐水性，可采用中等浓度的酸对已硬化的水
玻璃进行酸洗处理。
3.3.4 水玻璃的应用
1.配制快凝防水剂
以水玻璃为基料，加入二种、三种或四种矾配制而成二矾、三矾或四矾快凝防水剂。这种防水剂凝结迅速，一般不超过1min，工程上利用它的速凝作用和粘附性，掺入水泥浆、砂浆或混凝土中，作修补、堵漏、抢修、表面处理用。因为凝结迅速，不宜配制水泥防水砂浆，用作屋面或地面的刚性防水层。
2.配制耐热砂浆、耐热混凝土或耐酸砂浆、耐酸混凝土
以水玻璃为胶凝材料，氟硅酸钠做促凝剂，耐热或耐酸粗细骨料按一定比例配制而成。水玻璃耐热混凝土的极限使用温度在1200℃以下。水玻璃耐酸混凝土一般用于储酸糟、酸洗槽、耐酸地坪及耐酸器材等。
3.涂刷建筑材料表面,可提高材料的抗渗和抗风化能力
用浸渍法处理多孔材料时，可使其密实度和强度提高。对粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等均有良好的效果。但不能用以涂刷或浸渍石膏制品，因为硅酸钠与硫酸钙会发生化学反应生成硫酸钠，在制品孔隙中结晶，体积显著膨胀，从而导致制品的破坏。用液体水玻璃涂刷或浸渍含有石灰的材料，如水泥混凝土和硅酸盐制品等时，水玻璃与石灰之间起反应生成的硅酸钙胶体填实制
品孔隙，使制品的密实度有所提高。
⒋加固地基,提高地基的承载力和不透水性
将液体水玻璃和氯化钙溶液轮流交替压入地基，反应生成的硅酸凝胶将土壤颗粒包裹并填实其空隙。硅酸胶体为一种吸水膨胀的冻状凝胶，因吸收地下水而经常处于膨胀状态，阻止水分的渗透而使土壤固结。
另外，水玻璃还可用作多种建筑涂料的原料。将液体水玻璃与耐火填料等调成糊状的防火漆，涂于木材表面，可抵抗瞬间火焰。
复习思考题
3.1 何谓气硬性胶凝材料、水硬性胶凝材料？两者差异是什么？
3.2 生石灰、熟石灰、建筑石膏的主要成分是什么？它们各有哪些技
术性质及用途？
3.3 石灰膏使用前为什么要“过筛和陈伏”？
3.4 在古建筑维修中，人们发现石灰浆体具有较高的强度和硬度，因
而认为古代人生产石灰的技术比现代人高，你认为这种说法对吗？为什
么？
3.5 简述石灰、石膏和水玻璃的硬化过程和特点。
1.什么是气硬性胶凝材料？主要有哪些？各有何特点？ 答：非水硬性胶凝材料的一种。只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度的称气硬性胶凝材料，如石灰、石膏、 菱苫土和水玻璃等；气硬性胶凝材料一般只适用于干燥环境 中，而不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。 石灰：保水性，可塑性好；凝结硬化慢，强度低；耐水性差；干燥收缩大。 石膏：凝结硬化时间段；凝结硬化时体积微膨胀；空隙率大，体积密度小；保温性和吸声性好；强度较低；具有一定的调湿性； 防火性好，耐水性差；耐水性，抗渗性，抗冻性差。 水玻璃：粘结性强，强度较高；耐酸性好，耐热性好；耐碱性，耐水性差。 2.什么是硅酸盐水泥？评定水泥质量的主要指标有哪些？ 答：由硅酸盐水泥熟料、0%-5%石灰石或粒化高炉炉渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥熟料的主要成分 为硅酸三钙3CaO·SiO2，硅酸二钙2CaO·SiO2，铝酸三钙 3CaO·Al2O3和铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3。 主要指标：质量比为1:3的水泥和标准砂，用0.5的水灰比拌合后，按规定的方法制成胶砂试件，在标准温度的水中护养，测3d 和28d的试件抗折和抗压强度，划分强度等级。
3.什么是新型建筑材料？如何进行分类？ 答：新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种，包括的品种和门类很多。从功能上分，有墙体材 料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密 封材料，以及与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材 料等。从材质上分，不但有天然材料，还有化学材料、金属 材料、非金属材料等等。 分类：（1）按用途分类 （2）按建筑各部分使用建筑材料的状况分类 （3）按原材料分类 4.根据外观形态，防水材料有哪些？各有何特点？ 答：防水卷材、防水涂料、密封材料和刚性防水材料等。 防水卷材：克服了传统沥青防水卷材温度稳定性差、延伸率低的缺点，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高、延 伸率较大等优异性能。 刚性防水材料：兼防水和承重两种功能；成本低廉；施工方便； 易于补休；耐久性好。 5.谈谈你对未来建筑材料发展方向的看法？ 答：（1）具有多功能多样性和综合性的建筑材料； （2）绿色健康建筑材料；
第三章无机气硬性胶凝材料习题参考答案 一、名词解释 1石灰陈伏：为消除过火石灰的危害，应将熟化后的石灰浆在消化池中储存2~3周，即所谓陈伏。 二、判断题(对的划√，不对的划×) 1气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。（×） 2石灰浆体在空气中的碳化反应方程式是： Ca(OH) 2+CO 2 =CaCO3+H 2 O （×） （还要有水的参与） 3建筑石膏最突出的技术性质是凝结硬化慢，并且在硬化时体积略有膨胀。（×） 4建筑石膏板因为其强度高，所以在装修时可用于潮湿环境中。（×） 5建筑石膏的分子式是 CaSO 4·2H 2 O。（×） 6石膏由于其防火性好，故可用于高温部位。（×） 7石灰陈伏是为了降低石灰熟化时的发热量。（×） 8石灰的干燥收缩值大，这是石灰不宜单独生产石灰制品和构件的主要原因。（√） 9石灰是气硬性胶凝材料，所以由熟石灰配制的灰土和三合土均不能用于受潮的工程中。 10石灰可以在水中使用。（×） 11建筑石膏制品有一定的防火性能。（√） 12建筑石膏制品可以长期在温度较高的环境中使用。（×） 13石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。（×） 三、单选题 1.石灰在消解（熟化）过程中_B___。 A. 体积明显缩小 B. 放出大量热量 C. 体积不变 D. 与Ca(OH) 2作用形成CaCO 3 浆体在凝结硬化过程中，其体积发生微小膨胀。A. 石灰 B. 石膏 C. 菱苦土 D.水玻璃 3.为了保持石灰的质量，应使石灰储存在 B__。 A. 潮湿的空气中 B. 干燥的环境中 C. 水中 D. 蒸汽的环境中 4.石膏制品具有较好的_C___ A. 耐水性 B. 抗冻性 C. 加工性 D . 导热性 5.石灰硬化过程实际上是_C___过程。 A. 结晶 B. 碳化 C. 结晶与碳化 6.生石灰的分子式是_ C ___。 A. CaCO 3 B. Ca(OH) 2 C. CaO 7.石灰在硬化过程中，体积产生_ D ___。
项目二气硬性胶凝材料的应用技术 一、填空题 1、所谓气硬性胶凝材料，是指只能在空气中硬化并保持或继续提高其强度的胶凝材料。 2、石灰的特性有：可塑性__好__、硬化速度___缓慢__、硬化时体积_收缩___和耐水性_差__等。 3、建筑石膏具有以下特性：凝结硬化____快___、孔隙率___大_____、强度_____低___凝结硬化时体积__膨胀______、防火性能___好_____等。 一、名词解释 1、石灰的陈伏：将熟化后的石灰防入储灰池中，上面加上一层水，保持7天以上，这个过程叫做石灰的陈伏。 三、单选题 1、建筑石膏（ C ）特点，使它适宜制作建筑艺术配件，建筑装饰件等。 A：凝结硬化快 B：可装饰性 C：硬化后体积微膨胀 2、砌筑砂浆中掺石灰是为了（ C ）。 A：提高砂浆强度 B：提高砂浆粘结力 C：改善砂浆和易性 3、生产水泥时，熟料中掺一定量石膏是为了（ C ）。 A：加速硬化 B：提高强度 C：调节凝结时间 四、简答题 1、气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料有何区别？需上网查资料 答：气硬性胶凝材料是指只能在空气中凝结硬化，保持并发展其强度，耐水性差，只能用于干燥空气中；水硬性胶凝材料是指不仅可以在空气中凝结硬化，而且可以在水中更好的凝结硬化，保持并发展其强度，耐水性强，可以用于水中。 2、石灰的特性有哪些？ 答：1）保水性、可塑性好；2）硬化慢、强度低；3）干燥收缩大；4）耐水性差；5）吸湿性强 3、石膏的特性有哪些？ 答：1）孔隙率大，强度较低；2）硬化后体积微膨胀；3）防火性好；4）凝结硬化快；5）耐水性差；6）可装饰性 建筑材料课题团队欢迎指导
第六章其它品种混凝土 内容：轻混凝土的种类，轻骨料混凝土的组成、技术性质及混凝土配比，多孔混凝土的组成，性能和应用，其它混凝土的简介。高强混凝土及高性能混凝土概念、区别及主要配制途径与性能特点。 基本要求： 1．了解高强和高性能混凝土的发展趋势。[3] 2．了解轻混凝土的种类，组成及特点。[3] 3．了解轻骨料混凝土的技术性质及应用。[1] 重点：轻混凝土的分类、组成特点、轻骨料混凝土的技术要求及应用。 △自学内容△ 自学其它品种混凝土，自学思考题： ·高强混凝土与高性能混凝土的区别 ·轻混凝土的分类；轻骨料混凝土的性能特点 ·防水混凝土的配制方法。 ·大体积混凝土配制和施工时应采取哪些措施 ·什么是泵送混凝土的可泵性？如何保证泵送混凝土的可泵性？ 第六章其它品种混凝土 第一节高强高性能混凝土 随着现代化工程结构向大跨、重载、高耸发展以及重大混凝土结构在各种严酷环境条件下使用的需要，高强度和高耐久性混凝土日益受到世界范围内的重视和关注。 一．高强混凝土 是用常规的水泥、砂石作原材料，采用常规制作工艺，主要依靠高效减水剂，或同时外加一定数量的活性矿物掺合料，使硬化后强度等级不低于C60的水泥混凝土。 1．高强度混凝土的优点和缺点 优点： 致密坚硬，抗渗性、抗冻性优于普通混凝土。
●可减小结构断面 ●刚度大，变形小，可施加更大预应力和更早地施加预应力。 缺点： ●对原材料要求严格 ●对生产施工的质量管理水平要求高 ●质量易受多方面情况影响 ●延性差 2．物理力学性能（略讲） （1）应力－应变曲线不同于普通混凝土 （2）早期－后期强度规律，早期强度高，后期增进率低 （3）抗拉强度与抗压强度之比降低 （4）收缩：初期大，但最终与普通混凝土相当 （5）耐久性提高 3．高强度混凝土配制原则 （1）水泥质量稳定，强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 （2）粗骨料最大粒径不应大于25mm，最好控制在15～25mm,严格控制针片状含量。 （3）砂率，一般可取30～35％。 （4）掺合料的使用 （5）胶凝材料用量不宜大于550kg/m3，且矿物掺合料不得超过40％。 二．高性能混凝土 高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标，要对工作性、强度、体积稳定性、经济性等重点予以保证。特点是优选材料，低水胶比，并除水泥、水、骨料外，必须参加足够数量的矿物细掺料和高效减水剂。 1．拌合物的性能 包括充填性、可泵性、稳定性（抗泌水、抗离析等）。 2．耐久性 一般来说，混凝土只要其抗渗性很低，就有很好的抵抗水和侵蚀性介质侵入的能力。高性能混凝土由于水胶比很低而具有很低的渗透性，因而其耐久性好。 3．强度 当胶凝材料总量确定后，调整水泥与活性掺合料的比例，即可制成不同强度等级且经济合理的高性能混凝土。 4．收缩。 除了普通混凝土的收缩以外，还应特别注意自收缩。 高强混凝土与高性能混凝土的区别： 高强混凝土主要是以强度作为指标，而高性能混凝土则侧重于施工性和耐久性、体积稳定性，并不一定要求有较高的强度。
气硬性胶凝材料习题（二） 一. 名词解释 1. 生石灰 2. 消石灰 3. 钙质石灰 4 镁质石灰 5. 欠火石灰 6. 过火石灰 7. 石灰消化 8. 石灰陈伏 9. 石灰乳 10. 石灰土 11. 三合土 12. 菱苦土 13. 水玻璃 14. 水玻璃模数 二. 判断题(对的划√，不对的划×) 1. 生石灰熟化时，石灰浆流入储灰池中需要“陈伏”两周以上。其主要目的 是为了制得和易性很好的石灰膏，以保证施工质量。 ( ) 2. 生石灰在空气中受潮消解为消石灰，并不影响使用。 ( ) 3. 石灰浆体在空气中的碳化反应方程式是 Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O ( ) 4. 水玻璃硬化后耐水性好，因此可以涂刷在石膏制品的表面，以提高石膏 制品的耐久性。 ( ) 5. 水玻璃的模数n值越大，则其在水中的溶解度越大。 ( ) 6. 石灰陈伏是为了降低石灰熟化时的发热量。 ( ) 7. 石灰的干燥收缩值大，这是石灰不宜单独生产石灰制品和构件的主要原 因。 （ ） 8. 在空气中贮存过久的生石灰，可以照常使用。 ( ) 9. 石灰是气硬性胶凝材料，所以由熟石灰配制的灰土和三合土均不能用于 受潮的工程中。 ( ) 10．石灰可以在潮湿的环境中使用。 ( ) 11．石灰可以在水中使用。 ( ) ( ) 三. 填空题 1. 石灰熟化时释放出大量 ，体积发生显著 ，石灰硬化时放出大量 ，体积产生明显 。 2. 当石灰已经硬化后，其中的过火石灰才开始熟化．体积 ，引起
。 3. 消除墙上石灰砂浆抹面的爆裂现象，可采取 的措施。 4. 水玻璃的模数n 值越大，其溶于水的温度越 ，粘结力。常用的水玻璃的模数n= 。 5. 写出下列分子式的建筑材料名称： (1) Ca(OH)2 (2) CaSO4·2 1H 2O (3) CaC03 (4 ) Na 2O·nSiO 2 (5) Na 2SiF6(6) MgO 。6. 消除墙上石灰砂浆抹面的爆裂现象，可采取 的措施。 7. 菱苦土不用加水搅拌，通常是用 来搅拌，其作用是。 8. 水玻璃的模数n 越大，其溶于水的温度越 ，粘结力。常用水玻璃的模数n ＝ 。9． 石灰的凝结硬化过程中体积 ，石膏凝结硬化过程中体积。 四. 单项选择题 1. 石灰在消解(熟化)过程中( )。 A 、体积明显缩小 B 、放出大量热量 C 、体积膨胀 D 、与Ca(OH)2作用形成CaCO 3 2. ( )浆体在凝结硬化过程中，其体积发生微小膨胀。 A 、石灰 B 、石膏 C 、菱苦土 D 、水玻璃 3. 为了保持石灰的质量，应使石灰储存在( )。 A 、潮湿的空气中 B 、干燥的环境中 C 、水中 D 、蒸汽的环境中 4. 为了加速水玻璃的硬化，加入( )作促硬剂。 A 、NaOH B 、NaF C 、Na 2SiF 6 D 、Ca(OH)2 D 、3CaO·A1203·3CaS04·31H 2O 5. ( )浆体在凝结硬化过程中，其体积发生微小膨胀。 A 、石灰 B 、石膏 C 、菱苦土 D 、水玻璃。
烟台理工学校2016～2017学年度 《气硬性胶凝材料》单元测试题 年级：一年级学科：《建筑材料与检测》时间：90分钟 1、生产石膏的主要原料是（）。 A、CaCO3 B、Ca（OH）2 C、CaSO4·2H2O D、CaO 2、生产石灰的主要原料是（）。 A、CaCO3 B、Ca（OH）2 C、CaSO4·2H2O D、CaO 3、石灰熟化时为了消除过火石灰的危害，可在熟化后陈伏（）左右。 A、6m B、3m C、15d D、3d 4、氧化镁含量为（）是划分钙质石灰和镁质石灰的界限。 A、5% B、10% C、15% D、20% 5、下列工程不适于选用石膏制品的是（）。 A、影剧院的穿孔贴面板 B、冷库内的墙贴面 C、非承重隔墙板 二、多项选择题（每题5分，共10分） 1、对石膏的技术要求主要有（）。 A、细度 B、强度 C、有效CaO、MgO含量 D、凝结时间 2、（）属于水硬性胶凝材料，而（）属于气硬性胶凝材料。 A、石灰 B、水泥 C、石膏 三、填空题（每空1分，共27分） 1、胶凝材料按化学性质分和。 2、无机胶凝材料按硬化条件分和胶凝材料。 3、建筑石膏与水拌和后，最初是具有可塑性的浆体，随后浆体变稠失去可塑性，但尚无强度，此过程称为，以后逐渐变成具有一定强度的固体的过程称为。 4、从加水拌和直到浆体开始失去可塑性的过程称为。 5、从加水拌和直到浆体完全失去可塑性的过程称为。 6、国家标准对建筑石膏的技术要求有、、。 7、石灰粉与黏土拌和后称为，再加砂或石屑、炉渣等即为。 8、石灰熟化时放出大量，体积发生显著；石灰硬化时放出大量，体积发生显著。 9、建筑石膏凝结硬化时体积，硬化速度，硬化后孔隙率，强度，保温隔热性能，耐水性。 10、石灰硬化后，其中的过火石灰才开始熟化，体积，引起。所以生石灰使用前需要在储灰池中存放 w以上，同时要求水面高出灰面，防止石灰。 1、石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。 2、石膏既耐热又耐火。 3、石灰熟化的过程又称为石灰的消解。 4、石灰浆在储灰池中存放2w以上的过程称为“淋灰”。 5、过火石灰用于建筑结构物中，使用时缺乏粘结力，但危害不大。 6、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。 7、在空气中储存过久的生石灰，不应照常使用。 8、石灰硬化时收缩值大，一般不宜单独使用。 9、建筑石膏最突出的技术性质是凝结硬化快，且硬化时体积略有膨胀。 10、分子式为CaSO4·1/2H2O的石膏为建筑石膏。 11、在水泥砂浆中掺入石灰膏主要是为了节约水泥。 12、建筑石膏一把只用于室内抹灰，而不用于室外。 13、石灰陈伏是为了降低石灰熟化时的发热量。 五、简答题（每题8分，共40分） 1、为什么说石膏板是建筑物的一种良好内墙材料，但不能用于外墙围护结构？ 2、在维修古建筑时，发现古建筑中石灰砂浆坚硬，强度较高。有人认为是因为古代生产的石灰质量优于现代石灰，这个观点对不对？为什么？ 3、为何石灰除粉刷外一般不单独使用石灰浆？ 4、石膏用于内墙抹灰时有什么优点？ 5、简述欠火石灰和过火石灰对石灰品质的影响与危害。
第二章气硬性无机胶凝材料 1．在以下胶凝材料中，属于气硬性胶凝材料的为哪一组? Ⅰ．石灰；Ⅱ．石膏；Ⅲ．水泥；Ⅳ．水玻璃 (A)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(B)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(C)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ(D)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ[答案] D。 [说明]胶凝材料是指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成坚硬固体的物质，并能把散粒的或块状的材料胶结成为一个整体。水泥属于水硬性无机胶凝材料；石灰、石膏、水玻璃和菱苦土等镁质胶凝材料属于气硬性无机胶凝材料。各类沥青和各种天然、人造树脂属于有机胶凝材料。 2．调制石膏砂浆所用的熟石膏，是用生石膏在多高温度下煅烧而成的? (A) 150～170℃(B) 190～200℃(C) 400～500℃(D) 750～800℃ [答案] A。 [说明]建筑石膏系以生石膏在107～170℃下煅烧至半水石膏而成。 3．调制石膏砂浆时，所采用的熟石膏是下列哪种石膏? (A)建筑石膏(B)地板石膏(C)高强度石膏(D)模型石膏 [答案] A。 [说明]建筑石膏常用于配制石膏砂浆，制作建筑艺术配件、建筑装饰等石膏制品，也可做石膏粉刷之用；地板石膏主要用于石膏地面、石膏灰浆和石膏混凝土；高强度石膏供作人造大理石、石膏砖、人造石及粉刷涂料使用；而模型石膏则用作塑像、雕塑、人造石及粉刷等。 4．建筑石膏的使用性能何者不正确? (A)干燥时不开裂(B)耐水性强(C)机械加工方便(D)抗火性能好 [答案] B。 [说明]建筑石膏的技术性质：
表观密度小、导热性较低、吸声性较强、可钉可锯；硬化速度快、且硬化时不开裂；具有抗火性；具有较强的吸湿性；耐水性和抗冻性都较差。 5．建筑石膏主要技术性能的概念，哪条不正确? (A)白色，比重2.6～2.75 (B)耐水性、抗冻性都较差 (C)适用于室内装饰、隔热、保温、吸声和防火等 (D)适用于65℃以上的环境 [答案] D。 [说明]将二水石膏在常压及干燥条件下进行煅烧所得的半水石膏，为β型半水石膏，磨成细粉，即为建筑石膏，密度为2.5～2.8g/cm3。建筑石膏凝结硬化很快，硬化后体积稍有膨胀；其表观密度较小、导热性较小、强度较低，具有较好的防火性能；硬化后具有很强的吸湿性，受潮后强度剧烈降低，耐水性及抗冻性均较差。建筑石膏适用于室内装饰、抹灰、粉刷，制作各种石膏制品；但不宜用于室外工程和65℃以上的高温工程，因而不能用作隔热。 6．建筑石膏贮存3个月后，其强度会： (A)稍微提高(B)显著提高(C)减弱(D)不变 [答案] C。 [说明]建筑石膏在运输及贮存时应注意防潮，一般贮存3个月后，强度将降低30%左右。 7．石膏制品抗火性能好的原因是： (A)制品内部孔隙率大(B)含有大量结晶水(C)吸水性强(D)硬化快[答案] B。 [说明]由于石膏制品中含有一定的结晶水，遇到火灾时，结晶水蒸发吸收热量，表面生成的无水物为良好的热绝缘体，因而具有较好的抗火性能。
三种气硬性胶凝材料应用注意事项气硬性胶凝材料主要包括石灰、石膏、水玻璃以及镁质胶凝材料等。气硬性胶 凝材料，顾名思义，即只能在空气中硬化，只能在空气中保持或继续提高其强度，故气硬性胶凝材料一般只适用于地上或干燥环境，不适宜于潮湿环境和水中。 （一）建筑工程中的石灰，包括建筑生石灰、生石灰粉和消石灰等。他以碳酸钙为主要成分的石灰岩为原料，在低于烧结温度下煅烧而成，是一种古老的建筑材料。 1.生产时，由于火候或温度控制不均，常会含有欠火石灰或过火石灰。欠火石灰中含有未分解的碳酸钙内核，外部为正常煅烧的石灰，它只是降低了石灰的利用率，不会带来危害。温度过高得到的石灰称为过火石灰。过火石灰的结构致密，孔隙率小，体积密度大，并且晶粒粗大，表面常被熔融的黏土杂质形成的玻璃物质所包覆。因此过火石灰与水作用的速度很慢，须数天甚至数年，这对石灰的使用极为不利。为避免过火石灰在使用以后，因吸收空气中的水蒸气而逐步熟化膨胀，使已硬化的砂浆或制品产生隆起、开裂等破坏现象，在使用以前必须使过火石灰熟化或将过火石灰去除。常采用的方法是在熟化过程中，利用筛网除掉较大尺寸过火石灰颗粒，而较小的过火石灰颗粒在储灰坑中至少存放二周以上，使其充分熟化，此即所谓的“陈伏”。陈伏时为防止石灰炭化，石灰膏的表面须保存有一层水。 2.生石灰在运输或贮存时，应避免受潮，以防止生石灰吸收空气中的水分而自行熟化，然后又在空气中谈话而失去胶结能力。 3.石灰不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用。 4.石灰在硬化过程中，要蒸发掉大量的水分，引起体积显著收缩，易出现干缩裂缝。所以，石灰不宜单独使用，一般要掺人砂、纸筋、麻刀等材料，以减少收缩，增加抗拉强度，并能节约石灰。 （二）建筑石膏，不仅是一种有悠久历史的古老的胶凝材料，而且也是一种有发展前途的新型建筑材料。作为气硬性胶凝材料的石膏，通常是由天然二水石膏经过低温煅烧、脱水、磨细制成。 1.建筑石膏在实际应用时，为了保证可塑性，实际加水量通常为百分之六十到八十。为了降低石膏需水量，提高其密实度和强度，可在石膏浆内掺加适量糖蜜、亚硫酸盐酒精废液、水解性血等。 2.建筑石膏的缺点是吸水性强，吸水后强度显著下降，耐水性差，制品易变形翘曲。若吸水后受冻，制品易遭破坏。 （三）水玻璃，俗称玻璃水，又称泡花碱，无色、微黄或灰白色的浓稠液体，由于其能溶于水，稀稠程度可随意调节。水玻璃水泥砂浆防水层由于操作简便，造价低廉，施工效果好，不污染环境，施工安全，尤其是用于卫生间防水，新做、维修均可。 1.水玻璃在空气中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝胶，凝胶因干燥而逐渐硬化，但硬化过程很慢，为加速硬化，可将水玻璃加热或掺加适量促硬剂，如氟硅酸钠，
第二章气硬性胶凝材料 一、填空题 1.胶凝材料按照化学成分分为（有机胶凝材料）和（无机胶凝材料）两类。无机胶凝材料按照硬化条件不同分为（气硬性胶凝材料）和（水硬性胶凝材料）两类。 2.建筑石膏的化学成分是（β-2CaSO4.H2O），高强石膏的化学成分为（α-2CaSO4.H2O），生石膏的化学成分为（CaSO4.2H2O）。 3. 生石灰的熟化是指（CaO+H2O=Ca(OH)2）。熟化过程的特点：一是（体积剧烈膨胀），二是（放出大量热）。 4. 生石灰按照煅烧程度不同可分为（欠火石灰）、（过火石灰）和（正火石灰）；按照MgO含量不同分为（钙质石灰）和（镁质石灰）。 5. 石灰浆体的硬化过程，包含了（干燥）、（结晶）和（碳化）三个交错进行的过程。 6. 建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉的主要活性指标是指（CaO+MgO）的含量。 7. 水玻璃的特性是（粘结力强）、（耐酸性好）和（耐热性高）。 8. 水玻璃的凝结硬化较慢，为了加速硬化，需要加入（氟硅酸钠）作为促硬剂，适宜掺量为（12％～15％）。 二、简述题 1.简述气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别。 答：气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并保持、发展强度； 水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。 2.建筑石膏与高强石膏的性能有何不同？ 答：建筑石膏晶体较细，调制成一定稠度的浆体时，需水量较大，因而强度较低； 高强石膏晶粒粗大，比表面积小，需水量少，硬化后密实度大，强度高。 3.建筑石膏的特性如何？用途如何？
答：建筑石膏的特性：表观密度小、强度较低；凝结硬化快；孔隙率大、热导率小；凝固时体积微膨胀；吸湿性强、耐水性差；防火性好。 建筑石膏主要用于室内抹灰及粉刷，制作石膏板等。 4.生石灰在熟化时为什么需要陈伏两周以上？为什么在陈伏时需在熟石灰表面保留一层水？答：因为生石灰中含有一定量的过火石灰，过火石灰的结构致密，熟化极慢，当这种未充分熟化的石灰抹灰后，会吸收空气中的水分继续熟化，体积膨胀，致使墙面隆起、开裂，严重影响施工质量，为了消除这种危害，因此需要陈伏两周以上。 陈伏时表面保留一层水可防止石灰碳化。 5.石灰的用途如何？在储存和保管时需要注意哪些方面？ 答：用途：配制石灰砂浆和石灰乳；配制灰土和三合土；制作碳化石灰板；制作硅酸盐制品； 配制无熟料水泥；作为干燥剂；作为静态破碎剂。 储存生石灰要注意防水防潮，而且不宜久存，最好运到后即熟化为石灰浆，变储存期为陈伏期。另外要注意安全，将生石灰与可燃物分开保管，以免引起火灾。 6.水玻璃的用途如何？ 答：用途主要有：涂刷或浸渍材料；加固地基；修补裂缝、堵漏；配制耐酸砂浆和耐酸混凝土；配制耐热砂浆和耐热混凝土等。
第3章气硬性胶凝材料 1.为彻底熟化，石灰在化灰池中陈伏2周，是为了消除（ C ）的不良作用. A.欠火石灰 B.镁质石灰 C. 过火石灰 D.钙质石灰 2.生石灰的主要成分是( A ) A.CaCO3 B. CaO C.Ca(OH)2 D.Ca2C 3.石灰加水熟化过程的特征是( A ) A.放热,膨胀,质量减小 B. 放热,膨胀,质量增大 C.放热,收缩, 质量减小 D.吸热,膨胀,质量增大 4.石灰硬化的特点是( A ) A.膨胀,质量变大 B. 收缩,质量变大 C.膨胀,质量变大 D.收缩,质量变小 7.用石灰浆罩面时，为避免收缩，可在调制中掺入(B ) A.适量石膏 B. 适量纸筋 C.适量盐 D.适量水泥 9.在装饰材料中，石膏制品体形饱满，表面光滑细腻，主要原因是( A ) A.施工工艺好 B. 石膏硬化时体积会微膨胀 C.在石膏中掺入了纤维等材料 D.对表面进行修补和加工 10.石膏的主要成分是(C) A.CaCO3 B.CaO C. CaSO4 D. Ca(OH)4 14. 调制罩面用的石灰浆不得单独使用，应掺入砂子、麻刀和纸筋，是为了（C） A. 增加厚度 B. 易于施工 C. 减少收缩 D. 增加美观 15. ( A)在硬化过程中,体积发生微膨胀。 A. 石膏 B.石灰 C.水泥 D.菱苦土 16. 适于强度较高的抹灰工程的材料是（A） A. 建筑石膏 B.石灰 C. 高强石膏 D.粉刷石膏 17. 石灰陈伏以（B）天为宜. A.7 B.14 C. 28 D.30 19.( A )粉刷层表面坚硬,光滑细腻,不起灰,便于进行再装饰. A. 建筑石膏 B. 高强石膏 C.无水石膏水泥 D. 粉刷石膏 22.下列性能中，属于建筑石膏的优点是( C ) A. 耐水性好 B. 抗冻性好 C. 保温性能 D. 抗渗性好 23.下列关于石灰的叙述,合理的是( B ) A. 石灰粉末越多越好,以便于运输 B. 熟石灰可与粘土混合做垫层 C. 石灰熟化成粉末后,储藏与运输中不需要防潮 D. 石灰浆可单独使用与罩面 24.下列属于水硬性胶凝材料的是(C ) A.石灰 B.石膏 C. 高铝水泥 D.菱苦土 27.经过陈伏后,石灰浆体的主要成分是( D ) A. CaO B. Ca(OH)2 C. CaCO3 D. Ca(OH)2+H2O 28. 生石灰和消石灰的化学式分别是(B) A. Ca(OH)2和CaCO3 B. CaO和Ca(OH)2 C. Ca(OH)2和CaO D. CaO和CaCO3 29. 石膏制品不宜用于（D） A.吊顶材料 B.影剧院穿孔材料 C.非承重隔墙板 D. 冷库内的墙贴面 30. 建筑石膏一般分为(A)个品种. A.2 B. 3 C.4 D.5
气硬性胶凝材料综合训练 一、填空题 1.石灰的常用品种有、、、。生石灰的成分是，熟石灰的成分是，熟石灰主要有、两种形式。 2. 石灰熟化的特点是、、，工程中熟化方法有、和两种。 3.常见的两种煅烧质量差的石灰是和，熟化过程中陈伏的目的是，一般陈伏时间为。 4.建筑消石灰按MgO含量可分为、、。 5.混合砂浆中掺入石灰膏的主要利用石灰膏的性质。 6.石灰凝结硬化速度，硬化强度，体积。 7.石灰硬化时开裂，不能单独作制品，常加入、提高抗裂性。 8.利用石灰膏可制成和砂浆，用于砌筑、抹面工程。 9.常用的灰土品种有和，灰土中土种以为宜，灰土施工中必须，灰土抗压强度和、、有关。 10.石灰砂浆的耐水性，灰土的耐水性。 11.建筑石膏为白色粉末，其主要成分是，加水形成石膏浆，经筑模成型、干燥制作得石膏产品，石膏产品的成分是。 12.石膏的凝结时间为，常掺入延长凝结时间。 13.石膏硬化时体积，硬化速度，硬化后石膏的孔隙率，表观密度，保温性，吸声性，吸湿性，耐水性，抗冻性，防火性，耐火性。 14.石灰、石膏在储存、运输过程中必须、，石膏储存期一般为月。 二、选择题 1.石灰粉刷的墙面出现起泡的现象，是由（）引起的。 A欠火石灰B过火石灰C石膏D含泥量 2.建筑石灰分为钙质石灰和镁质石灰，是根据（）成分含量划分的。 A氧化钙B氧化镁C氢氧化钙D碳酸钙 3.罩面用的石灰浆不得单独使用，应掺入砂子、麻刀和纸筋等以（）。
A易于施工B增加美观C减少收缩D增加厚度 4.欠火石灰会降低石灰的（）。 A强度B产浆率C废品率D硬度 5.石灰的耐水性差，灰土、三合土（）用于经常与水接触的部位。 A能B不能C说不清D视具体情况而定 6.石灰淋灰时，应考虑在储灰池保持（）天以上的陈伏期。 A7 B14 C20 D28 7.石灰存放期通常不超过（）个月。 A1 B2 C3 D4 8.石膏制品表面光滑细腻，主要原因是（）。 A施工工艺好B表面修补加工C掺纤维等材料D硬化后体积略膨胀性 9.建筑石膏的存放期规定为（）个月。 A1 B2 C3 D4 10.一般用来作干燥剂使用的是（）。 A生石灰B熟石灰C生石膏D熟石膏 三、问答题 1.欠火石灰和过火石灰有何危害？如何消除？ 2.石灰、石膏作为气硬性胶凝材料二者技术性质有何区别，有什么共同点？ 3.石灰硬化后不耐水，为什么制成灰土、三合土可以用于路基、地基等潮湿的部位？ 4.为什么说石膏是一种较好的室内装饰材料？为什么不合适用于室外？ 5.为什么石膏合适模型、塑像的制作？ 四、案例分析题 1.某住宅楼的内墙使用石灰砂浆抹面，交付使用后在墙面个别部位发现了鼓包、麻点等缺陷。试分析上述现象产生的原因，如何防治？ 2.某住户喜爱石膏制品，用普通石膏浮雕板作室内装饰，使用一段时间后，客厅、卧室效果相当好，但厨房、厕所、浴室的石膏制品出现发霉变形。请分析原因，提出改善措施。 3.某工人用建筑石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接黏贴，石膏饰条前后半小时完工。几天后最后黏贴的两条石膏饰条突然坠落，请分析原因，提出改善措施。
2无机胶凝材料 教学内容： 本章主要介绍了石灰、石膏和水玻璃等气硬性胶凝材料的特性、技术性质要求和应用。教学目的: 1.了解石灰、石膏、水玻璃的消化和硬化、生产工艺，硬化机理； 2.掌握石灰、石膏、水玻璃的性质、技术标准及应用； 3.材料的组成、结构与材料的性质、适用范围的关系。 教学重点： 石灰、石膏、水玻璃的技术性质及特性、应用。 教学难点： 石灰、石膏凝结与硬化的不同之处。 教学方法： 对于胶凝材料分为水硬性和气硬性概念应讲解清楚，石灰、石膏、水玻璃是典型气硬性胶凝材料，通过讲解石灰、石膏的生产、矿物组成、水化凝结硬化过程中，着重说明石灰、石膏水化产物特点，明确性能与水化物之间的本质联系；理解学习材料的方法与思路。 参考资料： 1.土木工程材料》湖南大学等中国建筑工业出版社出版 2.《建筑工程材料》湖南、同济大学联合编写中国建筑出版社出版 作业布置： 1.P17、2、3、4、5 2.补充作业：1、2、3 教学过程设计： 2.1-胶凝材料概念和分类 在建筑工程中，将散粒材料（如砂子、石子）或块状材料（如砖或石块）粘合为一个整体的材料，统称为胶凝材料。 胶凝材料可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。 有机胶凝材料又分为沥青类、天然树脂类、合成树脂类；无机胶凝材料又分为气硬性胶凝材料（如石膏、石灰、水玻璃、菱苦土）、水硬性胶凝材料（如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥及其他水泥） 2.2 石灰 1石灰的生产工艺概述 2.石灰的消化和硬化 (1)石灰的消化 石灰的熟化：生石灰（CaO）加水生成氢氧化钙的过程，称为石灰的熟化或消解过程。 生石灰中常含有过火石灰，过火石灰表面有一层深褐色熔融物，熟化很慢，当石灰已经硬化后，其中过火颗粒才开始熟化，体积膨胀，引起隆起和开裂。为了消除过火石灰的危害，石灰浆应在储灰池中“陈伏“两周以上，”“陈伏”期间，石灰浆表面应留有一层水，与空气隔绝，以免石灰碳化。 (2)石灰的硬化 ①石灰浆的干燥硬化(结晶作用)
第二章 气硬性胶凝材料 一、授课提纲及讲解内容 1、什么是胶凝材料、气硬性胶凝材料、水硬性胶凝材料？ 2、石灰：注意讲清楚过火石灰、欠火石灰、陈伏几个概念，及为什么说石灰是气硬性胶凝材料内容。 3、石膏：主要应用。 4、水玻璃：主要讲其的多用途性。 二、讲解时间 2×50min 。 三、讲稿与板书（*加黑部分为黑板板书内容） 1、基本概念 胶凝材料是指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成固体的物质。使用的目的主要是胶结散粒材料和块体材料。 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化。 水硬性胶凝材料：不仅在空气中，而且在水中也能硬化。 §2-1 石 灰 1、生产 ↑+??→?29003CO CaO CaCO c ο 注意：欠火石灰与过火石灰形成及危害。 2、熟化 22)(OH Ca O H CaO →+ 注意“陈伏”作用。 根据“有效钙+镁”含量，生石灰及消石灰粉分为钙质和镁质两种石灰，每种石灰又分为一、 二、三3个等级。 3、硬化 O H n CaCO O nH CO OH Ca 23222)1()(++→++ 注意：硬化是由碳化和结晶析水两个过程完成的。而且两个过程都是在空气中进行的。 4、应用 石灰膏配制砌筑和抹面砂浆，石灰乳作粉刷材料，石灰粉配制三合土做基础垫层。 §2-2 建筑石膏 1、生产 O H O H CaSO O H CaSO C 224170~10724211212+????→??ο 注意：加热温度不易高于C ο 170。 2、硬化 O H CaSO O H O H CaSO 2422422321?→+? 建筑石膏按强度、细度、凝结时间分为优等、一等、合格三个等级。 3、应用
建筑材料常见问题解答 第4章气硬性胶凝材料 1．什么是胶凝材料、气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料？ 答：是指能将块状、散粒状材料粘结为整体的材料。根据硬化的条件不同分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料两类。 气硬性胶凝材料是指只能在空气中凝结、硬化，保持和发展强度的胶凝材料；水硬性胶凝材料是指则既能在空气中硬化，更能在水中凝结、硬化，保持和发展强度的胶凝材料。 2．建筑工程上常用气硬性胶凝材料有哪三种？ 答：建筑工程上常用的的石灰、石膏和水玻璃三种气硬性胶凝材料。 3．石灰的主要成分是什么？建筑用石灰有哪几种形态？ 答：石灰的主要成分是氧化钙（CaO），其次为氧化镁（MgO）。 建筑用石灰有：生石灰（块灰），生石灰粉，熟石灰粉（又称建筑消石灰粉、消解石灰粉、水化石灰）和石灰膏等几种形态。 4．什么是石灰的熟化？石灰熟化的特点如何？生石灰熟化的方法有哪两种？ 答：石灰的熟化是指生石灰（CaO）加水之后水化为熟石灰[Ca（OH）2]的过程。其反应方程式如下： CaO＋H2O = Ca（OH）2 石灰熟化的特点： （1）生石灰具有强烈的消解能力，水化时放出大量的热（约950KJ/㎏），其放热量和放热速度都比其它胶凝材料大得多。 （2）生石灰水化时体积增大1-2.5倍。 煅烧良好、氧化钙含量高、杂质含量低的生石灰（块灰），其熟化速度快、放热量大、体积膨胀也大。 生石灰熟化的方法有淋灰法和化灰法。 5．什么是过火石灰？什么是欠火石灰？它们各有何危害？ 答：当入窑石灰石块度较大，煅烧温度较高时，石灰石块的中心部位达到分解温度时，其表面已超过分解温度，得到的石灰石晶粒粗大，遇水后熟化反应缓慢，称其为过石灰。若煅烧温度较低，大块石灰石的中心部位不能完全分解，此时称其为欠火石灰。 过火石灰熟化十分缓慢，其可能在石灰应用之后熟化，其体积膨胀，造成起鼓开裂，影响工程质量。欠火石灰则降低了石灰的质量，也影响了石灰石的产灰量。
章节 名称 第三章气硬性胶凝材料授课目标凝结硬化原理、性能及应用 教学过程设计 水化→凝结→硬化→产生强度→发展强度→保持强度 ↓↓↓↓ 水低热初凝体积养护 终凝收缩 气硬性胶凝材料：空气 水硬性胶凝材料：空气、水 新课教学要点 第一节石灰 一、原料及生产 1.原料：石灰石（CaCO 3 ） 2.生产：CaCO 3 =CaO+CO 2 （生石灰成分CaO、MgO）条件：煅烧过火→工程影响→消除（过筛、陈伏） 欠火 MgO（5%）钙质生石灰、镁质生石灰 二、熟化及硬化 1.熟化（消解）CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 + 64.9kJ ↓↓ 生熟 2.硬化 CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 →结晶（里→表） Ca(OH) 2 + CO 2 =CaCO 3 →碳化（表→里） 使用前CaO 使用后Ca(OH) 2 、CaCO 3 三、技术等级要求及特性 1.技术等级要求：CaO+MgO含量；未消化残渣含量（5mm圆孔筛余）/%； CO 2 /% ;产浆量/(L.kg1 ) 若有一项低于指标，则定为不合格品。 2.特性： （1）保水性和可塑性好 （2）凝结硬化慢、强度低 （3）耐水性差 （4）硬化时体积收缩大
问题：1.凝结硬化慢？碳化（表→里）影响深入碳化和进一步结晶。 2.雨季抹灰，行吗？ 3.从以上哪个方面简述气硬性更为合适？ 四、储运 注意事项：防潮、防水、防火，避免接触易燃易爆；将储存期变为陈伏期 第二节石膏 一、建筑石膏的生产、水化与凝结硬化 1.生产：CaSO 4?2H 2 O? ? ?→ ?? -170 107CaSO 4 ? 2 1 H 2 O + 2 3 H 2 O ↓↓ 生熟工序：破碎→加热→磨细 2.水化与凝结硬化 CaSO 4? 2 1 H 2 O + 2 3 H 2 O = CaSO 4 ?2H 2 O （原理→结晶作用）↓↓ 使用前使用后 二、技术要求 强度、细度、凝结时间 三、特性 （1）凝结硬化快 （2）微膨胀→可单独使用 （3）孔隙率达→良好的室内装饰材料 （4）耐水性、抗冻性差→不宜用室外 （5）抗火性好→2H 2 O↑生成CaSO4 四、储存注意事项 防潮、防杂，贮存期？过长会怎样？ 课 后 反 思 ↓
三种气硬性胶凝材料应用注意事项 气硬性胶凝材料主要包括石灰、石膏、水玻璃以及镁质胶凝材料等。气硬性胶凝材料，顾名思义，即只能在空气中硬化，只能在空气中保持或继续提高其强度，故气硬性胶凝材料一般只适用于地上或干燥环境，不适宜于潮湿环境和水中。（一）建筑工程中的石灰，包括建筑生石灰、生石灰粉和消石灰等。他以碳酸钙为主要成分的石灰岩为原料，在低于烧结温度下煅烧而成，是一种古老的建筑材料。 1.生产时，由于火候或温度控制不均，常会含有欠火石灰或过火石灰。欠火石灰中含有未分解的碳酸钙内核，外部为正常煅烧的石灰，它只是降低了石灰的利用率，不会带来危害。温度过高得到的石灰称为过火石灰。过火石灰的结构致密，孔隙率小，体积密度大，并且晶粒粗大，表面常被熔融的黏土杂质形成的玻璃物质所包覆。因此过火石灰与水作用的速度很慢，须数天甚至数年，这对石灰的使用极为不利。为避免过火石灰在使用以后，因吸收空气中的水蒸气而逐步熟化膨胀，使已硬化的砂浆或制品产生隆起、开裂等破坏现象，在使用以前必须使过火石灰熟化或将过火石灰去除。常采用的方法是在熟化过程中，利用筛网除掉较大尺寸过火石灰颗粒，而较小的过火石灰颗粒在储灰坑中至少存放二周以上，使其充分熟化，此即所谓的“陈伏”。陈伏时为防止石灰炭化，石灰膏的表面须保存有一层水。 2.生石灰在运输或贮存时，应避免受潮，以防止生石灰吸收空气中的水分而自行熟化，然后又在空气中谈话而失去胶结能力。 3.石灰不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用。 4.石灰在硬化过程中，要蒸发掉大量的水分，引起体积显著收缩，易出现干缩裂缝。所以，石灰不宜单独使用，一般要掺人砂、纸筋、麻刀等材料，以减少收缩，增加抗拉强度，并能节约石灰。 （二）建筑石膏，不仅是一种有悠久历史的古老的胶凝材料，而且也是一种有发展前途的新型建筑材料。作为气硬性胶凝材料的石膏，通常是由天然二水石膏经过低温煅烧、脱水、磨细制成。 1.建筑石膏在实际应用时，为了保证可塑性，实际加水量通常为百分之六十到八十。为了降低石膏需水量，提高其密实度和强度，可在石膏浆内掺加适量糖蜜、亚硫酸盐酒精废液、水解性血等。 2.建筑石膏的缺点是吸水性强，吸水后强度显著下降，耐水性差，制品易变形翘曲。若吸水后受冻，制品易遭破坏。 （三）水玻璃，俗称玻璃水，又称泡花碱，无色、微黄或灰白色的浓稠液体，由于其能溶于水，稀稠程度可随意调节。水玻璃水泥砂浆防水层由于操作简便，造
第三章 气硬性胶凝材料 本章介绍气硬性胶凝材料的概念，着重介绍石灰、石膏、水玻璃的组成、特性、技术要求及在土木工程中的应用。 土木工程中，能将散粒状材料（如砂、石子等）或块状材料（如砖、石块等）粘结成为整体的材料，统称为胶凝材料。按化学成分将胶凝材料分为有机胶凝材料（如各种沥青及树脂）和无机胶凝材料。无机胶凝材料按其硬化条件的不同又分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。 气硬性胶凝材料是指只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度的胶凝材料，如石膏、石灰、水玻璃等。水硬性胶凝材料是指不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和继续发展其强度的胶凝材料，如各种水泥。 3.1 石膏 石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。它具有许多优良的建筑性能，在土木工程材料领域中得到了广泛的应用。石膏胶凝材料品种很多，建筑上使用较多的是建筑石膏，其次是高强石膏。此外，还有无水石膏水泥。 3.1.1 石膏的原料、生产及品种 1. 石膏的原料 生产石膏胶凝材料的原料主要是天然二水石膏、天然无水石膏，也可采用化工石膏。 天然二水石膏（CaSO 4·2H 2O ）又称软石膏或生石膏，是生产建筑石膏和高强石膏的主要原料。 天然无水石膏（CaSO 4）又称硬石膏，其结晶致密、质地坚硬，不能用来生产建筑石膏和高强石膏，仅用于生产硬石膏水泥及水泥调凝剂等。 化工石膏是指含有CaSO 4·2H 2O 成分的化学工业副产品。化工石膏经适当处理后可代替天然二水石膏。 2. 石膏的生产与品种 将天然二水石膏或化工石膏经加热煅烧、脱水、磨细即得石膏胶凝材料。由于加热温度和方式的不同，可以得到不同性质的石膏产品。现简述如下： （1）建筑石膏 当常压下加热温度达到107~170℃时，二水石膏脱水变成β型半水石膏（即建筑石膏，又称熟石膏），反应式为： 107~170C 4242211CaSO 2H O CaSO H O +1H O 22 β?????→-?o （2）高强石膏 若在压蒸条件下（0.13MPa 、125℃）加热可产生α型半水石膏（即高强石膏）。其反应式为： 125C 424220.13MPa 11 CaSO 2H O CaSO H O +1H O 22 α?????→-?o （3）可溶性硬石膏 当加热温度升高到170~200℃时，半水石膏继续脱水，生成可溶性硬石膏（CaSO 4Ⅲ），