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1、天津市建筑工程职工大学天津市建筑工程职工大学教师：孙乔治教师：孙乔治 建建 筑筑 材材 料料建筑材料坚固性适用性耐久性分类：无机材料分类：无机材料分类：无机材料分类：无机材料 、有机材料、有机材料、有机材料、有机材料 、复合材料、复合材料、复合材料、复合材料 ： 一、气硬性胶凝材料一、气硬性胶凝材料n1、什么叫胶凝材料？n能将散粒、块状或纤维状材料粘结为整体，并保持一定强度的材料。n2、分类： n 胶凝材料按化学成分：（1）有机胶凝材料；（2）无机胶凝材料。n 无机胶凝材料按硬化条件：（1）气硬性胶凝材料；（2）水硬性胶凝材料有机胶凝材料有机胶凝材料无机胶凝材料无机胶凝材料胶凝材料胶凝材料沥青
2、类沥青类树脂类树脂类水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料石灰、石膏、水玻璃石灰、石膏、水玻璃水泥水泥气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料按化学成分按硬化条件分分类图解（1）有机胶凝材料）有机胶凝材料以天然或人工合成的高分子以天然或人工合成的高分子化合物为基本组分的一类胶凝材料，如化合物为基本组分的一类胶凝材料，如沥青、树沥青、树脂和橡胶脂和橡胶等；等；（2）无机胶凝材料）无机胶凝材料以无机矿物为主要成分，当以无机矿物为主要成分，当其与水拌和后所产生的浆体，经过一系列的物理其与水拌和后所产生的浆体，经过一系列的物理化学变化后，产生胶结力而把其他材料胶结成为化学变化后，产生胶结力而把其他材料胶结成为一个具有强度的
3、整体。一个具有强度的整体。v无机胶凝材料分为：无机胶凝材料分为：气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料和和水硬性胶凝材料。水硬性胶凝材料。n简述气硬性胶凝材料和水硬性胶凝简述气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别？材料的区别？n答：答：（1 1）气硬性胶凝材料：）气硬性胶凝材料：只能在空气中（干燥条只能在空气中（干燥条件下）硬化并保持和发展其强度的胶凝材料，如石灰、件下）硬化并保持和发展其强度的胶凝材料，如石灰、石膏、水玻璃；石膏、水玻璃；（2 2）水硬性胶凝材料：）水硬性胶凝材料：既能在空气既能在空气中（干燥条件下）硬化，又能在水中继续硬化并保持中（干燥条件下）硬化，又能在水中继续硬化并保持和发展其强度
4、的胶凝材料，如水泥；和发展其强度的胶凝材料，如水泥；（一）石膏（一）石膏n优点优点：n质轻、强度度较高、高、绝热、耐火、吸声、耐火、吸声、质地地细腻美美观、易于加工、成品多易于加工、成品多样各各类石膏石膏线；n我国已经探明的我国已经探明的天然石膏天然石膏矿储量为矿储量为52亿吨亿吨，化学石膏化学石膏储储量约量约100万吨万吨以上；以上；n在美国，目前在美国，目前80%的住宅的住宅使用石膏板作为内墙和吊顶；使用石膏板作为内墙和吊顶；1、主要原料：、主要原料： 天然石膏天然石膏含硫酸钙的化工副产品含硫酸钙的化工副产品 (化学成分为二水硫酸钙)2、石膏的品种、石膏的品种（1）建筑石膏和模型石膏）建筑
5、石膏和模型石膏（2）高强石膏）高强石膏（3）高温煅烧石膏）高温煅烧石膏（超过（超过800度）度）3、石膏的生产、石膏的生产CaSO42H2O生石膏生石膏- - CaSO41/2H2O 建筑石膏建筑石膏模型石膏模型石膏(杂质少杂质少)- CaSO41/2H2O高强度石膏高强度石膏 CaSO4 +CaO高温煅烧石膏高温煅烧石膏107170124800二水石膏即生石膏，半水石膏即熟石膏（经过加工）天然二水石膏在加热过程中，随着天然二水石膏在加热过程中，随着加热温度加热温度和和加热方式加热方式的不同，可以得到不同性质的石膏产品。的不同，可以得到不同性质的石膏产品。3.1建筑石膏建筑石膏的生产过程的生产
6、过程3.2建筑石膏的凝结硬化建筑石膏的凝结硬化这个过程实为这个过程实为型半水石膏重新水化放热生型半水石膏重新水化放热生成二水石膏的化合反应过程。成二水石膏的化合反应过程。4、石膏的分类：、石膏的分类：（1）建筑石膏）建筑石膏室内抹灰粉刷及石膏板；室内抹灰粉刷及石膏板；模型石膏模型石膏装饰浮雕；装饰浮雕；（2）高强石膏）高强石膏石膏板及装饰制品；石膏板及装饰制品；（3）高温煅烧石膏）高温煅烧石膏（超过（超过800度）度） 耐磨、强度、抗水地面装饰。n5、建筑石膏的特性：、建筑石膏的特性：n（1）凝结硬化快：）凝结硬化快：在常温下一般几分钟（在常温下一般几分钟（6分钟）即可初凝，分钟）即可初凝，3
7、0分钟内分钟内终凝，约一周时间可完全硬化；终凝，约一周时间可完全硬化；（2）微膨胀性：）微膨胀性：石膏硬化过程中体积略有膨胀（石膏硬化过程中体积略有膨胀（1%左右）。因此，浇左右）。因此，浇注成型时可以得到尺寸精确、表面光滑致密的构件，注成型时可以得到尺寸精确、表面光滑致密的构件，或装饰图案；干燥时不产生收缩裂缝；或装饰图案；干燥时不产生收缩裂缝；n（3）孔隙率大，体积密度小：）孔隙率大，体积密度小：保温、隔热、吸声性好、轻质保温、隔热、吸声性好、轻质；但是强度低、吸水率；但是强度低、吸水率大；大；（4）防火但不耐火）防火但不耐火二水石膏脱水产生的水蒸气可阻碍火势蔓二水石膏脱水产生的水蒸气可阻
8、碍火势蔓延，且生成的无水石膏是良好的热绝缘体，延，且生成的无水石膏是良好的热绝缘体，但是脱水后强度下降较多；但是脱水后强度下降较多；（5）耐水性、抗冻性差）耐水性、抗冻性差石膏是气硬性胶凝材料，吸水性强，长期石膏是气硬性胶凝材料，吸水性强，长期在潮湿环境中，其晶体粒子间的结合力会在潮湿环境中，其晶体粒子间的结合力会消弱，直至溶解，因此不耐水、不抗冻。消弱，直至溶解，因此不耐水、不抗冻。耐燃耐燃耐燃耐燃 耐火耐火耐火耐火6、建筑石膏的技术要求、建筑石膏的技术要求（1）性质：）性质：颜色为白色；颜色为白色；密度：密度：3;堆积密度：约为堆积密度：约为800-1100kg/m3钢的密度为： （2 2
9、）建筑石膏的技术要求主要有：）建筑石膏的技术要求主要有： 强度、细度、凝结时间强度、细度、凝结时间（3 3）按强度和细度的差别将石膏分为：）按强度和细度的差别将石膏分为： 优等品、一等品、合格品优等品、一等品、合格品 （1）室内抹灰及粉刷室内抹灰及粉刷室内高级的抹灰和粉刷材料，其表面可以直接涂刷油漆及黏室内高级的抹灰和粉刷材料，其表面可以直接涂刷油漆及黏贴墙纸。贴墙纸。（2）石膏板石膏板1、纸面石膏板、纸面石膏板建筑石膏建筑石膏+纤维纤维+缓凝剂缓凝剂+水，经搅拌、辊压成型水，经搅拌、辊压成型(两面纸两面纸板增强护面板增强护面)、切割、烘干而成。长、切割、烘干而成。长18003600，宽，宽9
10、001200，厚，厚9、12、15、18mm；主要用作隔墙和吊顶。；主要用作隔墙和吊顶。使用时需要龙骨。使用时需要龙骨。2、装饰石膏板、装饰石膏板建筑石膏建筑石膏+纤维纤维+缓凝剂缓凝剂+水，经搅拌、浇注、修边、干水，经搅拌、浇注、修边、干燥而成。分平板、多孔板、浮雕板；燥而成。分平板、多孔板、浮雕板；规格规格5005009mm；60060011mm造型美观，具吸声、防火功能，主要用于公共建筑的内造型美观，具吸声、防火功能，主要用于公共建筑的内墙、吊顶等。墙、吊顶等。7、建筑石膏的应用、建筑石膏的应用3、纤维石膏板、纤维石膏板建筑石膏建筑石膏+纤维纤维+缓凝剂缓凝剂+水，经特殊工艺制成，水，经
11、特殊工艺制成，强度高于纸面石膏板；除用于隔墙、内墙外，还可强度高于纸面石膏板；除用于隔墙、内墙外，还可代木材用于家具。代木材用于家具。4、空心石膏板、空心石膏板建筑石膏建筑石膏+轻质多孔材料轻质多孔材料+纤维纤维+水，经搅拌、水，经搅拌、浇注、振捣成型、抽芯、脱模、干燥而成。主要用浇注、振捣成型、抽芯、脱模、干燥而成。主要用于隔墙、内墙等，使用时不需龙骨。于隔墙、内墙等，使用时不需龙骨。分析讨论：分析讨论：其原因有两个方面，可有针对性地解决。其原因有两个方面，可有针对性地解决。 建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时左右凝结，后建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时左右凝结，后来粘贴石膏饰条的石膏浆已
12、初凝，粘结性能差。可掺入缓来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝，粘结性能差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。 在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者在粘结的石膏浆中掺入部表面予以打刮，以利粘贴。或者在粘结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘结剂分粘结性强的粘结剂工程实例分析工程实例分析 石膏饰条粘贴失效石膏饰条粘贴失效现象：现象：石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完的天花板
13、上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落。n优点优点：原材料丰富，分布广；生产工原材料丰富，分布广；生产工艺简单，成本低艺简单，成本低n1、石灰的生产及品种：、石灰的生产及品种：n（1）原料）原料主要原料是主要原料是天然岩石天然岩石（以碳酸钙为主要原（以碳酸钙为主要原料），常用的有石灰石，白云石等；料），常用的有石灰石，白云石等；（2）生产）生产（二）（二）石石灰灰（2）品种）品种块灰：块灰：块灰：块灰：即由天然岩石原料煅烧而得到的产品即由天然岩石原料煅烧而得到的产品,主要成分是主要成分是CaO；生石灰粉生石灰粉生石灰粉生
14、石灰粉：把块状生水灰磨细而得到的粉末材料，主要成分为把块状生水灰磨细而得到的粉末材料，主要成分为Cao熟石灰粉熟石灰粉熟石灰粉熟石灰粉：将生石灰加适量的水熟化而得到的粉末，也叫消石灰粉；将生石灰加适量的水熟化而得到的粉末，也叫消石灰粉；Ca(OH)2;石灰乳石灰乳Ca(OH)2的悬浊液的悬浊液;石灰膏：石灰膏：石灰膏：石灰膏：由消石灰和水组成的具有一定稠度的膏状物，主要成分由消石灰和水组成的具有一定稠度的膏状物，主要成分Ca(OH)2+水水（1）生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过）生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的大或窑中温度
15、不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为的内核，这种石灰称为“欠火石灰欠火石灰”。（2）由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出）由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，这种石灰称为这种石灰称为“过火石灰过火石灰”。过火石灰表面常被粘土杂。过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰已经质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，引起硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。隆起鼓
16、包和开裂。2、过火石灰和欠火石灰、过火石灰和欠火石灰3、石灰的熟化、石灰的熟化（1）生石灰（生石灰（CaO)加水生成加水生成Ca(OH)2过程，过程，称为石灰的称为石灰的熟化熟化或或消解消解过程。过程。热量热量体积膨胀体积膨胀开裂或裂缝等开裂或裂缝等思思 考考 工地上使用石灰时，为什么要先进行熟化处理？工地上使用石灰时，为什么要先进行熟化处理？（2）石灰熟化的特点：熟化速度快、放热量大、体积膨胀也大（3）陈伏：）陈伏：为了消除过火石灰的危害，生石灰为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的两周以上，这一过程称为石灰
17、的“陈陈伏伏”。“陈伏陈伏”期间，期间，石灰浆表面应保石灰浆表面应保有一层水分，与有一层水分，与空气隔绝，以免空气隔绝，以免碳化。碳化。4、石灰的硬化石灰的硬化 石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过程来完成的：同时进行的过程来完成的：（）结晶作用：（）结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。从饱和溶液中结晶。（）碳化作用：（）碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发：化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发：5、石灰的特性、石灰的特性（1）可塑性和保
18、水性；）可塑性和保水性；（2）凝结硬化慢，强度低；）凝结硬化慢，强度低；（对比：建筑石膏硬化快）（3）体积收缩率大；）体积收缩率大；（对比：建筑石膏是微膨胀性） 因此：在使用过程中，常加入纤维材料。（4）耐水性差；）耐水性差；氢氧化钙微溶于水（5）化学稳定性差。）化学稳定性差。怕酸6、石灰的质量要求、石灰的质量要求（1）氧化钙和氧化镁含量）氧化钙和氧化镁含量（2）未消化残渣含量）未消化残渣含量（3）二氧化碳含量）二氧化碳含量（欠火石灰含量）（4）产浆量）产浆量优等品优等品一等品一等品合格品合格品生石灰生石灰按按按按分分分分为为为为（1）氧化钙和氧化镁含量）氧化钙和氧化镁含量（2）二氧化碳含量）
19、二氧化碳含量 （欠火石灰含量）（3）细度）细度优等品优等品一等品一等品合格品合格品生石灰粉生石灰粉按按按按分分分分为为为为（1）氧化钙和氧化镁含量）氧化钙和氧化镁含量（2）游离水含量）游离水含量 （欠火石灰含量）（3）细度）细度优等品优等品一等品一等品合格品合格品消石灰粉消石灰粉按按按按分分分分为为为为n（1）石灰乳和石灰砂浆）石灰乳和石灰砂浆n石灰乳：石灰乳：将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料，主水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料，主要用于内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度。石要用于内墙和天棚刷白，增加室内美
20、观和亮度。石灰乳可加入各种耐碱颜料。调入少量水泥、粒化高灰乳可加入各种耐碱颜料。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性，调入氯化钙或炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象。明矾，可减少涂层粉化现象。n石灰砂浆：石灰砂浆：是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。n水泥石灰混合砂浆水泥石灰混合砂浆7、石灰的应用、石灰的应用n（2）灰土和三合土）灰土和三合土n灰土灰土石灰石灰+粘土；（粘土；（3:7或或2:8灰土）灰土）n三合土三合土石灰石灰+粘土粘土+废渣或砂或石屑。（废渣
21、或砂或石屑。（1：2：3）n灰土和三合土中的比例都是指灰土和三合土中的比例都是指消石灰消石灰与其他材料与其他材料的的体积比体积比n灰土和三合土多用于建筑物的基础和垫层灰土和三合土多用于建筑物的基础和垫层n（3）硅酸盐混凝土及其制品）硅酸盐混凝土及其制品n钙质材料（钙质材料（石灰石灰）+硅质材料硅质材料经过磨细、经过磨细、配料、拌合、成型、养护等工序可以得到硅配料、拌合、成型、养护等工序可以得到硅酸盐混凝土。酸盐混凝土。n硅酸盐混凝土制品硅酸盐混凝土制品有：有：n灰砂砖（灰砂砖（石灰石灰+砂砂蒸蒸）；）；n粉煤灰砖（粉煤灰砖（石灰石灰+粉煤灰粉煤灰蒸蒸）；）；n加气混凝土等。加气混凝土等。练习题
22、练习题：n1.常用的气硬性胶凝材料有常用的气硬性胶凝材料有_、_、_。n2.灰土是由灰土是由_和和_拌合而成。拌合而成。n三合土是由三合土是由_、_和和_拌合拌合而成。而成。n3石灰的特性有：可塑性石灰的特性有：可塑性_、硬化速度、硬化速度_、硬化时体积、硬化时体积_和耐水性和耐水性_等。等。n4建筑石膏具有以下特性：凝结硬化建筑石膏具有以下特性：凝结硬化_、孔隙率孔隙率_、凝结硬化时体积、凝结硬化时体积_、防、防火性能火性能_等。等。n5石灰膏在储灰坑中陈伏的主要目的是石灰膏在储灰坑中陈伏的主要目的是_。nA、充分熟化、充分熟化B、增加产浆量增加产浆量nC、减少收缩减少收缩D、降低发热量、降
23、低发热量6石灰是在石灰是在_中硬化的。中硬化的。nA、干燥空气、干燥空气B、水蒸气水蒸气nC水水D、与空气隔绝的环境、与空气隔绝的环境|思考思考 既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？|解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。而成的。加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成环境中石灰与粘土表面的活性氧化
24、硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。在潮湿环境中使用。|再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位。垫层、道路的基层等潮湿部位。
