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第二章 气硬性无机胶凝材料 本章教学内容与学习要求 教 学 要 求 基本概念： 胶凝材料及其分类； 石膏、石灰、水玻璃、硅酸盐水泥的组成； 基本知识： 重点掌握建筑石膏的特性与石膏的水化、凝结、硬化过程，石膏的技术性质与应用，石膏的制备工艺和条件对石膏组成与性能的影响； 石灰的技术性质与应用，过火石灰、欠火石灰的危害及消除方法；石灰熟化与硬化，两种熟化和使用形式，干燥硬化与碳化的机理。 水玻璃的浓度，模数对水玻璃性质的影响，水玻璃硬化的原因。 基本概念：什么是胶凝材料？ 定义： 凡能经过自身的物理化学作用后, 在由可塑浆体变成坚硬石状体的过程中，能把散粒或块状的物料胶结成一个整体的材料，统称为胶凝材料 。 （1） 自身能固化 （2） 能起胶结作用 胶凝材料的种类？ 气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，保持并继续发展其强度，如石灰、石膏、水玻璃等； 水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，保持并继续发展其强度，如各种水泥。 气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境；水硬性胶凝材料既适用于地上，也可用于地下或水中环境。 2.1 石膏 石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料，具有许多优越的建筑性能，自古至今得到了广泛地应用。 我国天然石膏矿资源丰富、储量大、分布广，化工石膏的产量也很大。因此，具有广阔的发展前景。 石膏品种很多，建筑上使用较多的是建筑石膏，其次是高强石膏。此外，还有硬石膏水泥等。 石膏应用的历史 9000年前，叙利亚和土耳其的安那托力亚就有古迹； 5000年前，埃及人就在敞开的火炉中煅烧石膏，然后破碎磨成粉末，再与水拌和制得用于金字塔建造中石块得粘结材料——灰浆； 372-287 BC，古希腊人采用天然透明石膏（亚硒酸石膏）做神庙的窗户； 古罗马人用石膏浇注了成千上万座古希腊得雕塑。 十七世纪，法国巴黎的木质房的所有墙壁均用石膏灰浆（plaster）覆盖，以提高防火性能，因而，法国巴黎有“石膏的首都（capital of plaster）之称。 石膏灰浆又称为“Plaster of Paris”它是半水硫酸钙(CaSO4?? H2O)，二水硫酸钙 (CaSO4?2H2O)称为 gypsum 一、石膏的原料、生产与品种 1、石膏的原料 生产石膏的原料主要是天然二水石膏，也可采用化工石膏。 天然二水石膏（CaSO4·2H2O）又称生石膏或软石膏。生产建筑石膏和高强石膏时常采用。 化工石膏是指含有CaSO4·2H2O成分的化学工业副产品。如磷石膏是合成洗衣粉厂、磷肥厂等制造磷酸时的废渣；氟石膏是采用萤石粉和硫酸制造氢氟酸时所产生的废渣，此外还有脱硫排烟石膏、硼石膏、盐石膏等。以上各类化工石膏经适当处理后都可代替天然二水石膏。 2. 石膏的生产与品种 （1）建筑石膏 （2）高强石膏 （3）可溶性硬石膏 （4）死烧石膏 （5）高温煅烧石膏 非密闭煅烧脱水工艺及其产品 密闭蒸练工艺及其产品： 生产工艺与产品的组成 二、建筑石膏的凝结硬化 凝结硬化过程中的水化反应： CaSO4· 0.5H2O ＋1.5H2O ? CaSO4·2H2O＋Q 即：石膏的水化反应是由二水石膏制备半水石膏的逆反应 凝结硬化机理——“溶解－沉淀理论” 溶解 沉淀 硬化 凝结硬化的物理化学过程 半水石膏颗粒 二水石膏晶体 半水石膏在空气中，也会吸收空气中的水分子水化成二水石膏晶体。 三、建筑石膏的技术要求及性质 四、建筑石膏的应用 在房屋建筑工程中，建筑石膏是一种应用广泛的工程材料，主要用于配制石膏抹面灰浆、石膏砂浆、石膏混凝土和制作各种石膏制品。 （1）粉刷石膏 （2）石膏砂浆 （3）石膏板 （4）艺术装饰石膏制品 学会分析、思考和回答问题！ 1. 石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，Why？ 答：半水石膏需加水60～80％，才能使浆体达到成型所需可塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需18.6％的水量；即，有40~60％多的水不能参与反应，硬化后多余水分的挥发留下大量孔隙。 五、建筑石膏的应用 建筑石膏是一种很好的绿色建材！ 应用中扬长避短，正确应用！ 建筑上的主要应用有： 建筑石膏制品： 各种板材：墙板、天花板等 艺术装饰品 粉刷石膏： 墙面粉刷 雕饰 学会分析、思考和回答问题！ 3. 为什么石膏制品的耐水性差Why？ 答：石膏晶体是亲水性很强的离子晶体，而且晶体内有明显的解理面，层间和晶体颗粒间是较弱的氢键结合，因此，水分子进入，降低了晶体层间和颗粒间的相互作用力，导致强度下降；其软化系数只有0.30~0.