2019岩土工程师《基础考试》考点串讲：气硬性胶凝材料

　　第二节 气硬性胶凝材料

　　一、石灰

　　1、原料与生产：石灰石(主要成分是CaCO3)经过高温煅烧而成，其主要成分为氧化钙(CaO)，根据其中MgO的含量，分为钙质石灰(MgO<5%)和镁质石灰(MgO>5%)。

　　2、石灰的消化与硬化

　　(1)石灰的消化

　　生石灰加水变成粉末的方法称为消化，成品称为消石灰。石灰的消化过程用下面放热反应化学式表示：

　　CaO+H2O<=>Ca(OH)2+(热量)

　　特点：放热，体积增大1～2.5倍。

　　生石灰消化过程需要一定时间，如果生石灰消化不充分，在消石灰粉中残留有未消化的生石灰，则在使用后，由于未消化的生石灰继续消化，从而导致爆裂或不正常的膨胀现象。陈伏(2周以上)的目的就是使石灰充分熟化，消除过火石灰的危害，防止抹灰后爆灰起鼓。

　　(2)石灰硬化

　　石灰浆体的硬化包括两个同时进行的过程：结晶作用和碳化作用。

　　结晶作用：石灰浆在干燥环境中，多余的游离水逐渐蒸发，使颗粒聚结在一起，同时生石灰浆体的内部形成大量的毛细孔隙。另外，当水分蒸发时，液体中氢氧化钙达到一定程度的过饱和，从而会产生氢氧化钙的析晶过程，加强了石灰浆中原来的氢氧化钙颗粒之间的结合。

　　碳化作用：石灰浆能吸收空气中的二氧化碳而发生碳化作用，其反应如下：

　　Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O

　　石灰在硬化过程非常缓慢，且要蒸发大量的水分，引起体积显著收缩，易出现干裂纹。所以，石灰不宜单独使用，一般要掺入砂、纸筋、麻刀等材料，以减少收缩，增加抗拉强度，并节省石灰。

　　3、石灰的应用

　　配制石灰砂浆、石灰乳;

　　配制石灰土(石灰和粘土)、三合土(再加填料);

　　生产灰砂砖、碳化石灰板。

　　二、建筑石膏

　　1、定义：建筑石膏主要成分为半水硫酸钙(CaSO4·1/2H2O)。

　　2、水化：将半水石膏粉末倒入调和水中搅拌成浆体时，则半水石膏遇水后将重新水化生成二水石膏，放出热量并逐渐凝结硬化。其化学反应可用下式表达：

　　2(CaSO4·1/2H2O)+3H2O=2(CaSO4·2H2O)

　　3、建筑石膏的特点有：

　　(1)凝结硬化快

　　建筑石膏加水拌合后，浆体的初凝和终凝时间都很短，一般初凝时间为几分钟至十几分钟，终凝时间在30min以内。

　　(2)硬化后体积微膨胀，制品尺寸稳定不出现裂纹，装饰性好

　　石膏在凝结硬化时，不像其他胶凝材料(如石灰、水泥)那样出现收缩，反而略有膨胀(膨胀率为0.05%～0.15%)，使石膏硬化表面光滑饱满，可制作出纹理细致的浮雕花饰。石膏硬化后的湿涨干缩较小，尺寸稳定，干燥时不开裂。

　　(3)硬化体的孔隙率高

　　石膏浆体硬化后，多余的自由水将蒸发，内部将留下大量的孔隙，因而表观密度小，并使石膏制品具有导热系数、吸声性强、吸湿性大、可调节室内的温度和湿度的特点。

　　(4)防火性好，耐热性差

　　石膏制品在遇到火灾时，二水石膏将脱出结晶水，吸热蒸发，并在制品表面形成蒸汽幕和脱水物隔热膜，有效地减少火焰对内部结构的危害，具有较好的防火性能。但是石膏制品的耐热性差，使用温度低于65 ℃。

　　(5)耐水性和抗冻性能差

　　建筑石膏硬化体吸湿性强，吸收的水分会削弱晶体粒子的粘结力，使强度显著降低。吸水饱和的石膏制品受冻后，会因孔隙中的水结冰而开裂崩溃。

　　4、应用：室内抹灰、制作石膏制品等。