造價員資格考試復習輔導之無機膠凝材料一

　　無機膠凝材料

　　一、膠凝材料的定義與分類

　　凡經(jīng)過自身的物理、化學作用，能夠由可塑性漿體變成堅硬固體，并具有膠結能力，能把粒狀材料或塊狀材料粘結為一個整體，具有一定力學強度的物質統(tǒng)稱為膠凝材料。

　　膠凝材料分為有機和無機兩大類。石油瀝青、高分子樹脂、以及古代使用的糯米汁、動物血等屬于有機膠凝材料。無機膠凝材料通常為粉末狀，與水拌合形成可塑性漿體，經(jīng)過一定時間后凝結硬化成為具有一定強度和粘結性的固體。最常用的無機膠凝材料有水泥、石灰、石膏等，根據(jù)其凝結硬化條件及適用環(huán)境，無機膠凝材料又分為氣硬性和水硬性兩類。

　　所謂氣硬性膠凝材料是指只能在空氣中凝結硬化、并且只能在空氣中保持和發(fā)展強度的膠凝材料，石灰、石膏、水玻璃等屬于這一類。而水硬性膠凝材料不僅能在空氣中、而且能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)發(fā)展其強度。建設工程中大量使用的各種水泥即屬于水硬性膠凝材料。氣硬性膠凝材料只能用于地面以上、處于干燥環(huán)境中的部位，而水硬性膠凝材料既可用于干燥環(huán)境，也可用于地下或水中環(huán)境。

　　二、氣硬性膠凝材料

　　建筑上常用的氣硬性膠凝材料有石膏、石灰、水玻璃和菱苦土等品種。

　　(一)建筑石膏

　　建筑石膏的主要化學成分為半水石膏[CaS04?H20]。

　　建筑石膏具有質地細膩，色彩潔白，硬化快速，容易加工等特點，在建筑材料領域發(fā)揮著重要作用。例如，在生產普通硅酸鹽類水泥時通常摻入3%～5%的石膏來調節(jié)水泥的凝結時間;在生產膨脹水泥時石膏通常作為不可缺少的膨脹組分。石膏質量輕，加工性能好，耐火，保溫隔熱、隔聲性能好，原材料資源豐富，可大量用做建筑物的裝飾、裝修材料，例如建筑石膏與水拌制的漿體可用做建筑物內墻的抹面材料，以建筑石膏為原材料，配合纖維材料、細骨料等制作的紙面石膏板、建筑飾面板、保溫、隔聲板和各種砌塊等被大量用于建筑領域。此外，石膏還被用做日常生活和裝飾品的原材料，例如石膏塑制工藝品，制作牙科、陶瓷和機械模型等。

　　1.建筑石膏的生產

　　生產建筑石膏的原料有天然石膏和化工石膏兩大類。

　　天然石膏包括二水石膏(也叫生石膏，分子式為CaSO4?2H20)、無水石膏(也叫硬石膏，分子式為CaSO4)和石膏礦石，石膏礦石是一種細分散的機械混合物，含有較多的雜質成分，CaSO4?2H20的含量為30%～60%。

　　表2-2-5 木材各方向的強度對比表

　　化工石膏品種 CaSO4?2H20含量范圍(%)

　　磷石膏 64 ～ 96

　　氟石膏 88 ～ 95

　　鹽石膏 80 ～ 99

　　乳石膏 77 ～ 80

　　黃石膏 67 ～ 84

　　化工石膏是以硫酸鈣為主要成分的工業(yè)副產品。目前我國化工石膏的主要品種有磷石膏、氟石膏、鹽石膏、乳石膏和黃石膏等。各品種化工石膏中CaSO4?2H20的含量范圍如表2-2-5所示。這些化工石膏經(jīng)適當處理后可代替天然石膏作為生產建筑石膏的原材料。

　　生產石膏的主要工序是加熱與磨細。由于加熱方式和溫度的不同，可生產不同性質的石膏品種，統(tǒng)稱熟石膏。建筑上作為膠凝材料使用的半水石膏是二水石膏在常壓、107～170℃的溫度下脫水得到的β型半水石膏，其脫水反應式如式2-2-26所示。將脫水得到的β型半水石膏磨細成白色粉末狀，叫做建筑石膏。

　　可見，建筑石膏的生產是對二水石膏加熱使之脫水，生成半水石膏的過程，而建筑石膏的應用是將半水石膏加水拌合成膏狀，在未硬化之前做成所需的形狀，然后利用半水石膏與水的反應又生成二水石膏同時硬化并產生強度的過程。

　　2.建筑石膏的特性

　　(1)凝結硬化快。初凝不小于6min，終凝不大于30min，一周左右完全硬化。所謂初凝時間是指自石膏與水拌合起，至漿體開始失去流動性的時間;終凝時間指自石膏加水拌合時起，至漿體完全失去流動性，并開始產生強度的時間。由于建筑石膏的凝結時間很短，在實際工程中通常要摻緩凝劑，以保證施工時間的需要。

　　(2)硬化后體積稍有膨脹，膨脹量約為0.05%～0.15%。這一特性對建筑石膏作板材制品或抹面等十分有利。因為如果膠凝材料硬化后體積收縮，表面將產生裂紋;而建筑石膏的微量膨脹特性使得硬化后石膏制品表面能保持不開裂。

　　(3)硬化后的石膏具有多孔性，表觀密度小、導熱性較小，強度較低。建筑石膏水化反應理論上需水僅為18.6%，但在攪拌時為保證半水石膏充分溶解以及漿體具有流動性，通常需加50%～70%的水。多余的水分蒸發(fā)后在石膏硬化體內將留下大量的孔隙，所以硬化后的石膏孔隙率高達50%～60%。由于多孔性，建筑石膏的保溫隔熱性能好，但強度較低。

　　(4)吸濕性強，耐水性、抗凍性差。建筑石膏水化后生成二水石膏結晶體，具有溶解性，因此，遇水將嚴重削弱晶體粒子之間的結合力。吸水受凍后，將因孔隙中水分結冰而崩裂。

　　(5)石膏硬化體的防火性能好。由于建筑石膏硬化后的主要成分是CaSO4?2H20，遇火將放出H20，在制品表面形成水蒸氣幕，可防止火的蔓延。

　　(6)裝飾性好，可加工性好。石膏制品表面平整、色彩潔白。并可進行鋸、刨、釘、雕刻等加工，具有良好的裝飾性能。

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