1、地上或干燥环境水硬性既可在空气中又可在水中完成其硬化过程水泥地上地下及水中建筑工程有机胶凝材料硬化过程无须加水沥青，树脂配置各类混凝土这里仅介绍石灰、石膏、水泥。（一）石灰1、石灰的生产及分类石灰的原材料石灰石分布很广，生产工艺简单，成本低廉，所以在建筑上应用较广。煅烧生产石灰的原料主要是以碳酸钙为主的天然岩石。将这些原料在高温下煅烧，碳酸钙将按下式分解为生石灰，其主要成分为氧化钙。CaCO3CaO+CO2原料越纯，煅烧得到的有效成分氧化钙越多。石灰石中的杂质，会使石灰的品质降低。建筑生石灰规定，按氧化镁含量的多少，建筑石灰分为钙质石灰和镁质石灰两类。当石灰中MgO5%时，为钙质石灰；当石灰中
2、MgO5%时，为镁质石灰。将煅烧成的块状生石灰经过不同加工，还可得到石灰的另外三种产品：生石灰粉 ： 将煅烧成的块状生石灰经过磨细制成。消石灰粉 ： 将生石灰用适量水消解、干燥而成的粉末，主要成分为Ca（OH）2, 亦称熟石灰粉。石灰膏 ： 将块状生石灰用过量水消解，或将消石灰粉和水拌合，得到的有一定稠度的膏状物，主要成分为Ca（OH）2和水。这是石灰的主要应用形式。石灰煅烧必须控制好煅烧温度和时间。在煅烧过程中，若煅烧温度过低或煅烧时间不足，会产生“欠火石灰”；若煅烧时间过长或煅烧温度过高，会产生“过火石灰”。欠火石灰是未充分分解的CaC03，是不能消解使用的废品；过火石灰结构致密，熟化十分
3、缓慢，往往在已硬化后的制品中形成崩裂或隆起，产生危害。2、石灰的熟化与硬化（1）石灰的熟化工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为消石灰（Ca（OH）2），这个过程称为石灰的“消化”，或“熟化”。CaO+H20= Ca （OH） 2+64.9J熟化或消解过程，要放出很大的热量。化灰池中的熟化，水会受热沸腾，形成蒸汽。同时熟石灰比生石灰体积膨胀约2-3.5倍。熟化后的石灰膏应进行“陈伏”处理。即石灰熟化后，必须在贮灰池中在被水覆盖的条件下静置一定时间（一般不少于14天），然后才能使用。陈伏期间，过火石灰才慢慢与水反应生成熟石灰。这样，既能增加灰膏产量，又能消除了过火石灰的危害。（2）石灰的
4、硬化石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由碳化和结晶同时进行来完成的。碳化是指熟石灰在空气中会逐渐蒸发水分并与空气中的二氧化碳发生化学反应，最终形成坚硬的固体（CaCO3）的过程。Ca （OH） 2+CO2+nH20=CaCO3+ （n+1） H20结晶是指氢氧化钙溶液随着水分的蒸发，逐渐变浓，析出晶体。由于空气中二氧化碳很稀薄，且生成的CaC03膜层致密，阻碍了水分蒸发和二氧化碳渗入，所以碳化过程相当缓慢，且一般仅限于制品表层。而结晶过程则快得多，并处于内部。石灰在硬化过程中，体积会有较大收缩。工程中常将其与砂、纸筋、麻刀等材料按比例掺配使用。3、石灰的主要性质（1）可塑性好 用石灰膏调成的石灰砂浆
5、具有良好的可塑性。在水泥砂浆中掺入适量的石灰膏，可使砂浆可塑性显著提高，并能增加砂浆的保水性。（2）硬化慢，强度低 石灰属气硬性材料。由于空气中熟石灰碳化非常缓慢。硬化后强度也很低，1:3石灰砂浆28d强度通常只有0.20.5MPa。（3）耐水性差硬化后的石灰受潮会溶解，在水中会溃散。所以，石灰不宜在潮湿环境使用，也不宜单独用于建筑物基础。（4）干缩大石灰硬化过程中，由于大量游离水蒸发，会引起体积显著收缩。4、石灰的应用石灰在建筑上的应用主要有以下几个方面：（1）石灰乳 将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入大量的水搅拌稀释，成为石灰乳。主要用于内墙和顶棚粉刷，可增加室内美观和亮度，是一种价廉的刷浆材
6、料。（2）配制砂浆 利用石灰膏或消石灰粉配制成石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆，广泛应用于砌筑工程及抹面工程。（3）灰土、三合土熟石灰与粘土拌合称石灰土或灰土，再加砂或炉渣、石屑、碎砖等即为三合土。灰土、三合土经分层摊铺夯实后，其抗压强度可达45MPa。在长期使用中，石灰和粘土会发生复杂化学反应，强度、耐水性进一步提高。所以多用作基础垫层。（4）制作硅酸盐制品硅酸盐制品是以磨细的石灰和硅质材料为胶凝材料，必要时加入适量石膏、骨料和外加剂，加水拌和成型，经湿热处理硬化而成的制品统称。常用的硅酸盐制品有蒸压灰砂砖、蒸压加气砼砌块、碳化石灰板等。（二）石膏石膏是具有许多优良特性的气硬性矿物胶凝材料，石膏制
7、品作为高效节能的新兴材料，已得到迅速发展。1、石膏的烧制石膏的原料，主要是天然二水石膏，通称石膏石。将二水石膏加热到适当温度，能部分或全部失去水分，会因加热的条件和程度不同，可得到不同性能的各种石膏，如建筑石膏、高强石膏、无水石膏等。建筑石膏，是由天然二水石膏在107-175温度下，结晶水以蒸气状态析出，得到含型半水硫酸钙为主要成分，经磨细制成的粉状胶结料。其反应式为：CaSO42H2OCaSO40.5H2O+1.5H2O2、石膏的水化与硬化建筑石膏加水拌合，与水发生水化反应：CaSO40.5H2O+1.5H2OCaSO42H2O二水石膏溶解度比半水石膏小得多，因此原半水石膏溶液下降为非饱和状
8、态，则加速又一批半水石膏的溶解、饱和，生成新的二水石膏。如此反复，直到半水石膏全部耗尽。这一过程进行很快，大约需7-12分钟。石膏浆体中的自由水因水化和蒸发逐渐减少，浆体逐渐变稠，称为凝结。其后，浆体逐渐凝聚为晶体，并长大、相互交织、逐渐产生强度，强度不断增长，直到完全干燥，晶体间摩擦力、粘结力不再增加，强度才停止发展。这就是石膏的硬化过程。3、建筑石膏的性质（1）石膏为轻质材料 建筑石膏为白色细粉，密度为2.52-2.75g/cm3，松堆密度为800-1100kg/cm3。（2）凝结硬化快 建筑石膏的凝结过快，为满足施工要求，往往加入缓凝剂，以降低凝结速度。（3）体积微膨胀 建筑石膏硬化后，
9、体积膨胀约1%左右，因此充满模型的能力好，可得到形状复杂、表面饱满光洁的制品。（4）孔隙率大 硬化后的半水石膏，呈微孔构造。因为半水石膏水化的理论用水量仅为18.6%，而实际调浆时，需加水60%-80%，多余的水蒸发后，形成的气泡为封闭的微孔。这种微孔构造，使制品具有一定的隔热、隔声效果，并能起到调节环境内小气候的作用。（5）防火性好 硬化后的石膏制品，具有较好的防火性。因为硬化后主要成分为二水石膏，遇火时结晶水蒸发能形成汽幕，吸收热量，且脱水后的无水石膏为良好的热绝缘体。（6）耐水性、抗冻性差 石膏硬化后有很强吸湿性，潮湿条件下强度下降。二水石膏微溶于水，如长期浸泡在水中，会逐渐溶解破坏。石
10、膏孔隙率大，若吸水后受冻，会因孔隙中水分结冰膨胀而破坏。此外，石膏的着色容易，制成品加工性能好，都是应用中的有益性质。但由于建筑石膏对潮湿反应灵敏，强度不高，以及怕水等缺点，使使用范围受局限，还给贮运带来诸多不便。4、建筑石膏的应用（1）制备石膏砂浆和粉刷石膏 由于建筑石膏的优良特性，常被用于室内高级抹灰和粉刷。建筑石膏加水拌合成石膏浆体，可作为室内粉刷材料，其表面洁白、细腻。建筑石膏加水、砂、缓凝剂拌合成石膏砂浆，用于室内抹灰，其表层坚硬、光滑细腻、不起灰，也便于进行再装饰，如贴墙纸。（2）各种石膏板 石膏板具有轻质、保温隔热、吸声防火、尺寸稳定及施工方便等性能，可用作墙体材料、内墙装饰及吊
11、顶等。（三）水泥水泥是建筑工程中应用最为广泛的基本建筑材料之一。水泥基本分类及用途见表9-3。水泥分类及用途表9-3按用途 点用 途典型品种举例通用水泥性能具有较好的适用性，广泛应用于各类普通工业及民用建筑混凝土及水泥制品中。 地上、地下及水中建筑工程硅酸盐系列通用水泥 （如硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥）特性水泥具有一种或几种特别突出的性质对水泥某一种或几种性能要求较高的特定场合（如耐高温基础）耐火水泥、抗硫酸盐水泥 专用水泥性能适合某一专用场合大体积工程、油井等大坝水泥、油井水泥1、硅酸盐水泥硅酸盐系列水泥是应用最广泛的通用水泥。它包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥
12、、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥。它们从原料、生产到特性及应用，有许多相似乃至相同之处，其中硅酸盐水泥的性质具有代表性。（1）硅酸盐水泥的生产及构成 硅酸盐水泥的原料主要包括以CaC03为主要成分的石灰质原料（如石灰石、白垩等）和以SiO2、Al2O3、Fe203为主要成分的粘土质原料（如粘土、页岩等）。其生产过程可划分为生料制备（原料按比例混合磨细制得生料），熟料烧成（生料高温煅烧制得熟料），磨细制成（熟料与适量石膏及一定量混合材料共同磨细制得水泥）三个阶段，简称：“两磨一烧”。硅酸盐水泥就是由一定成分的硅酸盐水泥熟料与0-5的混合材料（矿渣或石灰石）掺配后再加入适量石膏
13、磨细制成的胶凝材料。硅酸盐水泥分两种类型：不掺混合材料的称型，代号P, 掺入不超过5混合材料的称型，代号P。 （2）硅酸盐水泥的矿物成分及凝结硬化过程硅酸盐水泥的熟料是水泥关键性的组成部分。它主要由硅酸三钙（3CaOSiO2）、硅酸二钙（2CaOSiO2）、铝酸三钙（3CaOAl2O3）、铁铝酸四钙（4CaOAl2O3Fe2O3）等矿物成分构成。其中，硅酸三钙含量最多，约占37-60，硅酸三钙和硅酸二钙总量约占75-82，铝酸三钙和铁铝酸四钙约占18-25。各成分遇水后均能产生强烈水化反应，但表现出的水化特性有所不同。各组分单独水化表现出的特性见表9-4。各种熟料矿物成分单独水化表现出的特表9
14、-4名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙凝结硬化速度快慢最快水化放热量多少最多中强度高早期低、后期高低水泥熟料各成分比例关系的改变，会导致水泥凝结硬化及硬化后性能的较大变化，因而可通过改变熟料成分含量的办法得到不同性能的水泥。例如提高硅酸三钙、硅酸二钙的含量，可制得具有快硬特性的水泥；降低铝酸三钙、硅酸三钙的含量，可制得水化热低的大坝水泥。 水泥与一定量的水调和后，形成具有一定流动性的水泥浆，水泥浆很快会失去可塑性，由流动态转化为固体态，但尚不具备强度，此过程称为凝结。随后水泥产生明显的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石，此过程称为硬化。水泥的凝结硬化是一个连续而复杂的物理化学变化过程，它由快到慢，持续时间相当长（28天可完成基本过程）。水泥的凝结硬化主要是水泥熟料矿物和水相互作用的结果，因而水泥的矿物组成对此过程影响最大。另外，凝结硬化过程中的温湿条件、水泥的细度等都对此过程也有一定影响。水泥的凝结硬化过程对其硬化后所形成水泥石的强度及长期性能起着决定性的作用。施工中应加强水泥及混凝土制品的现场养护工作，以保证水泥凝结硬化过程的连续性及稳定性。（3）硅酸盐水泥的
