混凝土里胶凝材料是什么

主要是指水泥、石、粉煤灰等在混凝土中起胶结作用的材料叫胶凝材料。

按胶凝材料混凝土可分为水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混

凝土、聚合物混凝土、树脂混凝土、水玻璃混凝土等。

扩展资料。

混凝土，简称为"砼(tóng)":是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。

通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料;与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。

胶凝材料是指能将其他材料胶结成整体，并具有一定强度的材料。这里指的其他材料包括粉状材料（石粉等）、纤维材料（钢纤维、矿棉、玻纤、聚酯纤维等）、散粒材料（砂子、石子等）、块状材料（砖、砌块等）、板材（石膏板、水泥板等）等。胶凝材料通常分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类。

1． 有机胶凝材料

有机胶凝材料是指以天然或人工合成高分子化合物为基本组成的一类胶凝材料。最常用的有沥青、树脂、橡胶等。

2． 无机胶凝材料

无机胶凝材料是指以无机氧化物或矿物为主要组成的一类胶凝材料。最常用的有石灰、石膏、水玻璃、菱苦土和各种水泥。有时也包括沸石粉、粉煤灰、矿渣、火山灰等活性混合材料。

根据凝结硬化条件和使用特性，无机胶凝材料通常又分为气硬性和水硬性两类。

气硬性胶凝材料是指只能在空气中凝结硬化并保持和发展强度的材料。主要有石灰、石膏、水玻璃、菱苦土等。这类材料在水中不凝结，也基本没有强度，即使在潮湿环境中强度也很低，通常不宜使用。

水硬性胶凝材料是指不仅能在空气中，而且能更好地在水中凝结硬化并保持和发展强度的材料。主要有各类水泥和某些复合材料。这类材料在水中凝结硬化比在空气中更好，因此，在空气中使用时，凝结硬化初期要尽可能浇水或保持潮湿养护。

胶凝材料的凝结硬化过程通常伴随着一系列复杂的物理化学反应和体积变化，且许多内部和外部因素影响其过程，并最终使凝结硬化后的制品性能产生很大差异。不同胶凝材料之间的差异更大。

石灰

石灰是一种传统的气硬性胶凝材料。原料来源广、生产工艺简单、成本低，并具有某些优异性能，至今仍为土木工程广泛使用。

一、石灰的原材料

石灰最主要的原材料是含碳酸钙（CaCO3）的石灰石、白云石和白垩。原材料的品种和产地不同，对石灰性质影响较大，一般要求原材料中粘土杂质含量小于8%。

某些工业副产品也可作为生产石灰的原材料或直接使用。如：用碳化钙（CaC2）制取乙炔时产生的电石渣，主要成分为氢氧化钙[Ca（OH）2]，可直接使用，但性能不尽理想。又如氨碱法制碱的残渣，主要成分为碳酸钙。本节主要介绍土木工程中最常用的以石灰石为原料生产的石灰。

二、石灰的生产

1．生石灰

石灰的生产，实际上就是将石灰石在高温下煅烧，使碳酸钙分解成为CaO和CO2，CO2以气体逸出。反应式如下：

　生产所得的CaO称为生石灰，是一种白色或灰色的块状物质。

生石灰的特性：遇水快速产生水化反应，体积膨胀，并放出大量热。煅烧良好的生石灰能在几秒钟内与水反应完毕，体积膨胀两倍左右。

三、石灰的熟化

（一） 熟化与熟石灰

生石灰CaO加水反应生成Ca（OH）2的过程称为熟化。生成物Ca（OH）2称为熟石灰。反应式如下：

熟化过程的特点：

1 速度快。煅烧良好的CaO与水接触时几秒钟内即反应完毕。

2 体积膨胀。CaO与水反应生成Ca（OH）2时，体积增大15～20倍。

3 放出大量的热。1克分子CaO熟化生成1克分子Ca（OH）2约产生649kJ热量。

（二） 石灰膏

当熟化时加入大量的水，则生成浆状石灰膏。CaO熟化生成Ca（OH）2的理论需水量只要321%，实际熟化过程均加入过量的水。一方面考虑熟化时放热引起水分蒸发损失，另一方面是确保CaO充分熟化。工地上常在化灰池中进行石灰膏的生产，即将块状生石灰用水冲淋，通过筛网，滤去欠火石灰和杂质，流入化灰池沉淀而得。石灰膏面层必须蓄水保养，其目的是隔断与空气直接接触，防止干硬固化和碳化固结，以免影响正常使用和效果。

（三） 消石灰粉

当熟化时加入适量（60%～80%）的水，则生成粉状熟石灰。这一过程通常称为消化，其产品称为消石灰粉。工地上可通过人工分层喷淋消化，但通常是在工厂集中生产消石灰粉，作为产品销售。

（四） 石灰的“陈伏”

前面已经提到煅烧温度过高或时间过长，将产生过火石灰，这在石灰煅烧中是十分难免的。由于过火石灰的表面包覆着一层玻璃釉状物，熟化很慢，若在石灰使用并硬化后再继续熟化，则产生的体积膨胀将引起局部鼓泡、隆起和开裂。为消除上述过火石灰的危害，石灰膏使用前应在化灰池中存放2周以上，使过火石灰充分熟化，这个过程称为“陈伏”。现场生产的消石灰粉一般也需要“陈伏”。

但若将生石灰磨细后使用，则不需要“陈伏”。这是因为粉磨过程使过火石灰表面积大大增加，与水熟化反应速度加快，几乎可以同步熟化，而且又均匀分散在生石灰粉中，不至引起过火石灰的种种危害。

石膏

一、石膏的原材料

（一）生石膏

生石膏通常指天然二水石膏，分子式为，也称为软石膏。是生产建筑石膏最主要的原料。生石膏粉加水不硬化、无胶结力。

（二）化工石膏

指含有二水硫酸钙（）及CaSO4混合物的化工副产品。如生产磷酸和磷肥时的废料称为磷石膏；生产氢氟酸时的废料称为氟石膏等。此外还有盐石膏、芒硝石膏、钛石膏等，也可作为生产建筑石膏的原料，但性能不及用生石膏制得的建筑石膏。

（三）硬石膏

指天然无水石膏，分子式CaSO4。不含结晶水，与生石膏差别较大。通常用于生产建筑石膏制品或添加剂。这里不作详细介绍。

二、建筑石膏的生产

将生石膏在107～170℃条件下煅烧脱去部分结晶水而制得的半水石膏，称为建筑石膏，又称为熟石膏，分子式为。其反应式如下：

生石膏在加热过程中，随着温度和压力不同，其产品的性能也随之变化。上述条件下生产的为型半水石膏，也是最常用的建筑石膏。若将生石膏在125℃、013MPa压力的蒸压锅内蒸炼，则生成型半水石膏，其晶粒较粗，拌制石膏浆体时的需水量较小，因此，硬化后强度较高，故称为高强石膏。

当煅烧温度升高到170～300℃时，半水石膏继续脱水，生成可溶性硬石膏（CaSO4-Ⅲ），凝结速度比半水石膏快，但需水量大，强度低。温度继续升高到400～1000℃，则生成慢溶性硬石膏（CaSO4-Ⅱ）。这种石膏难溶于水，只有当加入某些激发剂后，才具有水化硬化能力，但强度较高，耐磨性能较好。将CaSO4-Ⅱ与激发剂混磨后的产品称为硬石膏水泥。

根据化学组成的不同，胶凝材料可分为无机与有机两大类。石灰、石膏、水泥等工地上俗称为“灰”的建筑材料属于无机胶凝材料；而沥青、天然或合成树脂等属于有机胶凝材料。

无机胶凝材料按其硬化条件的不同又可分为气硬性和水硬性两类。

1、水硬性胶凝材料

和水成浆后，既能在空气中硬化，又能在水中硬化、保持和继续发展其强度的称水硬性胶凝材料。这类材料通称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。

2、气硬性胶凝材料

非水硬性胶凝材料的一种。只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度的称气硬性胶凝材料，如石灰、石膏和水玻璃等；气硬性胶凝材料一般只适用于干燥环境中，而不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。

胶凝材料水玻璃

无色正交双锥结晶或白色至灰白色块状物或粉末。能风化。在100℃时失去6分子结晶水。易溶于水，溶于稀氢氧化钠溶液，不溶于乙醇和酸。熔点40～ 48℃。低毒，半数致死量(大鼠，经口)1280mg/kg(无结晶水)。

用途：

水玻璃的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。在化工系统被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、五水偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状硅酸钠、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料。在经济发达国家，以硅酸钠为原料的深加工系列产品已发展到50余种，有些已应用于高、精、尖科技领域；在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂；在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱；在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等；在农业方面可制造硅素肥料；另外用作石油催化裂化的硅铝催化剂、肥皂的填料、瓦楞纸的胶粘剂、实验室坩埚等耐高温材料、金属防腐剂、水软化剂、洗涤剂助剂、耐火材料和陶瓷原料、纺织品的漂、染和浆料、矿山选矿、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制胶粘剂等。

胶凝材料石灰

石灰一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白垩、贝壳等碳酸钙含量高的原料，经900～1100℃煅烧而成。石灰是人类最早应用的胶凝材料。石灰在土木工程中应用范围很广，在我国还可用在医药用途。为此，古代流传下以石灰为题材的诗词，千古吟颂。

石灰粒子形成氢氧化钙胶体结构，颗粒极细(粒径约为1μm)，比表面积很大(达10～30 m2/g)，其表面吸附一层较厚的水膜，可吸附大量的水，因而有较强保持水分的能力，即保水性好。将它掺入水泥砂浆中，配成混合砂浆，可显着提高砂浆的和易性。

石灰依靠干燥结晶以及碳化作用而硬化，由于空气中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止二氧化碳向内部渗透，也妨碍水分向外蒸发，因而硬化缓慢，硬化后的强度也不高，1：3的石灰砂浆28 d的抗压强度只有02～05 MPa。在处于潮湿环境时，石灰中的水分不蒸发，二氧化碳也无法渗入，硬化将停止；加上氢氧化钙易溶于水，已硬化的石灰遇水还会溶解溃散。因此，石灰不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用。

石灰在硬化过程中，要蒸发掉大量的水分，引起体积显着收缩，易出现干缩裂缝。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，并能节约石灰。

石灰具有较强的碱性，在常温下，能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成有水硬性的产物，产生胶结。因此，石灰还是建筑材料工业中重要的原材料。

胶凝材料石膏

石膏胶凝材料是一种以硫酸钙（CaSO4）为主要成分的气硬性无机胶凝材料。其品种主要有建筑石膏、高强石膏、粉刷石膏、无水石膏水泥、高温煅烧石膏等。其中，以半水石膏（CaSO4·1/2H2O）为主要成分的建筑石膏和高强石膏在建筑工程中应用较多，最常用的是建筑石膏。

建筑石膏是以β型半水石膏β-CaSO4·1/2H2O）为主要成分，不添加任何外加剂的粉状胶结料，主要用于制作石膏建筑制品。建筑石膏色白，杂质含量很少，粒度很细，亦称型石膏，也是制作装饰制品的主要原料。由于建筑石膏颗粒较细，比表面积较大，故拌合时需水量较大，因而强度较低。

建筑石膏的技术性质

1凝结硬化快。石膏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，终凝时间在半小时以内，大约一星期左右完全硬化。为满足施工要求，需要加入缓凝剂，如硼砂、酒石酸钾钠、柠檬酸、聚乙烯醇、石灰活化骨胶或皮胶等。

2硬化时体积微膨胀。石膏浆体凝结硬化时不像石灰、水泥那样出现收缩，反而略有膨胀（膨胀率约为1%），使石膏硬化体表面光滑饱满，可制作出纹理细致的浮雕花饰。

3硬化后孔隙率高。石膏浆体硬化后内部孔隙率可达50～60%，因而石膏制品具有表观密度较小、强度较低、导热系数小、吸声性强、吸湿性大、可调节室内温度和湿度的特点。

4防火性能好。石膏制品在遇火灾时，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层，可有效减少火焰对内部结构的危害。建筑石膏制品在防火的同时自身也会遭到损坏，而且石膏制品也不宜长期用于靠近65℃以上高温的部位，以免二水石膏在此温度下失去结晶水，从而失去强度。

5耐水性和抗冻性差。建筑石膏硬化体的吸湿性强，吸收的水分会减弱石膏晶粒间的结合力，使强度显著降低；若长期浸水，还会因二水石膏晶体逐渐溶解而导致破坏石膏制品吸水饱和后受冻，会因孔隙中水分结晶膨胀而破坏。所以，石膏制品的耐水性和抗冻性较差，不宜用于潮湿部位。为提高其耐水性，可加入适量的水泥、矿渣等水硬性材料，也可加入有机防水剂等，可改善石膏制品的孔隙状态或使孔壁具有憎水性。

区别：

气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，且只能在空气中保材或发展其强度，如石灰，石膏，水玻璃。

水硬性不仅在空气中，而且能更好的在水中硬化，并保持、发展其强度如水泥。

气硬性胶凝材料：

非水硬性胶凝材料的一种。

只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度的称气硬性胶凝材料，如石灰、石膏、菱苫土和水玻璃等；气硬性胶凝材料一般只适用于干燥环境中，而不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。

气硬性胶凝材料只能在空气中硬化并保持或维持提高其强度的技能材料。

水硬性胶凝材料：

不仅能在空气中，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。

1824年英国工程师阿斯普丁（AsPdih）获得第一份水泥专利标志着水泥的发明。

水泥的发明为建筑工程的发展提供了物质基础，使其由陆地工程发展到水中、地下工程一。

水泥发明至今已有一 百多年的历史，它始终是用途最广、用量最多的一种胶凝材料。

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