建筑材料之水泥凡是在一定条件下。

经过自身的物理、化学作用后，能由液体或半固体(泥膏状)变为坚硬的固体。

并能把块状或散粒状材料胶结成整体的材料称为胶凝材料。

胶凝材料根据化学组成分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类。

无机胶凝材料报据硬化条件又可分为气硬性与水硬性胶凝材料两类。

气硬性胶凝材料只能在空气中凝结硬化，并保持或继续增长强度、如石灰、石膏、水玻璃及镁质胶凝材料(如菱苦土)等。

水硬性胶凝材料不仅能在空气中。

而且能更好地在水中凝结硬化、并保持或继续增长强度，如水泥。

气硬性胶凝材料宜用于地面上干燥环境的建筑物。

不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。

水硬性胶凝材料可用于地上、地下、水下的建筑物，一石灰1、石灰的煅烧锻烧温度一般以1000℃为宜。

煅烧温度过低时，则产生有效成分少。

核心成分为不能熟化的欠火石灰。

欠火石灰中CaO含量低，降低石灰利用率。

锻烧温度过高时。

CaO与原料所带杂质（粘土)中的某些成分反应，生成熟化速度很慢的过火石灰。

过火石灰如用于建筑上，会在已经硬化的砂浆中吸收水分而继续熟化，产生体积膨胀，引起局部爆裂或脱落，影响工程质量。

所以，石灰在生产过程中，要严格控制缎烧温度。

石灰熟化过程中，放出大量的热，且体积膨胀1-2.5倍。

煅烧良好、CaO含量高的石灰熟化较快，放热量与体积增大也较多。

1）制石灰膏石灰膏是建筑工程中砌筑砂浆和抹面砂浆常用的材料之一，它可用来拌制砌筑砂浆或抹面砂浆。

石灰膏的表观密度为1300-1400kg/m3，1L生石灰可熟化成1.5-3L 石灰膏。

2)制消石灰粉这种方法是将生石灰加适量水熟化成消石灰粉。

生石灰熟化成消石灰粉的理论需水量为生石灰质量的32.1%，由于熟化时放热，一部分水分蒸发，所以实际加水量常为生石灰质量的60-80%。

加水量以既能充分熟化、又不过湿成团为度。

工地上常用喷壶分层法进行消化。

2、石灰的质量标准建筑生石灰技术指标（JC/T479-1992）建筑生石灰粉技术指标（JC/T480-1992）3、用途1）制作石灰乳涂料用石灰膏和沙子（或麻刀、纸筋等)配制成石灰砂浆(或麻刀灰、纸筋灰)用于内端、顶棚的抹面;将石灰膏、水泥和沙子配制成混合砂浆用于砌筑和抹面;将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入大量水稀释成石灰乳用于内墙和顶棚的粉刷。

2）配制灰土和」二合土将生石灰熟化成消石灰粉，再与粘土拌和(比例为2：8)即为灰土;若再加入一定的砂石或炉渣等填料一起拌和(比例为1：2：3)即成为三合土。

灰土和三合土经夯实后广泛用作基础、地面或路面的垫层，其强度和耐水性比石灰或粘十都高得多。

3）生产硅酸盐制晶将磨细生石灰与砂或粒化高炉矿渣、炉渣、粉煤灰等硅质材料混合成型，在一定条件下养护，可制得各种硅酸盐制晶(如灰砂砖、粉煤灰砖、砌块等)而用作墙体材料。

4）配制无熟料水泥将其有一定活性的硅质材料(如粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰等)与石灰按适当比例况合磨细即可制得具有水硬性的胶凝材料，如石灰矿渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等。

二石膏石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。

由于石膏胶凝材料及其制晶具有许多良好的性能，如质轻、绝热、耐火、隔声等，加之原料来源丰富，生产工艺简单，能耗较低，因而是一种理想的高效节能环保生态建筑材料。

1、石膏的生产及晶种生产石膏的主要原料是含硫酸钙的二水天然石膏。

又称软石膏或生石膏。

将二水天然石膏经缎烧、脱水。

再经磨细可得石膏胶凝材料。

随着加热的条件和程度不同，可生产不同性质的石膏产晶。

1）建筑石膏(熟石膏)将二水天然石膏缎烧107-170℃,生成β型半水石膏（β-CaSO4·0.5H2O)，再经磨细的白色粉状物。

称为建筑石膏。

建筑石膏为白色粉末，密度为2.6-2.75g/cm3，堆积密度为800-1000kg/m3。

因其制晶的孔隙率较大，强度较低，故多用于建筑装饰及各种石膏制晶。

2）高强石膏将二水石膏置于蒸压釜中，在压力为0.13MPa、温度为125℃中脱水，得到的是α型半水石膏(α-CaSO4·0.5H2O)，即高强石膏。

α型半水石膏晶体粗大、密实强度高、用水量小。

其制晶硬化后密实度大，强度较高。

3）可溶性石膏当加热温度为170-360℃时，石膏脱水成为可溶性硬石膏。

与水调和后仍能很快凝结硬化;当加热温度升高到200---360℃时，石膏中残留很少的水，其凝结硬化就非常缓慢。

4）不溶性石膏当加热温度高于400℃(通常为400-700℃)时，石膏完全失去水分，成为不溶性硬石膏，失去凝结硬化能力，成为死烧石膏。

但是如果掺入适量激发剂(如5%硫酸钠或硫酸氢钠与1%铁矾或铜矾的混合物，1%-5%石灰或石灰与少量半水石膏的混合物等)混合磨细，即可制成无水石膏水泥，硬化后强度可达5-30MPa,可用于制造石膏板或其他制晶。

也可用作室内抹灰。

5）高温缎烧石膏当加热温度高于800℃时，部分石膏分解出的氧化钙起催化作用，所得产晶又重新具有凝结硬化性能，而且硬化后有较高的强度和耐磨性，抗水性较好。

该产晶称为高温煅烧石膏。

也称为地板石膏。

可用于制作地板材料。

二水石膏在水中的溶解度仅为半水石膏在水中的溶解度的1/5左右。

所以二水石膏不断从饱和溶液中析出胶体微粒。

由于二水石膏析出，化学平衡被打破，半水石膏会进一步溶解、水化，直到完全水化为二水石膏为止。

随着水化反应的深入，二水石膏生成晶体量不断增加，水分逐渐减少，浆体开始失去可塑性，这称为初凝。

而后浆体继续变稠，颗粒之间的摩擦力、粘结力增加，并开始产生强度，表现为终凝。

期间二水水石膏晶粒逐渐长大，彼此互生和互长，形成结晶结构网。

使浆体强度不断增长，这个过程称为硬化。

2、建筑石膏的技术要求建筑石膏物理力学性质（gb/t9776-2008）注：强度试件尺寸为40mm×40mm×160mm，石膏与水接触2h后测定。

3、建筑石膏的特点①凝结硬化快建筑石膏凝结硬化较快，一般在3-5min内可初凝，0.5h终凝。

规范规定建筑石膏的初凝时间不小于6min，终凝时间不大于30min。

②硬化后体积微膨胀建筑石膏硬化后，体积略有膨胀，膨胀率约1%。

这一特点使得硬化体表面饱满，尺寸精确，轮廓清晰，不会产生裂缝，具有良好的装饰性。

③孔隙率大、强度较低建筑石膏水化的理论用水量为18.6%，为了满足施工要求的可塑性，实际加水量约为60-80%，石膏凝结硬化后多余水分的蒸发。

异致孔隙率变大，因而强度降低、异热性低、吸声性好。

④具有一定的调温、调湿性由于石膏热容量大，且大量毛细孔隙对空气中的水蒸气具有较强的吸附能力，所以对室内的空气湿度具有一定的调节作用，再加上石膏制晶表面细腻、平整、色白，是理想的环保型室内装饰材料。

⑤防火性能好，耐火性差建筑石膏硬化后的主要成分是含有两个结晶水分子的二水石膏，当遇火时，结晶水蒸发，吸收热量并在表面生成具有良好绝热性的“水幕”，起到防火作用。

但二水石膏脱水后强度下降，故耐火性差。

⑥耐水性、抗渗性、抗冻性差石膏硬化后孔隙率较高，吸水性、吸湿性强，在潮湿环境中，晶体粒子间的结合力削弱，强度显著降低。

因此不耐水，不抗冻。

所以在使用时,应注意所处环境的影响。

三、水玻璃1、水玻璃的生产及性质建筑工程中常用的水玻璃是硅酸钠Na2O·nSiO2的水溶液，俗称泡花碱。

将石英砂或石英岩粉加入Na2CO3或Na2SO4在玻璃熔炉内熔化，在1300-1400摄氏度温度下，得固态水玻璃。

硅酸钠水玻璃的模数一般在1.5-3.5之间。

固体水玻璃的模数越大，则越难溶于水；n为1时能溶解于常温的中;n加大，则须在热水中溶解;当n大于3时，要在4个大气压以上的蒸汽中，才能溶解。

因为水玻璃的模数是其中氧化硅与氧化钠的摩尔比，该值越大，则胶体组分氧化硅含量越高，胶体组分越多，粘结能力越强，耐热性与耐酸性也越高。

建筑工程中常用水玻璃的n值一般为2.5-2.8之间。

液体水玻璃因含杂质而常呈青灰色、绿色或微黄色，以无色透明的液体水玻璃为最好。

液体水玻璃可以与水按任意比例混合成不同浓度(或比重)的溶液。

同一模数的水玻璃，其浓度越稠，则比重越大，粘结力越强。

当水玻璃的浓度太大或太小时。

可用加热浓缩或加水稀释的办法来调整。

在液体水玻璃中加入尿素，在不改变其粘度卜可以提高粘结力。

2、水玻璃的应用1）加固地基。

将水玻璃溶液与氯化钙溶液轮流交替压入地基，填充地基土空隙并将其胶结成整体，可提高地基承载能力及地基土的抗渗性。

2）涂刷或浸渍混凝土构件和硅酸盐制晶，可提高混凝土的抗风化及抗渗能力。

但不能用以涂刷石膏制晶。

3）配制快凝防水剂，掺入水泥浆、砂浆或混凝土中、使水泥速凝。

一般不超过一分钟，可用于堵漏。

因为凝结快，不宜配制水泥防水砂浆。

用于屋面或地面的刚性防水层。

4）可以水玻璃为胶凝材料配制耐酸或耐热砂浆和混凝土。

四、水泥水泥是一种粉末状材料，与水拌和后，在常温下通过一定的物理化学变化，由浆体变成坚硬的固体，并能将散粒状的材料胶结成为整体，而且其浆体不仅能在空气中硬化，还能在水中硬化，保持其强度增长，因此水泥是一种良好的水硬性胶凝材料。

水泥晶种繁多，根据规范规定，按其主要水硬性物质的名称分为硅酸盐水泥(即波特兰水泥)、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥及以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组成成分的水泥。

水泥按其用途及性能分为通用水泥、专用水泥、特种水泥三类。

通用水泥有硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥;专用水泥有道路水泥、大坝水泥、油井水泥、砌筑水泥等;特种水泥具有一些特殊性能，如快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、膨胀水泥等。

各晶种水泥又根据其胶结强度的大小，分为若干强度等级。

使用水泥时，必须根据具体情况合理选择晶种及强度等级，以保证工程质量、节约水泥。

我国水泥的分类通用硅酸盐水泥的组分1、硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、0-5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。

硅酸盐水泥分为两种类型，不掺加混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥，其代号为P.I;掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称Ⅱ型硅酸盐水泥，其代号为P.Ⅱ。

1.1硅酸盐水泥的生产生产硅酸盐水泥的原料主要有石灰质原料(石灰石)和粘土质原料(粘上、页岩)两类，一般配以辅助原料(铁矿石、砂岩等)。

硅酸盐水泥的生产就是将上述原料按适当的比例配合、磨细成生料，然后将生料送入窑中烧成熟料。

熟料与适量石膏共同磨细，即可得到Ⅰ型硅酸盐水泥。

若将熟料、石膏、适量石灰石或粒化高炉矿渣共同磨细，即可得到Ⅱ型硅酸盐水泥。

其生成工艺流程如下图所示。

1.2硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料的化学成分主要为CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3四种氧化物，其含量总和通常都在95%以上，除了上述四种氧化物以外，还含有少量的MgO、SO3以及TiO2、Mn2O3、P2O5、Na2O、K2O等。