二级建造师水利实务知识点：胶凝材料的分类和用途

1.无机胶凝材料

①气硬性：只能在空气中硬化;石灰、石膏与水玻璃;

②水硬性：不仅能在空气中而且能够更好地在水中硬化;水泥。

2.有机胶凝材料：沥青。

三、水泥(按用途和性能)

(一)通用水泥

(二)专用水泥：指有专门用途的水泥。

大坝水泥包括中热和低热水泥。

低热微膨胀水泥适用于要求低热和补偿收缩的混凝土、大体积混凝土、要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程。

(三)特性水泥

1.快硬硅酸盐水泥。以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料，初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。

2.快凝快硬硅酸盐水泥。初凝不得早于10min，终凝不得迟于60min。主要用于紧急抢修工程，以及冬季施工、堵漏等工程。施工时不得与其他水泥混合使用。

5.铝酸盐水泥。

用于紧急抢修和早强要求特殊工程，适用于冬期施工;缺点是后期强度倒缩，抗冻渗和耐蚀等性能亦随之降低。

高铝水泥不宜用于结构工程;不得与其他水泥混合使用。

四、灌浆所用水泥的技术要求

1.一般规定

不得使用受潮结块的水泥。

回填、固结、帷幕灌浆所用水泥强度等级不低于32.5;坝体接缝、各类接触灌浆不低于42.5。

帷幕灌浆、坝体接缝灌浆和各类接触灌浆所用水泥的细度宜为通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%。

水泥灌浆宜使用纯水泥浆液。

(1)细水泥浆液：超细水泥浆液、干磨细水泥浆液或湿磨水泥浆液。

(3)水泥基混合浆液：包括黏土水泥浆、粉煤灰水泥浆、水泥砂浆等。

(4)膏状浆液：指以水泥、黏土为主要材料的初始塑性屈服强度大于50Pa的混合浆液。

2.掺合料

(1)砂：粒径不宜大于1.5mm。

(2)膨润土或黏性土：黏性土，塑性指数不宜小于14，黏粒含量不宜小于25%。

(3)粉煤灰。

(4)水玻璃。

4.相关试验

各类浆液中加入掺合料和外加剂(速凝剂、减水剂、稳定剂等)的品种、性能和数量，应通过室内浆材试验和现场灌浆试验确定。

普通纯水泥浆液可不进行室内试验。

外加剂凡能溶于水的，应以水溶液状态加入。

胶凝材料的分类

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0.2～0.5 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。

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