无机胶凝材料-石灰石膏水玻璃菱苦土

1
石灰的储存
2
生石灰储存时间不宜过 长，一般不超过一个月。 作到“随到随化”。
不得与易燃、易爆等危 险液体物品混合存放和 混合运输。
建筑石灰在使用前必须 进行陈伏。
7.石灰的应用
❖1.配制石灰乳和建筑砂浆
A）石灰乳：将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释， 成为石灰乳，是一种廉价的涂料，主要用于内墙和天棚刷白， 增加室内美观和亮度。我国农村也用于外墙。石灰乳可加入各 种耐碱颜料。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高 其耐水性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象。
碳酸钙没有完全 分解，降低了石 灰的利用率 具有多孔结构， 内部孔隙率大， 表观密度小， 与水作用速度快。
因煅烧温度过高或者时间过长，孔隙率减小， 表观密度增大，结构致密，表面常被熔融的 黏土杂质形成的玻璃物质包裹。水化作用十 分缓慢，其中的细小颗粒可能在石灰浆硬化 后才开始水化，产生体积膨胀，使已硬化的 砂浆产生“崩裂、隆起”现象。
1）.熟化为石灰膏
储灰坑
将生石灰放入化灰 池中，加大量的水，
经筛网
熟化成石灰乳
2）.熟化为熟石灰粉
将生石灰块分层淋适量的水，使石灰充分熟化，又不会过湿 成团，此时得到的产品就是熟石灰粉。
4.石灰的硬化
①结晶过程
由于水分蒸发，Ca(OH)2从饱和溶液中逐渐结晶析 出。(干燥硬化和结晶硬化)
②碳化过程
1.石灰的制备
来源：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。
石灰石
CaCO3 900～1100℃
白云质石灰石
CaO ＋CO2↑
生石灰
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2.石灰的分类
⑴根据煅烧的程度分：
温度过低时
欠火石灰
煅烧石灰石 或白垩
温度在900℃左右时 温度过高时
正火石灰 过火石灰
02
当石灰出现后,人们就普遍采用“石灰面”地坪和涂墙,使室内的阴暗潮湿状况得到了 改善。
03
秦咸阳宫殿遗址地面,是用猪血、石灰、料姜石拌合抹成,呈暗红色,表面光滑美观,具 防潮装饰作用。修筑秦驰(直)道时,多是就地取材,利用当地的黄粘土加石灰夯筑而成。 《汉书》云：“秦为驰道于天下，东穷燕齐，南极吴楚，江湖之上，濒海之观毕至。”
2
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❖ 4.石灰碳化制品
例如：碳化石灰板
制作：就是将磨细的生石灰掺 30%-40%的短玻璃纤维加水搅拌， 震动成形，然后利用石灰窑的废气 碳化（CO2浓度在30%~40%之间， 碳化时间12~24h）而成的空心板。
性能：较好，能锯、能钉，适宜 用作非承重隔墙。
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思考题
问：既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却 可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？
Ca(OH)2和空气中的CO2和水反应，形成不溶于水的 碳酸钙晶体，析出的水分则逐渐被蒸发。
C ( O a ) 2 H n2 O H C 2 O C3 a ( n C 1 ) H 2 O O
碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙 反应生成碳酸钙。
v硬化的特点
ô硬化速度极为缓慢 …….. ô硬化时体积收缩
使 工硬 程化 施石 工灰时体常熟产掺化生入裂一生纹定成，量的故的氢石骨灰料氧浆(砂化不子钙宜)或颗单纤独粒维使极材用料其，(细通麻常刀小、， 纸筋等)。 比表面积（材料的总表面积与其质
量的比值）很大，吸附水膜能力强。
由化于的石Ca灰(O浆作H硬)为2易化干产慢燥生、剂溶强解度，低硬，化受石潮灰后体其遇中水尚产未生碳 溃散，故石灰不宜用于潮湿环境。
② 用途不同，陈伏时间不同
砌筑：>7天
抹面：底层和中层灰 >14天 面层灰 >30天
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本节小结
多用来拌制灰土和 三合土
熟石灰粉
石灰岩
煅烧
生石灰块
磨细
生石灰粉
粉刷墙壁
石灰乳
加水稀释
加过量水 进行陈伏
石灰膏
使用时可以 不进行陈伏
用来拌制砌筑砂浆 或抹面砂浆
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课后作业
什么是“欠火
石灰”和“过
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2）化学工业副产品
化学工业和其他工业排出的以石膏为主
要成分的废渣的总称。有磷石膏、氟石
0
膏、脱硫石膏、制盐石膏等几种。主要
1
成份是CaSO4·2H2O，同样可用来生
产石膏胶凝材料和制品，也可作水泥和
硅酸盐建筑制品的掺合料。
制取磷酸后的废渣，每吨磷酸要排出3
吨磷石膏。当磷石灰用硫酸处理制取磷
建筑石膏凝结过程，是一个溶
C4 a •1 2 S H 2 O O 3 2 H 2 O 解 、反应、C 沉 淀、结晶4 a 的 • 过程2 ；H S 2 O O 硬化过程则是二水石膏晶体之 间，结晶结构网的形成过程。
建筑石膏凝结硬化很快，一般 初凝不小于6分钟，终凝不超 过30分钟。
晶体之间互相交叉连生，形成 网状结构；随着反应的继续进 行，结晶结构网逐渐密实，从 而使石膏晶体逐渐硬化。
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过火石灰的结构、影响及消除
• 结构特点:
内部结构致密，CaO晶体粗大，外裹难溶的釉化物。
• 影响:
受釉化物影响，过火石灰水化很慢，以至周围的正火 石灰硬化后，才发生水化反应，此时体积膨胀导致硬化 体崩裂或隆起。
注意事项：
① 石灰表面覆盖一定厚度的水
保证有足够的水，以维持浆体状态
防止石灰碳化
125℃ 0.13MPa
蒸压锅
CaSO4·1/2H2O
α型
170～360℃ 加热、脱水
CaSO4 Ⅲ
400～750℃ CaSO4 Ⅱ
高强石膏 可溶性石膏 不溶性石膏
800℃
CaSO4 Ⅰ
高温煅烧石膏
在建筑工程中常用建筑石膏；高强石膏用于生产建筑石膏制品。
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3、建筑石膏的水化与硬化
建筑石膏重新水化放热生成二 水石膏的化合反应过程 ：
火石灰”？
1
思考： 石灰水
4
化时体积显著
增大的原因，
可有方法抑制？
石灰水化有哪
2
些特点？
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石灰浆体的硬
化包括哪两个
过程，有什么
特点？
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第二节 建筑石膏
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1.石膏的分类与制备
一．天然的矿产
天然二水石膏 （CaSO4·2H2O）又 称为生石膏。石膏是 以硫酸钙为主要成分 的矿物，当石膏中含 有结晶水不同时，可 形成多种性能不同的 石膏。
水化速度快，放出大量的热,大约有64.9KJ； 体积膨胀1～2.5倍，人工操作应注意防止烧伤、烫伤。
消石灰形成过程的反应步骤
• CaO吸水； • 中间产物CaO·2H2O； • 转化反应CaO·2H2O→Ca(OH)2+H2O； ① 凝聚、硬化。
影响水化反应 能力的因素
熟化方法：根据熟化时加水量的不同，分为两种方式。
细度
优等品 一等品 合格品 第&页16
5.石灰的特性
可塑性好
硬化缓慢
生石灰消化为石灰浆时，能形成颗粒极细呈胶体分散
状态的氢氧化钙粒子，表面吸附一硬厚层化的后水强膜，度使低颗 粒将砂间 其 浆的 掺 的摩 入 保石含 对 较水 水擦灰 量 内 长泥 性力浆 少 部。砂 。减的 ， 的浆小硬 使 硬生 但 虑 消 孔中，化 碳 化石 为 到 化 隙，因只 化 起灰 了 一 用 ，由 导配而能 作 阻消 使 部 水 使于 致制其在 用 碍石 分 量 硬化石 内成可空进作灰 水 很 化时灰 部混塑气行用浆因大石的毛浆合性中缓，具消，灰理细中砂好进慢所有化多体论管存浆。硬行，以一时余密需失在，利，加石化定水水实水水大可用由之灰的化分度量紧量时吸显这已浆于可热在小为缩的体著一湿硬的空塑大硬，生，游积提性化硬气性而化强石引离性高质收的化中便被后度灰起水强，表过C缩蒸蒸低于重显，O层程，发发。应量著硬大2 掉，用的的化保，留，3体时耐水2故下同积大．水性实 大时收量1性3际 量考缩水好％差变分，形蒸，发，
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5.石灰的特性
• 石灰的质量等级
• 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaO＋MgO的含量，可 分为优等品、一等品和合格品三个等级。
• 详见课本P55/ 表3－1、 P56/ 2、3
有效成分含量 生石灰的技术要求未 欠消 火化 程残 度渣含量
产浆量
有效成分含量 熟石灰粉的技术要求体 游积 离安 水定 含性 量
胶 凝 材 料
有机胶凝材料 （树脂、沥青等）
无机胶凝材料
水硬性（水泥）
气硬性（石灰、 石膏、水玻璃）
二者有何区别 ？？？
胶凝材料的分类
石灰吟
0 1 第一节 石灰 0 3 烈火焚烧若等闲。 0 5 要留清白在人间。
0 2 千锤万击出深山，
0 4 粉身碎骨全不惜，
06
（明）于谦
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01 石灰在中国古代建筑中的应用
B）石灰砂浆：是将石灰浆、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌 筑砂浆和抹灰砂浆。
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配制三合土和灰土
如建筑物或道路基础中使用的石灰土（石灰:粘土=1 : 2~4），三合土（石灰:粘土:炉渣或砂=1:2:3），二灰 土（石灰、粉煤灰或炉灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或 炉灰、级配碎石）等。 石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用，制成石灰土或石 灰与工业废料的混合料，加适量的水充分拌合后，经碾压 或夯实，在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废料表 面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅 酸钙或水化铝酸钙，适于在潮湿环境中使用。
0
酸后残存的渣子用石灰中和过量的硫酸
2
所得。主要成份为二水石膏，含量一般
在90%以上，也包含少量的P2O5、氟
化物、以及SiO2、Al2O3等杂质。
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2. 石膏的制备
不同的煅烧温度和条件下，得到的产品
分类。 107～170℃ 加热、脱水
CaSO4·1/2H2O β型
建筑石膏
二水石膏
CaSO4·2H2O
如何解决它 的危害？
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2. 根据石灰中氧化镁的含量分：
○ 镁质石灰（MgO＞5%） ○ 钙质石灰（MgO≤5%）
3. 按成品的加工方法分： 块状生石灰（CaO） 磨细生石灰粉（CaO） 消石灰粉（Ca(OH)2） 石灰膏（Ca(OH)2、水）
3.石灰的水化（熟化/消化）
消石灰
CaO + H2O ⇌ Ca (OH)2 + 水化的特6点4.：9kJ/mol
原因：
石灰水化后逐渐凝结硬化，包括干 燥结晶硬化过程和碳化过程；随着 时间的推移，石灰的碳化反应较为 深入和彻底，表现为强度甚高… 思考：古代的石灰浆经检测强度甚 高，有人说古代的石灰质量优于现 在的石灰，此说法对否？
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石灰吟
重读古诗
（明）于谦
千锤万击石出灰石深，含山杂质，的碳酸钙CaCO3 烈火焚烧Ca若CO等3→闲CaO。（生灰石） + CO2↑ 粉身碎骨Ca全O+不H2惜O →，Ca(OH)2 （熟石灰） 要留清白C在a(O人H)2间+ C。O2→ CaCO3↓+ H2O
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工程实例分析：
某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出现了许多不规则的 网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析上述现象 产生的原因。
分析：
主要的原因在于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结 果。 墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是由于配制石灰砂浆时所用的 石灰中混入了过火石灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全熟化， 以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水气继续熟化，造成体积膨胀。 从而出现上述现象。
解：(1)石灰土或三合土是由Fra bibliotek石灰粉和粘土等按比例配制而成的。 加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与 粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化 硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随 使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。 (2)再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或 夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，使 水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、 道路的基层等潮湿部位。
第三章 无机胶凝 材料
单/击/此/处/添/加/副/标/题/内/容
03 02 01
指经过自身的物理、化学作用后，能够由浆体变成固 体，并在变化过程中把一些散粒材料或块状材料胶结 成具有一定强度的材料。
胶凝材料
在建筑工程中，将散粒材料（如砂子、石子）或块状 材料（如砖或石块）粘合为一个整体的材料，统称为 胶凝材料。
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生产硅酸盐制品
将粒化高炉矿渣、粉 煤灰、煤矸石灰渣等 工业废渣，按适当比 例加入石灰作为碱性 激发剂，经共同磨细 可制得具有水硬性的 胶凝材料。
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石灰与天然砂或硅铝质工业 废料混合均匀，加水搅拌,经 压振或压制，形成硅酸盐制 品。为使其获早期强度，往 往采用高温高压养护或蒸压， 使石灰与硅铝质材料反应速 度显著加快，使制品产生较 高的早期强度。如灰砂砖、 粉煤灰砖、加气混凝土砌块 等。