第四章无机气硬性胶凝材料教学提纲

• 3、结论：生石灰使用前必须熟化。方式： “ 陈伏 ”或分层喷淋法得到消石灰粉。
• 4、熟化时注意事项 为了消除过火石灰的危 害，须将石灰在化灰池内放置两周以上，称 为“ 陈伏 ”；“ 陈伏” 期间石灰膏表面 应保持一层水膜，防止其碳化 。
• 5、消除过火石灰危害的措施
• （1）块灰进行陈伏
• （2）采用磨细的生石灰粉
硬化保持并继续提高其强度的胶凝材料。如 各种水泥。
第一节 石灰 （lime）
天然石灰是最早的胶凝材料，很早以前人 类或许是在烧烤动物，烧火取暖等偶然机会中 发现天然的贝壳烧过以后，其灰具有胶结能力。 于是人们利用这种灰，拌入植物纤维或掺入砂、 土等作为胶凝材料使用。
公元前2500年，建造的埃及金字塔就使 用了天然的石灰砂浆做胶结材料，将大块的石 块粘结砌成，这是目前现存的使用了天然石灰 的最古老的结构物。
• CaCO3 == CaO + CO2↑ • MgCO3 == MgO +CO2↑ • 氧化钙、氧化镁称为生石灰。
二、石灰的消化
1.石灰的熟化和“陈伏”
• 工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使 之消解为消（熟）石灰—氢氧化钙，这个过 程称为石灰的“消化”，又称“熟化”：
• CaO + H2O = Ca(OH )2 + 64.9 kJ • MgO + H2O = Mg(OH)2 + 64.9 kJ 2、熟化时的现象 • (1) 石灰熟化 过程中水化热较大。 • (2) 外观体积约增加 1.5~2 倍 。
• 按化学成分分为
– 无机胶凝材料:各类水泥、石灰、石膏、 菱苦土、水玻璃 -- 在建筑工程上应用 广泛，用量较大
– 有机胶凝材料: 沥青、高分子聚合物
无机胶凝材料分类
• 按硬化条件不同又分为气硬性胶凝材料和水 硬性胶凝材料两大类。
• 气硬性胶凝材料: • 只能在空气中硬Leabharlann Baidu，产生并增长其强度的胶
凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、菱苦土等。 • 水硬性胶凝材料: • 不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中
• （2）硬化慢、强度低
• 从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中二氧 化碳稀薄，碳化甚为缓慢。而且表面碳化后，形成 紧密外壳，不利于碳化作用的深入，也不利于内部 水分的蒸发，因此石灰是硬化缓慢的材料。
• 同时，石灰的硬化只能在空气中进行，硬化后的强 度也不高。受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还 会溃散。
块状类石灰放置太久，会吸收空气中的水分而自 动熟化成消石灰粉，再与空气中二氧化碳作用而还原 为碳酸钙，失去胶结能力。所以贮存生石灰，不但要 防止受潮，而且不宜贮存过久。最好运到后即熟化成 石灰浆，将贮存期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化 时放出大量的热，而且体积膨胀，所以，储存和运输 生石灰时，还要注意安全。
（3）用于道路工程的垫层
石灰和粘土按一定比例拌和制成石灰土，或与粘土、砂 石、矿渣制成三合土，用于道路工程的垫层。
三合土用作铺筑步道砖的垫层
六、石灰的应用和贮存
石灰的应用 （1）砌筑工程和抹面装饰工程
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。
石灰砂浆是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用 途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。
（2）加固软土地基
在软土地基中打入生石灰桩，可以利用生石灰吸 水产生膨胀对桩周土壤起挤密作用，利用生石灰和粘 土矿物间产生的胶凝反应使周围的土固结，从而达到 地基承载力的目的。
MgO≤4% 镁质生石灰 MgO﹥5%；镁质消石灰粉
MgO﹥4%
石灰在装饰工程中的使用主要是作为砂浆的配制材 料，如石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆等。
• 五、石灰的技术性质
• （1）可塑性好，保水性好
• 生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒 极细（直径约为1μ）的呈胶体分散状态的 氢氧化钙，表面吸附一层厚的水膜。因此用 石灰调成的石灰砂浆其突出的优点是具有良 好可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使 可塑性显著提高。
一、石灰的原料及生产
原料：石灰岩，主要成分是碳酸钙（ CaCO3 ） 并夹杂碳酸镁（ MgCO3 ）和粘土杂质（8%以 内）
• 石灰是以碳酸钙为主要成分的石灰岩煅烧 (900～ 1100℃)而成。煅烧时石灰岩中碳酸钙和碳酸镁 分解，生成氧化钙、氧化镁( 称为生石膏）和二 氧化碳气体, 反应式如下 ：
• 如石灰砂浆（1：3）28天强度仅为0.2-0.5MPa。所 以，石灰不宜在潮湿的环境下作用，也不宜用于重 要建筑物基础。
（3）硬化时体积收缩大
• 石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著 的收缩，所以除调成石灰乳作薄层涂刷外，不宜单 独使用。常在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩和节 约石灰。
（4）耐水性差，不易贮存
第四章无机气硬性胶凝材料
学习目标：
• 了解石灰、石膏、水玻璃和菱苦土的原料 与生产；
• 理解石灰、石膏、水玻璃和菱苦土的水化、 凝结和硬化的规律；
• 掌握石灰、石膏、水玻璃和菱苦土的技术 性质和用途。
胶凝材料的定义与分类
• 在建筑工程中，将散粒材料（如砂、石子）或 块状材料（如砖、石块）粘结为整体的材料， 统称为胶凝材料（或称胶结材料）。
• 三、石灰的硬化 • 1、干燥硬化与结晶硬化，形成氢氧化钙的
晶体析出 • 2、碳化硬化，与空气中二氧化碳和水产生
碳酸钙晶体。
C ( O a ) 2 H C 2 n O 2 O H 碳 C 化3 a ( n C 1 )H 2 O O
• 注意：由于二氧化碳浓度低，且表层生成 的碳酸钙结构致密，阻止二氧化碳继续深 入，并影响水分蒸发，所以石灰硬化很慢。
四、建筑石灰的技术指标
建筑石灰的技术指标有细度、CaO+MgO 含量、CO2含量和体积安定性等。并按技术指 标分为优等品、一等品和合格品三个等级。具 体技术要求见： <土木工程材料>
JC/T479-1992 建筑生石灰（P48 表3-2）、 JC/T480-1992 建筑生石灰粉(P48 表3-3） JC/T481-1992 建筑消石灰粉(P48 表3-34） 钙质生石灰 MgO≤5%；钙质消石灰粉