建筑材料讲稿第3章石灰参考课件

土木工程材料
第三章 无机胶凝材料
张德思教授 主讲
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第三章 无机胶凝材料 (一）气硬性胶凝材料
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只能在空气中硬化、保持或继续发展强度 的无机胶凝材料称为气硬性无机胶凝材料。 不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬 化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料 称为水硬性无机胶凝材料。 土木工程中常用的气硬性无机胶凝 材料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻 璃。
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2. 石灰的硬化
石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下 面两个同时进行的过程来完成的：
（１）结晶作用：游离水分蒸发，氢 氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。
（２）碳化作用：氢氧化钙与空气中 的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释 出水分并被蒸发：
C ( O a ) 2 H C 2 n O 2 O H 碳 C 化3 a ( n C 1 )H 2 O O
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。
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（2）石灰土（灰土）和三合土
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。如建筑物或道路 基础中使用的石灰土，三合土，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。
四. 石灰的应用
（1）石灰乳和石灰砂浆
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。
2.1 石膏的原料、分类及生产
根据石膏中含有结晶水的多少 不同可分为：
（1）无水石膏（ＣaSO4）：也称硬 石膏，它结晶紧密，质地较硬，是 生产硬石膏水泥的原料。
（3）灰砂砖和硅酸盐制品 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、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。#
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第二节 建筑石膏
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。
一.石灰的消化和硬化
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”：
C H a 2 O O C ( O a ) 2 H 6 .8 4 K 5 /m J
生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料 的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生 石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰 称为“欠火石灰”。
钙质生石灰 MgO≤5%；钙质消石灰粉 MgO≤4%
镁质生石灰 MgO﹥5%；镁质消石灰粉 MgO﹥4%
三.石灰的技术性质 （1）可塑性好 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。
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第一节
石灰
天然碳酸岩类岩石——（石灰石、 白云石）经高温煅烧，其主要成分CaCO3 分解为以CaO为主要成分的生石灰，其化 学反应可表示如下：
Ca3C 9 O 0 C0 CaC O2O
生石灰（堆积密度为800~1000 kg/m3 ) 一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎 磨细即为生石灰粉。
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。所以这个作用不能在没有 水分的全干状态下进行。
二.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、
C为O2优含等量品和、体一积等安品定和性合等格。品并三按个技等术级指。标分具
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）
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（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。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
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。
第二种情况是由于烧制的温度过高或 时间过长，使得石灰表面出现裂缝或 玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色 呈灰黑色，这种石灰称为“过火石 灰”。过火石灰表面常被粘土杂质融 化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。 当石灰已经硬化后，过火石灰才开始 熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓 包和开裂。
为了消除过火石灰的危害， 生石灰熟化形成的石灰浆 应在储灰坑中放置两周以 上，这一过程称为石灰的 “陈伏”。“陈伏”期间， 石灰浆表面应保有一层水 分，与空气隔绝，以免碳 化。