建筑材料4气硬性胶凝材料讲课教案
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建筑材料
第四章 气硬性胶凝材料
气硬性胶凝材料
主要内容
石灰 石膏 水玻璃
重难点 凝结硬化原理 原料及生产，主要技术特性，工程应用
概述
何为胶凝材料？
定义：在土木过程中，能将各种散粒矿质材料或块状材料粘结成 为一个整体的材料。
分类：
有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶
无机胶凝材料：气硬性胶凝材料
水硬性胶凝材料
A．7 B．15 C．21 D．30
[一级注册建筑师执业资格考试]、[一级注册建造师执业资格考试]
袋白灰(消石灰粉)使用前也应进行陈伏处理是为了（ ）。
提 示： 建筑材料(单选题3)
答 案： A.有利于硬化
B.消除过火石灰的危害
C.提高浆体的可塑性 D.使用方便
观察ຫໍສະໝຸດ Baidu论
观察与讨论：两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？
特点：速度快；体积膨胀；放出大量的热
石灰产品
CaCO 3
900~1100 ℃
Ca块O状生C石O灰2
生石灰粉
磨细 加适量水消化、然后干燥
加过量水消化 石灰膏
加水拌合
消石灰粉，主要成分为Ca(OH)2，又称“熟石灰”。
陈伏
用于拌制石灰砌 筑砂浆或抹灰砂 浆
用于拌制石灰 土、三合土
石灰的“陈伏”
为消除过火石灰的危害，生石灰熟化成的石灰浆应在储灰 坑中放置两周以上，使过火石灰充分熟化，这一过程称为石灰 的“陈伏”。
硬化的特点
3. 硬化的特点 ◘ 结晶自里向表，碳化自表向里 ◘ 速度慢（通常需要几周的时间） ◘ 体积收缩大（容易产生收缩裂缝）
由此可见，石灰是一种硬化慢、强度低的气硬性胶凝材料。
硬化的技术性质
2.1.3 石灰的技术要求
建筑石灰的技术规范及分级
主要技术指标有细度、CaO+MgO含量、CO2含量、产浆量和 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。 具体技术要求见教材 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3-4）
◘ 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%
石灰的技术特性
2.1.4 石灰的技术特性
1. 保水性与可塑性好
生石灰熟化为石灰浆时，形成了颗粒极细的呈胶体分散状 态的氢氧化钙，表面吸附一层厚水膜。因此用石灰调成的石灰 砂浆突出的优点是具有良好的可塑性。 工程应用：
“陈伏”期间，灰浆表面应保有一层水分，隔绝空气，防 止发生碳化反应。
思考：磨细生石灰不经陈伏可直接使用，为什么？？ 这是因为粉磨过程使过火石灰表面积大大增加,与水熟化反应速
度加快,几乎可以同步熟化,而且又均匀分散在生石灰粉中,不至
引起过火石灰的种种危害。
真题
注册考试真 题
[注册造价工程师] 原题: 生石灰（又称块灰）加水熟化成石灰浆（氢氧化钙和水）。使用 前，应在储灰坑中“陈伏”（ ）天以上，其目的是消除过火石灰 的危害，同时也得到良好的可塑性。
硬化后强度低
4. 硬化后强度低
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。
Ca(OH)2以结晶形态析出， 浆体逐渐失去塑性。
碳化作用（碳化硬化）：Ca(OH)2与空气中的CO2与水化合生
成CaCO3晶体，释出水分并被蒸发：
碳化
Ca(OH) 2 CO 2 nH2O CaCO 3 (n 1)H2O
碳化作用实际上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。
水泥砂浆 石灰浆
混合砂浆
硬化慢
一种常见的改善水泥砂浆可塑性的方法
2. 硬化过程缓慢
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。
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、 开裂，所以除调成石灰乳作为薄层涂刷外，不宜单独使用。常 在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩、提高抗裂能力和节约石灰。
尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。
工程实例分析
工程实例分 析
某多层住宅楼室内抹灰采用的是石灰砂浆，交付使用后出现墙面 普遍鼓包开裂的，试分析其原因。欲避免这种情况发生，应采取 什么措施？
硬化
2. 石灰的硬化
石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由以下两个同时进行的过程 来完成的：
结晶作用（干燥硬化）：游离水分蒸发或被砌体吸收，
概述
◘ 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化、保持或持续发展强度
的无机胶凝材料。 常用：石灰、石膏、水玻璃等 特点：在水中不凝结，也基本没有强度。即使在潮湿环境中 强度也很低，通常不宜使用。
水硬性胶凝材料：不仅在空气中而且在水中能更好地硬化，并保 持和发展其强度(各种水泥)
石灰的生产
2.1 石 灰
2.1.1 石灰的生产 主要原料、烧制及产品
主要原料：石灰石、白云石、白垩、贝壳等。 烧制及产品：
CaCO 3
900~1100 ℃
CaO CO 2
生石灰
石灰的煅烧
石灰的煅烧过程
欠火石灰
“欠火石灰”、“过火石 灰”
煅烧温度过低 或时间不足、 原料尺寸过大
欠火石灰
特点：外部为正常煅烧的石灰， 残留有未烧透的内核 石灰利用率低，粘结能力差
煅烧温度过高 或时间过长
石
石
灰
灰
浆
浆
A
B
两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？
石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，致使其 中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续
水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。 石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。
石灰的熟化
过火石灰
特点：石灰表面出现裂纹或玻 璃状的外壳，体积收缩明显， 颜色灰黑 熟化慢；硬化后体积膨胀，引 起鼓包和开裂
2.1.2 石灰的熟化与硬化 1. 石灰的熟化
熟化（消化）：工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之 消解为熟(消)石灰——氢氧化钙的过程。
CaO nH2O Ca(OH) 2 nH2O 64.9 KJ/mol
第四章 气硬性胶凝材料
气硬性胶凝材料
主要内容
石灰 石膏 水玻璃
重难点 凝结硬化原理 原料及生产，主要技术特性，工程应用
概述
何为胶凝材料？
定义：在土木过程中，能将各种散粒矿质材料或块状材料粘结成 为一个整体的材料。
分类：
有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶
无机胶凝材料：气硬性胶凝材料
水硬性胶凝材料
A．7 B．15 C．21 D．30
[一级注册建筑师执业资格考试]、[一级注册建造师执业资格考试]
袋白灰(消石灰粉)使用前也应进行陈伏处理是为了（ ）。
提 示： 建筑材料(单选题3)
答 案： A.有利于硬化
B.消除过火石灰的危害
C.提高浆体的可塑性 D.使用方便
观察ຫໍສະໝຸດ Baidu论
观察与讨论：两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？
特点：速度快；体积膨胀；放出大量的热
石灰产品
CaCO 3
900~1100 ℃
Ca块O状生C石O灰2
生石灰粉
磨细 加适量水消化、然后干燥
加过量水消化 石灰膏
加水拌合
消石灰粉，主要成分为Ca(OH)2，又称“熟石灰”。
陈伏
用于拌制石灰砌 筑砂浆或抹灰砂 浆
用于拌制石灰 土、三合土
石灰的“陈伏”
为消除过火石灰的危害，生石灰熟化成的石灰浆应在储灰 坑中放置两周以上，使过火石灰充分熟化，这一过程称为石灰 的“陈伏”。
硬化的特点
3. 硬化的特点 ◘ 结晶自里向表，碳化自表向里 ◘ 速度慢（通常需要几周的时间） ◘ 体积收缩大（容易产生收缩裂缝）
由此可见，石灰是一种硬化慢、强度低的气硬性胶凝材料。
硬化的技术性质
2.1.3 石灰的技术要求
建筑石灰的技术规范及分级
主要技术指标有细度、CaO+MgO含量、CO2含量、产浆量和 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。 具体技术要求见教材 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3-4）
◘ 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%
石灰的技术特性
2.1.4 石灰的技术特性
1. 保水性与可塑性好
生石灰熟化为石灰浆时，形成了颗粒极细的呈胶体分散状 态的氢氧化钙，表面吸附一层厚水膜。因此用石灰调成的石灰 砂浆突出的优点是具有良好的可塑性。 工程应用：
“陈伏”期间，灰浆表面应保有一层水分，隔绝空气，防 止发生碳化反应。
思考：磨细生石灰不经陈伏可直接使用，为什么？？ 这是因为粉磨过程使过火石灰表面积大大增加,与水熟化反应速
度加快,几乎可以同步熟化,而且又均匀分散在生石灰粉中,不至
引起过火石灰的种种危害。
真题
注册考试真 题
[注册造价工程师] 原题: 生石灰（又称块灰）加水熟化成石灰浆（氢氧化钙和水）。使用 前，应在储灰坑中“陈伏”（ ）天以上，其目的是消除过火石灰 的危害，同时也得到良好的可塑性。
硬化后强度低
4. 硬化后强度低
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。
Ca(OH)2以结晶形态析出， 浆体逐渐失去塑性。
碳化作用（碳化硬化）：Ca(OH)2与空气中的CO2与水化合生
成CaCO3晶体，释出水分并被蒸发：
碳化
Ca(OH) 2 CO 2 nH2O CaCO 3 (n 1)H2O
碳化作用实际上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。
水泥砂浆 石灰浆
混合砂浆
硬化慢
一种常见的改善水泥砂浆可塑性的方法
2. 硬化过程缓慢
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。
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、 开裂，所以除调成石灰乳作为薄层涂刷外，不宜单独使用。常 在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩、提高抗裂能力和节约石灰。
尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。
工程实例分析
工程实例分 析
某多层住宅楼室内抹灰采用的是石灰砂浆，交付使用后出现墙面 普遍鼓包开裂的，试分析其原因。欲避免这种情况发生，应采取 什么措施？
硬化
2. 石灰的硬化
石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由以下两个同时进行的过程 来完成的：
结晶作用（干燥硬化）：游离水分蒸发或被砌体吸收，
概述
◘ 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化、保持或持续发展强度
的无机胶凝材料。 常用：石灰、石膏、水玻璃等 特点：在水中不凝结，也基本没有强度。即使在潮湿环境中 强度也很低，通常不宜使用。
水硬性胶凝材料：不仅在空气中而且在水中能更好地硬化，并保 持和发展其强度(各种水泥)
石灰的生产
2.1 石 灰
2.1.1 石灰的生产 主要原料、烧制及产品
主要原料：石灰石、白云石、白垩、贝壳等。 烧制及产品：
CaCO 3
900~1100 ℃
CaO CO 2
生石灰
石灰的煅烧
石灰的煅烧过程
欠火石灰
“欠火石灰”、“过火石 灰”
煅烧温度过低 或时间不足、 原料尺寸过大
欠火石灰
特点：外部为正常煅烧的石灰， 残留有未烧透的内核 石灰利用率低，粘结能力差
煅烧温度过高 或时间过长
石
石
灰
灰
浆
浆
A
B
两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？
石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，致使其 中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续
水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。 石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。
石灰的熟化
过火石灰
特点：石灰表面出现裂纹或玻 璃状的外壳，体积收缩明显， 颜色灰黑 熟化慢；硬化后体积膨胀，引 起鼓包和开裂
2.1.2 石灰的熟化与硬化 1. 石灰的熟化
熟化（消化）：工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之 消解为熟(消)石灰——氢氧化钙的过程。
CaO nH2O Ca(OH) 2 nH2O 64.9 KJ/mol