建筑材料课件第03章__无机气硬性胶凝材料

石灰膏
生石灰粉 (磨细生石灰粉)
消石灰粉
制作硅酸盐制品 用于石灰土(石灰+粘土)和三合土
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1.制作石灰乳涂料 石灰乳由消石灰粉或消石灰浆掺大量水调制而成。可用于 建筑室内墙面和顶棚粉刷。掺入107胶或少量水泥粒化高 炉矿渣(或粉煤灰)，可提高粉刷层的防水性；掺入各种色 彩的耐碱材料，可获得更好的装饰效果。 2.配制砂浆 石灰浆和消石灰粉可以单独或与水泥一起配制成砂浆，前 者称石灰砂浆，后者称混合砂浆，用于墙体的砌筑和抹面。 为了克服石灰浆收缩性大的缺点，配制时常要加入纸筋等 纤维质材料。
镁质生石灰粉
(CaO+MgO)含量，%，不小于
85
CO2／％，不大于
细 度 0.90mm筛的筛余，％， 不大于 0.125mm筛的筛余，％， 不大于
7
0.2 7.0
9
0.5 12.0
11
1.5 18.0
8
0.2 7.0
10
0.5 12.0
12
1.5 18.0
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(3)建筑消石灰粉

建筑消石灰粉按氧化镁含量分为钙质消石灰粉、镁质消石灰 粉、白云石消石灰粉等，每种又有优等品、一等品和合格品 三个等级。 建筑消石灰粉按氧化镁含量的分类界限
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石灰乳涂料
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混合砂浆
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3.拌制石灰土和石灰三合土（稳定类材料）
消石灰粉与粘土的拌合物， 称为灰土，若再加入砂（或 碎石、炉渣等）即成三合土。 灰土和三合土在夯实或压实 下，密实度大大提高，而且 在潮湿的环境中，粘土颗粒 表面的少量活性氧化硅和氧 化铝与Ca(OH)2发生反应，生 成水硬性的水化硅酸钙和水 化铝酸钙，使粘土的抗渗能 力、抗压强度、耐水性得到 改善。 三合土和灰土主要用于建筑 物基础、路面和地面的垫层。
5 石灰的应用
品种名称 生石灰 适 用 范 围
配制石灰膏；磨细成生石灰粉 用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆 稀释成石灰乳(石灰水)涂料，用于内墙和平顶刷白 用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆 配制无熟料水泥(石灰矿渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰 火山灰水泥等) 制作硅酸盐制品(如灰砂砖等) 制作碳化制品(如碳化石灰空心板) 用于石灰土(灰土)和三合土
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2.石灰的硬化


(1)干燥结晶硬化过程 水分蒸发引起Ca（OH） 溶液过饱和而结晶析出。 2 (2)碳化过程 氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，并释 出水份，称为碳化。 Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O


碳化作用只有在孔壁充水，而孔中无水时，碳化作用才能 进行较快。 当材料表面形成碳酸钙达到一定厚度时，阻碍了空气中 CO2的渗入，也阻碍了内部水分向外蒸发，这是石灰凝结 硬化慢的原因。
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高强石膏
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高强石膏
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3.硬石膏


半水石膏在200℃左右时转变而成脱水半水石膏，其结构不稳 定，在潮湿条件下易转变成相应的半水石膏。当温度继续升 高时可转变成可溶性硬石膏（CaSO4-Ⅲ），但其性质变化却 不大，也能很快地从空气中吸收水分而水化，且强度较低。 可溶性硬石膏在400℃～1180℃范围煅烧转变成不溶性硬石膏 (CaSO4Ⅱ)，其结构体变得紧密和稳定，密度大于2. 99g/cm3， 难溶于水，凝结很慢。只有加入某些激发剂（如碱性粒化高 炉矿渣、石灰等）后，才能使其具有一定的水化和硬化能力； 不溶性硬石膏经磨细后可制成无水石膏水泥（硬石膏水泥）， 它主要用于制作石膏灰浆、石膏板和其他石膏制品。
60
55
65
60
55
游离水/％ 体积安定性
0.9mm筛余 ％，≯ 细度 0.125mm筛 余/％，≯
0.4～2 0.4～2 0.4～2 0.4～2 0.4～2 0.4～2 0.4～2 0.4～2 0.4～2 合格
0
合格
0
0.5
合格
0
合格
0
0.5
合格
0
合格
0
0.5
3
10
15
3
10
15
3
10
15
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4.生产硅酸盐制品 磨细生石灰(或消石灰粉)和砂(或粉煤灰、粒化高炉矿渣、 炉渣)等硅质材料加水拌和，经过成型、蒸养或蒸压处理 等工序而成的建筑材料，统称为硅酸盐制品。如灰砂砖、 粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等。
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灰砂砖
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4.石灰作静态爆破剂

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石灰砂浆的裂纹

请观察图中A、B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并讨论 其成因。
石灰砂浆A
石灰砂浆B
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A 体积膨胀造成 B 收缩裂纹
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3.2 石膏


石膏是以CaSO4为主要成分的气硬性胶凝材料。 石膏的分类 1.天然石膏。可分为天然二水石膏和天然硬石膏。 天然二水石膏 (CaS0 ·2H 0)，属于以硫酸钙为主所形成 4 2 的沉积岩，一般沉积在距地表800～1500m的深处。密度约 为2.2～2.4g/cm3，难溶于水。 天然硬石膏又称无水石膏，它是由无水硫酸钙(CaSO )所 4 3 。硬石膏矿层 组成的沉积岩石，其密度约为2.9～3.1g/cm 一般位于二水石膏层以下的深处，其晶体结构比较稳定， 化学活性较差。 2.化学石膏。是指化工生产过程中所生成的以CaSO4·2H2O 或CaSO4·0.5H2O为主要成分的副产品。
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生石灰粉
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消石灰粉
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石灰膏
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3、4石灰的消化与硬化



1.石灰的消化 （熟化） CaO＋H2O → Ca(OH)2＋64.9 kJ 熟化时体积增大1～2.5倍。 为了消除过火石灰的危害，石灰膏在使用之前应进行陈伏。 陈伏是指石灰乳（或石灰膏）在储灰坑中放置14d以上的过程。 陈伏期间，石灰膏表面应保有一层水分，使其与空气隔绝。
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2.石灰的技术标准



建筑工程中所用的石灰常分三个品种：建筑生石灰、建筑生 石灰粉和建筑消石灰粉。 我国建材行业标准： JC/T479-92 《建筑生石灰》 JC/T480-92《建筑生石灰粉》 JC/T481-92 《建筑消石灰粉》 交通部门行业标准JTJ 034－2000《公路路面基层施工技术规 范》仍按国家标准GB 1594－79将生石灰和消石灰分为三个等 级，其技术要求均低于对应的建材行业标准。

普通建筑石膏：β型半水石膏再经磨细所制得的白色粉未，其 密度为2.60～2.75g/cm3，松堆积密度为800～1000kg/m3，是 土木工程中应用最多的石膏材料。
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β型半水石膏
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2.高强石膏


高强石膏是将天然二水石膏蒸压脱水而得的。型半水石膏经 磨细制得的白色粉末，其密度为2.6 ～ 2.8g/cm3，松堆积密度 为1000 ～1200kg/m3。 由于高强石膏具有较高的强度和粘结能力，多用于要求较高 的抹灰工程、装饰制品和制作石膏板；当加入防水剂后它还 可制成高强防水石膏，加入少量有机胶结材料可使其成为无 收缩的胶粘剂。
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石灰的种类


生石灰粉：由块状生石灰磨细生成。 CaO 消石灰粉：将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末，主 要成分为Ca(OH)2。 石灰膏：将块状石灰用过量水（约为生石灰体积的3～4倍） 消化所得的膏状物即为石灰膏，其主要成分为Ca(OH)2和水。 石灰膏中的水分约占50%，容重为1300～1400kg/m3。lkg生石 灰可熟化成1.5kg～3kg石灰膏。
未消化残渣含量(5mm圆 孔筛筛余量)/%,不大于 CO2/％，不大于
产浆量/(L/kg),不小于
5
2.8
7
2.3
9
2.0
6
2.8
8
2.3
10
2.0
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(2)生石灰粉

按现行行业标准JC/T 480-92《建筑生石灰粉》的规定，生石 灰粉的技术指标如表：
钙质生石灰粉
项 目 优等品 一等品 80 合格品 优等品 一等品 合格品 75 80 75 70
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石灰石中常含有一定量的碳酸镁（MgC03）：
600 ~ 700℃ MgCO3 MgO CO2


Mg0：结构致密和水化速度很慢。 按氧化镁含量的多少，建筑石灰可分为钙质和镁质两类。 当石灰中MgO含量小于或等于5％时，称钙质石灰； 当MgO含量大于5％时，称为镁质石灰。 石灰的化学分析 CaO MgO
品种名称 钙质消石灰粉 镁质消石灰粉 白云石消石灰粉
氧化镁含量/％
≤4
4≤MgO<24
24≤MgO<30
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建筑消石灰粉的技术指标
钙质生石灰粉 镁质生石灰粉 白云石消石灰粉
项
目
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品
(CaO+MgO)含量/％，≮
70
65
60
65
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4 石灰的性质与技术要求





百度文库
1.石灰的性质 保水性好。表面形成一层较厚水膜，保持水分不溢出。 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1μm）的呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面吸附 一层厚的水膜。 硬化较慢、强度低。硬化后的强度也不高，1:3的石灰砂浆28 天抗压强度通常只有0.2～0.5MPa。 硬化时体积收缩大。工程上常在其中掺入砂、各种纤维材料 等减少收缩。 耐水性差。石灰不宜在潮湿的环境中使用，也不宜单独用于 建筑物基础。 石灰吸湿性强。块状生石灰在放置过程中，会缓慢吸收空气 中的水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中的二氧化碳作 用生成碳酸钙，失去胶结能力。
第03章
无机气硬性胶凝材料
3.1 胶凝材料的概念和分类


胶凝材料是指能够通过自身的物理化学作用，从浆体变成坚 硬的固体，并能把散粒材料或块状材料胶结为一个整体的材 料。 按照化学成分的不同，胶凝材料可分为： 有机胶凝材料：如沥青、树脂、橡胶等。 无机胶凝材料： 气硬性胶凝材料：只能在空气中凝结硬化，也只能在空 气中保持和发展其强度，如建筑石膏、石灰、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 在水中硬化，并保持和发展其强度，如各种水泥。
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天然二水石膏
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天然硬石膏
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化学石膏
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3.2.1石膏的生产

1.建筑石膏 建筑石膏（半水石膏）是将二水石膏加热脱水制成的产品， 由于其脱水工艺不同，所形成的半水石膏类型也不同。其中 在蒸压环境中加热（蒸炼）可得α型半水石膏，在回转窑或炒 锅中进行直接加热（煅烧）可得β型半水石膏。
首先用钻孔工具在准备 破坏的物体上钻眼，然 后往孔中充填用水搅拌 后呈泥浆状的破坏材料， 或者将该泥浆填入乙烯 管中或其它容器后插入 孔中，24小时以后孔的 周围将会产生龟裂
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静态爆破
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5.石灰加固软弱地基

石灰桩
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石灰的贮存


应注意防潮和防碳化 生石灰应贮存在干燥的环境中，要注意防雨防潮，并不宜 久存。最好运到工地（或熟化工厂）后立即熟化成石灰浆， 将储存期变为陈伏期。 消石灰贮存时应包装密封，以隔绝空气，防止碳化；对石 灰膏，应在其上层始终保留2cm以上的水层，以防止其碳 化而失效。 注意安全 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。 在石灰装卸过程中也要注意安全。
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正火石灰：正常温度和煅烧时间所煅烧的石灰具有多孔结构， 内部孔隙率大，表观密度较小，晶粒细小，与水反应迅速， 这种石灰称为正火石灰。 欠火石灰：若煅烧温度低或时间短时，石灰石的表层部分可 能为正火石灰，而内部会有未分解的石灰石核心；其石灰石 核不能水化。 过火石灰：若煅烧温度过高或高温持续时间过长，则会因高 温烧结收缩而使石灰内部孔隙率减少，体积收缩，晶粒变得 粗大，这种石灰称为过火石灰；其结构较致密，与水反应时 速度很慢，往往需要很长时间才能产生明显的水化效果。
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3.1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。 3.1.1 石灰的生产及分类 石灰的来源之一是某些工业副产品。如： CaC2＋2H2O＝C2H2↑＋Ca（OH）2 生产石灰的原料为石灰石、白云质石灰石或其他含碳酸钙为 主的天然原料。
900~1100℃ CaCO3 CaO CO2
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(1)生石灰

按现行建材行业标准JC/T 479-92《建筑生石灰》的规定，钙质生石灰、镁质生石 灰各分为优等品、一等品、和合格品三个等级，技术指标见表：
钙质生石灰 项 目 优等品 (CaO+MgO)含量/%，不 小于 90 5 一等品 85 10 合格品 80 15 优等品 85 5
镁质生石灰 一等品 80 10 合格品 75 15