气硬性胶凝材料

胶凝材料
天然黏土时期 新石器时代
天然黏土
距今约4000-10000年
泥巴墙
不抗水 强度低
阶段
时间
胶凝材料
石膏-石灰时期 公元前2000-3000年 石灰、石膏
石块、砖用石灰粘结
人们发现石灰岩在火中煅烧脱 水、在雨中胶结产生胶凝性， 因而可用来调制砌筑砂浆。石 灰为何能产生胶凝性？
古罗马万神庙
阶段
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。
➢根据《砌筑砂浆配合比设计规程》（JGJ 98-2000） 生石灰熟化成石灰膏时，应用孔径不大于3mm×3mm 的网过滤，熟化时间不得小于7d；磨细生石灰粉的熟 化时间不得小于2d。
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 氧化钙含量低，粘结能力差， 降低了石灰的利用率
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；质地致密，熟化慢， 硬化后体积膨胀，引起鼓包和 开裂
石灰煅烧窑
CaCO 3 900~1100℃
CaO CO 2
块状生石灰
建筑生石灰的技术指标
பைடு நூலகம்
项目
CaO+MgO含量≥ ，（%）
CO2含量≤ ，（%） 产浆量≥ ，（L/10kg）仅对Q
细度 仅对QP
0.2mm筛余量% 90μm筛余量%
CL90 90 4 26 2 7
钙质生石灰 CL85 85 7 26 2 7
CL75 75 12 26 2 7
镁质生石灰
ML85 ML80
85
80
7
7
-
-
2
7
7
2
➢产品标准：《建筑消石灰粉》JC/T 481一2013 ➢分类：钙质消石灰粉（MgO≤5%）HCL，镁质消石灰粉 （MgO＞5%）HML
建筑消石灰粉的技术指标
项目
钙质消石灰 粉
镁质消石灰粉
HCL90
HCL85
HCL75 HML85 HML80
CaO+MgO含量≥,（%）
90
时间
胶凝材料
石灰一火山灰时期 公元初至18世纪 石灰、火山灰
天然水泥时期
18世纪下半叶
天然水泥
在石灰中掺加某些火山灰沉积物，不仅强度提高，而 且还具有一定的抗水性。为何？ （潜在水硬性）
石灰被人们用了数千年，一直到史密顿遇上了“倒霉 事”为止，发现了天然水泥。现在，水泥已成为现代人类 生活中不可缺少的物资了。
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。
3. 硬化的特点
概述
1.胶凝材料定义：指在物理、化学作用下，能从浆体变成
坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质， 又称胶结料。
拌水后只能在空气中硬化
气硬性－－石灰、石膏
无机胶凝材料
拌水后既能在空气中硬化 又能在水中硬化
水硬性－－各种水泥
有机胶凝材料 －－沥青、树脂、橡胶
2.胶凝材料的发展简史
阶段
时间
§2.1 石 灰
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
温度过低或温度分布不均匀 → 欠火石灰 温度太高 → 过火石灰
“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
煅烧温度过高 或时间过长
◘ 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。
3.石灰的技术要求
➢产品标准：《建筑生石灰》 JC/T 479-2013
➢钙质生石灰（MgO≤5%），镁质生石灰（MgO＞5%）
➢将 JC/T 479和480两个合并，CL代表钙质生石灰；ML代表 镁质生石灰 ；Q表示石灰块；OP表示石灰粉；
水泥砂浆 石灰浆
混合砂浆
一种常见的改善水泥砂浆可塑性的方法
生石灰粉
磨细 加适量水消化、然后干燥
加过量水消化
生石灰体积的3-4倍
石灰膏
加水拌合
消石灰粉，主要成分为Ca(OH)2，又称“熟石灰”。
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
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。
游离水≤，（%）
体积安定性
细 0.2mm筛余量≤,(%) 度
90μm筛余量≤,(%)
85
75
2
合格
2
7
85
80
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：
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。
尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。
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，
Ca(OH)2以结晶形态析出， 浆体逐渐失去塑性。
➢《建筑装饰装修工程质量验收规范》（ GB 502032001）规定：抹灰用的石灰膏的熟化期不应小于15d； 罩面用的磨细石灰粉的熟化期不应小于3d。
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？
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
CaO nH2O Ca(OH) 2 nH2O, H -64.79 KJ • mol 1
特点：速度快；体积膨胀（1-2.5倍）；放出大量的热
石灰熟化示意图
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”。
“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。