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1、,土木工程材料,第二章,气硬性胶凝材料,胶凝材料 定义- 能将散粒材料或块状材料粘结成整体的材料 分类- 无机胶凝材料、有机胶凝材料 气硬性胶凝材料-只能也只能 无机胶凝材料 水硬性胶凝材料-不仅而且,气硬性与水硬性胶凝材料的差异,有机胶凝材料,沥青,树脂,各种水泥,水硬性,石灰,石膏,水玻璃,菱苦土,气硬性,无机胶凝材料,胶凝材料,2.1 石 灰,lime,2.1.1 石灰生产简介,原材料：石灰岩类（主要CaCO3,少量MgCO3） 工序：煅烧 反应式： CaCO3 9001100C CaO +CO2 （少量 ）MgCO3 700C MgO +CO2,成品分类：钙质（MgO5%）镁质（MgO
2、5%） 块状生石灰、生石灰粉、消石灰粉（熟石灰粉）、 石灰浆（膏） 正品（白色疏松质轻）、次品（过火石灰和欠火石灰）,2.1.2 石灰的技术要求,石灰的技术指标和技术标准,1、技术指标： CaO+MgO含量生石灰产浆量和未消化残渣量 CO2含量消石灰粉游离水含量细度 （分优等品、一等品、合格品）,2、技术标准 建筑生石灰 JC/T47992 建筑生石灰粉 JC/T48092 建筑消石灰粉 JC/T48192 另：交通部门JTJ0342000将生石灰和消石灰粉化分为、 三个等级,2.1.3 生石灰的水化和硬化,生石灰的水化（熟化或消解）（概念）,水化（熟化）反应式： CaO + H2O = Ca
3、(OH)2+64.9kJ 生石灰 熟（消）石灰,水化反应特点：1.水化速度快，放热量大 2.水化时体积增大（12.5倍） 3.水化反应可逆（影响消解）,陈伏（概念）为消除过火石灰的危害，需将石灰浆置于消化池 中23周，即陈伏。(陈伏期间石灰浆表面应保持一层水，隔绝空气，以防碳化）,2.1.3 生石灰的水化和硬化,石灰浆的硬化（空气中完成）,硬化机理结晶和碳化两种作用同时进行。 干燥结晶作用（Ca(OH)2析出（由内向外） 碳化硬化作用（生成CaCO3晶体）由外向内）,2.1.4 石灰的特性,1.保水性、可塑性好 2.水化时水化热大，体积增大 3.硬化慢，强度低 4.硬化时体积收缩大 5.耐水性
4、差 6.具较强的碱性，能与玻璃态活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成水硬性物质。,2.1.5 石灰的应用,1.涂料，作室内粉刷； 2.石灰砂浆或石灰水泥混合砂浆，作砌筑、抹面； 3.拌制灰土、三合土，用于路面基层、地面基础垫层； 4.生产硅酸盐制品； 5.加固含水的软土地基（石灰桩）； 6. 制造静态破碎剂和膨胀剂。,蒸 压,1.涂料，作室内粉刷； 2.石灰砂浆,混合砂浆砌筑墙体、抹面 3.石灰土,三合土作建筑地基、道路路基 4.硅酸盐建筑制品 (绿色制品) 砂 灰砂砖 石灰 + 粉煤灰 + 水 - 粉煤灰砖 煤矸石 煤矸石砖,过火石灰膨胀裂纹,石灰网状收缩裂纹,2.1.5 石灰的应用,灰砂砖,粉
5、煤灰砖,煤矸石砖,2.1.5 石灰的应用,2.1.6 石灰的储运,密闭、干燥、防潮，严禁与易燃易爆物品 同放，不宜存放过久。,本节复习思考题,1.何谓生石灰的熟化（消解）？伴随熟化现象有何现象？ 2.生石灰熟化时必须“陈伏”，目的是什么？ 磨细生石灰粉为什么不经陈伏而直接使用？ 3.在没有检验仪器的条件下，欲初步鉴别一批生石灰的质量优劣， 可采取什么简易方法？ 4.为什么石灰除薄层粉刷外，均不可单独适用？ 5.内墙用石灰砂浆抹面，发现有不规则裂纹，个别部位有突出的放射状裂纹，分析各自产生的原因？ 6.为什么石灰经常用于配制砂浆？ 7.石灰不耐水，而由它配制的灰土或三合土却可用于基础垫层、道路地
6、面基层等潮湿部位？ 8.古建筑中，石灰砂浆坚硬且强度较高，是否古代生产的石灰质量（强度）高于现代石灰？,【观察与讨论】石灰砂浆的裂纹,请观察图，分析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。,1、内外墙粉刷层爆裂,【概况】上海某新村四幢六层楼1989年911月进行内外墙粉刷，1990年4月交付甲方使用。此后陆续发现内外墙粉刷层发生爆裂。至5月份阴雨天，爆裂点迅速增多，破坏范围上万平方米。爆裂源为微黄色粉粒或粉料。该内外墙粉刷用的“水灰”，经了解，粉刷过程已发现有“水灰”中有一些粗颗粒。对爆裂采集的微黄色爆裂物作X射线衍射分析，证实除含石英、长石、CaO、Ca(OH)2、CaCO3
7、外，还含有较多的MgO、Mg(OH)2以及少量白云石。,2、石灰的选用,【概况】某工地急需配制石灰砂浆。当时有消石灰粉、生石灰粉及生石灰材料可供选用。因生石灰价格相对较便宜，便选用，并马上加水配制石灰膏，再配制石灰砂浆。使用数日后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝，请分析原因，防治措施。,2.2 石 膏,gypsum,2.2.1 建筑 石膏生产简介,石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料.,二水石膏加热时的变化,CaSO42H2O,至140的饱和水蒸气条件下或某些盐溶液中,可溶性硬石膏,220,可溶性硬石膏,320360,CaSO4不溶性硬石膏500700,110170,分类：建筑石膏
8、高强石膏 无水石膏水泥 高温煅烧石膏 建筑石膏生产简介： 原料（天然二水石膏矿石、天然 无水石膏、化工石膏等）经加热煅烧、脱水、磨细得石膏产品。加热温度和方式不同得不同类型石膏产品。 建筑石膏为非封闭、加热到107170c得到。,建筑石膏即 型半水石膏,石膏的硬化,石膏粉吸湿后受潮,2.2.2 石膏的技术要求,分为三个等级并有其技术指标. 易吸潮,贮运时须防潮,储存时间一般不超过三个月. 产品标记顺序为:产品名称,抗折强度值,标准号.,2.2.3 建筑石膏的特性,1.凝结硬化快,强度低(比石灰高) 2.硬化后体积微膨胀(0.51.0%) 表面光滑细腻,形体饱满密实装饰性好 3.孔隙率大 则容重
9、小,强度低,保温隔热、吸声性好,可调节室内温湿 度；但抗渗性，抗冻性差，耐水性差，吸湿性强。 4.防火性能好，加工性能好,2.2.4 建筑石膏的应用,1.石膏抹灰材料 2.石膏墙体材料 3.石膏装饰板、浮雕艺术石膏装饰配件,纸面石膏板,普通石膏板 耐水石膏板 耐火石膏板,2.3 水 玻 璃,sodium silicate,一.水玻璃的定义, 由不同比例的碱金属和二氧化硅组成，俗称泡花碱。常用硅酸钠水玻璃 Na2OnSiO2。常用的n=2.62.8。,二.水玻璃的生产,湿法(液体水玻璃)； 干法(固体水玻璃),三.水玻璃的模数, SiO2与Na2O的分子比 n 称为水玻璃的模 1.模数对性能影响
10、 水玻璃模数越大，硬化越快，干缩越大，粘结力愈大，强度愈高； 2.密度对性能影响 同一模数液体水玻璃，密度愈大，浓度愈大，粘结力愈大，强度愈高。,2.3.1 水玻璃的特性,四.水玻璃的硬化,水玻璃吸收了空气中的CO2形成了无定形硅酸。 Na2OnSiO2+ CO2 + mH2O Na2CO3 + nSiO2 mH2O 水玻璃硬化速度缓慢,需加热促进硬化或加入Na2SiF6作为 促硬(凝)剂,五.水玻璃的特性,粘结力强，强度较高，耐酸、耐热性高，耐碱性差，耐水性差,六.水玻璃的应用,1.土壤加固； 2.配制耐热混凝土和耐热砂浆； 3.配制耐酸混凝土和耐酸砂浆,石灰、石膏、水玻璃的比较,菱苦土简介,
