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1、石灰,第一节 石灰的基础知识 石灰是气硬性胶凝材料。 胶凝材料经过一系列物理、化学作用，能由浆体变成坚硬的固体，并能将散粒或片、块状材料胶结成整体的物质。,胶凝材料分类,胶凝材料,有机胶凝材料：沥青、树脂,无机胶凝材料,气硬性：石膏、石灰、水玻璃、菱苦土,水硬性：水泥,气硬性与水硬性胶凝材料的特点,气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并且在空气中保持和发展其强度； 关键：干燥状态下，其硬化体才有较好的性能！ 水硬性胶凝材料不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。 关键：干燥或潮湿状态下，其硬化体均有很好的性能！,石灰是在建筑工程上使用较早的矿物胶凝材料之一，是以石灰石为原料经煅烧
2、而成的。 建筑石灰常简称为石灰，实际上它是具有不同化学成分和物理形态的生石灰、消石灰、水硬性石灰的统称。由于生产石灰的原料分布广泛，生产工艺简单，成本低廉，故至今仍被广泛应用于土木工程中。,北京修复明长城遗址拒绝水泥,始建于明代的北京古城墙，正是用这种以石灰、石膏为主要原料的黏合剂配以巨大的城砖砌成。新修复的城墙在用料和工艺上都与老城墙相同。,确保“修旧如旧”效果沿用明代古方城砖黏合剂选择灰白色的石灰膏。,经过了600多年的风风雨雨，这些残墙岿然不倒，就是石灰膏耐久度的明证。,建筑石灰的组成与品种 建筑石灰的制备 石灰的硬化 石灰的性质 石灰的应用,一、 石灰的原料与生产,石灰是以碳酸钙为主要
3、成分的石灰石(粘土杂质含量小于8)、白垩等为原料，在低于烧结温度下燃烧所得的产物，其主要成分是氧化钙（CaO），燃烧反应式如下：,煅烧正常的块状石灰，疏松多孔，白色微黄。燃烧温度过高过低，或燃烧时间过长过短，都会影响石灰的质量。,制备工艺与产品,石灰石,10001200C,磨细,生石 灰粉,生石灰,水喷淋,熟石 灰粉,(水)化灰池,石灰浆,浓缩,石灰膏,陈伏,煅烧温度较低，时间较短时， 欠火石灰 煅烧温度较高，时间较长时， 过火石灰,减轻或消除过火石灰的危害,过烧石灰的内部结构致密，CaO晶粒粗大，与水反应的速率极慢。当石灰浆中含有这类过烧石灰(呈黄褐色)时，它将在石灰浆硬化以后才发生水化作用
4、，于是会因产生膨胀而引起崩裂或隆起等现象。,欠火石灰呈青灰色，不能与水反应，产浆量低。,正火石灰呈白色微黄，结构疏松，体积膨胀大，产浆量高。,柴达木贝壳山,日产120吨的一组节能型石灰立窑,日产140吨节能型石灰立窑,二、石灰的组成与品种,气硬性石灰 粘土杂质含量8%的石灰石热分解物及其水化物： 生石灰粉：CaO； 熟(消)石灰粉：Ca(OH)2； 石灰膏(浆)：Ca(OH)2、H2O； 水硬性石灰 粘土杂质含量8%的石灰石热分解物： CaO、活性Si2O、Al2O3等,三、 石灰的水化,生石灰与水发生水化反应，生成Ca(OH)2的过程，石灰与水反应时水化热大，水化速率快。生石灰的消化反应为放
5、热反应，消化时不但水化热大，而且放热速率也快。水化过程中体积增大。块状生石灰消化过程中其外观体积可增大1.5-2倍，这一性质易在工程中造成事故，应予重视。 熟化反应：CaOH2O Ca(OH)264.9103J 为了使得生石灰中的过火石灰充分熟化，消除过火石灰的危害，通常将生石灰在储灰坑中静置两个星期以上，称为“陈伏”。,放出大量热量，体积膨胀,因石灰浆的陈伏时间不足，使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，将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，从而形成凸出放射状膨胀裂纹。,陈伏期间，石灰浆表面要保有一层水分，防止发生碳化。这种传统方法熟化时间长，硬化速度慢，硬化
6、后强度低，近年工地大量使用生石灰粉，不必预先消解和陈伏。 生石灰熟化成石灰粉，常采用淋灰的方法即每维放半米高的生石灰块，60%-80%的水，分层堆放再淋水，以能充分消解而又不过湿成团为度，消石灰粉在使用以前，也应有类似石灰浆的陈伏时间。,四、 石灰的硬化,1.结晶过程 由于水分蒸发，使Ca(OH)2从饱和溶液中逐渐结晶析出。,2.碳化过程 Ca(OH)2和空气中的CO2和水反应，形成不溶于水的碳酸钙晶体，析出的水分则逐渐被蒸发。,Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O,放出大量水分,体积收缩,五、 石灰的技术性质,由于石灰浆中存在大量的游离水，硬化时大量水分蒸发，导致内
7、部毛细管失水紧缩，引起显著的体积收缩变形， 使硬化石灰体产生裂纹，故石灰浆不宜单独使用，通常工程施工时常掺入一定量的骨料(砂子)或纤维材料(麻刀、纸筋等)。,因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所产生的网状干缩性裂纹,石灰膨胀裂纹,石灰产品的种类,块状生石灰磨细制成生石灰粉熟石灰粉(消石灰粉)(6080水) 石灰浆(膏)(3-4倍水) 石灰乳,生石灰粉：石灰在制备过程中，采用石灰石、白云石、白垩、贝壳等原料经煅烧后，即得到块状的生石灰，生石灰粉是由块状生石灰磨细生成。,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,称为消石灰粉。,石灰膏：将块状生石灰用过量水(约为生石灰
8、体积的34倍)消化，或将消石灰粉和水拌合，所得的一定稠度的膏状物，主要成份为Ca(OH)2和水。,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建筑生石灰粉与JC/T481-92 建筑消石灰粉分别对生石灰、生石灰粉及消石灰粉的主要技术指标作出相关的规定。,六、 石灰的应用,1.广泛用于建筑室内粉刷 建筑室内墙面和顶棚采用消石灰乳进行粉刷。由于石灰乳是一种廉价的涂料，施工方便，且颜色洁白，能为室内增白添亮，因此，建筑中应用十分广泛。消石灰乳由消石灰粉或消石灰浆掺大量水调制而成，消石灰粉和浆则由生石灰
9、消化而得。,2.大量用于拌制建筑砂浆 消石灰浆和消石灰粉可以单独或与水泥起配制成砂浆，前者称石灰砂浆，后者称混合。石灰砂浆可用作砖墙和混凝土基层的抹灰，混合砂浆则用于砌筑，也常用于抹灰。,3.加固含水的软土地基 生石灰块可直接用来加固含水的软土地基(称为石灰桩)。它是在桩孔内灌入生石灰块，利用生石灰吸水熟化时体积膨胀的性能产生膨胀压力，从而使地基加固。,4.生产硅酸盐制品 以石灰和硅质材料(如石英砂、粉煤灰等)为原料，加水拌合，经成型，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。如蒸压灰砂砖，主要用作墙体材料。,5.配制三合土和灰土 三合土是采用生石灰粉(或消石灰粉)、粘土和砂子按1
10、：2：3的比例，再加水拌和夯实而成。灰土是用生石灰粉和粘土按1：24的比例，再加水拌和夯实而成。三合土和灰土在强力夯打之下，密实度大大提高，而且可能是粘土中的少量活性氧化硅和氧化铝与石灰粉水化产物Ca(OH)2，作用，生成了水硬性矿物，因而具有一定抗压强度、耐水性和相当高的抗渗能力。三合土和灰土主要用于建筑物的基础、路面或地面的垫层。,问 题？,1. 过火石灰有什么危害？应如何消除？ 答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈伏期，或过滤掉。 2.石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应
11、如何避免？ 答：石灰浆体的硬化是靠水分的大量挥发，体积显著收缩，因而容易导致开裂。在使用时，避免单独使用，可掺加一些砂子、麻刀丝或纸筋等。,第二节 石灰的检测,一、检测依据 建筑生石灰JC/T479-1992 建筑生石灰粉JC/T480-1992 建筑消石灰粉JC/T481-1992 建筑石灰试验方法 物理试验方法 JC/T478.1-1992 建筑石灰试验方法 化学分析试验方法 JC/T478.2-1992,二、技术指标,按现行行业的标准JC/T 480-92建筑生石灰粉的规定，生石灰粉的技术指标如表3-2：,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，其分类界限见下两表：,三、建筑石灰的检测方法,1.物理性能检测 （1）细度 （2）产浆量、未消化残渣含量检测 （3）消石灰粉体积安定性的检测,2.化学性能检测 （1）石灰结合水、二氧化碳含量、烧失量的检测 （2）酸不溶物的检测 （3）二氧化硅含量的检测 （4）三氧化二铁含量的检测 （5）三氧化二铝含量的检测 （6）氧化钙含量的检测 （7）氧化镁含量的检测,
