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1、材料学各论2 1 胶凝材料的概念 石灰 北京建筑工程学院 建筑与城市规划学院 房志勇 材料学各论2 胶凝材料的概念 胶凝材料的概念 1 概念 1 概念1 在土木工程中 一般将土木工程材 料中 凡是能经过一系列物理 化学作用 将散粒状材料 块状材料粘结成整体的 材料 统称为胶凝材料 胶凝材料的概念 1 概念 2 概念2 在一定的物理和化学作用下 能够 从浆体变为坚固的石状体 并能将其他材 料结合成为具有一定机械强度的复合固体 材料的物质 o2 意义 1 胶凝材料是土木工程材料中的基本材 料之一 2 胶凝材料是土木工程中的基本材料之 一 胶凝材料的概念 胶凝材料的概念 2 分类 1 按照组成 胶凝
2、材料 有机胶凝材料无机胶凝材料 天然高分子胶凝材料合成高分子胶凝材料 胶凝材料的概念 2 分类 2 按照硬化条件胶凝材料 非水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料 气硬性胶凝材料其他胶凝材料 胶凝材料的概念 2 分类 其他胶凝材料 温度硬化型胶凝材料多组分硬化型胶凝材料 高温硬化型胶凝材料高温高压硬化型胶凝材料 胶凝材料的概念 3 性质 1 气硬性胶凝材料 只能够在空气中固化 并发展和保 持其强度的材料 胶凝材料的概念 3 性质 2 水硬性胶凝材料 不仅能够在空气中固化 并发展和 保持其强度 而且能够更好地在水中固 化 并发展和保持其强度的材料 胶凝材料的概念 3 性质 3 有机胶凝材料 以天然的或者合
3、成的有机高分子化 合物作为基本成分的胶凝材料 胶凝材料的概念 3 性质 4 无机胶凝材料 以无机化合物或者无机高分子化合 物作为基本成分的胶凝材料 材料学各论2 1 石灰 石灰 1 基本概念 在土木工程中较早使用的一种矿物胶凝材料 原料分布很广 生产工艺简单 成本低廉 在土木工程中应用十分广泛 石灰 2 生产 1 原料 生产石灰的原料 主要有白云石 石灰石 白垩 贝壳等等 石灰 2 生产 2 原理 生产石灰的原料的主要成分是碳酸钙 经煅烧后 碳酸钙分解成为氧化钙 得到块 状生石灰 石灰 2 生产 2 原理 CaCO3 CaO CO2 1000 1100 生石灰 石灰 2 生产 3 提示 生产石
4、灰时 为了加速原料的分解过程 煅烧温度 常常提高到1000 1100度 生产石灰的原料中 通常都含有碳酸镁 镁与钙是 伴生矿物 经煅烧后 分解成为氧化镁 石灰 3 石灰的熟化 1 概念 生石灰 氧化钙 与水作用生成 熟石灰 氢氧化钙 的过程 石灰 3 石灰的熟化 2 反应机理 反应原理 CaO H2O Ca OH 2 64 8J 要点 a 放出大量热量 b 体积增加 2 5 倍 石灰 3 石灰的熟化 3 熟化方式 化灰池 由 石灰在化灰池熟化成为 石灰浆 筛网过滤 石灰浆在储灰坑沉淀 除去上层水分 石灰膏 其他方式 如 三合土 消石灰粉 石灰 3 石灰的熟化 4 补充说明 石灰土 消石灰粉 粘
5、土 三合土 消石灰粉 粘土 沙石 消石灰粉 粘土 炉渣 石灰 3 石灰的熟化 4 补充说明 消石灰粉 工业化产品 消石灰粉 自制 自制消石灰粉要点 a 理论需水量 32 1 b 实际需水量 60 80 c 分层浇水 每层厚度为50cm d 同样需要陈伏期 石灰 3 石灰的熟化 5 陈伏期 石灰在使用前 一般应该存放两 周以上 该时间称为 陈伏期 石灰 3 石灰的熟化 6 过火石灰和欠火石灰的影响 欠火石灰的影响 欠火石灰降低石灰的利用率 石灰 3 石灰的熟化 6 过火石灰和欠火石灰的影响 过火石灰的影响 过火石灰在石灰已经硬化后 才 开始熟化 产生体积膨胀 引起开 裂 隆起等问题 石灰 3 石
6、灰的熟化 6 过火石灰和欠火石灰的影响 过火石灰影响产生的原因 过火石灰表面常常被粘土杂质融 化形成的玻璃釉状物包覆 熟化很 慢 石灰 3 石灰的熟化 7 关于石灰膏的一些数据 表观密度 1300 1400kg m3 熟化比 1 kg 1 5 3 升 石灰砂浆的配合比计算 应该按照 石灰膏的体积进行计算 石灰 4 石灰的硬化 1 结晶作用 游离水蒸发 Ca OH 2由饱和溶 液中析晶 石灰 4 石灰的硬化 2 碳化作用 Ca OH 2 CO2 nH2O CaCO3 n 1 H2O 石灰 4 石灰的硬化 3 关于碳化作用的解释 碳化作用的实质 二氧化碳与水反应生成碳酸 然 后与氢氧化钙反应 生成
7、碳酸钙 碳化作用的条件 不能没有水 碳化作用的速度 很慢 石灰 4 石灰的硬化 4 关于石灰硬化后结构的解释 碳化作用 由表及里 在很长时间里 都仅 仅限于表层 随着时间延长 碳化层厚度不 断增加 结晶作用 由内向外 即结晶作用主要是在 内部发生 石灰 4 石灰的硬化 4 关于石灰硬化后结构的解释 碳化层 碳化层 晶体层 石灰 5 石灰的技术性质 1 良好的可塑性 2 保水性好 3 凝结硬化慢 4 强度低 石灰 5 石灰的技术性质 5 耐水性差 6 体积收缩比较大 石灰 6 技术标准 技术标准简介 a 建筑生石灰技术标准 JC T479 92 b 建筑生石灰粉技术标准 JC T480 92 c
8、 建筑消石灰粉技术标准 JC T481 92 石灰 6 技术标准 生石灰粉的分类 a MgO 5 钙石灰 b MgO 5 镁石灰 石灰 6 技术标准 消石灰粉的分类 a MgO 4 钙质消石灰粉 b MgO 4 24 镁质消石 灰粉 c MgO 24 白云石质消石灰 粉 石灰 6 技术标准 等级划分 a 生石灰的等级划分 根据产品中氧化钙 氧化镁的含量 产 浆量等指标 分为 优等品 一等品 合格 品 石灰 6 技术标准 等级划分 b 生 消 石灰粉的等级划分 根据产品中氧化钙 氧化镁的含量 细 度等指标 分为 优等品 一等品 合格品 石灰 6 技术标准 等级划分 c 根据等级划分确定的石灰应用
9、范围 I 优等品 一等品 可以用于饰面层和中 间涂层 II 合格品仅仅用于砌筑工程 石灰 7 石灰在建筑中的主要应用 1 砌筑材料 2 用于制作 硅酸盐制品 3 制作石灰砂浆 4 制作三合土 5 制作石灰土 6 制作石灰乳 7 其他应用 制作无熟料水泥 制作膨胀剂等等 石灰 8 石灰在工程应用上必须注意的问题 1 应用于吸水性大的基面时 应先 将基面充分湿润 2 不宜单独作为建筑材料使用 3 不宜单独作为装饰材料使用 石灰 9 利用石灰制作硅酸盐制品 1 概念 以磨细生石灰与硅质材料加水拌 合 必要时加入少量石膏 经成型 蒸养等形成的建筑材料 石灰 9 利用石灰制作硅酸盐制品 2 机理 Ca
10、OH 2 SiO2 H2O CaO SiO2 2H2O 石灰 9 利用石灰制作硅酸盐制品 3 分类 a 按照密实度 密实 多孔 b 按照是否使用集料 有集料 无集料 c 按照生产方式 普通 加气 石灰 9 利用石灰制作硅酸盐制品 4 应用 a 密实 有集料的硅酸盐制品 一般可以用于 生产墙板 砌块 砌墙砖等等 b 无集料 多孔 加气的硅酸盐制品 一般可 以用于生产加气混凝土制品 轻质墙板 轻质 砌块 各种保温隔热材料 课堂讨论题 1 什么是矿物 2 什么是岩石 3 试说明岩石的分类 4 试说明深成岩的主要技术性质 5 试说明变质岩性质变化的主要趋势 6 石材的耐磨性为什么要同时考虑磨耗率 和磨光率 课堂讨论题 7 石材为什么要考虑三轴抗压强度 8 如何控制生产条件 生产红砖和青砖 9 欠火砖和过火砖对砖的性能有何影响 10 什么叫多孔砖 11 什么叫空心砖 12 多孔砖和空心砖在应用上有何不同 13 在建筑中使用多孔砖和空心砖有何 优点 课堂讨论题 14 盐析作用的内涵是什么 15 什么叫做砌块 16 说玻璃 热稳定性不好 的含义是什 么 17 为什么说中空玻璃的隔声性能与单 层玻璃窗基本相同 18 为什么说中空玻璃的隔热性能要大 于双层窗
