1、2020/9/24,Science of Building Materials,1,第二章 氣硬性無機膠凝材料,2020/9/24,Science of Building Materials,2,本章要求,1 了解石灰的主要技術(shù)性質(zhì)； 2 了解石膏的主要技術(shù)性質(zhì)。,2020/9/24,Science of Building Materials,3,膠凝材料定義及分類*,“膠凝材料” 的定義 通過物理化學作用，能由可塑性漿體變成堅固的石塊體，并能將其它散粒狀材料(如砂子、石子)或塊狀材料(如磚、石塊等)粘結(jié)成整體的材料。,2020/9/24,Science of Building Materia

2、ls,4,膠凝材料的分類,膠凝材料,無機膠凝材料,有機膠凝材料,氣硬性膠凝材料,水硬性膠凝材料,瀝 青 聚合物,水泥,石灰 石膏,2020/9/24,Science of Building Materials,5,氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化并保持或繼續(xù)發(fā)展其強度，如石灰、石膏、水玻璃和鎂質(zhì)膠凝材料等。氣硬性膠凝材料只適用于干燥環(huán)境、不宜用于潮濕環(huán)境，更不能用于水中。 水硬性膠凝材料：既能在空氣中硬化，又能更好地在水中硬化并保持或繼續(xù)發(fā)展其強度，如水泥等。水硬性膠凝材料既適用于地上干燥環(huán)境、也適用于地下潮濕或水中環(huán)境。,氣硬與水硬區(qū)別*,2020/9/24,Science of Build

3、ing Materials,6,粘土時代：始于400010000年前的新石器時期 石膏、石灰時代：約在公元前20003000年開始 石灰+火山灰：公元初 石灰+人工燒粘土材料：公元1000左右 水硬性石灰、羅馬水泥及天然水泥：18世紀后半期 硅酸鹽水泥（波特蘭水泥）的誕生：19世紀初期 1824年，Joseph.Apsdin 首先獲得專利權(quán) *糯米、紅糖、植物汁液等都作為膠凝材料在建筑中使用過,膠凝材料的發(fā)展簡史,2020/9/24,Science of Building Materials,7,水玻璃,石膏,石灰,建筑石灰是建筑中使用最早的礦物膠凝材料之一。原料分布廣，生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉

4、，應(yīng)用廣泛。,以石膏作為原材料，可制成多種石膏膠凝材料。,水玻璃俗稱泡花堿，是一種能溶于水的硅酸鹽，由不同比例的堿金屬氧化物和二氧化硅組成。,2020/9/24,Science of Building Materials,8,第一節(jié) 石 灰,一、制備與分類 二、水化、熟化和硬化 三、技術(shù)性質(zhì) 四、應(yīng)用 五、儲存運輸,2020/9/24,Science of Building Materials,9,一、制備與分類,2020/9/24,Science of Building Materials,10,1.石灰的原料與制備,（1）生石灰的原料*：以碳酸鈣(CaCO3)為主要成分的天然巖石。 最常用

5、的是石灰石、白云質(zhì)石灰石。,CaCO3 -MgCO3,CaCO3,2020/9/24,Science of Building Materials,11,石灰石,白 堊,2020/9/24,Science of Building Materials,12,柴達木貝殼山,2020/9/24,Science of Building Materials,13,1.石灰的原料與制備,（2）制備工藝：煅燒,生石灰,2020/9/24,Science of Building Materials,14,2020/9/24,Science of Building Materials,15,土窯,回轉(zhuǎn)窯,2020

6、/9/24,Science of Building Materials,16,立窯,2020/9/24,Science of Building Materials,17,煅燒中幾個重要概念*,1）正火石灰* 又稱正燒石灰，即在低于燒結(jié)溫度下煅燒，分解完全的石灰。 主要成分是氧化鈣，晶體尺寸為2-6微米；塊體容重為2.2-2.5g/cm3。色淡，無明顯的燒結(jié)和體積收縮，無裂縫或微裂縫，質(zhì)量好。,2020/9/24,Science of Building Materials,18,2）“過火石灰” *,又稱死燒石灰。 煅燒時間過長/溫度過高。 顏色較深（灰黑色）、塊體致密，表面出現(xiàn)裂紋或玻璃狀的外

7、殼，體積收縮明顯，塊體容重大，晶體尺寸在10微米以上。,CaO,SiO2、Al2O3?；瘜?2020/9/24,Science of Building Materials,19,過火石灰水化極慢，當石灰變硬后才開始熟化，產(chǎn)生體積膨脹，引起已變硬石灰體的隆起鼓包或開裂。,2020/9/24,Science of Building Materials,20,3）欠火石灰*,又稱欠燒石灰或輕燒石灰。 主要由于窖溫不均勻、溫度低或燃燒時間不足引起，石灰石或白云石尚未完全分解（未燒透）而得到的石灰。 內(nèi)部有未分解的核，容重較大，熟化后殘渣含量大。,2020/9/24,Science of Buildin

8、g Materials,21,2.石灰的分類,(1)按加工方式分類* 生石灰：生石灰塊或生石灰粉； 熟石灰： a)含34倍體積H2O稱石灰漿，亦稱石灰膏； b)溶有Ca(OH)2的透明液體稱為石灰水； c)將生石灰用適量水經(jīng)消化和干燥而成的粉末， 主要成分為Ca(OH)2,稱為消石灰粉。,2020/9/24,Science of Building Materials,22,(2)按含鎂量分類,鈣質(zhì)、鎂質(zhì)石灰分類(JC/T479，480，481),2020/9/24,Science of Building Materials,23,(3)按使用性質(zhì)分類,氣硬性石灰：原料中粘土質(zhì)雜質(zhì)含量8%。 水

9、硬性石灰：粘土質(zhì)雜質(zhì)含量8%。,2020/9/24,Science of Building Materials,24,二、石灰的熟化和硬化*,1.石灰的熟化（消化） 生石灰轉(zhuǎn)化為熟石灰的過程稱為石灰的熟化. CaO+H2O = Ca(0H)2 熟化特點：熟化過程是劇烈的放熱反應(yīng)； 同時伴有顯著的體積膨脹。 (體積增大12.5倍),2020/9/24,Science of Building Materials,25,陳 伏*,為防止熟石灰中過火石灰顆粒的危害，石灰漿應(yīng)在熟化池中靜置14d以上，稱為“陳伏”。陳伏時石灰漿表面應(yīng)保持一層水，以防止石灰膏碳化(即石灰膏與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成CaCO3的

10、過程)。 方法：生石灰在化灰池中化漿后，通過篩網(wǎng)流入儲漿池，沉淀后除去上層水份稱為石灰膏。 “陳伏”的目的： 1）使石灰顆粒充分熟化； 2）沉淀欠火、過火顆粒。,2020/9/24,Science of Building Materials,26,2020/9/24,Science of Building Materials,27,干燥,水分蒸發(fā)， Ca(OH)2過飽和析晶 結(jié)晶強度（結(jié)晶數(shù)量少，強度增長不顯著）,Ca（OH）2CO2H2O CaCO3 +2H2O 碳化強度,水分蒸發(fā)，產(chǎn)生毛細管壓力，壓密石灰粒子 附加強度（數(shù)值不大，遇水失去）,2.石灰的硬化,碳化,結(jié)晶,2020/9/24,

11、Science of Building Materials,28,三、石灰的技術(shù)性質(zhì)*,1.良好的保水性、可塑性；吸濕性強（生石灰）； 2.耐水性差：潮濕環(huán)境有水存在，不易硬化； 硬化后Ca(OH)2結(jié)晶可溶于水； 3.體積收縮性大；常摻紙筋、麻刀、砂等； 4.硬化緩慢、強度低：0.2-0.5MPa。,2020/9/24,Science of Building Materials,29,技術(shù)要求,三個常用品種 建筑生石灰 建筑生石灰粉 建筑消石灰粉,2020/9/24,Science of Building Materials,30,表1 生石灰的技術(shù)標準 JC/T479,2020/9/24,

12、Science of Building Materials,31,表2 生石灰粉的技術(shù)標準 JC/T480,2020/9/24,Science of Building Materials,32,表3 消石灰粉的技術(shù)標準 JC/T481,2020/9/24,Science of Building Materials,33,表4 路面基層用石灰的技術(shù)標準 JTJ034-2000,2020/9/24,Science of Building Materials,34,四、建筑石灰的應(yīng)用*,1.制作石灰乳涂料 石灰乳由消石灰粉或消石灰漿摻大量水調(diào)制而成?？捎糜诮ㄖ覂?nèi)墻面和頂棚粉刷。 摻入少量佛青顏料，

13、可使其呈純白色； 摻入膠或少量水泥?；郀t礦渣(或粉煤灰)、外加劑等可提高粉刷層的防水性； 摻入各種色彩的耐堿材料，可獲得更好的裝飾效果。,2020/9/24,Science of Building Materials,35,建筑石灰的應(yīng)用(續(xù)）,2.配制砂漿石灰漿和消石灰粉可以單獨或與水泥一起配制成砂漿，前者稱石灰砂漿，后者稱混合砂漿，用于墻體的砌筑和抹面。為了克服石灰漿收縮性大的缺點，配制時常要加入紙筋等纖維質(zhì)材料。,2020/9/24,Science of Building Materials,36,建筑石灰的應(yīng)用（續(xù)）,3.拌制石灰土和石灰三合土 石灰土：消石灰粉與粘土的拌合物； 三合

14、土：若再加入砂（或碎石、爐渣等）。 應(yīng)用：三合土和石灰土主要用于建筑物地基、路面和地面的墊層。,2020/9/24,Science of Building Materials,37,土壤固化,2020/9/24,Science of Building Materials,38,建筑石灰的應(yīng)用（續(xù)）,4.生產(chǎn)硅酸鹽制品常用的有灰砂磚、粉煤灰磚等。,石灰,硅質(zhì)材料,水,硅酸鹽制品,蒸養(yǎng),蒸壓,2020/9/24,Science of Building Materials,39,五、石灰的儲存,生石灰儲存時間不宜過長，一般不超過一個月。 不得與易燃、易爆等危險液體物品混放和混運。 熟石灰在使用前必須陳伏14d以上，以防止過火石灰對建筑物產(chǎn)生的危害。,2020/9/24,Science of Building Materials,40,2020/