第四章 气硬性胶凝材料

第四章 气硬性胶凝材料
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• 胶凝材料又称胶结材料。在物理、化学作用下， 胶凝材料又称胶结材料。在物理、化学作用下， 它能从浆体变成坚硬的石状体， 它能从浆体变成坚硬的石状体，并能胶结其他物 制成有一定机械强度的物质。 料，制成有一定机械强度的物质。胶凝材料具有 一系列优良的性能， 一系列优良的性能，在建筑工程中有极其广泛的 用途。 用途。 • 胶凝材料可分为有机和无机两类。无机胶凝材料 胶凝材料可分为有机和无机两类。 根据其硬化条件的不同， 根据其硬化条件的不同，又分为气硬性胶凝材料 和水硬性胶凝材料两类。 和水硬性胶凝材料两类。 • 气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空 气硬性胶凝材料只能在空气中硬化， 气中保持或继续提高其强度。 气中保持或继续提高其强度。水硬性胶凝材料不 仅在空气中，而且能更好地在水中硬化， 仅在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并 继续提高其强度。 继续提高其强度。 • 区分无机胶凝材料的气硬性和水硬性，在实际应 区分无机胶凝材料的气硬性和水硬性， 用上有很大意义。 用上有很大意义。气硬性胶凝材料一般只适用于 地上或干燥环境，不宜用于超市环境和水中； 地上或干燥环境，不宜用于超市环境和水中；水 硬性胶凝材料既适用于地上， 硬性胶凝材料既适用于地上，也适用于地下或水 中
• Ca(OH)2+CO2+nH2O====CaCO3+(n+1)H2O • 空气中二氧化碳的含量很低，石灰浆的谈话作用发生在空 空气中二氧化碳的含量很低， 气接触的表面，当其表面碳化生成碳酸钙薄层后， 气接触的表面，当其表面碳化生成碳酸钙薄层后，组织二 氧化碳继续透入，也影响内部水分蒸发， 氧化碳继续透入，也影响内部水分蒸发，所以石灰的谈话 过程是十分缓慢的。 过程是十分缓慢的。
三 石灰的硬化
• 石灰的硬化包括两个同时进行的过程： 石灰的硬化包括两个同时进行的过程： • （1）石灰膏或浆体在干燥过程中，水分蒸发或被 ）石灰膏或浆体在干燥过程中， 气体所吸收，氢氧化钙从过饱和溶液中逐渐析出， 气体所吸收，氢氧化钙从过饱和溶液中逐渐析出， 形成晶体。 形成晶体。 • （2）氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳，声称不溶 ）氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳， 解于水的残酸钙警惕，并放出水分： 解于水的残酸钙警惕，并放出水分：
二 生石灰的熟化
• 生石灰加水生成强氧化钙的过程称为熟化或消解 过程。 过程。 • 生石灰熟化反应如下： 生石灰熟化反应如下： • CaO+H2O====Ca(OH)2+64.9kJ • 生石灰熟化时放出热量，体积膨胀0.5-1.5倍。熟 生石灰熟化时放出热量，体积膨胀 倍 化后iude石灰称为熟石灰或消石灰。 石灰称为熟石灰或消石灰。 化后 石灰称为熟石灰或消石灰 • 生石灰熟化的理论需水量仅为 生石灰熟化的理论需水量仅为32%。但为了使生 。 石灰充分熟化，实际加水量为70%-100%。若加 石灰充分熟化，实际加水量为 。 水过多，会是温度下降，书画速度减慢， 水过多，会是温度下降，书画速度减慢，从而延 长熟化时间。 长熟化时间。 • 石灰必须在充分熟化后方能使用，否则未熟化颗 石灰必须在充分熟化后方能使用， 粒在使用后继续熟化，因熟化时体积膨胀， 粒在使用后继续熟化，因熟化时体积膨胀，会是 平时的表面凸起、开裂或局部脱落， 平时的表面凸起、开裂或局部脱落，甚至全面破 坏。
五 石灰的应用
• 1.砂浆和石灰乳：石灰具有良好的可塑性和粘接性，常用 砂浆和石灰乳：石灰具有良好的可塑性和粘接性， 砂浆和石灰乳 于配置石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆等。 于配置石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆等。 在石灰中掺加大量的水可配置成石灰乳， 在石灰中掺加大量的水可配置成石灰乳，用于粉刷墙 面，若在石灰乳中掺加各种色彩的耐碱颜料即成彩色的粉 刷罩面，获得良好的装饰效果。 刷罩面，获得良好的装饰效果。 • 2.灰土和三合土：由石灰、粘土，或石灰、粘土、砂、石 灰土和三合土： 灰土和三合土 由石灰、粘土，或石灰、粘土、 渣，按一定比例配置成的灰土或三合土耐水性和强度均优 于纯石灰膏。 于纯石灰膏。 • 3.硅酸盐建筑制品：石灰是生产灰砂砖、蒸养粉煤灰砖、 硅酸盐建筑制品： 硅酸盐建筑制品 石灰是生产灰砂砖、蒸养粉煤灰砖、 粉煤灰砌块或板材等硅酸盐建筑制品的主要原料 • 4.碳化石灰板 碳化石灰板
• 一 石灰的煅烧 • 二 生石灰的熟化 • 三 石灰的硬化 • 四 建筑石灰的技术指标 • 五 石灰的应用
一 石灰的煅烧
• 石灰岩煅烧即成生石灰。煅烧时，石灰岩 石灰岩煅烧即成生石灰。煅烧时， 中碳酸钙和少量碳酸镁分解，生成氧化钙、 中碳酸钙和少量碳酸镁分解，生成氧化钙、 氧化镁和二氧化碳气体： 氧化镁和二氧化碳气体： • CaCO3====CaO+CO2↑(900℃） ℃ • MgCO3====MgO+CO2↑(700℃) ℃ • 常用立窑烧制生石灰。为了加速分解，煅 常用立窑烧制生石灰。为了加速分解， 烧温度一般控制在1000℃‐ ℃‐1100℃ 烧温度一般控制在 ℃‐ ℃ • 生石灰中氧化镁含量＜5%时称为钙质生石 生石灰中氧化镁含量＜ 时称为钙质生石 灰，氧化镁含量＞5%时称为镁质生石灰。 氧化镁含量＞ 时称为镁质生石灰。 时称为镁质生石灰
四 建筑石灰的技术指标
• 根据标准规定，建筑生石灰按化学成分分 根据标准规定， 为钙质生石灰和镁质生石灰， 为钙质生石灰和镁质生石灰，按等级分为 优等品，一等品和合格品。 优等品，一等品和合格品。 • 建筑生石灰的技术指标（JC/T479-92） 建筑生石灰的技术指标（ ）
• 根据标准规定，建筑生石灰粉按化学成分 根据标准规定， 分为钙质生石灰粉和镁质生石灰粉， 分为钙质生石灰粉和镁质生石灰粉，按等 级分为优等品、一等品和合格品。 级分为优等品、一等品和合格品。 • 建筑生石灰粉的技术指标（JC/T480-92) 建筑生石灰粉的技术指标（
。
• 第一节 建筑石灰 • 第二节 石膏 • 第三节 镁质胶凝材料 • 第四节 水玻璃
第一节 建筑石灰
• 建筑石灰是指将建筑工程中用的石灰，其 建筑石灰是指将建筑工程中用的石灰， 中包括建筑石灰、生石灰粉和消石灰等， 中包括建筑石灰、生石灰粉和消石灰等， 又简称石灰。 又简称石灰。 • 石灰是以碳酸钙为主要成分的石灰岩为原 在低于烧结温度下煅烧而成， 料，在低于烧结温度下煅烧而成，是一种 古老的建筑材料。由于石灰的材料来源广， 古老的建筑材料。由于石灰的材料来源广， 生产工艺简单，使用方便，成本低廉， 生产工艺简单，使用方便，成本低廉，并 具有良好的建筑性能，所以目前在我国城 具有良好的建筑性能， 乡仍是一种常用的建筑材料。 乡仍是一种常用的建筑材料。
第二节 石膏
• 石膏的分类 天然二水石膏 化工石膏 天然无水石膏 建筑石膏 高强半水石膏
• 作为气硬性胶凝材料的石膏，通常是由天 作为气硬性胶凝材料的石膏， 然二水石膏经过低温煅烧、脱水、 然二水石膏经过低温煅烧、脱水、磨细而 制成。 制成。 • 二水石膏在加热时由于温度和压力的条件 不同，所的产物的结构和性能也不同。 不同，所的产物的结构和性能也不同。 • 当温度达 当温度达60-70℃时，二水石膏开始脱水， 二水石膏开始脱水， ℃ 但脱水过程非常缓慢。当温度升高到107但脱水过程非常缓慢。当温度升高到 170 ℃时，脱水剧烈，水分迅速蒸发，二 脱水剧烈，水分迅速蒸发， 水石膏转变为β型半水石膏 型半水石膏： 水石膏转变为 型半水石膏： • CaSO4·2H2O====CaSO4·½H 2O+1½H 2O (107-170℃) ℃
• 根据标准规定，建筑消石灰粉按氧化镁含 根据标准规定， 时陈伟镁制消石灰粉， 量<24%时陈伟镁制消石灰粉，24%<氧化 时陈伟镁制消石灰粉 氧化 镁含量<30%时成为白云石消石灰粉。按等 时成为白云石消石灰粉。 镁含量 时成为白云石消石灰粉 级分为优等品、一等品和合格品。按用途， 级分为优等品、一等品和合格品。按用途， 优等品、一等品适用于饰面层和中间图层， 优等品、一等品适用于饰面层和中间图层， 合格品用于砌筑。 合格品用于砌筑。 • 建筑消石灰粉的技术指标（JG/T481-82) 建筑消石灰粉的技术指标（
• 二水石膏在 二水石膏在0.13MPa压力蒸压锅内蒸炼， 压力蒸压锅内蒸炼， 压力蒸压锅内蒸炼 制成晶粒粗短、需水量较小、强度较高的α 制成晶粒粗短、需水量较小、强度较高的 型半水石膏，称为高强石膏： 型半水石膏，称为高强石膏： • CaSO4·2H2O====CaSO4·½H 2O+1½H 2O （125℃，0.13MPa） ℃ ） • 当温度升高到170-200 ℃，半水石膏继续 当温度升高到170-200 脱水，生成可溶性硬石膏。当温度高于400 脱水，生成可溶性硬石膏。当温度高于 生成不溶性硬石膏。当温度高于800 ℃时，生成不溶性硬石膏。当温度高于 部分石膏分解出氧化钙， ℃时，部分石膏分解出氧化钙，变成高温 煅烧石膏。 煅烧石膏。
• 石灰浆在硬化过程中，犹豫大量水分蒸发， 石灰浆在硬化过程中，犹豫大量水分蒸发， 产生加大的收缩，会出现范烈， 产生加大的收缩，会出现范烈，所以纯石 灰膏不能单独使用。 灰膏不能单独使用。一般需掺加填充或增 强材料，以减小收缩，节省建筑石灰用量， 强材料，以减小收缩，节省建筑石灰用量， 同事也能加速内部水分的蒸发和二氧化碳 的透入，有利于石灰的硬化。 的透入，有利于石灰的硬化。 • 生石灰的传统用法有一系列缺点，若将生 生石灰的传统用法有一系列缺点， 石灰摩西制成生石灰粉，可不通过“ 石灰摩西制成生石灰粉，可不通过“消 而直接加水使用。 解”，而直接加水使用。生石灰粉的熟化 和硬化过程集合同时进行，具有硬化快， 和硬化过程集合同时进行，具有硬化快， 强度大，石灰利用率高等优点。 强度大，石灰利用率高等优点。
• 石灰岩在煅烧过程中，因为温度不足或过 石灰岩在煅烧过程中， 高会形成欠火生石灰或过火生石灰。 高会形成欠火生石灰或过火生石灰。 • 在欠火生石灰中碳酸钙未能完全分解，故 在欠火生石灰中碳酸钙未能完全分解， 不能熟化，应作残渣排除。 不能熟化，应作残渣排除。过火生石灰则 因温度过高， 因温度过高，使粘土杂志和氧化钙形成熔 融物，包裹在生石灰颗粒表面， 融物，包裹在生石灰颗粒表面，使熟化十 分缓慢；后期熟化的生石灰，会是制品爆 分缓慢；后期熟化的生石灰， 因而严重影响建筑石灰的使用。 裂，因而严重影响建筑石灰的使用。 • 原料纯净、煅烧正常的生石灰为块状，颜 原料纯净、煅烧正常的生石灰为块状， 色为白色，体积比原来的石灰岩略小， 色为白色，体积比原来的石灰岩略小，呈 松散多空结构，生石灰密度为3.1g／㎝ 表 ／㎝³,表 松散多空结构，生石灰密度为 ／㎝ 观密度为800-1000㎏／m³。 观密度为 ㎏ 。