第四讲 气硬性胶凝材料详解
41气硬性胶凝材料.ppt
应为白色疏松结构。
欠火石灰：温度过低/时间不够/石灰石不能充分烧透,存在硬心 过火石灰：温度过高/时间过长/颜色深（褐、黑）
注意
过火石灰可以使用，但应陈伏半个月
4
4.1.2 石灰分类
1.按MgO含量分类
钙质石灰（MgO≤5％）
镁质石灰（MgO>5％）
2.石灰的存在形式
特点：熟化较慢，但硬化强度稍高。
生石灰、生石灰粉及消石灰的技术指标见表4.1、4.2、4.3。
• 桥涵用石灰技术标准应满足建筑石灰的技术要求。 • 路面基层用石灰技术标准应满足JTJ034-2000《公路路面基
层施工技术规范》要求，技术标准见表4.4。
9
表4.1 生石灰的技术标准
项目
钙质生石灰
镁质生石灰
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品
。
石膏的存在形式
天然二水石膏
CaSO4·2H2O
第4章 气硬性胶凝材料
概述 胶凝材料（结合料） ——经物理、化学作用，能将散粒状或块 状材料粘结为整体的材料。
1
第4章 气硬性胶凝材料
气硬性胶凝材料
无机胶凝材料
（以无机化合物为基本成分）
按凝结硬化 条件分类
——只在空气中硬化
（石灰、石膏）
水硬性胶凝材料
——空气、水中皆可硬化
（水泥）
有机胶凝材料
（天然的或合成的有机 高分子化合物为基本成分）
筛余%≯
合格 合格 — 合格 合格 — 合格 合格 —
0
0 0.5 0
0 0.5 0
0 0.5
3 10 15 3 10 15 3 10 15
12
表4.4 路面基层用石灰的技术标准
气硬性胶凝材料
建筑材料常见问题解答第4章气硬性胶凝材料1．什么是胶凝材料、气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料？答：是指能将块状、散粒状材料粘结为整体的材料。
根据硬化的条件不同分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料两类.气硬性胶凝材料是指只能在空气中凝结、硬化，保持和发展强度的胶凝材料;水硬性胶凝材料是指则既能在空气中硬化，更能在水中凝结、硬化，保持和发展强度的胶凝材料。
2．建筑工程上常用气硬性胶凝材料有哪三种?答：建筑工程上常用的的石灰、石膏和水玻璃三种气硬性胶凝材料。
3．石灰的主要成分是什么？建筑用石灰有哪几种形态？答：石灰的主要成分是氧化钙(CaO），其次为氧化镁（MgO）。
建筑用石灰有：生石灰（块灰），生石灰粉，熟石灰粉（又称建筑消石灰粉、消解石灰粉、水化石灰）和石灰膏等几种形态。
4．什么是石灰的熟化？石灰熟化的特点如何?生石灰熟化的方法有哪两种？答：石灰的熟化是指生石灰（CaO）加水之后水化为熟石灰［Ca（OH）2］的过程。
其反应方程式如下：CaO＋H2O = Ca（OH）2石灰熟化的特点:（1）生石灰具有强烈的消解能力，水化时放出大量的热（约950KJ/㎏)，其放热量和放热速度都比其它胶凝材料大得多。
（2）生石灰水化时体积增大1—2.5倍。
煅烧良好、氧化钙含量高、杂质含量低的生石灰（块灰),其熟化速度快、放热量大、体积膨胀也大。
生石灰熟化的方法有淋灰法和化灰法.5．什么是过火石灰？什么是欠火石灰？它们各有何危害?答:当入窑石灰石块度较大，煅烧温度较高时，石灰石块的中心部位达到分解温度时，其表面已超过分解温度,得到的石灰石晶粒粗大，遇水后熟化反应缓慢，称其为过石灰。
若煅烧温度较低，大块石灰石的中心部位不能完全分解，此时称其为欠火石灰。
过火石灰熟化十分缓慢,其可能在石灰应用之后熟化，其体积膨胀，造成起鼓开裂,影响工程质量.欠火石灰则降低了石灰的质量,也影响了石灰石的产灰量。
6．什么是石灰的陈伏?陈伏期间石灰浆表面为什么要敷盖一层水？答：为了消除过火石灰在使用中造成的危害，石灰膏（乳）应在储灰坑中存放半个月以上,然后方可使用。
《气硬性胶凝材料》课件
适当增加压力可以提高胶凝材料的密 实度，从而提高其强度和耐久性。
表面处理技术
表面涂层处理
在气硬性胶凝材料表面涂覆一层保护涂层，以提高其耐腐蚀性和抗老化性能。
表面研磨与打蜡
通过表面研磨和打蜡处理，提高气硬性胶凝材料的外观质量和光滑度。
04
气硬性胶凝材料的市场趋 势与未来发展
市场现状
气硬性胶凝材料市场保持稳定增长，随着环保意识的提高和技术的不断进步，市场 需求持续扩大。
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气硬性胶凝材料
目 录
• 气硬性胶凝材料的定义与特性 • 气硬性胶凝材料的生产工艺 • 气硬性胶凝材料的性能优化 • 气硬性胶凝材料的市场趋势与未来发展 • 气硬性胶凝材料的环境影响与可持续发展
01
气硬性胶凝材料的定义与 特性
定义
气硬性胶凝材料是指通过空气中的二氧化碳或水硬性胶凝材 料是指通过与水反应来硬化的胶凝材料。与水硬性胶凝材料 不同，气硬性胶凝材料不能与水混合使用，只能在干燥的环 境中使用。
气硬性胶凝材料在硬化过程中不会释放出大量的热量，因此 不会对周围环境造成过大的影响。同时，由于其硬化过程比 较缓慢，所以硬化后可以获得较高的抗压强度和耐久性。
特性
硬化过程缓慢
气硬性胶凝材料的硬化过程比较缓慢，需要较长 时间才能达到完全硬化的状态。因此，在施工过 程中需要耐心等待，避免过早移动或加载。
应用领域
01 02
建筑行业
气硬性胶凝材料在建筑行业中广泛应用于砌筑、抹灰、地面铺设等工程 中。由于其硬化后具有较高的抗压强度和耐久性，能够保证建筑物的质 量和安全性。
工艺品制作
气硬性胶凝材料也可以用于制作各种工艺品和装饰品。由于其硬化后具 有细腻的表面质地和良好的光泽度，能够制作出精美的艺术品。
第4章气硬性胶凝材料
建筑材料-气硬性胶凝材料
同一模数的水玻璃，其浓度（或密度）增加，则粘 度增大，粘结力与强度及耐酸、耐热性均提高，但太大 时不利于施工。
二、水玻璃的硬化：
1.硬化速度慢 2.加硬化剂：氟硅酸钠
建筑材料-气硬性胶凝材料 三、水玻璃的性质 1.黏结力强,强度较高 2.耐酸性好 3.耐热性好 4.耐碱性和 耐水性差 四、水玻璃的应用 1.作耐热和耐酸材料 2.涂刷材料表面，提高抗风化能力 3.加固土壤 4.修补砖墙裂缝 5.配置速凝防水剂
建筑材料-气硬性胶凝材料
4.3 水 玻 璃
一、水玻璃的组成、水玻璃模数一 1.组成：一种水溶性硅酸盐，其化学分子式为R2O·nSiO2，
R2O为碱金属氧化物，n 为水玻璃的模数。 2. 水玻璃的模数和浓度对水玻璃性质的影响 水玻璃的n值愈大 高 则水玻璃 的 酸性愈高 高 粘度愈大 粘结力愈 强度及耐 耐热性愈
建筑材料-气硬性胶凝材料
四、建筑石膏的特性及应用 • 1.建筑石膏的特性： （1）凝结硬化快，使用时必须加缓凝剂。 （2）凝结硬化时体积微膨胀。 （3）孔隙率大、体积密度小、强度较低。 （4）保温性和吸湿性好，具有一定的调温、湿调性。 （5）防火性好，但耐火性较差。 （6）耐水性、抗渗性、抗冻性差。 • 2.建筑石膏的应用：主要用于室内抹灰，粉刷，和 生产各种石膏板。
建筑材料-气硬性胶凝材料
第四章 • 内容：
气硬性胶凝材料
介绍石膏、石灰、水玻璃和菱苦土四种气硬性无 机胶凝材料的原料、生产、硬化原理、性质、技 术要求及其应用。
建筑材料-气硬性胶凝材料
学习目的和要求
• 通过本章的学习，熟悉四种气硬性无机胶 凝材料的性质及其应用。以石膏、石灰为 重点，要求了解原料、生产、硬化原理、 技术要求，掌握其性质及其应用。了解水 玻璃和菱苦土的性质及其应用。
第四章气硬性胶凝材料PPT课件
反应式：CaSO4
1 2
H
2O
2H
2O
第7页/共37页
4.1.3 建筑石膏的技术要求 • （1）性质： 颜色为白色； 密度：2.6~2.75g/cm3; • 堆积密度：约为800-1100kg/m3 • （2）等级标准：参见 P34表4.1 建筑石膏等级标准； • （3）石膏产品的标记：
• 1、什么叫基胶本凝概材念料：？ • 凡在一定条件下，经过在自身的一系列物理、化学作用后，
能将散粒或块状材料粘结成具有一定强度的整体的材料，统称 为胶凝材料。 • 2、分类： • 胶凝材料一般分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。
第1页/共37页
沥青类；
有机胶凝材料
树脂类；
无机胶凝材料
气硬性胶凝材料 水硬性胶凝材料
• 得到尺寸精确、表面光滑致密的构件，或装饰图案； 干
• 燥时不产生收缩裂缝。
第9页/共37页
• 5）防火性好： • 建筑石膏硬化后的主要成分为
CaSO4.2H2O • 遇火时，其中的结晶水脱出能吸收热量,
而 • 且生成的无水石膏是良好的热绝缘体。 • 6）耐水性、抗冻性差： • 软化系数为0.2~0.3，不宜用于室外。
Mg(OH)2结构疏松，胶凝性差；一般采用氯化镁 （MgCl2.6H2O)液体来拌和，拌和后凝结速度快， 硬化强度高。
第28页/共37页
4.3.3 菱苦土的应用
• 地板：保温性，无噪声，耐磨，是民用建筑和纺织车间 的地板材料；
• 内墙、天花板和隔墙； • 一般用于机械设备的 包装构件，可节约大量的木材； • 耐水性差，不宜使用于易受潮的部位；
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4.4 水 玻 璃
• 4.4.1 水玻璃的组成
气硬性胶凝材料知识点总结
气硬性胶凝材料知识点总结一、气硬性胶凝材料的分类气硬性胶凝材料主要包括混凝土、砂浆、水泥砂浆等。
混凝土是由水泥、砂、骨料和水按一定比例配制而成的一种具有胶凝性能的材料。
混凝土按用途和材料性能的不同可以分为普通混凝土、高强混凝土、自密实混凝土、自流平混凝土、自密实自流平混凝土等。
砂浆是由水泥、砂和水按一定比例配制而成的具有胶凝性能的材料。
砂浆按用途和材料性能的不同可以分为砌筑砂浆、抹面砂浆、防水砂浆、自流平砂浆等。
水泥砂浆是由水泥和砂按一定比例配制而成的具有胶凝性能的材料。
水泥砂浆按用途和材料性能的不同可以分为砌筑砂浆、抹面砂浆、防水砂浆、自流平砂浆等。
二、气硬性胶凝材料的性能1、抗压性能：气硬性胶凝材料具有优良的抗压性能，能够承受较大的压力而不发生破坏。
2、抗折性能：气硬性胶凝材料具有较好的抗折性能，能够承受一定的弯曲力而不发生开裂。
3、抗渗透性能：气硬性胶凝材料具有优良的抗渗透性能，能够阻止水分和有害物质的渗透。
4、耐久性能：气硬性胶凝材料具有较好的耐久性能，能够长时间保持原有的性能和外观。
5、抗冻融性能：气硬性胶凝材料具有良好的抗冻融性能，能够在低温环境下不发生膨胀和破裂。
6、耐磨性能：气硬性胶凝材料具有较好的耐磨性能，能够经受磨损而不产生明显的变形和损坏。
三、气硬性胶凝材料的应用1、建筑领域：气硬性胶凝材料在建筑领域广泛应用，用于混凝土梁、柱、板、墙、地板、楼梯等的施工，以及砌筑砂浆、抹面砂浆、防水砂浆等的施工。
2、道路领域：气硬性胶凝材料在道路领域广泛应用，用于路面、路基、路肩、桥梁等的建设和维护。
3、水利工程领域：气硬性胶凝材料在水利工程领域广泛应用，用于水泥混凝土坝、水泥砂浆坝、渠道等的建设和维护。
4、隧道领域：气硬性胶凝材料在隧道领域广泛应用，用于衬砌、防水、排水、加固等方面的施工。
四、气硬性胶凝材料的加工工艺1、配料：气硬性胶凝材料的配料是指根据设计要求，按照一定的比例将水泥、砂、骨料等原材料进行混合。
建筑材料气硬性胶凝材料
建筑材料气硬性胶凝材料引言建筑材料是指用于修建建筑物和其他构筑物的材料。
其中，气硬性胶凝材料是一种常见的建筑材料，其具有快速硬化的特点，可广泛应用于各种建筑工程中。
本文将介绍气硬性胶凝材料的定义、特性、分类和应用领域，并对其在建筑工程中的重要性进行讨论。
定义气硬性胶凝材料是一种通过混合水和其他化学物质，产生气体反应并在较短时间内固化成坚硬物质的建筑材料。
这种材料可以通过气化、气凝、气孔分散等气体物理功效实现气体形成的过程。
在固化后，气硬性胶凝材料具有很高的强度和耐久性。
特性气硬性胶凝材料具有以下几个主要特性： 1. 快速固化：气硬性胶凝材料可以在较短时间内固化成坚硬的物质，加快了建筑工程的进展。
2. 高强度：固化后的气硬性胶凝材料具有很高的强度，能够承受较大的压力和重量。
3. 耐久性：气硬性胶凝材料具有良好的耐久性，能够长时间保持其性能和外观。
4. 密度可控：通过调整气硬性胶凝材料中的气体含量，可以控制其密度，以适应不同的使用环境和需求。
5. 可塑性：在初始固化之前，气硬性胶凝材料具有良好的可塑性，可以方便地进行成型和施工。
分类根据原料和固化机理的不同，气硬性胶凝材料可以分为多种类型。
以下是几种常见的气硬性胶凝材料： 1. 水泥基气硬性胶凝材料：以水泥作为主要原料，并通过水和氢氧化钠、硫酸钠等化学物质的反应产生气体，固化后形成坚硬物质。
2. 石膏基气硬性胶凝材料：以石膏为主要原料，并通过水和氧化钙等化学物质的反应产生气体，固化后形成坚硬物质。
3. 硅酸盐基气硬性胶凝材料：以硅酸盐为主要原料，并通过水和碳酸钠等化学物质的反应产生气体，固化后形成坚硬物质。
4. 碱性氯化镁基气硬性胶凝材料：以碱性氯化镁为主要原料，并通过水和盐酸等化学物质的反应产生气体，固化后形成坚硬物质。
应用领域气硬性胶凝材料在建筑工程中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面： 1. 基础工程：气硬性胶凝材料可以用于修建建筑物的地基、基础和地下结构，因其固化时间短、强度高等特点，能够加快施工进度。
第四章 气硬性胶凝材料
纸面石膏板
吸声用穿孔石膏板
石膏艺术制品
防水石膏板
该板是在石膏芯材里加入一定量的 防水剂，或在表面覆盖铝箔、牛皮纸等 使石膏本身具有一定的防水性能。 这种石板在根据美国ASTM标准作防 水试验时，其吸水率为5％，即能够用于 湿度较大的区域，如卫生间、沐浴室和 厨房等 这是一种比较好的具有更广泛用途 的板材。但此板不可直接长时间进水浸 泡。
一、石膏的制备
原材料： 天然二水石膏CaSO4·2H2O（生石膏） 天然无水石膏CaSO4 －仅用于生产无水 石膏水泥 化工石膏－磷石膏、氟石膏（化工副产 品） 工艺： 原材料－不同温度、压力煅烧－磨细 －成品
石膏制备工艺示意图
各类石膏的特点
建筑石膏－又称熟石膏，晶体较细，需
水量较大（80～100％） ，因而强度较低。 高 强 石 膏 － 晶 粒 粗 大 ， 需 水 量 小 （ 35 ～ 45 ％），强度高。高级室内抹灰、石膏线、石 膏板等 可溶性石膏－需水量大，凝结很快，强 度低，不宜直接使用。 不溶性硬石膏－难溶于水，生产无水石膏 水泥。 高温煅烧石膏－常温不存在
三、是非判断题 1．石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是 碳化作用。 2．为加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠 作为促硬剂，加入越多效果越好。 3．石灰的硬化只是碳化硬化的结果。 四、名词解释 1．胶凝材料 2．气硬性胶凝材料
五、问答题
1. 2. 3. 4. 可塑性好－混合砂浆 硬化慢、强度低－主要为失水硬化 耐水性差－不宜用于潮湿、水侵环境 收缩大、抗折强度低－加砂、丝麻、 纸筋
石灰硬化收缩 产生的裂缝
石灰砂浆墙面 因受潮而脱落
六、石灰的用途
拌制灰土或三合土 配制水泥石灰砂浆、石灰砂浆 石灰膏罩白 制作碳化石灰板 制造加气混凝土砌块、粉煤灰砌块等 配制无熟料水泥：矿渣＋石灰－磨细
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• 桥涵用石灰技术标准应满足建筑石灰的技术要求。 • 路面基层用石灰技术标准应满足JTJ034-2000《公路路面基
层施工技术规范》要求。
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表4.1 生石灰的技术标准
➢ 消解安全 ➢ 措施：分层消解
6
2.硬化
1）干燥结晶硬化：
产生2种强度
水分蒸发，产生毛细管压力，压密石灰粒子 ——附加强度
水分蒸发，氢氧化钙过饱和析晶 ——结晶强度
2）碳化： Ca（OH）2＋CO2＋H2O —— CaCO3
碳化强度
提供表面强度和后期强度
7
石灰的生产、消解、硬化小结
➢ 过火石灰存在,陈伏半个月左右
19
石膏凝结硬化示意图
（1）二水石膏的溶解度约为半水石膏溶 解度的1/5左右。（2）硬化过程中，水参 与反应并不断蒸发。
20
石膏的SEM照片
7.0
12.0 18.0
7.0
12.0 18.0
11
表4.3 消石灰粉的技术标准
项
目
CaO+MgO含量/% ≮
钙质消石灰粉
镁质消石灰粉 白云石消石灰粉
优等 一等 合格 优等 一等 合格 优等 一等 合格 品 品品品品品品品品
70 65 60 65 60 55 65 60 55
游离水/%
0.4～２
体积安定性
气硬性胶凝材料
胶凝材料（结合料） ——经物理、化学作用，能将散
粒状或块状材料粘结为整体的材料
1
胶凝材料分类:
无机胶凝材料
（以无机化合物为基本成分）
按凝结硬化 条件分类
气硬性胶凝材料 ——只在空气中硬化
（石灰、石膏）
水硬性胶凝材料
——空气、水中皆可硬化 （水泥）
有机胶凝材料
（天然的或合成的有机 高分子化合物为基本成分）
（沥青、树脂）
2
石灰
一、 石灰的生产 1.原料
——以CaCO3为主要成分的岩石(石灰பைடு நூலகம்、白垩等)
富含CaCO3 部分MgCO3
3
2.煅烧
900 1100 C
CaCO3
CaO CO2 Q
块状生石灰
块状生石灰的特点： CaO质量几乎下降一半,但体积缩小很少,故优质生石灰
应为白色疏松结构。 欠火石灰：温度过低/时间不够/石灰石不能充分烧透,存在硬心 过火石灰：温度过高/时间过长/颜色深（褐、黑）
项目
钙质生石灰
镁质生石灰
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品
CaO+MgO含量/% ≮ 90 85 80 85 80 75
C02含量/% ≯
5 7 9 6 8 10
未消化残渣含量
（5mm圆孔筛余）/% 5 10 15 5 10 15
≯
产浆量/L·kg-1 ≮ 2.8 2.3 2.0 2.8 2.3 2.0
CaO+MgO含量/% ≮ 85 80 75 80 75 70 65 60 55 60 55 50
未消化残渣含量 /5mm圆孔筛余/% ≯
7
11 17 10 14 20
含水量/% ≯
444444
0.71mm筛筛余
细
/%≯
度 0.125mm筛筛余 %≯
MgO含量/%
≤5
—1 1—1 1
13 20 — 13 20 —
10
表4.2 生石灰粉的技术标准
项目
钙质生石灰
镁质生石灰
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品
CaO+MgO含量/% ≮ 85 80 75 80 75 70
C02含量/%
≯ 7 9 11 8 10 12
0.90mm筛筛余/%≯ 0.2 0.5 1.5 0.2 0.5 1.5
细
度 0.125mm筛筛余/%≯
17
天然二水石膏煅烧反应式：
（1）建筑石膏
CaSO4
2H2O
107~170
CaSO4
1 2
H 2O
11 2
H 2O
（2）高强石膏
CaSO4
2H 2O
0.13MPa ，124℃
CaSO4
1 2
H 2O
1
1 2
H 2O
在过饱和蒸汽条件下生产，可获得晶粒较粗、较
致密的半水石膏，调制成浆体时需水量较小， α
——常见实例：陈伏时间不够，引起房屋抹面层凸起开裂
➢ 消解为石灰膏/乳的作用
——水层隔绝空气，避免发生碳化
➢ 消解安全
——分层消解，热量较快散释
8
三、 石灰的技术要求 • 建筑工程中所使用的石灰通常分为三个品种：建筑生石灰、
建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。 根据我国建材行业标准JC/T479-92《建筑生石灰》与
三合土用作铺筑步道砖的垫层
灰
三 合
土
土
15
桩
桩
石膏
石膏是以硫酸钙为主要成分， 建筑中常用：
建筑石膏、高强石膏、无水石膏水泥
16
一、石膏的分类及生产：
天然二水石膏 （CaSO4·2H2O）矿石是生产 石膏胶凝材料的主要原料 化工石膏是指一些含有CaSO4·2H2O与CaSO4 混合物的化工副产品及废渣，也可作为生产 石膏的原料 天然无水石膏（CaSO4）结晶紧密，结构比 天然二水石膏致密，质地较硬，难溶于水，
注意
过火石灰可以使用，但应陈伏半个月 4
3. 常用建筑石灰的产品 生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳
熟石灰粉
煅烧
石灰石
块状生石灰
磨细
加过量水 进行陈伏
加水稀释
石灰乳
石灰膏
生石灰粉
5
二、石灰的熟化与硬化
1. 石灰的熟化（消化） CaO + H2O —— Ca(OH)2 + Q（64.9KJ） 注意：
0.90mm筛 细 筛余/%≯ 度 0.125mm筛
筛余%≯
合格 合格 — 合格 合格 — 合格 合格 —
0
0 0.5 0
0 0.5 0
0 0.5
3 10 15 3 10 15 3 10 15
12
表4.4 路面基层用石灰的技术标准
钙质生石灰 镁质生石灰 钙质消石灰 镁质消石灰
项
目
等级
ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ
与β型石膏标准稠度需水量差异近两倍，所以α-
型强度较高。
18
二、 建筑石膏水化硬化
1. 建筑石膏的水化
CaSO4
•
1 2
H 2O
3 2
H2O
CaSO4
•
2H2O
特点：极快,全过程约7～12min。
2. 建筑石膏的凝结硬化
自由水水化和蒸发，石膏浆体可塑性减小，浆体变稠——凝结 晶体逐渐长大，浆体产生强度，直到干燥——硬化
＞5
≤4
＞4
13
四、石灰的主要技术特性
1.良好的可塑性与保水性颗粒非常小，近1um
2. 生石灰水化时水化热大，体积增大1.5倍以上 3.凝结硬化缓慢碳化过程非常缓慢 4.硬化后强度低 5.耐水性差
14
五、 石灰的应用
（1）制作石灰乳涂料
（2）配制砂浆
（3）拌制石灰土和石灰三合土
（4）生产硅酸盐制品