1、2019/2/23,Science of Building Materials,1,第二章 气硬性无机胶凝材料,2019/2/23,Science of Building Materials,2,本章要求,1 了解石灰的主要技术性质； 2 了解石膏的主要技术性质。,2019/2/23,Science of Building Materials,3,胶凝材料定义及分类*,“胶凝材料” 的定义通过物理化学作用，能由可塑性浆体变成坚固的石块体，并能将其它散粒状材料(如砂子、石子)或块状材料(如砖、石块等)粘结成整体的材料。,2019/2/23,Science of Building Material
2、s,4,胶凝材料的分类,胶凝材料,无机胶凝材料,有机胶凝材料,气硬性胶凝材料,水硬性胶凝材料,沥 青 聚合物,水泥,石灰 石膏,2019/2/23,Science of Building Materials,5,气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化并保持或继续发展其强度，如石灰、石膏、水玻璃和镁质胶凝材料等。气硬性胶凝材料只适用于干燥环境、不宜用于潮湿环境，更不能用于水中。 水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化并保持或继续发展其强度，如水泥等。水硬性胶凝材料既适用于地上干燥环境、也适用于地下潮湿或水中环境。,气硬与水硬区别*,2019/2/23,Science of Buildi
3、ng Materials,6,粘土时代：始于400010000年前的新石器时期 石膏、石灰时代：约在公元前20003000年开始 石灰+火山灰：公元初 石灰+人工烧粘土材料：公元1000左右 水硬性石灰、罗马水泥及天然水泥：18世纪后半期 硅酸盐水泥（波特兰水泥）的诞生：19世纪初期1824年，Joseph.Apsdin 首先获得专利权*糯米、红糖、植物汁液等都作为胶凝材料在建筑中使用过,胶凝材料的发展简史,2019/2/23,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矿物胶凝材料之一。原料分布广，生产工艺简单，成本低廉，应用
4、广泛。,以石膏作为原材料，可制成多种石膏胶凝材料。,水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅组成。,2019/2/23,Science of Building Materials,8,第一节 石 灰,一、制备与分类 二、水化、熟化和硬化 三、技术性质 四、应用 五、储存运输,2019/2/23,Science of Building Materials,9,一、制备与分类,2019/2/23,Science of Building Materials,10,1.石灰的原料与制备,（1）生石灰的原料*：以碳酸钙(CaCO3)为主要成分的天然岩石。 最常用的是石
5、灰石、白云质石灰石。,CaCO3 -MgCO3,CaCO3,2019/2/23,Science of Building Materials,11,石灰石,白 垩,2019/2/23,Science of Building Materials,12,柴达木贝壳山,2019/2/23,Science of Building Materials,13,1.石灰的原料与制备,（2）制备工艺：煅烧,生石灰,2019/2/23,Science of Building Materials,14,2019/2/23,Science of Building Materials,15,土窑,回转窑,2019/2/
6、23,Science of Building Materials,16,立窑,2019/2/23,Science of Building Materials,17,煅烧中几个重要概念*,1）正火石灰*又称正烧石灰，即在低于烧结温度下煅烧，分解完全的石灰。主要成分是氧化钙，晶体尺寸为2-6微米；块体容重为2.2-2.5g/cm3。色淡，无明显的烧结和体积收缩，无裂缝或微裂缝，质量好。,2019/2/23,Science of Building Materials,18,2）“过火石灰” *,又称死烧石灰。 煅烧时间过长/温度过高。 颜色较深（灰黑色）、块体致密，表面出现裂纹或玻璃状的外壳，体积收
7、缩明显，块体容重大，晶体尺寸在10微米以上。,CaO,SiO2、Al2O3玻化层,2019/2/23,Science of Building Materials,19,过火石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨胀，引起已变硬石灰体的隆起鼓包或开裂。,2019/2/23,Science of Building Materials,20,3）欠火石灰*,又称欠烧石灰或轻烧石灰。 主要由于窖温不均匀、温度低或燃烧时间不足引起，石灰石或白云石尚未完全分解（未烧透）而得到的石灰。 内部有未分解的核，容重较大，熟化后残渣含量大。,2019/2/23,Science of Building Mat
8、erials,21,2.石灰的分类,(1)按加工方式分类* 生石灰：生石灰块或生石灰粉；熟石灰：a)含34倍体积H2O称石灰浆，亦称石灰膏； b)溶有Ca(OH)2的透明液体称为石灰水；c)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。,2019/2/23,Science of Building Materials,22,(2)按含镁量分类,钙质、镁质石灰分类(JC/T479，480，481),2019/2/23,Science of Building Materials,23,(3)按使用性质分类,气硬性石灰：原料中粘土质杂质含量8%。水硬性石灰：粘土质杂
9、质含量8%。,2019/2/23,Science of Building Materials,24,二、石灰的熟化和硬化*,1.石灰的熟化（消化） 生石灰转化为熟石灰的过程称为石灰的熟化.CaO+H2O = Ca(0H)2熟化特点：熟化过程是剧烈的放热反应； 同时伴有显著的体积膨胀。(体积增大12.5倍),2019/2/23,Science of Building Materials,25,陈 伏*,为防止熟石灰中过火石灰颗粒的危害，石灰浆应在熟化池中静置14d以上，称为“陈伏”。陈伏时石灰浆表面应保持一层水，以防止石灰膏碳化(即石灰膏与二氧化碳发生反应生成CaCO3的过程)。 方法：生石灰在
10、化灰池中化浆后，通过筛网流入储浆池，沉淀后除去上层水份称为石灰膏。 “陈伏”的目的： 1）使石灰颗粒充分熟化；2）沉淀欠火、过火颗粒。,2019/2/23,Science of Building Materials,26,2019/2/23,Science of Building Materials,27,干燥,水分蒸发， Ca(OH)2过饱和析晶 结晶强度（结晶数量少，强度增长不显著）,Ca（OH）2CO2H2O CaCO3 +2H2O碳化强度,水分蒸发，产生毛细管压力，压密石灰粒子 附加强度（数值不大，遇水失去）,2.石灰的硬化,碳化,结晶,2019/2/23,Science of Bui
11、lding Materials,28,三、石灰的技术性质*,1.良好的保水性、可塑性；吸湿性强（生石灰）； 2.耐水性差：潮湿环境有水存在，不易硬化；硬化后Ca(OH)2结晶可溶于水； 3.体积收缩性大；常掺纸筋、麻刀、砂等； 4.硬化缓慢、强度低：0.2-0.5MPa。,2019/2/23,Science of Building Materials,29,技术要求,三个常用品种 建筑生石灰 建筑生石灰粉 建筑消石灰粉,2019/2/23,Science of Building Materials,30,表1 生石灰的技术标准 JC/T479,2019/2/23,Science of Buil
12、ding Materials,31,表2 生石灰粉的技术标准 JC/T480,2019/2/23,Science of Building Materials,32,表3 消石灰粉的技术标准 JC/T481,2019/2/23,Science of Building Materials,33,表4 路面基层用石灰的技术标准 JTJ034-2000,2019/2/23,Science of Building Materials,34,四、建筑石灰的应用*,1.制作石灰乳涂料 石灰乳由消石灰粉或消石灰浆掺大量水调制而成。可用于建筑室内墙面和顶棚粉刷。 掺入少量佛青颜料，可使其呈纯白色； 掺入胶或少量
13、水泥粒化高炉矿渣(或粉煤灰)、外加剂等可提高粉刷层的防水性； 掺入各种色彩的耐碱材料，可获得更好的装饰效果。,2019/2/23,Science of Building Materials,35,建筑石灰的应用(续）,2.配制砂浆 石灰浆和消石灰粉可以单独或与水泥一起配制成砂浆，前者称石灰砂浆，后者称混合砂浆，用于墙体的砌筑和抹面。为了克服石灰浆收缩性大的缺点，配制时常要加入纸筋等纤维质材料。,2019/2/23,Science of Building Materials,36,建筑石灰的应用（续）,3.拌制石灰土和石灰三合土石灰土：消石灰粉与粘土的拌合物； 三合土：若再加入砂（或碎石、炉渣等
14、）。 应用：三合土和石灰土主要用于建筑物地基、路面和地面的垫层。,2019/2/23,Science of Building Materials,37,土壤固化,2019/2/23,Science of Building Materials,38,建筑石灰的应用（续）,4.生产硅酸盐制品 常用的有灰砂砖、粉煤灰砖等。,石灰,硅质材料,水,硅酸盐制品,蒸养,蒸压,2019/2/23,Science of Building Materials,39,五、石灰的储存,生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。 不得与易燃、易爆等危险液体物品混放和混运。 熟石灰在使用前必须陈伏14d以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。,2019/2/23,Science of Building Materials,40,2019/2/23,Science of Building Materials,41,食品、服装、茶叶、皮革、制鞋、电器 等行业的干燥剂,2019/2/23,Science of Building Materials,42,七吨砒霜 坠入珠江 广西急调50吨石灰稀释河水,2019/2/23,Science of Building Materials,43,2019/2/23,Science of Building Materials,44,第一节 结 束,
