的无机胶凝材料称为气硬性无机胶凝材料不仅能在空气ppt课件

1、 第四章第四章 气硬性无机胶凝资料气硬性无机胶凝资料 只能在空气中硬化、坚持或继续开展只能在空气中硬化、坚持或继续开展强度的无机胶凝资料称为气硬性无机胶强度的无机胶凝资料称为气硬性无机胶凝资料。不仅能在空气中，而且能更好凝资料。不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化、坚持或继续开展强度的地在水中硬化、坚持或继续开展强度的无机胶凝资料称为水硬性无机胶凝资料。无机胶凝资料称为水硬性无机胶凝资料。 土木工程中常用的气硬性无机胶凝资土木工程中常用的气硬性无机胶凝资料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。璃。 4.1 4.1 石石 灰灰 天然碳酸岩类岩石天然碳酸岩类岩石石

2、灰石、石灰石、白云石经高温煅烧，其主要成分白云石经高温煅烧，其主要成分CaCO3CaCO3分解为以分解为以CaOCaO为主要成分的生为主要成分的生石灰，其化学反响可表示如下：石灰，其化学反响可表示如下： 生石灰堆积密度为生石灰堆积密度为8001000 8001000 kg/m3 )kg/m3 )普通为白色或黄灰色块灰，普通为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎磨细即为生石灰粉。块灰碾碎磨细即为生石灰粉。 210003COCaOCaCOC一一. .石灰的消化和硬化石灰的消化和硬化1.1.石灰的熟化和石灰的熟化和“陈伏陈伏工地上运用石灰时，通常将生石灰加水，使之消工地上运用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解

3、为消熟石灰解为消熟石灰氢氧化钙，这个过程称为石氢氧化钙，这个过程称为石灰的灰的“消化，又称消化，又称“熟化：熟化：生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等缘由，生石灰中残留有过大或窑中温度不均匀等缘由，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为未烧透的的内核，这种石灰称为“欠火石灰。欠火石灰。molKJOHCaOHCaO/9 .64)(22|第二种情况是由于烧制的温度过高或第二种情况是由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰外表出现裂痕或玻时间过长，使得石灰外表出现裂痕或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰璃状的外壳，体积收缩明显

4、，颜色呈灰黑色，这种石灰称为黑色，这种石灰称为“过火石灰。过火过火石灰。过火石灰外表常被粘土杂质融化构成的玻璃石灰外表常被粘土杂质融化构成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰曾经硬釉状物包覆，熟化很慢。当石灰曾经硬化后，过火石灰才开场熟化，并产生体化后，过火石灰才开场熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。|为了消除过火石灰的危害，生石灰为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化构成的石灰浆应在储灰坑中放熟化构成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏。陈伏。“陈伏期间，石灰浆外陈伏期间，石灰浆外表应保有一层水分，与空气隔绝，

5、表应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。以免碳化。|. . 石灰的硬化石灰的硬化|石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进展的过程来完成的：个同时进展的过程来完成的：|结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。钙逐渐从饱和溶液中结晶。|碳化作用：氢氧化钙与空气中的二碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发：蒸发：OHnCaCOOnHCOOHCa23222) 1()(碳化 碳化作用实践是二氧化碳与水构成碳碳化作用实践是二氧化碳与水构成碳酸，然后与

6、氢氧化钙反响生成碳酸钙。酸，然后与氢氧化钙反响生成碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干形所以这个作用不能在没有水分的全干形状下进展。状下进展。|二二. .建筑石灰的技术目的建筑石灰的技术目的|建筑石灰的技术目的有细度、建筑石灰的技术目的有细度、CaO+MgOCaO+MgO含量、含量、CO2CO2含量和体积安定性等。并按技术目的分为优等品、含量和体积安定性等。并按技术目的分为优等品、一等品和合格品三个等级。详细技术要求见：一等品和合格品三个等级。详细技术要求见： | JC/T479-1992 JC/T479-1992 建筑生石灰建筑生石灰| JC/T480-1992 JC/T480-1992

7、 建筑生石灰粉建筑生石灰粉| JC/T481-1992 JC/T481-1992 建筑消石灰粉建筑消石灰粉| 钙质生石灰钙质生石灰 MgO5% MgO5%；| 钙质消石灰粉钙质消石灰粉 MgO4% MgO4%| 镁质生石灰镁质生石灰 MgO MgO5%5%| 镁质消石灰粉镁质消石灰粉 MgO MgO4%4%|三三. .石灰的技术性质石灰的技术性质|1 1可塑性好可塑性好| 生石灰熟化为石灰浆时，能自动构成生石灰熟化为石灰浆时，能自动构成颗粒极细的呈胶体分散形状的氢氧化钙，颗粒极细的呈胶体分散形状的氢氧化钙，外表吸附一层厚的水膜。因此用石灰调外表吸附一层厚的水膜。因此用石灰调成的石灰砂浆其突出的

8、优点是具有良好成的石灰砂浆其突出的优点是具有良好可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。使可塑性显著提高。|(2)(2)硬化慢、强度低硬化慢、强度低|从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中二从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中二氧化碳稀薄，碳化甚为缓慢。而且外表碳化后，氧化碳稀薄，碳化甚为缓慢。而且外表碳化后，构成严密外壳，不利于碳化作用的深化，也不利构成严密外壳，不利于碳化作用的深化，也不利于内部水分的蒸发，因此石灰是硬化缓慢的资料。于内部水分的蒸发，因此石灰是硬化缓慢的资料。 |同时，石灰的硬化只能在空气中进展，硬化后的同时，石灰的硬化只

9、能在空气中进展，硬化后的强度也不高。受潮后石灰溶解，强度更低，在水强度也不高。受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。如石灰砂浆中还会溃散。如石灰砂浆1 1：3 32828天强度仅为天强度仅为0.2-0.5MPa0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜在潮湿的环境下作。所以，石灰不宜在潮湿的环境下作用，也不宜用于重要建筑物根底。用，也不宜用于重要建筑物根底。3硬化时体积收缩大石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩，所以除调成石灰乳作薄层涂刷外，不宜单独运用。常在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰。4 4耐水性差，不易储存耐水性差，不易储存块状类石灰放置太久，会吸收空气中块状类石灰

10、放置太久，会吸收空气中的水分而自动熟化成消石灰粉，再与的水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中二氧化碳作用而复原为碳酸钙，空气中二氧化碳作用而复原为碳酸钙，失去胶结才干。所以储存生石灰，不失去胶结才干。所以储存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜储存过久。但要防止受潮，而且不宜储存过久。最好运到后即熟化成石灰浆，将储存最好运到后即熟化成石灰浆，将储存期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，所时放出大量的热，而且体积膨胀，所以，储存和运输生石灰时，还要留意以，储存和运输生石灰时，还要留意平安。平安。|四四. . 石灰的运用石灰的运用|1 1石灰乳和

11、石灰砂浆石灰乳和石灰砂浆|将消石灰粉或熟化好的石灰膏参与多量的水搅拌将消石灰粉或熟化好的石灰膏参与多量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料，主要用稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料，主要用于内墙和天棚刷白，添加室内美观和亮度。我国于内墙和天棚刷白，添加室内美观和亮度。我国乡村也用于外墙。石灰乳可参与各种耐碱颜料。乡村也用于外墙。石灰乳可参与各种耐碱颜料。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化其耐水性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化景象。景象。|石灰砂浆是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用石灰砂浆是将石

12、灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。|2 2石灰土灰土和三合土石灰土灰土和三合土|石灰与粘土或硅铝质工业废料混合运用，制成石石灰与粘土或硅铝质工业废料混合运用，制成石灰土或石灰与工业废料的混合料，加适量的水充灰土或石灰与工业废料的混合料，加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中使石灰分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废料外表的活性氧化硅或氧与粘土或硅铝质工业废料外表的活性氧化硅或氧化铝反响，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化化铝反响，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，适于在潮湿环境中运用。如建筑物或道铝酸钙，

13、适于在潮湿环境中运用。如建筑物或道路根底中运用的石灰土，三合土，二灰土石灰、路根底中运用的石灰土，三合土，二灰土石灰、粉煤灰或炉灰，二灰碎石石灰、粉煤灰或炉粉煤灰或炉灰，二灰碎石石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石等。灰、级配碎石等。|3 3灰砂砖和硅酸盐制品灰砂砖和硅酸盐制品|石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀，加水搅拌均匀，加水搅拌, , 经压振或压制，构成经压振或压制，构成硅酸盐制品。为使其获早期强度，往往硅酸盐制品。为使其获早期强度，往往采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质资料反响速度显著加快，使制品产铝质资料反响速度显著加

14、快，使制品产生较高的早期强度。如灰砂砖、硅酸盐生较高的早期强度。如灰砂砖、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。砖、硅酸盐混凝土制品等。 4.2 4.2建筑石膏建筑石膏石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物，石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物，当石膏中含有结晶水不同时可构成当石膏中含有结晶水不同时可构成多种性能不同的石膏。多种性能不同的石膏。2.1 2.1 石膏的原料、分类及消费石膏的原料、分类及消费根据石膏中含有结晶水的多少不同根据石膏中含有结晶水的多少不同可分为：可分为：1 1无水石膏无水石膏aSO4aSO4：也称硬：也称硬石膏，它结晶严密，质地较硬，是石膏，它结晶严密，质地较硬，是消费硬石膏水泥的原料。消费

15、硬石膏水泥的原料。|2 2天然石膏天然石膏aSO42H2OaSO42H2O：也：也称生石膏或二水石膏，大部分自然石膏称生石膏或二水石膏，大部分自然石膏矿为生石膏，是消费建筑石膏的主要原矿为生石膏，是消费建筑石膏的主要原料。料。|建筑石膏建筑石膏 aSO41/2 H2OaSO41/2 H2O 也称熟石膏或半水石膏。它是由生石膏也称熟石膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根据其内部构造不同可分加工而成的，根据其内部构造不同可分为为型半水石膏和型半水石膏和型半水石膏：型半水石膏： | |型半水石膏与型半水石膏与型半水石膏相比，型半水石膏相比，结晶颗粒较粗，比外表积较小，强结晶颗粒较粗，比外表积较小

16、，强度高，因此又称为高强石膏。度高，因此又称为高强石膏。|当加热温度超越当加热温度超越170170时，可生成时，可生成无水石膏，只需温度不超越无水石膏，只需温度不超越200200，此无水石膏就具有良好的凝结硬化此无水石膏就具有良好的凝结硬化性能。性能。|2.2 2.2 建筑石膏的水化与硬化建筑石膏的水化与硬化|建筑石膏与适量水拌合后，能构成建筑石膏与适量水拌合后，能构成可塑性良好的浆体，随着石膏与水可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反响，浆体的可塑性很快消逝而的反响，浆体的可塑性很快消逝而发生凝结，以后进一步产生和开展发生凝结，以后进一步产生和开展强度而硬化。强度而硬化。|建筑石膏与水之间产生化

17、学反响的反响式建筑石膏与水之间产生化学反响的反响式为：为：|此反响实践上也是半水石膏的溶解和二水此反响实践上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反响，由于二水石膏溶解度石膏沉淀的可逆反响，由于二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多，所以此反响总比半水石膏的溶解度小得多，所以此反响总体表现为向右进展，二水石膏以胶体微粒自体表现为向右进展，二水石膏以胶体微粒自水中析出。水中析出。| OHCaSOOHOHCaSO24224221121|随着二水石膏沉淀的不断添加，就会产生结晶，随着二水石膏沉淀的不断添加，就会产生结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便产生结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便

18、产生了磨擦力和粘结力，呵斥浆体的塑性开场下降，了磨擦力和粘结力，呵斥浆体的塑性开场下降，这一景象称为石膏的初凝；而后随着晶体颗粒间这一景象称为石膏的初凝；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体的塑性很快下降，磨擦力和粘结力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消逝，这种景象为石膏的终凝。直至消逝，这种景象为石膏的终凝。|石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，构成相互交错且孔隙率逐渐减小的构造，其强度构成相互交错且孔隙率逐渐减小的构造，其强度也会不断增大，直至水分完全蒸发，构成硬化后也会不断增大，直至水分完全蒸发，构成硬化后的石膏构造，这一过程称为石

19、膏的硬化。石膏浆的石膏构造，这一过程称为石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬化，实践上是交叉进展的。体的凝结和硬化，实践上是交叉进展的。|2.3 2.3 建筑石膏的技术要求建筑石膏的技术要求|建筑石膏的技术要求有强度、细建筑石膏的技术要求有强度、细度和凝结时间。并按强度和细度度和凝结时间。并按强度和细度分为优等品、一等品和合格品。分为优等品、一等品和合格品。详细技术要求见详细技术要求见GB9776-1988GB9776-1988。建筑资料建筑资料“P28P28表表4-44-4建筑石膏的技术性质建筑石膏的技术性质凝结硬化速度快凝结硬化速度快 建筑石膏的浆体，凝结硬化速建筑石膏的浆体，凝结硬化速度很快。

20、普通石膏的初凝时间仅为度很快。普通石膏的初凝时间仅为10min10min左右，终凝时间不超越左右，终凝时间不超越30min30min，这对于普通工程施工操作非常方便。这对于普通工程施工操作非常方便。有时需求操作时间较长，可参与适有时需求操作时间较长，可参与适量的缓凝剂，如硼砂、动物胶、亚量的缓凝剂，如硼砂、动物胶、亚硫酸盐酒精废液等硫酸盐酒精废液等凝结硬化时的膨胀性凝结硬化时的膨胀性 建筑石膏凝结硬化是石膏吸收建筑石膏凝结硬化是石膏吸收结晶水后的结晶过程，其体积不仅结晶水后的结晶过程，其体积不仅不会收缩，而且还稍有膨胀不会收缩，而且还稍有膨胀0.2%1.5%0.2%1.5%，这种膨胀不会对石，

21、这种膨胀不会对石膏呵斥危害，还能使石膏的外表较膏呵斥危害，还能使石膏的外表较为光滑丰满，棱角明晰完好、防止为光滑丰满，棱角明晰完好、防止了普通资料枯燥时的开裂。了普通资料枯燥时的开裂。硬化后的多孔性，分量轻，硬化后的多孔性，分量轻，但强度低但强度低 建筑石膏在运用时，为获得良建筑石膏在运用时，为获得良好的流动性，常参与的水分要比水好的流动性，常参与的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在硬化所需的水量多，因此，石膏在硬化过程中由于水分的蒸发，使原来化过程中由于水分的蒸发，使原来的充水部分空间构成孔隙，呵斥石的充水部分空间构成孔隙，呵斥石膏内部的大量微孔，使其分量减轻，膏内部的大量微孔，使其分量

22、减轻，但是抗压强度也因此下降。通常石但是抗压强度也因此下降。通常石膏硬化后的表观密度约为膏硬化后的表观密度约为00kg00kg3 31000 kg1000 kg3 3，抗压强度约为，抗压强度约为PaPa5 5PaPa。良好的隔热和吸音和良好的隔热和吸音和“呼吸呼吸功能功能 石膏硬化体中大量的微孔，使其石膏硬化体中大量的微孔，使其传热性显著下降，因此具有良好的传热性显著下降，因此具有良好的绝热才干；石膏的大量微孔，特别绝热才干；石膏的大量微孔，特别是外表微孔对声音传导或反射的才是外表微孔对声音传导或反射的才干也显著下降，使其具有较强的吸干也显著下降，使其具有较强的吸声才干。大热容量和大的孔隙率及

23、声才干。大热容量和大的孔隙率及开口孔构造，开口孔构造， 使石膏具有呼吸水蒸使石膏具有呼吸水蒸气的功能。气的功能。防火性好，但耐水性差防火性好，但耐水性差 硬化后石膏的主要成分是二水石硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当遭到高温作用时或遇火后会膏，当遭到高温作用时或遇火后会脱出脱出21%21%左右的结晶水，并能在外表左右的结晶水，并能在外表蒸发构成水蒸气幕，可有效地阻止蒸发构成水蒸气幕，可有效地阻止火势的蔓延，具有良好的防火效果。火势的蔓延，具有良好的防火效果。 由于硬化石膏的强度来自于晶体由于硬化石膏的强度来自于晶体粒子间的粘结力，遇水后粒子间衔粒子间的粘结力，遇水后粒子间衔接点的粘结力能够被减弱。部分二接点的粘结力能够被减弱。部分二水石膏溶解而产生部分溃散，所以水石膏溶解而产生部分溃散，所以建筑石膏硬化体的耐水性较差。建筑石膏硬化体的耐水性较差。6 6有良好的装饰性和可加工性有良好的装饰性和可加工性 石膏外表光滑丰满，颜色洁白，石膏外表光滑丰满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。微质地细腻，具有良好的装饰性。微孔构造使其脆性有所改善，硬度也孔构造使其脆性有所改善，硬度也较低，所以硬化石膏可锯、可刨、较低，所以硬化石膏可锯、可刨、可钉。具有良好的