专业基础精讲第十二章土木工程材料（二）79

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页第二节气硬性胶凝材料一、石灰1、原料与生产：石灰石（主要成分是CaCO3）经过高温煅烧而成，其主要成分为氧化钙（CaO），按照其中MgO的含量，分为钙质石灰（MgO<5%）和镁质石灰（MgO>5%）。2、石灰的消化与硬化（1）石灰的消化生石灰加水变成粉末的主意称为消化，成品称为消石灰。石灰的消化过程用下面放热反应化学式表示：（热量）特点：放热，体积增大1～2.5倍。生石灰消化过程需要一定时光，倘若生石灰消化不充足，在消石灰粉中残留有未消化的生石灰，则在使用后，因为未消化的生石灰继续消化，从而导致爆裂或不正常的膨胀现象。陈伏（2周以上）的目的就是使石灰充足熟化，消除过火石灰的危害，防止抹灰后爆灰起鼓。（2）石灰硬化石灰浆体的硬化包括两个同时举行的过程：结晶作用和碳化作用。结晶作用：石灰浆在干燥环境中，多余的游离水逐渐蒸发，使颗粒聚结在一起，同时生石灰浆体的内部形成大量的毛细孔隙。另外，当水分蒸发时，液体中氢氧化钙达到一定程度的过饱和，从而会产生氢氧化钙的析晶过程，加强了石灰浆中本来的氢氧化钙颗粒之间的结合。碳化作用：石灰浆能吸收空气中的二氧化碳而发生碳化作用，其反应如下：Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O石灰在硬化过程异常缓慢，且要蒸发大量的水分，引起体积显著收缩，易浮上干裂纹。所以，石灰不宜单独使用，普通要掺入砂、纸筋、麻刀等材料，以减少收缩，增强抗拉强度，并节约石灰。3、石灰的应用配制石灰砂浆、石灰乳；配制石灰土（石灰和粘土）、三合土（再加填料）：石灰中的氧化钙（或氢氧化钙）与粘土中的氧化硅、氧化铝反应生成不溶于水的水化硅酸钙、水化铝酸钙，具有水硬性。生产灰砂砖、碳化石灰板。二、建造石膏1、定义：建造石膏主要成分为半水硫酸钙(CaSO4·1/2H2O)。2、水化：将半水石膏粉末倒入调和水中搅拌成浆体时，则半水石膏遇水后将重新水化生成二水石膏，放出热量并逐渐凝结硬化。其化学反应可用下式表达：2(CaSO4·1/2H2O)+3H2O=2(CaSO4·2H2O)3、建造石膏的特点有：（1）凝结硬化快建造石膏加水拌合后，浆体的初凝和终凝时光都很短，普通初凝时光为几分钟至十几分钟，终凝时光在30min以内。（2）硬化后体积微膨胀，制品尺寸稳定不浮上裂纹，装点性好石膏在凝结硬化时，不像其他胶凝材料（如石灰、水泥）那样浮上收缩，反而略有膨胀（膨胀率为0.05%～0.15%），使石膏硬化表面光洁饱满，可制作出纹理细致的浮雕花饰。石膏硬化后的湿涨干缩较小，尺寸稳定，干燥时不开裂。（3）硬化体的孔隙率高石膏浆体硬化后，多余的自由水将蒸发，内部将留下大量的孔隙，因而表观密度小，并使石膏制品具有导热系数、吸声性强、吸湿性大、可调节室内的温度和湿度的特点。（4）防火性好，耐热性差石膏制品在碰到火灾时，二水石膏将脱出结晶水，吸热蒸发，并在制品表面形成蒸汽幕和脱水物隔热膜，有效地减少火焰对内部结构的危害，具有较好的防火性能。但是石膏制品的耐热性差，使用温度低于65℃（5）耐水性和抗冻性能差建造石膏硬化体吸湿性强，吸收的水分会削弱晶体粒子的粘结力，使强度显著降低。吸水饱和的石膏制品受冻后，会因孔隙中的水结冰而开裂崩溃。4、应用：室内抹灰、制作石膏制品等。[例题1]在三合土中，不同材料组分间可发生的反应为：A.3CaO.SiO2与土作用，生成了不溶于水的水化硅酸钙和水化铝酸钙B.2CaO.SiO2与土作用，生成了不溶于水的水化硅酸钙和水化铝酸钙C.CaSO4.2H2O与土作用，生成了不溶于水的水化硅酸钙和水化铝酸钙D.CaO与土作用，生成了不溶于水的水化硅酸钙和水化铝酸钙【提醒】三合土是由石灰粉（生石灰或熟石灰）、粘土和砂子（或煤渣、碎石等）按照一定比例混合而成，主要用于建造物的基础，路面或路基的垫层。在持久的使用环境下，石灰中的氧化钙在有水分存在的条件下，与粘土中的氧化硅和氧化铝发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。【答案】D三、练习题1、下列关于建造石膏的描述准确的是：①建造石膏凝结硬化快②建造石膏凝结硬化后表观密度小，强度低③凝结硬化后建造石膏导热性小，吸声性强④建造石膏硬化后体积产生微膨胀A、①②③④B、①②C、②③D、①④提醒：建造石膏凝结硬化快，硬化后体积微膨胀，孔隙率高，表观密度小，导热系数小，吸声性强，吸湿性大，防火性好，耐热性差，耐水性和抗冻性能差。答案：A2、消除过火石灰的危害，所采取的措施是：A、碳化B、结晶C、煅烧D、陈伏提醒：为了消除过火石灰的危害，应陈伏至少两周。答案