气硬性胶凝材料课件教材

土木工程材料胶凝材料的定义经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整体的材料。胶凝材料的分类如沥青、聚合物等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如：石灰、石膏、水玻璃等通称为“水泥”第一章气硬性胶凝材料

石灰是一种古老的建筑材料。由于其原料分布广、生产工艺简单、成本低、使用方便，因此被广泛用于建筑工程。

例如：（石灰＋糯米汁＋桐油）组成最为经典、古老的复合胶凝材料，被广泛用于：万里长城、明城墙、苏州古盘门和古埃及金字塔等世界文化遗产。

石灰吟--于谦[明代]

千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。第一节建筑石灰一、石灰的原料

石灰的原料为含碳酸钙（CaCO3）为主的天然岩石为原料。贝壳石灰石白云石白垩

石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。CaCO3==CaO+CO2MgCO3==MgO+CO2900℃700℃生石灰生产工艺——煅烧

所得生石灰的主要成分是CaO，还含有部分MgO。钙质石灰--当MgO含量小于或等于5％时;镁质石灰--MgO含量大于5％时称为;正火石灰--石灰岩的煅烧温度及时间要适宜。煅烧正常的块状石灰称，轻质色白，疏松多孔，表观密度为800～l000kg／m3。欠火石灰--烧温度过低，或料块尺寸太大，煅烧时间不足时，石灰岩中的碳酸钙、甚至碳酸镁分解不充分，则会在石灰内部含有石质核心.过火石灰--煅烧温度过高、时间过长，结构致密，CaO晶粒粗大，表面被一层玻璃釉状物包裹，熟化非常缓慢，可能在石灰使用之后熟化，体积膨胀，只是已硬化的砂浆产生“崩裂”现象，影响工程质量。二、石灰的熟化熟化的过程生石灰+水熟石灰熟化过程的特点放出大量的热；体积膨胀1.5～3.5倍。熟化的方式淋灰——消石灰粉化灰——

熟石灰膏熟化过程的注意事项熟化的过程石灰在使用前必须陈伏14d以上——防止过火石灰的危害。在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳化。注意安全：防火防爆，防烧伤熟化用水宜多勿少。理论用水30%左右，实际上100%以上，防止水量不足，温度过高，Ca（OH）2晶体过粗，粘结性及保水性差。MgO+H2O==Mg（OH）2CaO+H2O==Ca（OH）2+64.83kj化灰池制备工艺与产品石灰石1000～1200

C磨细生石灰粉生石灰水喷淋熟石灰粉(水)化灰池石灰浆浓缩石灰膏陈伏煅烧温度较低，时间较短时，

欠火石灰煅烧温度较高，时间较长时，

过火石灰减轻或消除过火石灰的危害石灰浆体

氢氧化钙晶体碳酸钙晶体石灰凝胶体石灰碳化体水孔隙水分损失碳化结晶作用生石灰或熟石灰＋水成为Ca(OH)2浆体；浆体中游离水的不断损失，导致Ca(OH)2结晶；晶粒长大、交错堆聚成晶粒结构网—硬化。碳化作用Ca(OH)2与空气中的CO2气体反应，在表面形成CaCO3膜层。提高耐久性。三、石灰的硬化Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O放出大量水分,体积收缩碳化后生成的CaCO3晶体可相互交叉连生并与Ca(OH)2共生，构成紧密交织的结晶网，使石灰硬化体强度提高。另外，CaCO3的固相体积略大于Ca(OH)2的固相体积，致使硬化的石灰浆体结构更加致密，从而表现为对其表面强度有显著改善。由于空气中CO2浓度很低，且石灰碳化作用是由结构表面向内进行的，碳化后形成的致密CaCO3层会阻碍CO2向其内部进一步渗透，而且也阻止了砂浆层内水分向外蒸发，故碳化过程非常缓慢，长时间只限于结构表层请观察图中A、B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。石灰砂浆的裂纹

石灰砂浆A石灰砂浆B

石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，制使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。

石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大，水过多，易产生此类裂纹。分析四、石灰的技术性质可塑性好生石灰消化为石灰浆时，能形成颗粒极细(粒径约lm)呈胶体分散状态的氢氧化钙粒子，表面吸附一厚层的水膜，使颗粒间的摩擦力减小，因而其可塑性好。利用这一性质，将其掺入水泥砂浆中，配制成混合砂浆，可显著提高砂浆的保水性硬化后强度低生石灰消化时的理论需水量为生石灰重量的32．13％，但为了使石灰浆具有一定的可塑性便于应用，同时考虑到一部分水因消化时水化热大而被蒸发掉，故实际消化用水量很大，多余水分在硬化后蒸发，留下大量孔隙，使硬化石灰体密实度小，强度低。硬化缓慢

石灰浆的硬化只能在空气中进行，由于空气中CO2含量少，使碳化作用进行缓慢，加之已硬化的表层对内部的硬化起阻碍作用，所以石灰浆的硬化过程较长。硬化时体积收缩大

由于石灰浆中存在大量的游离水，硬化时大量水分蒸发，导致内部毛细管失水紧缩，引起显著的体积收缩变形，使硬化石灰体产生裂纹，故石灰浆不宜单独使用，通常工程施工时常掺入一定量的骨料(砂子)或纤维材料(麻刀、纸筋等)。耐水性差

由于石灰浆硬化慢、强度低，当其受潮后，其中尚未碳化的Ca(OH)2易产生溶解，硬化石灰体遇水会产生溃散，故石灰不宜用于潮湿环境。

应注意防潮和防碳化生石灰应贮存在干燥的环境中，要注意防雨防潮，并不宜久存。最好运到工地（或熟化工厂）后立即熟化成石灰浆，将储存期变为陈伏期。消石灰贮存时应包装密封，以隔绝空气，防止碳化；对石灰膏，应在其上层始终保留2cm以上的水层，以防止其碳化而失效。注意安全由于生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，所以，储存和运输生石灰时，还要注意安全。在石灰装卸过程中也要注意安全。

五、石灰的贮存六、石灰的应用（1）石灰乳涂料石灰乳可作粉刷涂料，其价格低廉、颜色洁白、施工方便，建