建筑材料教学课件作者李东侠4.ppt

项目4 气硬性胶凝材料,４．１ 石灰 ４．２ 建筑石膏 ４．３ 水玻璃 ４．４ 菱苦土,4. 1 石灰,4.1.1石灰的生产及分类 1.石灰的生产 制造石灰的主要原料有石灰石、白云石、白要、贝壳等，其主要成分是碳酸钙，其次为碳酸镁石灰的原料中要求砧土杂质含量应在8%以内，否则，制得的石灰具有一定的水硬性，这种石灰被称为水硬性石灰 将石灰石经高温锻烧分解，释放出二氧化碳气体，得到以氧化钙为主要成分的块状生石灰，反应式为:,下一页,返回,4. 1 石灰,在普通大气压情况下，碳酸钙的理沦分解温度为900 “C实际生产中，为加快石灰石的分解，提高产量，使原料充分锻烧，锻烧温度通常控制在1000C ~1 200 “C由于锻烧温度或保温时间的控制不同，会出现正火石灰、欠火石灰、过火石灰 2.石灰的介类 (1)根据加工方法不同，石灰可分为如下几种: 1)块状生石灰块状生石灰是由石灰原料经锻烧而得的产品，也称为建筑生石灰，主要化学成分为氧化钙 2)磨细生石灰粉磨细生石灰粉是块状生石灰经破碎、磨细而成的粉末状物质，也称为建筑生石灰粉，主要化学成分为氧化钙下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,3)消石灰粉。

消石灰粉是将块状生石灰用适量水熟化而得到的粉末，也称为熟石灰，主要化学成分为氢氧化钙 4)石灰浆石灰浆是将生石灰用较多的水经熟化、沉淀而得到的可塑性膏状体，主要化学成分为氢氧化钙和水 (2)根据石灰中氧化镁的含量不同，块状生石灰和磨细生石灰粉可分为钙质生石灰( MgO的含量500)和镁质生石灰(Mg O的含量500);消石灰粉可分为钙质消石灰粉( MgO的含量400),镁质消石灰粉((400镇MgO的含量2400)、白云石消石灰粉(2400镇MgO的含量3000)下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,(3)根据锻烧程度不同，石灰可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰 (4)根据熟化速度不同，石灰可分为快熟石灰(熟化时间在10 min以内)、中熟石灰(熟化时间在10 ~30 min之间)、慢熟石灰(熟化时间在30 min以上) 4. 1. 2石灰的熟化和陈伏 生石灰在使用前，一般要加水使之消解为熟石灰氢氧化钙，这个过程称为石灰的“熟化”或“消化”其反应方程式如下:,下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,石灰熟化的理沦用水量为生石灰质量的32%，由于生石灰熟化时放热，会使大量的水变为水蒸气而蒸发，为了使生石灰充分熟化，实际用水量可达70%一100000 熟化时根据加水量的多少，可得到消石灰粉和石灰浆。

消石灰粉是由块状生石灰用适量的水熟化而得，加水量通常为石灰质量6000~8000,这样既可以充分熟化，又不至过湿成团熟化最好在密闭容器中进行，它可以减少热能的损失，同时所产生的水蒸气又可以加速石灰的熟化过程工地上常采用分层喷淋法，将打碎了的生石灰块平铺于能吸水的平地上，每层厚约20 cm，用水喷淋一次，然后上面再铺一层生石灰，接着再喷淋一次，直至5 ~7层为止，最后用砂和土予以覆盖，以防蒸发，使石灰充分熟化，同时又可阻止产生碳化作用下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,生石灰也可熟化成石灰膏在化灰池中，生石灰加大量的水(为生石灰体积的3~4倍)消化成石灰水溶液，经筛网过滤后，流人储灰池中，形成石灰浆经沉淀除去多余的水分，即得石灰膏欠火石灰不能熟化，会降低石灰膏的产量;过火石灰由于熟化慢，会在硬化的浆体中继续吸水而熟化，因体积膨胀产生开裂或鼓泡，影响施工质量 4. 1. 3石灰的硬化 1.结晶作用 石灰浆在干燥过程中，石灰浆体中的游离水分逐渐蒸发，或被砌体吸收，使氢氧化钙溶液达到饱和而析出氢氧化钙晶粒这些晶粒最初被水膜隔开，但随着水分不断蒸发，水膜逐渐变薄，晶粒长大并彼此靠近，交错结合在一起，形成结晶结构网，产生强度。

下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,2.碳化作用 石灰浆表层的氢氧化钙与潮湿空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙晶粒而使石灰浆硬化反应式为: 碳酸钙晶粒与氢氧化钙晶粒相互交叉、共生，构成紧密交织的结晶网，使硬化后的浆体强度进一步得到提高下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,4. 1. 4石灰的特性 石灰的技术性质同其他胶凝材料相比，具有以下特点: (1)良好的保水性和可塑性熟化形成的氢氧化钙晶体极细，总比表面积很大，因而颗粒表面吸收一层较厚的水膜，即具有良好的保水性这层水膜使颗粒间的滑移较易进行，具有良好的可塑性，用于水泥砂浆制备中，可以改善砂浆的可塑性下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,(2)凝结硬化慢，强度低从石灰的凝结硬化机理中可以看出，石灰浆体的凝结硬化速度很慢，通常决定于通风和环境的湿度;晶体的析出和干燥产生的强度很低，如1，3的石灰砂浆28 d抗压强度仅为0. 2~0. 5 MPa. (3)耐水性差作为一种气硬性胶凝材料，石灰浆体的强度主要产生于氢氧化钙晶体的析出以及浆体的干燥这种作用是可逆的，遇水会重新溶解而失强度因此石灰的耐水性较差，不能用于潮湿环境或水环境中下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,(4)体积收缩大。

石灰浆体在硬化过程中有大量的富余水挥发，石灰浆体内部毛细孔失水收缩，引起体积收缩因此纯石灰浆一般不单独使用，需要加入砂子配成石灰砂浆，或者在石灰浆中加入纸筋、麻刀等纤维状的材料增加拉结强度，减少收缩引起的开裂 4. 1. 5石灰的技术性质和应用 1.石灰的技术性质 生石灰多为块状，其颜色随成分不同而异纯净的生石灰为白色，含杂质的呈灰色、浅黄色或红色 (1)石灰的密度生石灰的密度取决于化学成分、锻烧的温度与时间，生石灰的密度为3. 1 ~ 3. 4 g/ cm3表观密度通常为600~1 100 k g/ cm3,下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,(2)有效氧化钙和氧化镁含量石灰中产生茹结性的有效成分是活性氧化钙和氧化镁，它们的含量决定了石灰砧结能力的大小，是评价石灰品质的重要指标 (3)生石灰产浆量和未消化残渣含量产浆量是指单位质量的生石灰经消化后，所产生石灰浆的体积生石灰产浆量越高，石灰质量越好未消化残渣含量是生石灰消化后，未能消化而存留在5 mm圆孔筛上的残渣占试样的百分率 (4) 氧化碳含量二氧化碳含量越高，则未分解的碳酸盐含量越高，有效成分(CaO,MgO)含量相对降低下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,(5)消石灰粉游离水含量。

游离水含量是指化学结合水以外的含水量生石灰消化时多加的水残留于氢氧化钙中，残余水分蒸发后留下孔隙，加剧消石灰粉碳化现象的产生，影响其质量 (6)细度细度与石灰的质量有密切关系，现行标准以0. 90 mm和0.12,5 mm筛余百分率控制试验方法是称取试样50 g，倒入0. 90 mm,0.12,5 mm套筛内进行筛余，分别称量筛余物，计算其筛余百分率 2.石灰的技术标准,下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,常用的石灰产品有建筑生石灰、建筑生石灰粉、石灰膏、石灰乳、消石灰粉 按照生石灰中氧化镁( M gO)的含量，将生石灰、生石灰粉和消石灰粉分为钙质石灰,镁质石灰，质量等级分为优等品、一等品、合格品，各等级的技术指标见表4-1至表4-3，表4-2 .,下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,3.石灰的应用及储存 (1)石灰的应用 1)拌制灰土或三合土灰土由消石灰粉和砧土按一定比例拌合均匀，夯实而成常拜的有“二八灰土”和“三七灰土”(消石灰粉和砧土体积比为2，8或3，7)三合土即由熟石t粉、砧土、砂按一定比例混合均匀并夯实而成 2)配制混合砂浆和石灰乳用石灰膏、水泥、砂按一定比例配合制成的混合砂浆，广泛用于墙体砌筑和抹灰工程;用石灰膏与砂、纸筋、麻刀等配置的石灰砂浆广泛用于内墙、顶棚的表面抹灰。

将石灰膏稀释制成石灰乳，可用于简易建筑物的室内表面粉刷，也可以用作制成砂浆改性剂下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,3)生产硅酸盐制品随着建筑节能的需要，能耗低的产品越来越得到推广利用磨细生石灰与砂或粒化高炉矿渣、炉渣、粉煤灰等硅制材料混合成形，再经常压养护或蒸压养护，就可制得密实或多孔的硅酸盐制品常用的硅酸盐制品有灰砂砖、粉煤灰砖、加气混凝土砌块等 4)生产碳化石灰板将磨细的生石灰粉、纤维状材料(玻璃纤维、植物纤维等)或轻质的集料按比例混合，经过搅拌、成形，再通入二氧化碳气体进行人工碳化，制成的轻质板材称为碳化石灰板成形过程中，可以采用抽芯工艺，制成空芯板材，减轻自重该板材表观密度小、热导率小，主要用于非承重的隔墙板或顶棚材料下一页,返回,上一页,4. 1 石灰,(5)利用生石灰生产无熟料水泥用矿渣、粉煤灰、火山灰质材料与石灰石共同磨细，可制得无熟料水泥该生产工艺减少了熟料的用量，降低了水泥的生产能耗，拓宽了水泥的用途 (2)石灰的储存生石灰的吸水、吸湿性极强，极易吸收空气中的水分和二氧化碳，还原为碳酸钙，使其胶凝性能降低，因此石灰在存放时应注意防水防潮，并且不宜久存，储存时间一般不超过1个月，做到随到随用。

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，不应与易燃易爆物品及液体共存、同运，以免发生火灾，引起爆炸返回,上一页,4. 2 建筑石膏,4.2.1 石膏的生产与种类 (1)建筑石膏将天然二水石膏(生石膏)在炒锅或沸腾炉内锻烧(温度为107 “C一170 “C )，经过脱水得到细小晶体的月型半水石膏(熟石膏)，将此石膏磨细得到粉状的物质就是津筑石膏其反应方程式如下:,下一页,返回,上一页,4. 2 建筑石膏,(2)模型石膏模型石膏也是月型半水石膏，比建筑石膏磨得更细，杂质少，色白，主要用于陶瓷制坯工艺，少量用于装饰浮雕 (3)硬石膏升温锻烧二水石膏，还可以得到几类不同的硬石膏(无水石膏)当温度升至180 “C ~210 “C时，半水石膏继续脱水，得到脱水半水石膏，其结构变化不大，仍具有凝结硬化性质当锻烧温度升至320 “C ~390 “C时，得到可溶性硬石膏其水化凝结速度较半水石膏快，但它的需水量大、硬化慢、强度低当锻烧温度达400 “C ~750 “C时，石膏完全失去结合水，成为不溶性石膏，其结晶体变得紧密而稳定，密度达2. 29 g/cm'j，难溶于水，凝结很慢，,下一页,返回,上一页,4. 2 建筑石膏,甚至完全不凝结，但若加入石灰激发剂后，又使其具有水化凝结和硬化能力。

这些材料按比例磨细后，可制得无水石膏(强度为4. 9~29. 4 MPa) .当锻烧温度超过800 “C时，b分CaSO，分解出CaO，磨细后的石膏称为高温锻烧石膏，硬化后有较高的强度和耐磨性，抗水性较好，所以也称其为地板石膏 4)高强石膏将二水石膏置于蒸压锅中，经过0. 13 MPa的水蒸气(125 “C)蒸压脱水，得到的晶粒比月型半水石膏粗大，称为型半水石膏，将此石膏磨细得到的白色粉末物质称为高强石膏高强石膏由于晶粒粗大，表面积小，拌制相同的稠度时需水量比建筑石膏少，因此该石膏的结构密实，强度高，7d可达15 ~40 MPa，主要用于室内的高级抹灰以及制作装饰制品和石膏板等其反应方程式如下:,下一页,返回,上一页,4. 2 建筑石膏,4. 2. 2建筑石膏的凝结与硬化 (1)建筑石膏的水化建筑石膏加水拌合后，与水发生化学反应，称为水化反应其反应方程式如下:,下一页,返回,上一页,4. 2 建筑石膏,(2)建筑石膏的凝结硬化随着浆体中的水分不断地消耗、蒸发，以及被水化产物所吸附，自由水不断减少，浆体逐渐变稠而失去可塑性，这一过程称为凝结在失去可塑性的同时，二水石膏胶体颗粒逐渐变为晶体，颗粒逐渐增大，而且颗粒之间相互搭接、交错共生，晶粒之间的摩擦力和茹结力逐渐增大，强度不断增长，直至最大值，此过程称为硬化。

下一页,返回,上一页,4. 2 建筑石膏,4. 2. 3建筑石膏的技术性能 根据国家标准《建筑石膏))(GB/T 9776 2008)的规定，建筑石膏按原材料分为三。