第四章-气硬性胶凝材料ppt课件.ppt

第四章第四章 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料 在土木工程材料中，经过一系在土木工程材料中，经过一系列物理作用、化学作用，能将散列物理作用、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结成整体的材粒状或块状材料粘结成整体的材料，统称为料，统称为胶凝材料胶凝材料1胶凝材料分类胶凝材料分类n气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料只能在空气中硬化只能在空气中硬化，且只能在空气中，且只能在空气中保持和发展其强度，适用于地上或干燥环境保持和发展其强度，适用于地上或干燥环境n 水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能更好地在既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化水中硬化、、并保持和继续发展其强度并保持和继续发展其强度适用于地上、适用于地上、地下或水中环境地下或水中环境胶凝胶凝胶凝胶凝材料材料材料材料无机胶凝材料无机胶凝材料无机胶凝材料无机胶凝材料 气硬性气硬性气硬性气硬性：：：：石膏、石灰、水玻璃等石膏、石灰、水玻璃等石膏、石灰、水玻璃等石膏、石灰、水玻璃等水硬性：各种水硬性：各种水硬性：各种水硬性：各种水泥水泥水泥水泥 有机胶凝材料有机胶凝材料有机胶凝材料有机胶凝材料：：沥青、树脂等沥青、树脂等沥青、树脂等沥青、树脂等 2本章主要内容本章主要内容第一节第一节 石石 膏膏 第二节第二节 石石 灰灰 第三节第三节 水玻璃水玻璃3生产品种水化硬化 技术性质 工程应用内容安排内容安排4第一节第一节 石膏石膏一、石膏胶凝材料的原料、生产及品种一、石膏胶凝材料的原料、生产及品种二、半水石膏的水化与凝结硬化二、半水石膏的水化与凝结硬化三、建筑石膏的主要特性、技术要求和应用三、建筑石膏的主要特性、技术要求和应用5n石膏胶凝材料是一种以石膏胶凝材料是一种以硫酸钙硫酸钙为主要成分的气硬为主要成分的气硬性胶凝材料，它的应用历史很悠久。

性胶凝材料，它的应用历史很悠久n石膏制品具有石膏制品具有质轻、强度较高、防火性较好质轻、强度较高、防火性较好等许等许多优良的性质，且原材料来源广泛，生产能耗较多优良的性质，且原材料来源广泛，生产能耗较低，因此在建筑工程中有着广泛的应用低，因此在建筑工程中有着广泛的应用n天然石膏天然石膏 有有二水石膏二水石膏和和无水石膏无水石膏两种，无胶凝性，两种，无胶凝性，二水石膏二水石膏是生产石膏胶凝材料的是生产石膏胶凝材料的主要原料主要原料第一节第一节 石膏石膏61 1、原料、原料：：天然天然二水石膏二水石膏、天然、天然无水石膏无水石膏和和工业副产工业副产石膏石膏n天天然然二二水水石石膏膏又又称称生生石石膏膏、、软软石石膏膏，，主主要要成成分分为为含含有有两两个个结结晶晶水水的的硫硫酸酸钙钙(CaSO(CaSO4 4·2H·2H2 2O) O) ，，是是生生产产石石膏膏胶胶凝凝材料的主要原料材料的主要原料n天天然然无无水水石石膏膏又又称称硬硬石石膏膏，，主主要要成成分分是是CaSOCaSO4 4，，可可用用于于生产无水石膏水泥和高温煅烧石膏等生产无水石膏水泥和高温煅烧石膏等n工工业业副副产产石石膏膏是是含含有有二二水水石石膏膏的的化化工工副副产产品品及及废废渣渣，，如氟石膏、磷石膏和排烟脱硫石膏等。

如氟石膏、磷石膏和排烟脱硫石膏等 一、石膏胶凝材料的原料、一、石膏胶凝材料的原料、生产及品种生产及品种7 根据加热方式与加热温度的不同，可生产出不同品种的石根据加热方式与加热温度的不同，可生产出不同品种的石膏胶凝材料膏胶凝材料①①二水石膏在二水石膏在107107～～170℃170℃下加热，使其脱水生成下加热，使其脱水生成β型半水石膏，型半水石膏，磨细后成为以磨细后成为以β型半水石膏为主要成分的型半水石膏为主要成分的建筑石膏建筑石膏②②二水石膏在二水石膏在加压蒸汽（加压蒸汽（0.13MPa,124℃0.13MPa,124℃））中加热处理或置于某中加热处理或置于某些盐溶液中沸煮，使其脱水形成些盐溶液中沸煮，使其脱水形成α型半水石膏，干燥磨细后成型半水石膏，干燥磨细后成为以为以α型半水石膏为主要成分的型半水石膏为主要成分的高强石膏高强石膏2 2、生产工艺及品种、生产工艺及品种工艺工艺: :原料破碎原料破碎 加热加热 磨细磨细107107～～170℃170℃ 加热加热0.13MPa,124℃0.13MPa,124℃ 蒸炼蒸炼8③③天然或人工制造的硬石膏（在天然或人工制造的硬石膏（在600～～700℃℃下煅烧的二水石膏）与激发下煅烧的二水石膏）与激发剂共同磨细可制得剂共同磨细可制得无水石膏水泥无水石膏水泥。

④④ 常用的激发剂有：常用的激发剂有：5%硫酸钠或硫酸氢钠与硫酸钠或硫酸氢钠与1%的铁矾（或铜矾）的铁矾（或铜矾）的混合物；的混合物；1%～～5%的石灰；的石灰；10%～～15%的碱性粒化高炉矿渣等的碱性粒化高炉矿渣等④④将天然二水石膏或天然硬石膏在将天然二水石膏或天然硬石膏在800～～1000℃℃下煅烧，使部分分解，下煅烧，使部分分解，磨细后可制成磨细后可制成高温煅烧石膏高温煅烧石膏由于其硬化后具有较高的强度，并且耐由于其硬化后具有较高的强度，并且耐磨性高，抗水性好，适宜作地板，故又称磨性高，抗水性好，适宜作地板，故又称地板石膏地板石膏 在石膏胶凝材料中，建筑石膏和高强石膏在建在石膏胶凝材料中，建筑石膏和高强石膏在建筑工程中应用较多，筑工程中应用较多，最常用的是建筑石膏最常用的是建筑石膏 2 2、生产工艺及品种、生产工艺及品种92 2、生产工艺及品种、生产工艺及品种10二、半水石膏的水化与凝结硬化二、半水石膏的水化与凝结硬化 建筑石膏建筑石膏(β(β型半水石膏型半水石膏) )和高强石膏和高强石膏(α(α型半水石型半水石膏膏) ) 与水拌合后，与水拌合后，半水石膏半水石膏将重新将重新水化生成二水石膏水化生成二水石膏，，放出热量并凝结硬化放出热量并凝结硬化成具有一定强度的硬化体成具有一定强度的硬化体。

（（1 1）水化反应：）水化反应： （（2 2）凝结和硬化：）凝结和硬化：半水石膏半水石膏+ +水水→→（拌和）（拌和）→→可塑性浆体可塑性浆体→→（凝结）（凝结）→→无可塑性浆体无可塑性浆体→→（硬化）（硬化）→→具有一定强度的硬化体具有一定强度的硬化体11 半半水水石石膏膏溶溶于于水水，，很很快快形形成成饱饱和和溶溶液液，，溶溶于于水水中中的的半半水水石石膏膏与与水水反反应应生生成成二二水水石石膏膏，，并并析析出出胶胶粒粒，，水水份份减减少少，，浆浆体体变变稠稠，，失失去去流流动动性性，，可可塑塑性性下下降降，，达到达到初凝状态初凝状态；； 随随着着水水化化的的继继续续进进行行和和水水份份的的蒸蒸发发，，浆浆体体更更稠稠，，胶胶粒粒间间磨磨擦擦力力和和粘粘结结力力逐渐增大，达到逐渐增大，达到终凝状态终凝状态；； 胶胶体体转转变变为为晶晶体体，，柱柱状状晶晶体体不不断断长长大大，，连连生生，，交交错错，，强强度度提提高高，，形形成成结结晶晶结结构构网网在在这这个个过过程程中中，，浆浆体体逐逐渐渐变变硬硬，，强强度度不不断断增增长长，，形形成成具具有有一一定定强强度的硬化体，直到完全干燥，强度才停止增长。

这一过程称为度的硬化体，直到完全干燥，强度才停止增长这一过程称为硬化12 半水石膏水化反应的理论需水量仅为其质量的半水石膏水化反应的理论需水量仅为其质量的18.6%18.6%，在使用中，为了使浆体具有足够的流动性，，在使用中，为了使浆体具有足够的流动性，通常的加水量远大于理论需水量，因此，硬化石膏浆通常的加水量远大于理论需水量，因此，硬化石膏浆体中体中含有大量孔隙含有大量孔隙 建筑石膏建筑石膏中的中的ββ型型半水石膏半水石膏多为片状、有裂隙多为片状、有裂隙的晶体，晶粒细小，比表面积大的晶体，晶粒细小，比表面积大，拌制石膏浆体时，，拌制石膏浆体时，需水量达需水量达60%60%～～80%80%，，因此硬化后的孔隙率大，强度较因此硬化后的孔隙率大，强度较低 高强石膏高强石膏中的中的αα型型半水石膏半水石膏的结晶良好、晶粒的结晶良好、晶粒粗大，比表面积小，粗大，比表面积小，调制成可塑性浆体时，需水量约调制成可塑性浆体时，需水量约为为35%35%～～45%45%，硬化后的孔隙率较小，因而具有较高的，硬化后的孔隙率较小，因而具有较高的强度 二、半水石膏的水化与凝结硬化二、半水石膏的水化与凝结硬化13三、建筑石膏的主要特性、技术三、建筑石膏的主要特性、技术要求和应用要求和应用1. 1. 建筑石膏的主要特性建筑石膏的主要特性（（1 1）凝结硬化快）凝结硬化快 n建筑石膏加水拌和后，浆体的建筑石膏加水拌和后，浆体的初凝和终凝时间都很短初凝和终凝时间都很短，，一般初凝时间为几分钟至十几分钟，终凝时间在半小一般初凝时间为几分钟至十几分钟，终凝时间在半小时以内，时以内，大约一个星期左右就能完全硬化大约一个星期左右就能完全硬化。

n初凝时间较短，不便于使用，为延长凝结时间，可加初凝时间较短，不便于使用，为延长凝结时间，可加入入缓凝剂缓凝剂常用的缓凝剂有硼砂、酒石酸钠、柠檬酸、常用的缓凝剂有硼砂、酒石酸钠、柠檬酸、动物胶等动物胶等141. 1. 建筑石膏的主要特性建筑石膏的主要特性（（2 2）尺寸稳定，装饰性好）尺寸稳定，装饰性好 n石膏在凝结硬化时，石膏在凝结硬化时，体积体积略有膨胀略有膨胀（膨胀率为（膨胀率为0.05%0.05%～～0.15%0.15%），），使石膏硬化体表面光滑饱满石膏硬化后使石膏硬化体表面光滑饱满石膏硬化后的湿胀干缩也较小的湿胀干缩也较小，尺，尺寸稳定，干燥时不开裂同时石膏制品的寸稳定，干燥时不开裂同时石膏制品的质地洁白细腻质地洁白细腻n（（3 3）硬化体的孔隙率高，强度较低，绝热性、吸声性）硬化体的孔隙率高，强度较低，绝热性、吸声性和吸湿性强和吸湿性强n 石膏浆体硬化后，内部将留下石膏浆体硬化后，内部将留下大量孔隙，孔隙率可达大量孔隙，孔隙率可达50%50%～～60%60%，，因而表现密度较小，因而表现密度较小，强度较低，但强度较低，但导热系数小，吸声性强，吸导热系数小，吸声性强，吸湿性大，湿性大， 因内部存在大量微孔，削弱了热量和声音的传导和反因内部存在大量微孔，削弱了热量和声音的传导和反射。

并具有射并具有可调节室内温度和湿度可调节室内温度和湿度的特点15（（4 4）防火性好）防火性好 石膏制品在遇火灾时，二水石膏将石膏制品在遇火灾时，二水石膏将脱出结晶水，吸热蒸发脱出结晶水，吸热蒸发，并，并在制品表面形成在制品表面形成蒸汽幕和脱水物隔热层蒸汽幕和脱水物隔热层，有效地减少火焰对内部，有效地减少火焰对内部结构的危害，具有较好的防火性能结构的危害，具有较好的防火性能5 5）耐水性和抗冻性差）耐水性和抗冻性差 n建筑石膏硬化体吸湿性强，建筑石膏硬化体吸湿性强，吸收的水分会削弱晶体粒子间的粘结吸收的水分会削弱晶体粒子间的粘结力力，使强度显著降低，其，使强度显著降低，其软化系数仅为软化系数仅为0.30.3～～0.450.45；若长期浸水，；若长期浸水，还会因二水石膏晶体溶解而引起破坏还会因二水石膏晶体溶解而引起破坏n吸水饱和的石膏制品受冻后，会因孔隙中的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水结冰而开裂崩溃1. 1. 建筑石膏的主要特性建筑石膏的主要特性16n质量指标质量指标：： 1 1））细度细度：评定粗细程度的指标，用：评定粗细程度的指标，用0.2mm0.2mm方孔筛的筛余百分率表示。

方孔筛的筛余百分率表示 2 2））凝结时间凝结时间：： 初初凝凝时时间间--------从从加加水水拌拌和和至至开开始始失失去去可可塑塑性性所所经经历历的的时时间间；；终终凝凝时时间间--------从从加加水水拌拌和和至至完完全全失失去去可可塑塑性性所所经历的时间经历的时间3 3））强度强度：有抗压强度和抗折强度两项有抗压强度和抗折强度两项n标准标准：国标：国标《建筑石膏》《建筑石膏》GB9776—2019GB9776—2019n产品产品：按抗折强度分为：按抗折强度分为3.0, 2.0, 1.63.0, 2.0, 1.6三个等级三个等级2. 2. 建筑石膏的技术要求建筑石膏的技术要求17建筑石膏的技术要求 《建筑石膏》《建筑石膏》GB9776—2019技术指标技术指标3.03.02.02.01.61.6抗抗折强度折强度(MPa)(MPa)，不小于，不小于3.03.02.02.01.61.6抗抗压强度压强度(MPa)(MPa)，不小于，不小于6.06.04.04.03.03.0细度细度（（0.2mm0.2mm方孔筛筛余，方孔筛筛余，% %））不大于不大于10.010.010.010.010.010.0凝结时间凝结时间初凝时间不小于初凝时间不小于3 3min;min;终凝时间不大于终凝时间不大于3030minmin18 建筑石膏可用于建筑石膏可用于室内粉刷、生产建筑室内粉刷、生产建筑石膏制品石膏制品等等。

1 1）室内粉刷）室内粉刷 由建筑石膏或由由建筑石膏或由建筑石膏与无水石膏混合后建筑石膏与无水石膏混合后再掺入外加剂、细集料再掺入外加剂、细集料等可制成等可制成粉刷石膏粉刷石膏n按用途分为按用途分为面层面层粉刷石膏粉刷石膏（（M M）、底层）、底层粉刷石粉刷石膏膏（（D D））和和保温层保温层粉刷石膏粉刷石膏（（W W））三类3. 3. 建筑石膏的应用建筑石膏的应用19n 2.5 mm2.5 mm筛和筛和0.2 mm0.2 mm筛的筛余应分别不大于筛的筛余应分别不大于0 0％和％和4040％初凝时间应不小于初凝时间应不小于1 h1 h，，终凝时间应不大于终凝时间应不大于8 h8 hn 保温层粉刷石膏的体积密度应不大于保温层粉刷石膏的体积密度应不大于600 kg/m600 kg/m3 3n JC/T 517-93JC/T 517-93《《粉刷石膏粉刷石膏》》按强度分为按强度分为优等品优等品( (ＡＡ) )、一、一等品等品( (ＢＢ) )、合格品、合格品( (ＣＣ) )，，各等级的强度应满足下表的要求各等级的强度应满足下表的要求20 粉刷石膏既具有建筑石膏快粉刷石膏既具有建筑石膏快硬早强、硬早强、粘接力高粘接力高、尺寸稳定、、尺寸稳定、吸湿、防火、轻质等优点，又吸湿、防火、轻质等优点，又不会产生开裂、空鼓和起皮现不会产生开裂、空鼓和起皮现象象、表面光洁、防火、保温，、表面光洁、防火、保温，并且施工方便，可实现机械化并且施工方便，可实现机械化施工，是一种施工，是一种新型室内新型室内高档抹高档抹面材料面材料，可用于办公室、住宅，可用于办公室、住宅等的墙面、顶棚等。

等的墙面、顶棚等粉刷石膏粉刷石膏21（（2 2）建筑石膏制品：）建筑石膏制品： 主要用于生产各种主要用于生产各种石膏板和石膏砌块石膏板和石膏砌块等制品 n石膏板石膏板 具有轻质、高强、隔热保温、吸音和不燃等性能，具有轻质、高强、隔热保温、吸音和不燃等性能，且安装和使用方便，是一种较好的新型建筑材料，且安装和使用方便，是一种较好的新型建筑材料，广泛用作广泛用作各种建筑物的内隔墙、顶棚及各种装饰饰面各种建筑物的内隔墙、顶棚及各种装饰饰面 我国目前生产的石膏板主要有我国目前生产的石膏板主要有纸面石膏板、石膏纸面石膏板、石膏空心条板、石膏装饰板、纤维石膏板及石膏吸音板空心条板、石膏装饰板、纤维石膏板及石膏吸音板等3 3、建筑石膏的应用、建筑石膏的应用22石膏空心石膏空心条板条板 纸面石膏板纸面石膏板 以建筑以建筑以建筑以建筑石膏为主要原料石膏为主要原料石膏为主要原料石膏为主要原料，掺入，掺入，掺入，掺入纤维、外加剂纤维、外加剂纤维、外加剂纤维、外加剂( (发泡剂、缓凝剂等发泡剂、缓凝剂等发泡剂、缓凝剂等发泡剂、缓凝剂等) )和适量的和适量的和适量的和适量的轻质填料轻质填料轻质填料轻质填料等，加水拌成等，加水拌成等，加水拌成等，加水拌成料浆，浇注在行进中的纸面上，料浆，浇注在行进中的纸面上，料浆，浇注在行进中的纸面上，料浆，浇注在行进中的纸面上，成型后再覆以上层面纸成型后再覆以上层面纸成型后再覆以上层面纸成型后再覆以上层面纸23（（2）建筑石膏制品）建筑石膏制品n 石膏砌块石膏砌块n是一种自重轻、保温隔热、隔是一种自重轻、保温隔热、隔声和防火性能好的新型墙体材料，声和防火性能好的新型墙体材料，有实心、空心和夹心三种类型。

有实心、空心和夹心三种类型n在建筑石膏中掺入耐水外加剂（如有机硅憎水剂等）在建筑石膏中掺入耐水外加剂（如有机硅憎水剂等），可生产，可生产耐水建筑石膏制品耐水建筑石膏制品；；n掺入无机耐火纤维（如玻璃纤维）可生产掺入无机耐火纤维（如玻璃纤维）可生产耐火建筑耐火建筑石膏制品石膏制品24艺术装饰艺术装饰石膏制品石膏制品 25石膏粉吸潮后结块石膏粉吸潮后结块 建筑石膏在运输和贮存中，需要建筑石膏在运输和贮存中，需要防雨防潮防雨防潮，贮存，贮存期为期为3 3个月个月，过期或受潮的石膏，强度显著降低，需，过期或受潮的石膏，强度显著降低，需经检验合格后才能使用经检验合格后才能使用26 第二节第二节 石灰石灰2728什么是石灰什么是石灰? ?n石灰是石灰是以以CaOCaO或或Ca(OH)Ca(OH)2 2为主要成份的气硬性为主要成份的气硬性胶凝材料胶凝材料29一、石灰的生产及品种一、石灰的生产及品种二、石灰的熟化与硬化二、石灰的熟化与硬化三、石灰的主要特性、技术要求及应用三、石灰的主要特性、技术要求及应用30一、石灰的生产及品种一、石灰的生产及品种n n1、、原料：原料：主要是天然的石灰石（主要是天然的石灰石（ 主要成主要成分为分为CaCO3），其次是白云石等。

其次是白云石等312 2、、生产工艺生产工艺n 采石采石 破碎破碎 煅烧煅烧 块状生石灰块状生石灰n n n n煅烧时煅烧时CaCO3的分解反应：的分解反应：n n 900℃n n CaCO3 CaO + CO2↑32(1)采石采石33(2)破破碎碎34(3)煅煅烧烧35(4)块块状状生生石石灰灰362 2、、生产工艺生产工艺n n由于石灰石由于石灰石原料的尺寸大或煅烧时窑中温度原料的尺寸大或煅烧时窑中温度分布不均匀分布不均匀等原因，石灰中常含有欠火石灰等原因，石灰中常含有欠火石灰和过火石灰和过火石灰n n欠火石灰中欠火石灰中的碳酸钙未完全分解，使用时的碳酸钙未完全分解，使用时缺缺乏粘结力乏粘结力n n过火石灰过火石灰结构密实，表面常包覆一层熔融物，结构密实，表面常包覆一层熔融物，熟化很慢熟化很慢373 3、石灰的品种、石灰的品种n n(1)(1)生石灰：生石灰：生石灰：生石灰：采用石灰石等原料经高温煅烧后制得的采用石灰石等原料经高温煅烧后制得的采用石灰石等原料经高温煅烧后制得的采用石灰石等原料经高温煅烧后制得的块状的石灰；块状生石灰为块状的石灰；块状生石灰为块状的石灰；块状生石灰为块状的石灰；块状生石灰为白色或浅灰色白色或浅灰色白色或浅灰色白色或浅灰色的块状物，的块状物，的块状物，的块状物，煅烧良好的生石灰，质轻色匀，密度约为煅烧良好的生石灰，质轻色匀，密度约为煅烧良好的生石灰，质轻色匀，密度约为煅烧良好的生石灰，质轻色匀，密度约为3200kg3200kg／／／／mm3 3，表观密度介于，表观密度介于，表观密度介于，表观密度介于800800～～～～1000kg/m1000kg/m3 3之间。

之间383 3、石灰的品种、石灰的品种n n(2)生石灰粉：生石灰粉：由块状生石灰由块状生石灰磨细磨细制成n n(3)消石灰粉：消石灰粉：将生石灰用适量水将生石灰用适量水(60～～80％％) 经熟化和干燥而成的粉末，主要成分为经熟化和干燥而成的粉末，主要成分为Ca(OH)2 , ,也也称为熟石灰粉称为熟石灰粉n n(4)石灰膏：石灰膏：将块状生石灰用过量水将块状生石灰用过量水(约为生约为生石灰体积的石灰体积的3～～4倍倍)熟化，或将消石灰粉和水熟化，或将消石灰粉和水拌合，所得的一定稠度的膏状物，主要成份拌合，所得的一定稠度的膏状物，主要成份为为Ca(OH)2和水39二、石灰的熟化与硬化二、石灰的熟化与硬化1 1、、石灰的熟化石灰的熟化 生石灰与水反应，使氧化钙变成氢氧化钙的过程，生石灰与水反应，使氧化钙变成氢氧化钙的过程，称为石灰的称为石灰的熟化或消化熟化或消化石灰熟化的石灰熟化的反应式反应式为：为：n石灰熟化时的特点石灰熟化时的特点: :n放出大量的热，体积增大放出大量的热，体积增大1 1～～2.52.5倍倍煅烧良好、氧煅烧良好、氧化钙含量高的石灰熟化较快，放热量和体积增大也化钙含量高的石灰熟化较快，放热量和体积增大也较多。

较多401 1、、石灰的熟化石灰的熟化n根据熟化时根据熟化时加水量的不同加水量的不同，石灰可熟化成，石灰可熟化成消石灰粉或石灰膏消石灰粉或石灰膏石灰熟化的理论需水量石灰熟化的理论需水量为石灰质量的为石灰质量的32%32%n在生石灰中，均匀加入在生石灰中，均匀加入60%60%～～80%80%的水，可得的水，可得到颗粒细小、分散均匀的消石灰粉到颗粒细小、分散均匀的消石灰粉n若用过量的水熟化若用过量的水熟化(约为生石灰体积的约为生石灰体积的3～～4倍倍) ，先得到，先得到石灰浆，沉淀后石灰浆，沉淀后将得到具有一将得到具有一定稠度的定稠度的石灰膏石灰膏41424344二、石灰的熟化与硬化二、石灰的熟化与硬化n石灰中一般都含有石灰中一般都含有过火过火石灰石灰，过火石灰熟化慢，，过火石灰熟化慢，若在石灰浆体硬化后再若在石灰浆体硬化后再发生熟化，会因熟化产发生熟化，会因熟化产生的膨胀而引起局部隆生的膨胀而引起局部隆起和开裂起和开裂石灰膨胀裂纹石灰膨胀裂纹45n为了消除过火石灰的这种危害，石灰在熟化后，为了消除过火石灰的这种危害，石灰在熟化后，还应还应““陈伏陈伏”2”2周以上周以上 n““陈伏陈伏””期间，石灰浆表面应保持一层水，隔期间，石灰浆表面应保持一层水，隔绝空气，防止绝空气，防止Ca(OH)Ca(OH)2 2与与COCO2 2发生反应。

发生反应二、石灰的熟化与硬化二、石灰的熟化与硬化462 2、、石灰的石灰的硬化硬化n石灰浆体的硬化包括石灰浆体的硬化包括干燥与结晶硬化干燥与结晶硬化和和碳化硬化碳化硬化两两个同时进行的过程个同时进行的过程n(1)干燥与结晶干燥与结晶硬化硬化:n干燥硬化干燥硬化：石灰浆体因水分蒸发或被吸收而：石灰浆体因水分蒸发或被吸收而干燥，干燥，使石灰颗粒更加紧密而使石灰颗粒更加紧密而获得强度获得强度这种强度类似于这种强度类似于粘土失水而获得的强度，粘土失水而获得的强度，其值不大，遇水会丧失其值不大，遇水会丧失n结晶硬化结晶硬化：：由于干燥失水，引起石灰浆体中氢氧由于干燥失水，引起石灰浆体中氢氧化钙溶液过饱和，化钙溶液过饱和，结晶出氢氧化钙晶体，产生强度结晶出氢氧化钙晶体，产生强度；；但析出的晶体数量少，但析出的晶体数量少，强度增长也不大强度增长也不大47(2) (2) 碳化硬化碳化硬化：：在大气环境中，氢氧化钙在潮湿状态在大气环境中，氢氧化钙在潮湿状态下会下会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，并释放并释放出水分，即发生碳化出水分，即发生碳化n碳化所生成的碳化所生成的碳酸钙晶体相五交叉连生或与氢氧化碳酸钙晶体相五交叉连生或与氢氧化钙共生，形成紧密交织的结晶网钙共生，形成紧密交织的结晶网，使硬化石灰浆体，使硬化石灰浆体的的强度进一步提高。

强度进一步提高二、石灰的熟化与硬化二、石灰的熟化与硬化48n但是，由于空气中的二氧化碳含量很低，表面形成但是，由于空气中的二氧化碳含量很低，表面形成的碳酸钙层结构较致密，会阻碍二氧化碳的进一步的碳酸钙层结构较致密，会阻碍二氧化碳的进一步渗入，因此，碳化过程是十分渗入，因此，碳化过程是十分缓慢的缓慢的49三、石灰的主要特性、技术要三、石灰的主要特性、技术要求及应用求及应用1 1．石灰的主要特性．石灰的主要特性n(1)(1)石灰膏具有较强的石灰膏具有较强的保水性保水性和良好的和良好的可塑性可塑性 石灰膏中，氢氧化钙粒子形成胶体结构，胶体石灰膏中，氢氧化钙粒子形成胶体结构，胶体粒子极小（粒径约为粒子极小（粒径约为1 1微米），比表面积很大（达微米），比表面积很大（达1010～～30m30m2 2/g/g），因而具有），因而具有较强的保水性较强的保水性; ; 粒子表面吸附一层较厚的水膜，使其具有粒子表面吸附一层较厚的水膜，使其具有良好的可良好的可塑性塑性将它掺入水泥砂浆中，配成混合砂浆，可显将它掺入水泥砂浆中，配成混合砂浆，可显著提高砂浆的和易性著提高砂浆的和易性。

501 1．石灰的主要特性．石灰的主要特性n(2)(2)石灰膏硬化后耐水性差，不宜在长期潮湿和受水石灰膏硬化后耐水性差，不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用浸泡的环境中使用n在处于在处于潮湿环境潮湿环境时，石灰中的水分不蒸发，二氧化时，石灰中的水分不蒸发，二氧化碳也无法渗入，碳也无法渗入，硬化将停止；氢氧化钙易溶于水硬化将停止；氢氧化钙易溶于水，，在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用时在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用时, ,已硬化的石已硬化的石灰强度降低灰强度降低, ,甚至溃散甚至溃散 511 1．石灰的主要特性．石灰的主要特性n(3)(3)石灰膏硬化过程中体积石灰膏硬化过程中体积收缩大，不宜单独使用收缩大，不宜单独使用 石灰膏在硬化过程中，蒸发石灰膏在硬化过程中，蒸发掉大量的水分，引起体积显著掉大量的水分，引起体积显著收缩，易出现干缩裂缝所以，收缩，易出现干缩裂缝所以，一般要掺入砂、纸筋、麻刀等一般要掺入砂、纸筋、麻刀等材料，以减少收缩，增加抗拉材料，以减少收缩，增加抗拉强度，并能节约石灰强度，并能节约石灰。

石灰砂浆网状干缩性裂纹石灰砂浆网状干缩性裂纹521 1．石灰的主要特性．石灰的主要特性n(4)(4)石灰具有较强的石灰具有较强的碱性碱性，，在常温下，能在常温下，能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应，与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成具有生成具有水硬性的水硬性的产物产物53 石灰中产生胶凝性能的成分是石灰中产生胶凝性能的成分是有效氧化钙和氧化镁，有效氧化钙和氧化镁，它们的含量是评价石灰质量的它们的含量是评价石灰质量的主要指标主要指标 按按氧化镁氧化镁含量的多少，建筑生石灰可分为钙质和镁含量的多少，建筑生石灰可分为钙质和镁质两类当生石灰中质两类当生石灰中MgOMgO含量含量小于或等于小于或等于5 5％时％时，，称钙质称钙质生生石灰；当石灰；当MgOMgO含量含量大于大于5 5％时％时，称为，称为镁质镁质生石灰生石灰n此外，生石灰还有未此外，生石灰还有未消化残渣含量消化残渣含量的要求；生石灰粉有的要求；生石灰粉有细细度度的要求；消石灰粉则还有的要求；消石灰粉则还有体积安定性、细度和游离水含体积安定性、细度和游离水含量的要求量的要求。

2 2．石灰的技术要求．石灰的技术要求54(1)建筑生石灰的建筑生石灰的技术要求技术要求石灰品石灰品种及引种及引用标准用标准检测项目检测项目钙质生石灰钙质生石灰镁质生石灰镁质生石灰优等优等品品一等一等品品合格合格品品优等优等品品一等一等品品合格合格品品生石灰生石灰JC/T47JC/T479—929—92（（CaO+MgOCaO+MgO）含量）含量（（% % ）） ≥ ≥909085858080858580807575未消化残渣含量未消化残渣含量（（5mm5mm圆孔筛筛余量）圆孔筛筛余量）（（% %）） ≤ ≤5 5101015155 510101515COCO2 2（（% %）） ≤ ≤5 57 79 96 68 81010产浆量（产浆量（L/kgL/kg）） ≥≥2.82.82.32.32.02.02.82.82.32.32.02.055(2)建筑生石灰建筑生石灰粉粉的的技术要求技术要求石灰品石灰品种及引种及引用标准用标准检测项目检测项目钙质钙质生生石灰石灰镁质镁质生生石灰石灰优等优等品品一等一等品品合格品合格品优等优等品品一等一等品品合格合格品品生石灰生石灰粉粉JC/T480JC/T480—92—92（（CaO+MgOCaO+MgO）含量）含量（（% % ）） ≥ ≥858580807575808075757070COCO2 2（（% % ）） ≤ ≤7 79 911118 810101212细细度度0.9mm0.9mm筛筛余（筛筛余（% % ）） ≤ ≤0.125mm0.125mm筛筛余筛筛余（（% %）） ≤ ≤0.20.27.07.00.50.512.012.01.51.518.018.00.20.27.07.00.50.512.012.01.51.518.018.056(3)建筑消石灰建筑消石灰粉粉的的技术要求技术要求石灰品石灰品种及引种及引用标准用标准检测项目检测项目钙质钙质消消石灰石灰粉粉镁质镁质消消石灰石灰粉粉优等优等品品一等一等品品合格合格品品优等优等品品一等一等品品合格合格品品消石灰消石灰粉粉JC/T481JC/T481—92—92CaO+MgOCaO+MgO）含量（）含量（% %）） ≥ ≥707065656060656560605555游离水（游离水（% %））0.40.4～～2.02.0体积安定性体积安定性合格合格合格合格——合格合格合格合格——细细度度0.9mm0.9mm筛筛余筛筛余（（% %）） ≤ ≤0.125mm0.125mm筛筛余筛筛余（（% %）） ≤ ≤0 03 30 010100.50.515150 03 30 010100.50.51515573 3．石灰的应用．石灰的应用（（1 1）配制石灰乳和砂浆）配制石灰乳和砂浆 n消石灰粉或石灰膏掺加大量水，消石灰粉或石灰膏掺加大量水，可配成可配成石灰乳涂料石灰乳涂料，用于内墙，用于内墙及顶棚的粉刷。

及顶棚的粉刷n用石灰膏可配制用石灰膏可配制石灰砂浆或水石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆，泥石灰混合砂浆，用于砌筑或用于砌筑或抹灰工程抹灰工程583 3．石灰的应用．石灰的应用（（2 2）配制石灰稳定土）配制石灰稳定土 n将将消石灰粉或生石灰粉消石灰粉或生石灰粉掺入各种粉碎或原来松散的土掺入各种粉碎或原来松散的土中，经拌合、压实及养护后得到的混合料，称为中，经拌合、压实及养护后得到的混合料，称为石灰石灰稳定土稳定土它包括石灰土、石灰稳定砂砾土、石灰碎石它包括石灰土、石灰稳定砂砾土、石灰碎石土等n石灰稳定土具有一定的强度和耐水性广泛用作建筑石灰稳定土具有一定的强度和耐水性广泛用作建筑物的基础、地面的垫层及道路的路面基层（或底基层）物的基础、地面的垫层及道路的路面基层（或底基层）59拌制石灰土603 3．石灰的应用．石灰的应用（（3 3）生产硅酸盐制品）生产硅酸盐制品 n以石灰（消石灰粉或生石灰粉）与以石灰（消石灰粉或生石灰粉）与硅质材料硅质材料（砂、粉（砂、粉煤灰、火山灰、矿渣等）为主要原料，经过配料、拌煤灰、火山灰、矿渣等）为主要原料，经过配料、拌合、成型和养护后可制得砖、砌块等各种制品。

合、成型和养护后可制得砖、砌块等各种制品n因内部的胶凝物质主要是因内部的胶凝物质主要是水化硅酸钙水化硅酸钙，所以称为硅酸，所以称为硅酸盐制品n常用的有灰砂砖、粉煤灰砖等常用的有灰砂砖、粉煤灰砖等61生产硅酸盐制品生产硅酸盐制品62(4) (4) 加固含水的软土地基加固含水的软土地基n n生石灰块可直接用来加固含水的软土地基生石灰块可直接用来加固含水的软土地基生石灰块可直接用来加固含水的软土地基生石灰块可直接用来加固含水的软土地基( ( ( (称为称为称为称为石石石石灰桩灰桩灰桩灰桩) ) ) )它是在桩孔内灌入生石灰块，它是在桩孔内灌入生石灰块，它是在桩孔内灌入生石灰块，它是在桩孔内灌入生石灰块，利用生石灰利用生石灰利用生石灰利用生石灰吸水熟化时体积膨胀的性能产生膨胀压力吸水熟化时体积膨胀的性能产生膨胀压力吸水熟化时体积膨胀的性能产生膨胀压力吸水熟化时体积膨胀的性能产生膨胀压力，从而使，从而使，从而使，从而使地基加固地基加固地基加固地基加固n消石灰粉或生石灰粉可用于粉喷消石灰粉或生石灰粉可用于粉喷桩3 3．石灰的应用．石灰的应用63应用中需特别注意的问题应用中需特别注意的问题（（1 1）生石灰消化后要）生石灰消化后要““陈伏陈伏””两周后使用；两周后使用；（（2 2）消化后的石灰在空气中存放时间不宜过）消化后的石灰在空气中存放时间不宜过长，或采取防碳化措施；长，或采取防碳化措施；（（3 3）生石灰应防潮；）生石灰应防潮；（（4 4）纯石灰膏不能单独使用。

纯石灰膏不能单独使用 64一、水玻璃的硬化一、水玻璃的硬化二、水玻璃的技术性质和应用二、水玻璃的技术性质和应用第三节第三节 水水 玻玻 璃璃65第三节第三节 水水 玻玻 璃璃n由不同比例的由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅碱金属氧化物和二氧化硅化合而成的化合而成的一种一种可溶于水可溶于水的的硅酸盐硅酸盐硅酸盐硅酸盐，，俗称泡花碱或水玻璃俗称泡花碱或水玻璃一一种种无色，天蓝色或黄绿色的微小颗粒无色，天蓝色或黄绿色的微小颗粒，高温高压溶，高温高压溶解后是无色或略带色的透明或半透明解后是无色或略带色的透明或半透明粘稠液体粘稠液体n建筑常用的为建筑常用的为硅酸钠硅酸钠(Na(Na2 2O·nSiOO·nSiO2 2) )水溶液，又称水溶液，又称钠钠水玻璃水玻璃要求高时也使用硅酸钾要求高时也使用硅酸钾(K(K2 2O·O·n nSiOSiO2 2) )的水的水溶液，又称钾水玻璃溶液，又称钾水玻璃66水玻璃的生产水玻璃的生产 水玻璃可采用湿法或干法生产水玻璃可采用湿法或干法生产n n湿法湿法湿法湿法是将是将石英砂和苛性钠溶液石英砂和苛性钠溶液在高压釜内用蒸汽加在高压釜内用蒸汽加热，并搅拌，直接生成液体水玻璃。

热，并搅拌，直接生成液体水玻璃n n干法干法干法干法是将是将石英砂和碳酸钠石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在磨细拌匀，在13001300～～140014000 0C C的熔炉中熔融，经冷却后生成固体水玻璃；然的熔炉中熔融，经冷却后生成固体水玻璃；然后，在水中加热溶解成液体水玻璃后，在水中加热溶解成液体水玻璃n纯净的液体水玻璃溶液为纯净的液体水玻璃溶液为无色透明液体无色透明液体，因含杂质，因含杂质的不同，而呈青灰色或黄绿色的不同，而呈青灰色或黄绿色6768水玻璃模数（水玻璃模数（n））：： 二氧化硅二氧化硅(SiO(SiO2 2) )摩尔数摩尔数与氧化钠与氧化钠( (或氧化钾或氧化钾) )摩尔数的比值摩尔数的比值n n，，称为水玻璃的模数，称为水玻璃的模数，n≥3n≥3的称为中性水玻璃，的称为中性水玻璃，n<3n<3的称为碱性的称为碱性水玻璃实际上水玻璃溶液均明显呈水玻璃实际上水玻璃溶液均明显呈碱性碱性n水玻璃水玻璃模数越高模数越高，则，则水玻璃的密度和黏度越大，硬化速度越水玻璃的密度和黏度越大，硬化速度越快，硬化后的黏结力与强度、耐热性与耐酸性就越高快，硬化后的黏结力与强度、耐热性与耐酸性就越高。

但水但水玻璃的浓度和模数太高，则黏度太大不利于施工操作，难以玻璃的浓度和模数太高，则黏度太大不利于施工操作，难以保证施工质量，同时模数太高，水玻璃难溶于水，所以保证施工质量，同时模数太高，水玻璃难溶于水，所以水玻水玻璃的浓度和模数不宜太高璃的浓度和模数不宜太高n水玻璃的浓度一般用水玻璃的浓度一般用密度密度来表示，通常为来表示，通常为1.31.3～～1.5 g/cm1.5 g/cm3 3，，模数为模数为2.62.6～～3.03.069一、水玻璃的硬化一、水玻璃的硬化 液体水玻璃是一种既具有胶体特征，又具有液体水玻璃是一种既具有胶体特征，又具有溶液特征的溶液特征的胶体溶液胶体溶液n硬化：硬化：水玻璃在水玻璃在空气中吸收二氧化碳空气中吸收二氧化碳，形成，形成碳酸碳酸钠和无定形硅酸凝胶，并逐渐干燥聚合而硬化钠和无定形硅酸凝胶，并逐渐干燥聚合而硬化：： ( (此硬化过程非常缓慢此硬化过程非常缓慢) )70一、水玻璃的硬化一、水玻璃的硬化n促硬剂促硬剂：：具有一定的酸性或能与水玻璃反应生成难溶具有一定的酸性或能与水玻璃反应生成难溶的硅酸凝胶（或硅酸盐）的化合物均可作为水玻璃的的硅酸凝胶（或硅酸盐）的化合物均可作为水玻璃的促硬剂促硬剂。

含氟盐、酸、酯等都能使水玻璃硬化含氟盐、酸、酯等都能使水玻璃硬化 最常用的促硬剂为最常用的促硬剂为氟硅酸钠（氟硅酸钠（ NaNaNaNa2 2 2 2SiFSiFSiFSiF6 6 6 6 ））71n氟硅酸钠氟硅酸钠NaNaNaNa2 2 2 2SiFSiFSiFSiF6 6 6 6的的的的掺量掺量掺量掺量为水玻璃质量的为水玻璃质量的12%12%～～15%15% 若掺量若掺量少于少于12%12%，不但硬化速度慢、强度低，不但硬化速度慢、强度低，而，而且存在较多的未反应的水玻璃，它们易溶于水，因而且存在较多的未反应的水玻璃，它们易溶于水，因而耐水性差耐水性差 若掺量若掺量超过超过15%15%，则会引起凝结过快，则会引起凝结过快，造成施工，造成施工困难，且硬化水玻璃的抗渗性和耐酸性降低困难，且硬化水玻璃的抗渗性和耐酸性降低n能提高水玻璃的能提高水玻璃的耐水性，但它有一定的毒性，耐水性，但它有一定的毒性，使用时使用时应注意安全防护应注意安全防护一、水玻璃的硬化一、水玻璃的硬化72二、水玻璃的技术性质和应用二、水玻璃的技术性质和应用1 1、技术性质、技术性质 n水玻璃硬化后的主要成分是二氧化硅凝胶，具有水玻璃硬化后的主要成分是二氧化硅凝胶，具有较较高的粘结力高的粘结力，用水玻璃配制的混凝土的抗压强，用水玻璃配制的混凝土的抗压强度可达度可达1515～～40MPa40MPa。

n在高温作用下，二氧化硅的网状结构能保持较高在高温作用下，二氧化硅的网状结构能保持较高的强度，因此，具有的强度，因此，具有优异的耐热性优异的耐热性，耐热度可达，耐热度可达900900～～1100℃1100℃n硬化后形成的二氧化硅硬化后形成的二氧化硅耐酸性好耐酸性好，可以抵抗除氢，可以抵抗除氢氟酸、热磷酸和高级脂肪酸以外的大多数无机酸氟酸、热磷酸和高级脂肪酸以外的大多数无机酸和有机酸的腐蚀和有机酸的腐蚀n但硬化水玻璃的但硬化水玻璃的耐碱性、抗渗性和耐水性较差耐碱性、抗渗性和耐水性较差732. 2. 应用应用 水玻璃主要用作水玻璃主要用作耐热材料和耐酸材料耐热材料和耐酸材料，此外还有以下，此外还有以下用途：用途：（（1 1）涂料）涂料 直接用液体水玻璃涂刷和浸渍建筑材料的表直接用液体水玻璃涂刷和浸渍建筑材料的表面，面，可提高其密实度、强度和耐久性可提高其密实度、强度和耐久性n以密度为以密度为1.35 g/cm1.35 g/cm3 3的水玻璃浸渍或涂刷黏土砖、混凝土、石材的水玻璃浸渍或涂刷黏土砖、混凝土、石材等多孔材料，可提高材料的密实度、强度、抗渗性、抗冻性及耐等多孔材料，可提高材料的密实度、强度、抗渗性、抗冻性及耐水性等。

这是因为水玻璃水性等这是因为水玻璃与空气中的二氧化碳反应生成硅酸凝胶与空气中的二氧化碳反应生成硅酸凝胶，，同时水玻璃也与材料中的同时水玻璃也与材料中的氢氧化钙反应生成硅酸钙凝胶氢氧化钙反应生成硅酸钙凝胶，两者填，两者填充于材料的孔隙，使材料致密充于材料的孔隙，使材料致密n但但不能用于涂刷和浸渍石膏制品不能用于涂刷和浸渍石膏制品，因硅酸钠与硫酸钙反应生成硫，因硅酸钠与硫酸钙反应生成硫酸钠，在制品的孔隙中结晶酸钠，在制品的孔隙中结晶膨胀膨胀，导致破坏导致破坏n水玻璃还可用于生产建筑涂料和耐火涂料的主要原料水玻璃还可用于生产建筑涂料和耐火涂料的主要原料74（（2 2）注浆材料）注浆材料 n将水玻璃与促硬剂共同或分别注入土壤或岩体等基础中，将水玻璃与促硬剂共同或分别注入土壤或岩体等基础中，可以提高承载力，增加不透水性可以提高承载力，增加不透水性n例如，将水玻璃溶液与氯化钙溶液交替注入土壤，反应例如，将水玻璃溶液与氯化钙溶液交替注入土壤，反应生成的二氧化硅凝胶起胶结作用，能包裹土粒并填充其生成的二氧化硅凝胶起胶结作用，能包裹土粒并填充其孔隙，使土壤固结，提高其承载力和抗渗性孔隙，使土壤固结，提高其承载力和抗渗性。

3 3）配制速凝防水剂）配制速凝防水剂 n以水玻璃为原料，加入二种、三种或四种矾，可配制成以水玻璃为原料，加入二种、三种或四种矾，可配制成二矾、三矾和四矾速凝防水剂它们与水泥浆拌合后，二矾、三矾和四矾速凝防水剂它们与水泥浆拌合后，凝结迅速，一般不超过凝结迅速，一般不超过1min1min，适用于防水堵漏工程适用于防水堵漏工程75（（4 4）制备碱）制备碱——矿渣水泥矿渣水泥 n 将适当模数的固体将适当模数的固体水玻璃与粒化高炉矿渣水玻璃与粒化高炉矿渣共同磨细，共同磨细，或者将适当模数的液体水玻璃与磨细的粒化高炉矿渣混合或者将适当模数的液体水玻璃与磨细的粒化高炉矿渣混合在一起，可得到水硬性胶凝材料在一起，可得到水硬性胶凝材料—— —— 碱碱----矿渣水泥矿渣水泥n 这种水泥的这种水泥的强度高，水化热低，抗渗性、抗冻性和耐强度高，水化热低，抗渗性、抗冻性和耐热性好，耐腐蚀性热性好，耐腐蚀性良好但干缩较大，长期抗折强度有倒干缩较大，长期抗折强度有倒缩现象缩现象 (5)(5)修补砖墙裂缝修补砖墙裂缝 将将水玻璃、粒化高炉矿渣粉、砂及氟硅酸钠水玻璃、粒化高炉矿渣粉、砂及氟硅酸钠按适当比例按适当比例拌合后，直接压入砖墙裂缝，可起到黏结和补强作用。

拌合后，直接压入砖墙裂缝，可起到黏结和补强作用 76。