[工學(xué)]建筑材料-氣硬性膠凝材料

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1、主要授課內(nèi)容：石灰石膏水玻璃2012年9月科園教育第三章氣硬性膠凝材料第三章氣硬性膠凝材料主要授課內(nèi)容2012年9月科園教育第三章氣硬性膠凝材料膠凝材料是指能將其他材料膠結(jié)成整體，并具有一定強(qiáng)度的材料。其中，其他材料包括粉狀材料（石粉等）、纖維材料（鋼纖維、礦棉、玻纖、聚酯纖維等）、散粒材料（砂子、石子等）、塊狀材料（磚、砌塊等）、板材（石膏板、水泥板等）。膠凝材料通常分為有機(jī)膠凝材料和無(wú)機(jī)膠凝材料兩大類。引言2012年9月科園教育引言第三章氣硬性膠凝材料有機(jī)膠凝材料是指以天然或人工合成高分子化合物為基本組成的一類膠凝材料。最常用的有瀝青

2、、樹(shù)脂、橡膠等。無(wú)機(jī)膠凝材料是指以無(wú)機(jī)氧化物或礦物為主要組成的一類膠凝材料。最常用的有石灰、石膏、水玻璃、菱苦土和各種水泥；有時(shí)也包括沸石粉、粉煤灰、礦渣、火山灰等活性混合材料。根據(jù)凝結(jié)硬化條件和使用特性，無(wú)機(jī)膠凝材料通常又分為氣硬性和水硬性兩類。2012年9月科園教育第三章氣硬性膠凝材料第一節(jié)石灰一、石灰的品種與生產(chǎn)1.石灰的品種生石灰、生石灰粉、熟石灰粉和石灰膏等生產(chǎn)石灰的原料主要是含碳酸鈣為主的天然巖石，如石灰石、白堊等。正常溫度下煅燒得到的石灰具有多孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部孔隙率大，晶體粒小，體積密度小，與水作用快。第一節(jié)石灰2012年9月科

3、園教育第三章氣硬性膠凝材料第一節(jié)石灰2.石灰的生產(chǎn)石灰的生產(chǎn)，實(shí)際上就是將石灰石在高溫下煅燒，使碳酸鈣分解成為CaO和CO2，CO2以氣體逸出。生產(chǎn)所得的CaO稱為生石灰，是一種白色或灰色的塊狀物質(zhì)。生石灰的特性：遇水快速產(chǎn)生水化反應(yīng)，體積膨脹，并放出大量熱。煅燒良好的生石灰能在幾秒鐘內(nèi)與水反應(yīng)完畢，體積膨脹兩倍左右。2012年9月科園教育第三章氣硬性膠凝材料第一節(jié)石灰注意：生產(chǎn)時(shí)，由于火候或溫度控制不均，常會(huì)含有欠火石灰或過(guò)火石灰。欠火石灰中含有未分解的碳酸鈣內(nèi)核，外部為正常煅燒的石灰，它只是降低了石灰的利用率，不會(huì)帶來(lái)危害；過(guò)火石灰的

4、結(jié)構(gòu)致密，孔隙率小，體積密度大，并且晶粒粗大，表面常被熔融的黏土雜質(zhì)形成的玻璃物質(zhì)所包覆，與水作用的速度很慢，須數(shù)天甚至數(shù)年，對(duì)石灰的使用極為不利。常采用的去除方法是在熟化過(guò)程中，利用篩網(wǎng)除掉較大尺寸過(guò)火石灰顆粒，而較小的過(guò)火石灰顆粒在儲(chǔ)灰坑中至少存放二周以上，使其充分熟化，此即所謂的“陳伏”。陳伏時(shí)為防止石灰炭化，石灰膏的表面須保存有一層水。2012年9月科園教育第三章氣硬性膠凝材料第一節(jié)石灰二、石灰的熟化和硬化1.石灰的熟化生石灰CaO加水反應(yīng)生成Ca（OH）2的過(guò)程稱為熟化。生成物Ca（OH）2稱為熟石灰。2012年9月科園教育熟化

5、過(guò)程的特點(diǎn)（1）速度快煅燒良好的CaO與水接觸時(shí)幾秒鐘內(nèi)即反應(yīng)完畢。（2）體積膨脹CaO與水反應(yīng)生成Ca（OH）2時(shí)，體積增大1.5～2.0倍。（3）放出大量的熱1克分子CaO熟化生成1克分子Ca（OH）2約產(chǎn)生64.9kJ熱量。第三章氣硬性膠凝材料第一節(jié)石灰2012年9月科園教育第三章氣硬性膠凝材料第一節(jié)石灰2.石灰的硬化石灰在空氣中硬化主要包括結(jié)晶和碳化兩個(gè)過(guò)程。結(jié)晶作用指的是石灰漿中多余水分蒸發(fā)或被砌體吸收，使Ca（OH）2以晶體形態(tài)析出，石灰漿體逐漸失去塑性，并凝結(jié)硬化產(chǎn)生強(qiáng)度的過(guò)程。碳化作用指的是空氣中的CO2遇水生成弱碳酸，再

6、與Ca（OH）2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaCO3晶體的過(guò)程。生成的CaCO3自身強(qiáng)度較高，且填充孔隙使石灰固化體更加致密，強(qiáng)度進(jìn)一步提高。即2012年9月科園教育第三章氣硬性膠凝材料第一節(jié)石灰石灰凝結(jié)硬化過(guò)程的特點(diǎn)1.速度慢水分從內(nèi)部遷移到表層被蒸發(fā)或被吸收的過(guò)程本身較慢，若表層Ca（OH）2被碳化，生成的CaCO3在石灰表面形成更加致密的膜層，使水分子和CO2的進(jìn)出更加困難。因此，石灰的凝結(jié)硬化過(guò)程極其緩慢，通常需要幾周的時(shí)間。加快硬化速度的簡(jiǎn)易方法有加強(qiáng)通風(fēng)和提高空氣中CO2的濃度。2.體積收縮大容易產(chǎn)生收縮裂縫。2012年9月科園教育第三

7、章氣硬性膠凝材料第一節(jié)石灰三、石灰的技術(shù)要求1.建筑生石灰根據(jù)MgO含量分為鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰；又根據(jù)CaO和MgO總含量及殘?jiān)?、CO2含量和產(chǎn)漿量分為優(yōu)等、一等和合格三個(gè)等級(jí)。見(jiàn)表3-1-1。表3-1-1建筑生石灰的技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO+MgO含量（%，≮）908580858075未消化殘?jiān)?（5mm圓孔篩余，%，≯）5101551015二氧化碳（%，≯）5796810產(chǎn)漿量（L/kg，≮）2.82.82.02.82.32.02012年9月科園教育第三章氣硬性膠凝材料第一節(jié)石灰2

8、.建筑生石灰粉與生石灰一樣分為鈣質(zhì)和鎂質(zhì)生石灰粉；又根據(jù)CaO和MgO總含量、CO2含量和細(xì)度分為優(yōu)等、一等和合格。見(jiàn)表3-1-2。表3-1-2建筑生石灰粉的技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰優(yōu)