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1、第03章無(wú)機(jī)氣硬性膠凝材料3.1膠凝材料的概念和分類膠凝材料是指能夠通過(guò)自身的物理化學(xué)作用，從漿體變成堅(jiān)硬的固體，并能把散粒材料或塊狀材料膠結(jié)為一個(gè)整體的材料。按照化學(xué)成分的不同，膠凝材料可分為：有機(jī)膠凝材料：如瀝青、樹脂、橡膠等。無(wú)機(jī)膠凝材料：氣硬性膠凝材料：只能在空氣中凝結(jié)硬化，也只能在空氣中保持和發(fā)展其強(qiáng)度，如建筑石膏、石灰、水玻璃、菱苦土等；水硬性膠凝材料：不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和發(fā)展其強(qiáng)度，如各種水泥。3.1石灰石灰一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無(wú)機(jī)膠凝材料。3.1.1石灰的生產(chǎn)及分類石灰的來(lái)源
2、之一是某些工業(yè)副產(chǎn)品。如：CaC2＋2H2O＝C2H2↑＋Ca（OH）2生產(chǎn)石灰的原料為石灰石、白云質(zhì)石灰石或其他含碳酸鈣為主的天然原料。正火石灰：正常溫度和煅燒時(shí)間所煅燒的石灰具有多孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部孔隙率大，表觀密度較小，晶粒細(xì)小，與水反應(yīng)迅速，這種石灰稱為正火石灰。欠火石灰：若煅燒溫度低或時(shí)間短時(shí)，石灰石的表層部分可能為正火石灰，而內(nèi)部會(huì)有未分解的石灰石核心；其石灰石核不能水化。過(guò)火石灰：若煅燒溫度過(guò)高或高溫持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)因高溫?zé)Y(jié)收縮而使石灰內(nèi)部孔隙率減少，體積收縮，晶粒變得粗大，這種石灰稱為過(guò)火石灰；其結(jié)構(gòu)較致密，與水反應(yīng)時(shí)
3、速度很慢，往往需要很長(zhǎng)時(shí)間才能產(chǎn)生明顯的水化效果。石灰石中常含有一定量的碳酸鎂（MgC03）：Mg0：結(jié)構(gòu)致密和水化速度很慢。按氧化鎂含量的多少，建筑石灰可分為鈣質(zhì)和鎂質(zhì)兩類。當(dāng)石灰中MgO含量小于或等于5％時(shí)，稱鈣質(zhì)石灰；當(dāng)MgO含量大于5％時(shí)，稱為鎂質(zhì)石灰。石灰的化學(xué)分析CaOMgO石灰的種類生石灰粉：由塊狀生石灰磨細(xì)生成。CaO消石灰粉：將生石灰用適量水經(jīng)消化和干燥而成的粉末，主要成分為Ca(OH)2。石灰膏：將塊狀石灰用過(guò)量水（約為生石灰體積的3～4倍）消化所得的膏狀物即為石灰膏，其主要成分為Ca(OH)2和水。石灰膏中的水
4、分約占50%，容重為1300～1400kg/m3。lkg生石灰可熟化成1.5kg～3kg石灰膏。生石灰粉消石灰粉石灰膏3、4石灰的消化與硬化1.石灰的消化（熟化）CaO＋H2O→Ca(OH)2＋64.9kJ熟化時(shí)體積增大1～2.5倍。為了消除過(guò)火石灰的危害，石灰膏在使用之前應(yīng)進(jìn)行陳伏。陳伏是指石灰乳（或石灰膏）在儲(chǔ)灰坑中放置14d以上的過(guò)程。陳伏期間，石灰膏表面應(yīng)保有一層水分，使其與空氣隔絕。2.石灰的硬化(1)干燥結(jié)晶硬化過(guò)程水分蒸發(fā)引起Ca（OH）2溶液過(guò)飽和而結(jié)晶析出。(2)碳化過(guò)程氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化合生成碳酸鈣結(jié)晶
5、，并釋出水份，稱為碳化。Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O碳化作用只有在孔壁充水，而孔中無(wú)水時(shí)，碳化作用才能進(jìn)行較快。當(dāng)材料表面形成碳酸鈣達(dá)到一定厚度時(shí)，阻礙了空氣中CO2的滲入，也阻礙了內(nèi)部水分向外蒸發(fā)，這是石灰凝結(jié)硬化慢的原因。4石灰的性質(zhì)與技術(shù)要求1.石灰的性質(zhì)保水性好。表面形成一層較厚水膜，保持水分不溢出?？伤苄院谩Ｉ沂旎癁槭覞{時(shí)，能自動(dòng)形成顆粒極細(xì)（直徑約為1μm）的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。硬化較慢、強(qiáng)度低。硬化后的強(qiáng)度也不高，1:3的石灰砂漿28天抗壓強(qiáng)度通常只有
6、0.2～0.5MPa。硬化時(shí)體積收縮大。工程上常在其中摻入砂、各種纖維材料等減少收縮。耐水性差。石灰不宜在潮濕的環(huán)境中使用，也不宜單獨(dú)用于建筑物基礎(chǔ)。石灰吸濕性強(qiáng)。塊狀生石灰在放置過(guò)程中，會(huì)緩慢吸收空氣中的水分而自動(dòng)熟化成消石灰粉，再與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈣，失去膠結(jié)能力。2.石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建筑工程中所用的石灰常分三個(gè)品種：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。我國(guó)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JC/T479-92《建筑生石灰》JC/T480-92《建筑生石灰粉》JC/T481-92《建筑消石灰粉》交通部門行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTJ034－2000《
7、公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》仍按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1594－79將生石灰和消石灰分為三個(gè)等級(jí)，其技術(shù)要求均低于對(duì)應(yīng)的建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。(1)生石灰按現(xiàn)行建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T479-92《建筑生石灰》的規(guī)定，鈣質(zhì)生石灰、鎂質(zhì)生石灰各分為優(yōu)等品、一等品、和合格品三個(gè)等級(jí)，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表：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/%，不小于908580858075未消化殘?jiān)?5mm圓孔篩篩余量)/%,不大于5101551015CO2/％，不大于5796810產(chǎn)漿量/(L/kg),不小于2.82.32.
8、02.82.32.0(2)生石灰粉按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T480-92《建筑生石灰粉》的規(guī)定，生石灰粉的技術(shù)指標(biāo)如表：項(xiàng) 目鈣質(zhì)生石灰粉鎂質(zhì)生石灰粉優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品(CaO+MgO)含量，%，不小于8580758
