建筑材料與檢測(cè)教學(xué)課件作者趙麗穎第4章.ppt

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1、第四章 氣硬性膠凝材料第一節(jié) 石灰第二節(jié) 建筑石膏第三節(jié) 水玻璃返回第一節(jié) 石灰石灰是人類(lèi)在建筑工程中最早使用的膠凝材料之一.其因原材料儲(chǔ)藏豐富、分布范圍廣、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、使用方便、成本低廉,至今仍然被廣泛應(yīng)用.一、石灰的生產(chǎn)石灰是用以碳酸鈣為主要成分的石灰石、白云質(zhì)石灰?guī)r、白堊等天然巖石為原料,在一定燒結(jié)溫度下煅燒所得的產(chǎn)物,其主要成分為氧化鈣(CaO).還可以利用化學(xué)工業(yè)副產(chǎn)品,如利用電石(碳化鈣)制取乙炔時(shí)的電石渣,其主要成分是氫氧化鈣Ca(OH)2,即消石灰.石灰石經(jīng)過(guò)煅燒生成生石灰,其化學(xué)反應(yīng)式如下

2、:下一頁(yè)返回第一節(jié) 石灰生石灰一般為白色或黃灰色塊狀物質(zhì),其主要成分為氧化鈣.由于原料中常含有碳酸鎂(MgCO3),煅燒后生成MgO.當(dāng)MgO含量≤5%時(shí),稱為鈣質(zhì)石灰;當(dāng)MgO含量>5%時(shí),稱為鎂質(zhì)石灰.在正常溫度條件下,煅燒得到的石灰為多孔結(jié)構(gòu),內(nèi)部孔隙率較大,密度為3.1~3.4g/cm3,表觀密度小,與水作用速度快.在實(shí)際生產(chǎn)中,若煅燒溫度或煅燒時(shí)間控制不當(dāng),會(huì)出現(xiàn)欠火石灰和過(guò)火石灰影響石灰品質(zhì).在生石灰燒制過(guò)程中,往往由于石灰石原料的尺寸過(guò)大或窯中溫度不均勻等,生石灰中殘留有未燒透的內(nèi)核,即CaCO

3、3不能完全分解,這種石灰稱為“欠火石灰”.欠火石灰的利用率很低,不能消化,石灰漿的產(chǎn)量降低.由于燒制的溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng),石灰表面出現(xiàn)裂縫或玻璃狀的外殼,體積收縮明顯,顏色呈灰黑色,這種石灰稱為“過(guò)火石灰”.過(guò)火石灰塊體容重大、熟化慢,使用時(shí)會(huì)影響工程質(zhì)量.上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié) 石灰二、石灰的熟化與硬化1.石灰的熟化和“陳伏”石灰的熟化又稱為消化、消解,是指生石灰CaO與水發(fā)生水化反應(yīng),生成熟石灰Ca(OH)2的過(guò)程.其化學(xué)反應(yīng)式如下:CaO+H2O→Ca(OH)2+64.9kJ生石灰熟化時(shí)放出大量的熱量,

4、同時(shí),體積膨脹1.0~2.5倍.當(dāng)石灰中含有過(guò)火石灰時(shí),由于過(guò)火石灰熟化緩慢,它將在石灰漿體硬化以后才發(fā)生水化作用,于是,會(huì)因產(chǎn)生膨脹而引起崩裂或隆起現(xiàn)象,在使用前必須使其熟化或?qū)⑵涑?上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié) 石灰工程中常用的方法是在石灰熟化過(guò)程中先利用篩網(wǎng)去除較大尺寸的過(guò)火石灰,然后將熟化的石灰漿在儲(chǔ)灰池中儲(chǔ)存兩周以上,使尺寸較小的過(guò)火石灰充分熟化,即“陳伏”.陳伏期間,石灰膏表面應(yīng)留有一層水,以隔絕空氣,防止與CO2作用發(fā)生碳化.2.石灰的硬化石灰漿體在空氣中的硬化包含了干燥、結(jié)晶和碳化三個(gè)交錯(cuò)進(jìn)行的過(guò)

5、程.(1)干燥.干燥時(shí),石灰漿體中多余水分蒸發(fā)或被砌體吸收而使石灰粒子緊密接觸,獲得一定強(qiáng)度.(2)結(jié)晶.游離水分蒸發(fā),Ca(OH)2逐漸從飽和溶液中結(jié)晶析出,形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng),使強(qiáng)度繼續(xù)增加.上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié) 石灰(3)碳化.Ca(OH)2與空氣中的CO2作用,生成不溶于水的CaCO3晶體,析出的水分逐漸被蒸發(fā)的過(guò)程,稱為碳化.其化學(xué)反應(yīng)式如下:Ca(OH)2+CO2+nH2O→CaCO3+(n+1)H2O碳化時(shí)形成的CaCO3晶體相互交叉連生或與Ca(OH)2共生,構(gòu)成較精密的結(jié)晶網(wǎng),使硬化漿體強(qiáng)度進(jìn)

6、一步提高.但由于空氣中CO2濃度很低,且表面碳化后,CO2不宜進(jìn)入內(nèi)部,故自然狀態(tài)下碳化速度較慢.三、石灰的品種、分類(lèi)和技術(shù)要求1.石灰的品種和分類(lèi)根據(jù)成品的加工方法的不同,石灰有以下成品:(1)塊狀生石灰.由石灰石煅燒成的白色疏松結(jié)構(gòu)的塊狀物,主要成分為CaO.上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié) 石灰(2)磨細(xì)生石灰粉.由塊狀生石灰經(jīng)破碎、磨細(xì)而成.其熟化快,不需提前消化,直接加水使用即可.具有節(jié)約場(chǎng)地、提高工程效率、改善施工環(huán)境、硬化快、強(qiáng)度提高等優(yōu)點(diǎn).缺點(diǎn)是成本較高,不易儲(chǔ)存.(3)消石灰粉.將生石灰用適量的水經(jīng)消

7、化和干燥而成的粉末,主要成分為Ca(OH)2,也稱為熟石灰粉.(4)石灰膏.將消石灰和水組成的具一定稠度的膏狀物,主要成分為Ca(OH)2和水.(5)石灰乳.將消石灰用大量水消化而成的一種乳狀液體,主要成分為Ca(OH)2和水.建筑工程中使用的石灰,主要有三個(gè)品種,即建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉.上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié) 石灰因?yàn)槭規(guī)r中常含有一些碳酸鎂成分(MgCO3),所以,生石灰中也含有氧化鎂(MgO).當(dāng)MgO含量≤5%時(shí),稱為鈣質(zhì)生石灰;當(dāng)MgO含量>5%時(shí),稱為鎂質(zhì)生石灰.根據(jù)化學(xué)成分的含

8、量不同,建筑生石灰的分類(lèi)見(jiàn)表4-1.2.石灰的技術(shù)要求建筑生石灰的化學(xué)成分應(yīng)符合表4-2的要求.四、石灰的特性1.可塑性和保水性好生石灰熟化為石灰漿時(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,具有良好的保水性和可塑性.上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié) 石灰因此,用石灰調(diào)成的石灰砂漿其突出的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的可塑性,即和易性.在水泥砂漿中摻入石灰漿,可顯著提高砂漿的和

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