第三章 气 硬 性 胶 凝 材 料

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1、第三章气硬性胶凝材料胶凝材料是指经过自身的物理化学作用后，在由可塑性浆体变成坚硬石状体的过程中，能把散粒或块状的物料胶结成一个整体的材料。胶凝材料分为无机胶凝材料(亦称矿物胶凝材料)和有机胶凝材料①两类。无机胶凝材料又分为气硬性与水硬性两种。气硬性胶凝材料，只能在空气中硬化，并保持或继续提高其强度；属于这类材料的有石灰、石膏、镁质胶凝材料及水玻璃等。水硬性胶凝材料，不仅能在空气中而且能更好地在水中硬化，保持并继续提高其强度；属于这类材料的有各种水泥。第一节石灰石灰是一种古老的建筑材料，由于其原料分布广，生产工艺简单，成本低，使用方便，因此被

2、广泛用于建筑工程。用石灰岩、白垩、白云质石灰岩或其他含碳酸钙为主的天然原料，经煅烧而得的块状产品，称为生石灰。生石灰的主要成分是CaO，煅烧时的反应为900oC?CaCO+?CaO?↑→CO32为了加快煅烧过程，常使温度高达1000～1100℃。煅烧时温度的高低及分布情况，对石灰质量有很大影响。如温度太低或温度分布不均匀，碳酸钙不能完全分解，则产生欠火石灰；若温度太高，则产生过火石灰。煅烧良好的石灰，质轻色匀，密度为3.2g/cm3，堆积表观密度介于800kg/m33～1000kg/m之间。原料中常含有碳酸镁，故生石灰中尚含有一些MgO。按

3、MgO的多少，生石灰又分为钙质石灰和镁质石灰。一、石灰的熟化(消解)石灰在使用前一般要加水进行熟化。经过熟化后的石灰，其主要成分是Ca(OH)2。石灰熟化的反应为CaO+H2O??→Ca(OH)2+64.9kJ石灰在熟化过程中，放出大量的热，体积膨胀约1.0～2.5倍。根据熟化时加水量的不同，熟石灰可呈粉状或浆状。生石灰熟化成消石灰粉的理论加水量，仅为CaO质量的32％。但由于一部分水分随放热过程而蒸发，故实际需水量为70％左右。消石灰粉的密度约为2.1g/cm3，松散状态①有机胶凝材料是指沥青材料及树脂等。下的堆积表观密度为400kg/m

4、～450kg/m。消石灰粉的生产一般多在工厂中进行。在建筑工地上，多用石灰槽或石灰坑，将石灰熟化成石灰浆使用。通常加水量约为石灰量的2.5～3.0倍或更多。熟化时经充分搅拌，使之生成稀薄的石灰乳，再注入石灰33坑内，澄清后约含50%水分的石灰浆(石灰膏)，其堆积表观密度为1300kg/m～1400kg/m。欠火石灰的中心部分仍是碳酸钙硬块，不能熟化，形成渣子。过火石灰结构紧密，且表面有一层深褐色的玻璃状硬壳，故熟化很慢，当被用于建筑物后，能继续熟化产生体积膨胀，从而引起裂缝或局部脱落现象。为消除过火石灰的危害，石灰浆应在消解坑中存放两星期以

5、上(称为“陈伏”)，使未熟化的颗粒充分熟化。“陈伏”期间，石灰浆表面应覆盖一层水膜，以免石灰浆碳化。二、石灰的硬化石灰浆体在空气中逐渐硬化，其硬化包括两个同时进行的过程：(1)石灰浆中水分逐渐蒸发，或被周围砌体所吸收，氢氧化钙从饱和溶液中析出结晶，即结晶过程。(2)氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳，生成碳酸钙并放出水分，即碳化过程。其反应如下：Ca(OH)+CO+nHO〓〓222表3—1钙质、镁质石灰分类CaCo+(n+1)HO32（JC/T479，480，481—92）碳化作用主要发生在与空气接触氧化镁含量(％)的表面，当表层生成致密的碳酸钙

6、薄壳品种钙质石灰镁质石灰白云石消石灰后，不但阻碍二氧化碳继续往深处透生石灰≤5＞5—入，同时也影响水分的蒸发，因此在砌生石灰粉≤5＞5—体的深处，氢氧化钙不能充分碳化，而消石灰粉<44～<2424～<30是进行结晶，所以石灰浆的硬化是一个较缓慢的过程。由于石灰浆的硬化是由碳化作用及水分的蒸发而引起的，故必须在空气中进行。又由于氢氧化钙能溶于水，故石灰一般不用于与水接触或潮湿环境下的建筑物。纯石灰浆在硬化时收缩较大，易发生收缩裂缝，所以在工程上常配成石灰砂浆使用。掺入砂子除能构成坚固的骨架，以减少收缩并节约石灰外，还能形成一定的孔隙，使内部水

7、分易于蒸发，二氧化碳易于透入，有利于硬化过程的进行。镁质石灰的熟化与硬化均较慢，产浆量较少，但硬化后孔隙率较小，强度较高。三、石灰的技术指标根据建筑石灰标准，建筑石灰分为钙质石灰、镁质石灰及白云石消石灰。其分类标准见表3—1，各类石灰技术指标见表3—2。表3—2石灰的技术指标（JC/T479,480,481—92）钙质镁质白云石消石灰品种项目优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO+MgO含量(％)不小于908580858075———未消化残渣含量(5mm圆5101551015———孔筛余,％)生石灰不大于CO(％)57

8、96810———2产浆量(L/kg)不小于2.82.32.02.82.32.0———CaO+MgO含量(％)不小于858075807570———CO含量(％)791181012—