土木工程材料3气硬性无机胶凝材料

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1、土木工程材料BuildingandConstructionMaterial土木与交通工程学院材料工程系北京建筑工程学院胶凝材料的定义与分类在土木工程中，经过一系列的物理化学变化，可以将砂、石子等散状颗粒或砖等片、块材料粘结成一个整体，并具有机械强度的材料，统称为胶凝材料。有机胶凝材料无机胶凝材料气硬性（非水硬性）水硬性胶凝材料有机胶凝材料有机胶凝材料是以高分子化合物为主要成分的胶凝材料。如：石油沥青；煤沥青；各种天然和人造树脂；……气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，适合于地上或干燥环境，不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。如：石灰、菱苦土、水

2、玻璃、石膏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。既适用于地上，也适用于地下或水中。如：各种水泥无机胶凝材料3气硬性胶凝材料3.1石膏3.2建筑石膏3.3水玻璃6北京修复明长城遗址拒绝水泥始建于明代的北京古城墙，正是用这种以石灰、石膏为主要原料的黏合剂配以巨大的城砖砌成。新修复的城墙在用料和工艺上都与老城墙相同。确保“修旧如旧”效果沿用明代古方城砖、黏合剂选择灰白色的石灰膏。3.1石膏经过了600多年的风风雨雨，这些残墙岿然不倒，就是石灰膏耐久性的明证3.1石灰(Lime)石灰用途用途发达国家中国冶金、化工、环保、建材﹥90

3、%﹤30%建筑（房屋、道路、地下工程、各种土建项目）﹤10%﹥70%3.1石灰(Lime)能耗高；年耗标煤2000多万吨，是建材第三大耗煤大户。（水泥、粘土砖）生产水平低；多为立窑产品结构单一。多为块状产品中国石灰质量差的原因石灰石块进口CaCO3块状生石灰出口CaO1000-1100℃3.1石灰(Lime)石灰石生石灰（石灰）钙质石灰：石灰中MgO含量≤5%镁质石灰：石灰中MgO含量＞5%3.1.1石灰的生产CaCO3CaO+CO23.1.1石灰的生产欠火石灰：烧成温度低，分解不完全，产浆量低，减少了石灰的利用率。过火石灰：烧成温度高，

4、表面致密，延缓了产物熟化速度，其过烧成分可能在石灰应用后熟化，这时硬化的水泥浆中会产生膨胀而引起崩裂或隆起，直接影响工程质量。3.1.1石灰的生产CaO+H2OCa(OH)2+64.9kJ特点：体积增大1~2.5倍，同时放出大量热，几个术语：石灰乳石灰膏消石灰粉生石灰粉块状生石灰消化或熟化3.1.1生石灰的熟化(消化)3.1.1生石灰的熟化(消化)3.1.1生石灰的熟化(消化)化浆池过筛储灰池石灰浆生石灰块石灰浆在储灰池中需放置15天以上，消除过火石灰的危害，才能使用，这个过程叫陈伏。3.1.2石灰浆的调制石灰浆的可塑性和保水性生石灰熟化

5、后形成的石灰浆，是球状细颗粒高度分散的胶体，具有很强的吸附力，表面附有较厚的水膜，降低了颗粒之间的磨擦力，具有良好的塑性，易铺成均匀的薄层。在水泥砂浆中加入石灰浆，可使可塑性和保水性显著提高。Ca(OH)2水膜3.1.2石灰浆的调制石灰水化后的逐渐凝结硬化，主要包括下面两个同时进行的过程：结晶过程：石灰浆体在干燥过程中，游离水分蒸发，使Ca(OH)2从饱和溶液中结晶析出。碳化过程：Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O碳化过程极为缓慢3.1.3石灰的硬化可塑性和保水性好生石灰水化时水化热大，体积增大；硬化缓慢；硬化

6、时体积收缩大：硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著收缩，促使制品开裂。硬化后强度低；耐水性差：氢氧化钙晶体易溶于水。。3.1.4石灰的特性品种名称适用范围生石灰配制石灰膏；磨细成生石灰粉石灰膏用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆；稀释成石灰乳涂料，用于内墙和平顶刷白。生石灰粉用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆；配制无熟料水泥（石灰矿渣水泥、石灰粉煤灰水泥等）；制作硅酸盐制品（如灰砂砖等）；制作碳化制品（如碳化石灰空心板）；用于石灰土（灰土）和三合土。消石灰粉制作硅酸盐制品；用于石灰土（石灰+粘土）和三合土3.1.5石灰在建筑上的应用工程案例分析某

7、单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面，数月后，墙面上出现了许多不规则的网状裂纹，同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹，试分析上述现象产生的原因。石灰砂浆抹面的干墙面上出现不规则的网状裂纹，引发原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。墙面上个别部位出现的呈放射状的裂纹，是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中存在没有熟化的过火石灰，以致于在砂浆硬中，过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀，从而出现上述现象。3.1.5石灰在建筑上的应用221.原料：天然生石膏和化工石膏建筑石膏的生产磷石膏磷酸盐

8、矿与硫酸反应制造磷酸盐时的副产品氟石膏氟化物与硫酸反应制造HF时的副产品盐石膏由海水制造NaCl时钙化合物与硫酸盐反应而成乳石膏制造乳酸时的副产品黄石膏染化厂生产氧化剂、染化中间体、扩散剂等的