无机胶凝材料-土木工程材料

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1、第3章无机胶凝材料南华大学杨建明教授第3章无机胶凝材料胶凝材料发展①公元前3000年，古埃及人，煅烧石膏；古希腊人，石灰石煅烧石灰。②公元前146年，罗马，石灰＋砂子，混合成砂浆。石灰－火山灰－砂子　罗马砂浆。③18世纪，英国，含粘土石灰石制成罗马水泥；1824年英国发明波特兰水泥。2021/10/7第3章无机胶凝材料④我国5000年前，含二氧化硅较高的石灰石，磨成“白面灰”，公元前7世纪周朝石灰，公元前5世纪南北朝，石灰＋粘土＋细砂，三合土；秦汉，掺糯米汁石灰砌砖以及石灰－桐油、石灰－血料。2021/10/7第3章无机胶凝材料土木工程中常常需要将散粒材料（如砂和石子）或块状

2、材料（如砖和石英）粘结成为整体，具有这种粘结作用的材料，统称为无机胶结材料或无机胶凝材料。胶凝材料，确切地说是指经过自身的物理化学作用后，能够由液态或固态变成坚硬固体的物质。2021/10/7第3章无机胶凝材料有机胶凝材料胶凝材料无机胶凝材料　气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续提高其强度，如石灰、石膏、水玻璃。水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，保持并继续提高其强度，如各种水泥。2021/10/73.1石灰块状生石灰　CaO生石灰粉　CaO消石灰、熟石灰　Ca(OH)2石灰浆　Ca(OH)2+H2O202

3、1/10/73.1石灰一、石灰的生产工艺概述原料：石灰石、白云石、白垩生产过程：生石灰，3.2g/cm3，表观密度约800kg/m3~1000kg/m3欠火石灰过火石灰2021/10/73.1石灰二、石灰的消化和硬化1、石灰消化水化特点：1）水化热大，水化速度快；2）水化过程中固相体积增大1.5~2倍。2021/10/73.1石灰“过烧”：对活泼性大的石灰，如加水过慢，水量不够，则已消化的石灰颗粒生成Ca(OH)2，包围于未消化颗粒周围，使内部石灰不易消化。“过冷”：对于活泼性差的石灰，如加水过快，则发热量少，水温过低，增加了未消化颗粒。2021/10/73.1石灰2、石灰的

4、硬化1）干燥硬化2）碳化2021/10/73.1石灰三、石灰及其制品技术性质1、石灰的特性1）可塑性和保水性好2）硬化缓慢，硬化后强度低。石灰砂浆28d抗压强度只有0.2MPa~0.5MPa3）硬化后体积收缩大4）耐水性差2021/10/73.1石灰2、石灰技术要求《建筑生石灰》JCT479-2013、、《建筑消石灰》JC/T481-2013钙质石灰主要由氧化钙或氢氧化钙组成，而不添加任何水硬性的或火山质的材料。镁质石灰主要由氧化钙和氧化镁（MgO》5%）或氢氧化钙和氢氧化镁组成，而不添加任何水硬性的或火山灰质的材料。1）生石灰技术标准，表3.1、表3.22）消石灰技术标准，

5、表3.3、表3.42021/10/73.1建筑生石灰技术指标2021/10/73.1建筑生石灰技术指标2021/10/73.3建筑消石灰的技术指标2021/10/73.4建筑消石灰的技术指标2021/10/73.1石灰四、石灰的应用1、配制砂浆良好可塑性和粘结性2、拌制三合土和灰土三合土：石灰粉:粘土:砂＝1:2:33、制作石灰乳涂料2021/10/73.1石灰4、生产硅酸盐制品石灰和硅质材料（如粉煤灰、石英砂、炉渣）如蒸压灰砂砖5、磨制生石灰粉6、加固软土地基7、制造静态破碎剂和膨胀剂过火石灰粉＋5%~7%水硬性胶凝材料2021/10/73.2硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸

6、盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥此外道路水泥、高铝水泥、膨胀水泥、快硬水泥2021/10/73.2硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥（GB175-2007）：凡由硅酸盐水泥熟料，0~5%石灰石或粒化高炉矿渣，适当石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。不掺加混合材料的称I型硅酸盐水泥　代号P.I在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料称II型硅酸盐水泥　代号P.II凡由硅酸盐水泥熟料、6%~20%混合材料、适当石膏磨细制成水硬性胶凝材料称普通硅酸盐水泥，P.O。其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准5.2.4的非

7、活性混合材料或不超过水泥质量5%且符合本标准5.2.5的窑灰代替。2021/10/73.2硅酸盐水泥（一）硅酸盐水泥生产工艺概述1、生产原料：石灰质原料石灰石、白垩、石灰质凝灰岩CaO粘土质原料粘土、粘土质页岩、黄土SiO2、Al2O3、Fe2O3铁矿粉补充Fe2O3不足2021/10/73.2硅酸盐水泥2、硅酸盐水泥生产工艺概述（1）生料的配制和磨细　干法和湿法（2）将生料煅烧，形成熟料（3）将熟料与适量石膏共同磨细成为硅酸盐水泥2021/10/73.2硅酸盐水泥（二）硅酸盐水泥的化学成分和矿物组成1