2气硬性凝胶材料的选择和应用(教案)

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1、学习情境2气硬性胶凝材料的选择和应用建筑工程中主要应用的气硬性胶凝材料有石灰、石膏、水玻璃和菱苦土。单元1石灰石灰一般是相同化学组成和物理形态的生石灰、消石灰、水硬性石灰的统称。它是建筑上最早使用的胶凝材料之一。因其原料分布广泛，牛产工艺简单，成本低廉，使用方便，所以一直得到广泛应用。1.1石灰的生产主产石灰所用原料主要是以碳酸钙为主的犬然岩石，如石灰石、白垩等。将这些原料在高温下锻烧，即得生石灰：CaCO39（）（）~1HM）"CyCaO+C02t正常温度下燉烧得的生石灰具有多孔结构，即内部孔隙率大、品粒细

2、小、体积密度小，与水作用速度快。由于生产时，火候或温度控制不均，常会含有欠火石灰和过火石灰。欠火石灰屮含有未分解的碳酸钙内核,外部为正常锻烧石灰。欠火石灰只是降低了石灰的利用率,不会带來危害。温度过高得到的生石灰，称为过火石灰。过火石灰的结构致密、孔隙率较小、体积密度大，并且品粒粗大，甚至发生原料中混入或夹带有粘土成分，在高温下熔融，便过火石灰颗粒表面部分为玻璃质物质（即釉状物）所包覆。因此过火石灰与水作川很慢（需数十犬至数年以上），这时对使用非帘不利。1.2石灰的熟化石灰的熟化，乂称消解，是生石灰（氧化钙）

3、与水作用生成熟石灰（氢氧化钙）的过程,CaO+H2O—Ca（0H）2+64.8U伴随着熟化过程，放出人量的热，并且体积迅速增加1〜2.5倍。为避免过火石灰在使用后，因吸收空气中的水蒸气而逐步水化膨胀，使硕化砂浆或石灰制品生产隆起、开裂等破坏，在便用前必需使其熟化或将其去除。常采用的方法是在熟化过程中首先将较大的欠火石灰块利用筛网等去除（同时也为了去除较大的欠火石灰块，以改善石灰质量），之后利用二周以上的熟化时间（即陈伏），使较小的过火石灰块熟化。熟化时需防止石灰碳化（也就是在陈伏期间，应在其表而保留一定厚度的

4、水层，以与空气隔绝。）。熟石灰，又称为消石灰，冇二种使用形式：（1）石灰膏生石灰块加水3〜4倍的水，经熟化、沉淀、陈伏等得到的膏状体。石灰膏含水约50%o1kg生石灰可熟化成1.5〜3.5L石膏。（2）消石灰粉牛石灰块加60%〜80%的水，经熟化、陈伏等得到的粉状物（略湿，但不成团）。1.3石灰的硬化（1）干燥硬化少结晶硬化石灰浆在干燥过程中，因失水产生毛细管压力，使氢氧化钙颗粒间的接触紧密，产生一定的搭接。此外氢氧化钙也会在过饱和溶液中结晶，但结晶数量很少，故由此过程产生的强度很低。若再遇水后，因毛细管压消

5、失，且氢氧化钙微溶于水,强度丧失。（2）碳化便化氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙而使石灰硬化，即：Ca（0H）2+CO2+nH2O—CaCO3+（/?4-l）H2O生成的碳酸钙具有相当高的强度。但由于空气中二氧化碳的浓度很低，故碳化过程极为缓慢。空气中湿度过小或过大均不利于石灰的碳化硬化。由硬化原因及过程可以得出石灰硬化慢、强度低、不耐水的结论。1.4技术要求按石灰中氧化镁含量将生石灰、生石灰粉分为钙质石灰（MgOW5%）和镁质石灰（MgO>5%）；按消石灰中氧化镁含量将消石灰粉划分为钙质消石灰粉（Mg

6、O<4%）、镁质消石灰粉（4%5MgO<24%）和白云石消石灰粉（24SMgO<30%）。按石灰粉划分为优等品、一等品、合格站三等。各等级要求见表2-1、表2-2和表2-3。1.5石灰的性质（1）保水性和可塑性好生成的氢氧化钙颗粒极细小，比表面积大，对水的吸附能力强。这一性质常用來改善砂浆的保水性。（2）硬化慢、强度低石灰浆的碳化很慢，强度低。如石灰砂浆（1:3）28犬强度仅0.2〜0.5MPa。（3）耐水性差石灰在硬化后，其内部成分大部分为氢氧化钙，仅冇极少量的碳酸钙。由于蛍氧化钙可微溶于水，故耐水性极差，

7、软化系数接近于零，即浸水后强度丧失贻尽。（4）硬化时体枳收缩大氢氧化钙吸附的大量水在蒸发时，产生很大的毛细管压力，致使石灰制品开裂。因此石灰不宜单独使用。（5）吸湿性强生石灰吸湿性强，保水性好，是传统的干燥剂。1.6应用（1）石灰乳涂料和砂浆（2）灰土与三合土（3）制作硅酸盐制品1.7石灰的储存生石灰运输与储存时，应避免受潮，盂在干燥条件下存放。n不宜过久，最好在密闭条件下存放。石灰膏地存放时表面必须有层水，以防碳化。2.1建筑石膏的生产、水化与凝结硬化（1）建筑石膏的生产将天然二水石膏CaSO4-2H2O（

8、乂称为生石膏或软石膏）加热脱水而得，反应式如下：1qCaSO4•2H2O

9、（）7~

10、7（），（>CaSO4•护应+尹2。（生石膏）干燥（熟务膏）生产的产物称为0型半水石膏，将此熟石膏磨细得到的白色粉末称为建筑石膏。若在1.3大气压（约127KPa）的水蒸汽中脱水，得到的是晶粒较〃型半水石膏粗大、使用时拌合用水量少的半水石膏，称为。型半水石膏，将此熟石膏磨细得到的白色粉末称为高强石膏。（2）水化为凝结