土木工程材料 教学课件 作者 周爱军第2章 无机胶凝材料第2章 无机胶凝材料1 石灰.ppt

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1、第2章无机胶凝材料土木工程材料本节内容气硬性胶凝材料2通用硅酸盐水泥3其他品种水泥4▲胶凝材料简介1【本章内容导读】讲述内容本章主要讲述石灰、石膏等气硬性胶凝材料的硬化机理、性质及其主要用途；重点讲述硅酸盐水泥的矿物组成、硬化机理，硅酸盐水泥的性能特点，讲述其他通用水泥、特性水泥和专用水泥的主要性能及使用特点。学习重点和要求通过本章的学习，熟悉常用无机胶凝材料的性质，以期在工程中能合理选用。本章以通用水泥为重点，要求重点掌握硅酸盐水泥等几种通用水泥的性能特点、检测方法及选用原则。建议学生学习中以硅酸盐水泥为点，搞清楚此点后拓展至其它通用水泥，再拓展至其它特性水

2、泥和专用水泥，采用点面结合、对比的学习方法。石灰要着重了解其性质和应用特点。2.1胶凝材料简介胶凝材料——经物理、化学作用，能将散粒材料（如砂、石子等）、块状材料（砖、砌块等）或纤维材料（如玻璃纤维、植物纤维等）粘结为整体，并经过一系列的物理、化学作用后从浆体逐渐硬化变为坚固的石状体的材料。无机胶凝材料（以无机化合物为基本成分）有机胶凝材料（天然的或合成的有机高分子化合物为基本成分）（沥青、树脂、橡胶等）按凝结硬化条件分类气硬性胶凝材料——只在空气中硬化（石灰、石膏）水硬性胶凝材料——空气、水中皆可硬化（水泥）按胶凝材料的化学组成不同2.2气硬性胶凝材料2.2

3、.1石灰石灰（Lime）是土木工程中使用最早的气硬性胶凝材料之一。公元前8世纪古希腊人已用于建筑，中国也在公元前7世纪开始使用石灰。至今石灰仍然是用途广泛的建筑材料。埃及金字塔：石材、石灰和石膏万里长城（200BC):条石、大砖、石灰砂浆布达拉宫：石材、石灰砂浆1.石灰的生产和主要品种（1）石灰的原材料——以CaCO3为主要成分的天然岩石（如石灰石、白云石和白垩等）富含CaCO3部分MgCO3（2）石灰的生产块状生石灰1005644块状生石灰的特点★：CaO质量几乎下降一半,但体积缩小很少,故优质的生石灰为多孔结构，晶粒较小，质量较轻（堆积密度为800~100

4、0kg/m3)。欠火石灰：温度过低/时间不够——石灰石不能完全分解,存在未分解的石灰石内核——有效氧化钙和氧化镁的含量少，降低了石灰的利用率，使用时缺乏粘结力。过火石灰：温度过高/时间过长——颜色深（褐、黑）——熟化速度极慢，在石灰固化后才开始发生消化，从而引起局部体积膨胀，产生裂缝，影响工程质量过火石灰在生产中是很难避免的，所以石灰膏在使用前必须经过“陈伏”注意（3）石灰的分类2）按成品的加工方法分类块状生石灰——煅烧直接获得生石灰粉——块状生石灰磨细消石灰粉——生石灰+适量水消解石灰膏——生石灰+过量水石灰乳——生石灰+较多水钙质石灰（MgO≤5％）镁质石

5、灰（MgO>5％）同等级的钙质石灰质量优于镁质石灰。1）按MgO含量分类CaOCa(OH)2（约为生石灰体积的3～4倍）Ca(OH)2+H2O2.石灰的消化与硬化（1）石灰的熟化（消化）CaO+H2O——Ca(OH)2+64.9KJ特点：1）水化速度快。煅烧良好的CaO与水接触时几秒钟内即反应完毕。2）体积膨胀。熟化时体积增大1～2.5倍；3）放出大量的热。1克分子CaO熟化生成1克分子Ca（OH）2约产生64.9kJ热量。化灰法用于制作石灰浆。在化灰池中进行，在生石灰中加入较大量的水得到石灰乳，通过筛网流入储灰池，沉淀后除去表层多余水分得到石灰膏。消化的方式

6、有两种，淋灰法和化灰法淋灰法用于调制消石灰粉，即在生石灰中，先均匀加入70％左右的水，便可得到颗粒细小、分散的消石灰粉活泼性大的石灰，加水要快，水量充足，并加速搅拌散热，否则易出现“过烧”现象活泼性小的石灰，加水要慢，水量少，否则易出现“过冷”现象。注意：消化过程中严格控制加水量和加水速度为了消除过火石灰的危害，石灰膏在使用之前应进行陈伏。陈伏是指石灰乳（或石灰膏）在储灰坑中放置15d以上的过程。陈伏期间，石灰膏表面应保有一层水分，使其与空气隔绝，以免与空气中二氧化碳发生碳化反应。（2）石灰的凝结硬化1）结晶作用水分蒸发，Ca（OH）2从饱和的溶液中析出结晶—

7、—结晶强度2）碳化作用碳化强度硬化过程结晶碳化Ca(OH)2结晶析出生成CaCO3主要变化特征内部反应快由表及里反应缓慢石灰的生产、消解、硬化小结过火石灰存在,陈伏半个月左右——常见实例：陈伏时间不够，引起房屋抹面层凸起开裂消解为石灰膏/乳的作用——水层隔绝空气，避免发生碳化消解安全——分层消解，热量较快散释3.石灰的技术性质（1）石灰的特性保水性与可塑性好。凝结硬化慢、强度低。硬化时体积收缩大。耐水性差。石灰吸湿性强，不宜储存过久。1）技术要求有效氧化钙和氧化镁含量——决定粘结力大小，判定石灰质量生石灰产浆量——石灰产浆量越高，则表示其质量越好未消化残渣含

8、量——与质量相关，反映欠火石灰和过火石