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1、第四章 气硬性胶凝材料第一节 石灰第二节 建筑石膏第三节 水玻璃返回第一节 石灰石灰是人类在建筑工程中最早使用的胶凝材料之一.其因原材料储藏丰富、分布范围广、生产工艺简单、使用方便、成本低廉,至今仍然被广泛应用.一、石灰的生产石灰是用以碳酸钙为主要成分的石灰石、白云质石灰岩、白垩等天然岩石为原料,在一定烧结温度下煅烧所得的产物,其主要成分为氧化钙(CaO).还可以利用化学工业副产品,如利用电石(碳化钙)制取乙炔时的电石渣,其主要成分是氢氧化钙Ca(OH)２,即消石灰.石灰石经过煅烧生成生石灰,其化学反应式如下
2、:下一页返回第一节 石灰生石灰一般为白色或黄灰色块状物质,其主要成分为氧化钙.由于原料中常含有碳酸镁(MgCO３),煅烧后生成MgO.当MgO含量≤５％时,称为钙质石灰;当MgO含量＞５％时,称为镁质石灰.在正常温度条件下,煅烧得到的石灰为多孔结构,内部孔隙率较大,密度为３.１~３.４g/cm３,表观密度小,与水作用速度快.在实际生产中,若煅烧温度或煅烧时间控制不当,会出现欠火石灰和过火石灰影响石灰品质.在生石灰烧制过程中,往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等,生石灰中残留有未烧透的内核,即CaCO
3、3不能完全分解,这种石灰称为“欠火石灰”.欠火石灰的利用率很低,不能消化,石灰浆的产量降低.由于烧制的温度过高或时间过长,石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳,体积收缩明显,颜色呈灰黑色,这种石灰称为“过火石灰”.过火石灰块体容重大、熟化慢,使用时会影响工程质量.上一页下一页返回第一节 石灰二、石灰的熟化与硬化１.石灰的熟化和“陈伏”石灰的熟化又称为消化、消解,是指生石灰CaO与水发生水化反应,生成熟石灰Ca(OH)２的过程.其化学反应式如下:CaO＋H２O→Ca(OH)２＋６４.９kJ生石灰熟化时放出大量的热量,
4、同时,体积膨胀１.０~２.５倍.当石灰中含有过火石灰时,由于过火石灰熟化缓慢,它将在石灰浆体硬化以后才发生水化作用,于是,会因产生膨胀而引起崩裂或隆起现象,在使用前必须使其熟化或将其除去.上一页下一页返回第一节 石灰工程中常用的方法是在石灰熟化过程中先利用筛网去除较大尺寸的过火石灰,然后将熟化的石灰浆在储灰池中储存两周以上,使尺寸较小的过火石灰充分熟化,即“陈伏”.陈伏期间,石灰膏表面应留有一层水,以隔绝空气,防止与CO２作用发生碳化.２.石灰的硬化石灰浆体在空气中的硬化包含了干燥、结晶和碳化三个交错进行的过
5、程.(１)干燥.干燥时,石灰浆体中多余水分蒸发或被砌体吸收而使石灰粒子紧密接触,获得一定强度.(２)结晶.游离水分蒸发,Ca(OH)２逐渐从饱和溶液中结晶析出,形成结晶结构网,使强度继续增加.上一页下一页返回第一节 石灰(３)碳化.Ca(OH)２与空气中的CO２作用,生成不溶于水的CaCO３晶体,析出的水分逐渐被蒸发的过程,称为碳化.其化学反应式如下:Ca(OH)２＋CO２＋nH２O→CaCO３＋(n＋１)H２O碳化时形成的CaCO３晶体相互交叉连生或与Ca(OH)２共生,构成较精密的结晶网,使硬化浆体强度进
6、一步提高.但由于空气中CO２浓度很低,且表面碳化后,CO２不宜进入内部,故自然状态下碳化速度较慢.三、石灰的品种、分类和技术要求１.石灰的品种和分类根据成品的加工方法的不同,石灰有以下成品:(１)块状生石灰.由石灰石煅烧成的白色疏松结构的块状物,主要成分为CaO.上一页下一页返回第一节 石灰(２)磨细生石灰粉.由块状生石灰经破碎、磨细而成.其熟化快,不需提前消化,直接加水使用即可.具有节约场地、提高工程效率、改善施工环境、硬化快、强度提高等优点.缺点是成本较高,不易储存.(３)消石灰粉.将生石灰用适量的水经消
7、化和干燥而成的粉末,主要成分为Ca(OH)２,也称为熟石灰粉.(４)石灰膏.将消石灰和水组成的具一定稠度的膏状物,主要成分为Ca(OH)２和水.(５)石灰乳.将消石灰用大量水消化而成的一种乳状液体,主要成分为Ca(OH)２和水.建筑工程中使用的石灰,主要有三个品种,即建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉.上一页下一页返回第一节 石灰因为石灰岩中常含有一些碳酸镁成分(MgCO３),所以,生石灰中也含有氧化镁(MgO).当MgO含量≤５％时,称为钙质生石灰;当MgO含量＞５％时,称为镁质生石灰.根据化学成分的含
8、量不同,建筑生石灰的分类见表４-１.２.石灰的技术要求建筑生石灰的化学成分应符合表４-２的要求.四、石灰的特性１.可塑性和保水性好生石灰熟化为石灰浆时,能自动形成颗粒极细(直径约为１μm)的呈胶体分散状态的氢氧化钙,表面吸附一层厚的水膜,具有良好的保水性和可塑性.上一页下一页返回第一节 石灰因此,用石灰调成的石灰砂浆其突出的优点是具有良好的可塑性,即和易性.在水泥砂浆中掺入石灰浆,可显著提高砂浆的和
