道路与桥梁工程材料教学课件作者芦国超第二章.ppt

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1、第二章石灰和水泥第一节石灰第二节硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥第三节掺混合材料的硅酸盐水泥第四节其他品种水泥返回第二章石灰和水泥在建筑上，材料与水拌合后的浆体，经过一系列的物理、化学作用后，由液体或膏状体变为坚硬的固体，同时可将砂、石、砖、砌块等散粒或块状材料胶结成整体并具有一定机械强度，这样的材料称为胶凝材料。胶凝材料品种繁多，按化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类，其中无机胶凝材料按硬化条件又可分为水硬性和气硬性两类，如图2-1所示。下一页返回第二章石灰和水泥所谓气硬性胶凝材料，是指材料与水拌合后的浆体只能在空气中硬化并保持和继续提高其强度的胶凝材料，其耐水性

2、差，已硬化并具有强度的制品在水的长期作用下，强度会显著下降以致破坏。水硬性胶凝材料是指材料与水拌合后的浆体不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化并保持和继续提高其强度的胶凝材料，其耐水性强。上一页返回第一节石灰石灰(图2-2)是建筑上使用较早的矿物胶凝材料之一。由于其来源广泛，生产工艺简单，成本低廉，胶结性能好，至今仍广泛应用在建筑中。一、石灰的生产生产石灰的主要原料是以碳酸钙为主要成分的岩石（如石灰石、白云石），以及化工副产品如碳化钙制取乙炔时产生的电石渣，其主要成分是氢氧化钙，即消石灰（又称熟石灰）。高温煅烧碳酸钙时，应尽可能分解和排除二氧化碳，而主要得到氧化钙

3、。其化学反应式为：下一页返回第一节石灰煅烧过程对石灰质量有很大影响。温度较低或尺寸过大时，ＣａＣＯ３尚未分解，表观密度大，产生不熟化的欠火石灰，欠火石灰中ＣａＯ含量低，降低了其质量等级和石灰的利用率；温度过高或煅烧时间过长时，分解出的ＣａＯ与原料中的ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３等杂质熔结，产生熟化很慢的过火石灰。过火石灰用于工程上，其细小颗粒会在硬化的砂浆中吸收水分，发生水化反应而体积膨胀，引起局部鼓泡或脱落，影响工程质量。二、石灰的熟化与硬化１．熟化上一页下一页返回第一节石灰块状生石灰在使用前都要加水熟化（又称消解）成熟石灰（又称消石灰）。其反应式为：生石灰在熟化过程中体积膨

4、胀１～２．５倍，并放出大量的热。石灰熟化的方法主要分为制石灰膏和制消石灰粉。（１）制石灰膏。在化灰池中加大量水，熟化成石灰乳，熟化的氢氧化钙经网筛过滤（除渣）流入储灰池，在储灰池中沉淀成膏状材料，即石灰膏。为保证石灰膏充分熟化，必须在储灰池中储存７ｄ以上，同时，石灰膏上应保留一层水，避免石灰膏与空气接触而导致碳化，这一过程称为“陈伏”。上一页下一页返回第一节石灰否则，未熟化的石灰颗粒在抹面后吸收空气中的水分继续熟化，体积膨胀，致使墙面隆起、开裂。石灰膏可用来拌制砌筑砂浆、抹面砂浆。（２）制消石灰粉。将生石灰淋以适当的水，消解成氢氧化钙，再经磨细、筛分而得干粉，即为消石灰

5、粉或熟石灰粉。消石灰粉也需放置一段时间，待进一步熟化后使用。由于其熟化未必充分，不宜直接用于拌制砂浆、灰浆。消石灰粉可用于拌制灰土、三合土。２．硬化石灰浆在空气中的硬化是两个同时进行的物理变化过程和化学反应过程。上一页下一页返回第一节石灰（１）干燥过程和结晶过程。石灰膏中的游离水分一部分蒸发掉，一部分被砌体吸收。氢氧化钙从过饱和溶液中结晶析出，晶体颗粒相互靠拢粘紧，强度随之提高。（２）碳化过程。石灰膏体表面的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，不溶于水的碳酸钙由于水分的蒸发而逐渐结晶。其反应式为：碳化过程是从膏体表层开始逐渐深入到内部，但表层生成的碳酸钙结晶阻碍了

6、二氧化碳的深入，也影响了内部水分的蒸发，所以碳化过程长时间，只限于表面。氢氧化钙的结晶作用则主要发生在内部。上一页下一页返回第一节石灰三、石灰的分类１．按化学成分（ＭｇＯ含量）分在石灰的原料中，除主要成分碳酸钙外，常含有碳酸镁。煅烧过程中，碳酸镁分解成氧化镁，存在于石灰中。根据氧化镁含量多少，分为钙质、镁质，见表２-１。镁质石灰熟化较慢，但硬化后强度稍高，用于建筑工程中的多为钙质石灰。２．按熟化速度分快熟石灰：熟化速度在１０ｍｉｎ以内。中熟石灰：熟化速度在１０～３０ｍｉｎ。上一页下一页返回第一节石灰慢熟石灰：熟化速度在３０ｍｉｎ以上。３．根据成品加工方法不同分建筑生石灰

7、：由原料在低于烧结温度下而得到的白色原产品（主要成分为ＣａＯ）。建筑生石灰粉：以建筑生石灰为原料，经研磨制得的生石灰粉（主要成分为ＣａＯ）。建筑消石灰粉：以建筑生石灰为原料，经水化和加工制得的消石灰粉［主要成分Ｃａ（ＯＨ）２］。上一页下一页返回第一节石灰四、石灰的技术性质及标准建筑生石灰根据有效氧化钙和有效氧化镁的含量、二氧化碳含量、未消化残渣含量以及产浆量，划分为优等品、一等品和合格品。各等级的技术要求见表２-２。建筑生石灰粉根据有效氧化钙和有效氧化镁含量、二氧化碳及细度，划分为优等品、一等品和合格品。各等级的技术要求见表２-３。建筑消