《建筑材料》第六次課(第三章)

1、 建筑材料 第三章 無機(jī)氣硬性膠凝材料 建筑工程系建筑工程系 主講教師：主講教師：劉亞麗劉亞麗復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容n1.石膏膠凝的材料主要成分是（ ）。nA. 硫酸鈣 B. 碳酸鈣nC. 硅酸鈣 D. 氫氧化n2.按相關(guān)規(guī)定，建筑石膏的存放期為（ ）個(gè)月。nA. 1 B. 2nC. 3 D. 5n3.例如抗折強(qiáng)度為2.5MPa的建筑石膏應(yīng)記為（ ）。A. 建筑石膏0.25GB9776 B.建筑石膏2.5GB9776 C.建筑石膏25GB9776 D.建筑石膏250GB9776 n4.石膏制品表面光滑細(xì)膩，主要原因是（ ）。A. 施工工藝好 B. 表面修補(bǔ)加工C. 摻纖維等材料 D.硬化后體

2、積微膨脹第三章 無機(jī)氣硬性膠凝材料n3.2 石石 灰灰 石灰吟石灰吟明明 于謙于謙 千錘萬鑿出深山，千錘萬鑿出深山， 烈火焚燒若等閑。烈火焚燒若等閑。 粉身碎骨渾不怕，粉身碎骨渾不怕，要留清白在人間。要留清白在人間。n本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)n1 1）了解建筑石灰的化學(xué)組成及生產(chǎn)工藝。）了解建筑石灰的化學(xué)組成及生產(chǎn)工藝。n2 2）掌握石灰的熟化與陳伏。掌握石灰硬化的）掌握石灰的熟化與陳伏。掌握石灰硬化的兩部分。兩部分。n3 3）重點(diǎn)掌握石灰的特性及應(yīng)用。）重點(diǎn)掌握石灰的特性及應(yīng)用。思考n1.何為欠火石灰、過火石灰？各有何特點(diǎn)？何為欠火石灰、過火石灰？各有何特點(diǎn)？n2.石灰熟化成石灰漿使用時(shí)

3、，一般應(yīng)在儲(chǔ)石灰熟化成石灰漿使用時(shí)，一般應(yīng)在儲(chǔ)灰坑中灰坑中“陳伏陳伏”2星期以上，為什么？星期以上，為什么？3.3.1 1 石石 灰灰 3.3.1 1.1 .1 石灰的原料和生產(chǎn)石灰的原料和生產(chǎn) 1.1.原料原料 以以CaCOCaCO3 3為主要成分的巖石為主要成分的巖石( (石灰石、白堊等石灰石、白堊等) ) 富含富含CaCOCaCO3 3 部分部分MgCOMgCO3 3 2.2.煅燒煅燒欠火石灰欠火石灰：溫度過低溫度過低/ /時(shí)間不夠時(shí)間不夠/ /石灰石不能充分燒透石灰石不能充分燒透, ,存在硬心存在硬心（含有未分解的（含有未分解的CaCO3 ）過火石灰：過火石灰：溫度過高溫度過高/ /時(shí)

4、間過長時(shí)間過長/ / CaO形成粗大晶體甚至熔融，形成粗大晶體甚至熔融，使使CaO活性大幅度下降活性大幅度下降/顏色深（褐、黑）顏色深（褐、黑） CaCO3 CaO 9001100 CO2MgCO3 MgO 3. 3. 石灰分類石灰分類 2.2.按石灰的存在形式分類按石灰的存在形式分類v 塊狀生石灰塊狀生石灰 煅燒直接獲得煅燒直接獲得v 生石灰粉生石灰粉 塊狀生石灰磨細(xì)塊狀生石灰磨細(xì)v 消消( (熟熟) )石灰粉石灰粉 生石灰消解生石灰消解v 石灰膏石灰膏/ /乳乳 生石灰生石灰+ +過量水過量水鈣質(zhì)石灰（鈣質(zhì)石灰（MgO5）鎂質(zhì)石灰（鎂質(zhì)石灰（MgO5）特點(diǎn)：熟化較慢，但硬化強(qiáng)度稍高。特點(diǎn)：

5、熟化較慢，但硬化強(qiáng)度稍高。1.1.按按MgOMgO含量分類含量分類CaOCaOCa(OH)Ca(OH)2 2塊狀生石灰塊狀生石灰生石灰粉生石灰粉石灰膏石灰膏 3.3.1 1.2 .2 石灰的熟化與硬化石灰的熟化與硬化 1. 1. 石灰的熟化（消化）石灰的熟化（消化） CaOCaO + H + H2 2O O Ca(OH) Ca(OH)2 2 + Q+ Q（64.9KJ64.9KJ）生石灰用適量水經(jīng)消化和干燥而成的粉末生石灰用適量水經(jīng)消化和干燥而成的粉末, ,成為熟石灰成為熟石灰. . 主要成分為主要成分為Ca(OH)2.將塊狀生石灰用過量水消化將塊狀生石灰用過量水消化, ,或?qū)⑾曳刍驅(qū)⑾?/p>

6、灰粉和水拌和所得到的一定稠度的膏狀物為石灰和水拌和所得到的一定稠度的膏狀物為石灰膏膏, ,主要成分為主要成分為Ca(OH)2和水和水.n特點(diǎn)：特點(diǎn)：n 放熱量大、快（放熱量大、快（1h1h放熱是混放熱是混凝土凝土1d1d放熱量的放熱量的9 9倍多）倍多）n 體積增大：體積增大：1 1.5.52.02.0倍倍注意：注意： 石灰的熟化過程會(huì)放出大量的熱，注石灰的熟化過程會(huì)放出大量的熱，注 意焚燒時(shí)候消解安全。意焚燒時(shí)候消解安全。 措施：分層消解。措施：分層消解。 過火石灰可以使用，但應(yīng)陳伏半個(gè)月，過火石灰可以使用，但應(yīng)陳伏半個(gè)月，因?yàn)檎惩岭s質(zhì)熔融、填充或包裹石灰表面因?yàn)檎惩岭s質(zhì)熔融、填充或包裹石灰

7、表面密密實(shí)度高實(shí)度高 石灰消解慢。石灰消解慢。 “陳伏陳伏”:”:為了消除熟石灰中過火石灰顆粒的為了消除熟石灰中過火石灰顆粒的危害危害, ,石灰漿應(yīng)在儲(chǔ)灰坑中靜置石灰漿應(yīng)在儲(chǔ)灰坑中靜置2 2周以上周以上, ,即即”陳陳伏伏” ” 。n欠火石灰中的碳酸鈣未完全分解，使用時(shí)缺乏粘結(jié)力，降低石灰的利用率。注意：注意： 2.2.石灰的硬化石灰的硬化 1 1）干燥結(jié)晶硬化：）干燥結(jié)晶硬化： 水分蒸發(fā)，氫氧化鈣過飽和析晶水分蒸發(fā)，氫氧化鈣過飽和析晶結(jié)晶強(qiáng)度結(jié)晶強(qiáng)度兩種強(qiáng)度兩種強(qiáng)度水分蒸發(fā)，產(chǎn)生毛細(xì)管壓力，壓密石灰粒子水分蒸發(fā)，產(chǎn)生毛細(xì)管壓力，壓密石灰粒子附加強(qiáng)度附加強(qiáng)度 2 2）碳化硬化：）碳化硬化： C

8、aCa（OHOH）2 2COCO2 2H H2 2O O CaCO CaCO3 3 碳化強(qiáng)度碳化強(qiáng)度 如果含水量過小如果含水量過小, ,處于干燥狀態(tài)時(shí)處于干燥狀態(tài)時(shí), ,碳化反應(yīng)幾乎停止碳化反應(yīng)幾乎停止. .而空氣中而空氣中COCO2 2含量較少含量較少, ,碳化作用主要發(fā)生在石灰漿體碳化作用主要發(fā)生在石灰漿體與空氣接觸的表面上與空氣接觸的表面上. .表面上生成的表面上生成的CaCO3膜層將阻膜層將阻礙礙COCO2 2的進(jìn)一步滲入的進(jìn)一步滲入, ,同時(shí)也阻礙內(nèi)部水分的蒸發(fā)同時(shí)也阻礙內(nèi)部水分的蒸發(fā), ,使使Ca(OH)2的結(jié)晶也進(jìn)行得緩慢的結(jié)晶也進(jìn)行得緩慢. 所以相當(dāng)長的時(shí)間里所以相當(dāng)長的時(shí)間里

9、,石灰漿體處于表層為石灰漿體處于表層為CaCO3,內(nèi)部內(nèi)部為為Ca(OH)2的狀態(tài)的狀態(tài),其硬化是一個(gè)相當(dāng)緩慢的過程其硬化是一個(gè)相當(dāng)緩慢的過程.注意注意石灰的生產(chǎn)、消解、硬化小結(jié)過火石灰存在過火石灰存在, ,陳伏半個(gè)月左右陳伏半個(gè)月左右 常見實(shí)例：陳伏時(shí)間不夠，引起房屋抹面層凸起開裂常見實(shí)例：陳伏時(shí)間不夠，引起房屋抹面層凸起開裂消解為石灰膏的作用消解為石灰膏的作用 水層隔絕空氣，避免發(fā)生碳化水層隔絕空氣，避免發(fā)生碳化消解安全消解安全 分層消解，熱量較快散釋分層消解，熱量較快散釋3.3.1 1.3 .3 石灰的特性、質(zhì)量要求與應(yīng)用石灰的特性、質(zhì)量要求與應(yīng)用 1.1.石灰的特性石灰的特性 保水性好

10、，可塑性好保水性好，可塑性好“保水性保水性”: :熟石灰粉或石灰膏與水拌和后熟石灰粉或石灰膏與水拌和后, ,保持水分不泌出保持水分不泌出的能力的能力, ,即為即為“保水性保水性”. . 生石灰熟化為石灰漿時(shí)，能自動(dòng)形成顆粒極細(xì)（直徑約生石灰熟化為石灰漿時(shí)，能自動(dòng)形成顆粒極細(xì)（直徑約為為1m1m）的的氫氧化鈣粒子，比表面積大）的的氫氧化鈣粒子，比表面積大, ,表面能吸附一層表面能吸附一層厚的水膜厚的水膜, ,使顆粒間的摩擦力減小。因此，用石灰調(diào)成的石使顆粒間的摩擦力減小。因此，用石灰調(diào)成的石灰砂漿其突出的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的可塑性。在水泥砂漿中摻灰砂漿其突出的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的可塑性。在水泥砂漿中摻入

11、石灰膏，可使砂漿可塑性顯著提高。入石灰膏，可使砂漿可塑性顯著提高。n 硬化較慢、強(qiáng)度低硬化較慢、強(qiáng)度低從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面碳化后，形成緊密外殼，不利于碳化作用的深碳化后，形成緊密外殼，不利于碳化作用的深入，也不利于內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此石灰是硬入，也不利于內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此石灰是硬化緩慢的材料。同時(shí)，石灰的硬化只能在空氣化緩慢的材料。同時(shí)，石灰的硬化只能在空氣中進(jìn)行。硬化后的強(qiáng)度也不高，中進(jìn)行。硬化后的強(qiáng)度也不高，1:31:3的石灰砂的石灰砂漿漿2828天抗壓強(qiáng)度

12、通常只有天抗壓強(qiáng)度通常只有0.20.20.5MPa0.5MPa。 硬化時(shí)體積收縮大硬化時(shí)體積收縮大石灰在硬化過程中，由于大量的游離水蒸發(fā)，石灰在硬化過程中，由于大量的游離水蒸發(fā)，從而引起顯著的體積收縮，不宜單獨(dú)使用。工程上從而引起顯著的體積收縮，不宜單獨(dú)使用。工程上常在其中摻入砂、各種纖維材料等減少收縮。常在其中摻入砂、各種纖維材料等減少收縮。 耐水性差耐水性差硬化后的石灰受潮后，其中的氫氧化鈣和氧化硬化后的石灰受潮后，其中的氫氧化鈣和氧化鈣會(huì)溶解，強(qiáng)度更低，在水中還會(huì)潰散。所以，石鈣會(huì)溶解，強(qiáng)度更低，在水中還會(huì)潰散。所以，石灰不宜在潮濕的環(huán)境中使用，也不宜單獨(dú)用于建筑灰不宜在潮濕的環(huán)境中使用

13、，也不宜單獨(dú)用于建筑物基礎(chǔ)。物基礎(chǔ)。 石灰吸濕性強(qiáng)石灰吸濕性強(qiáng)塊狀生石灰在放置過程中，會(huì)緩慢吸收空氣塊狀生石灰在放置過程中，會(huì)緩慢吸收空氣中的水分而自動(dòng)熟化成消石灰粉，再與空氣中的中的水分而自動(dòng)熟化成消石灰粉，再與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈣，失去膠結(jié)能力。二氧化碳作用生成碳酸鈣，失去膠結(jié)能力。4. 4. 石灰的應(yīng)用石灰的應(yīng)用建筑工程中所使用的石灰通常分為三個(gè)品種：建筑建筑工程中所使用的石灰通常分為三個(gè)品種：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。 (1) 制作石灰乳涂料制作石灰乳涂料石灰乳由消石灰粉或消石灰漿摻大量水調(diào)制而成。可石灰乳由消石灰粉或消石灰漿

14、摻大量水調(diào)制而成?？捎糜诮ㄖ覂?nèi)墻面和頂棚粉刷。摻入少量佛青顏料，可使用于建筑室內(nèi)墻面和頂棚粉刷。摻入少量佛青顏料，可使其呈純白色；摻入其呈純白色；摻入107膠或少量水泥粒化高爐礦渣膠或少量水泥?；郀t礦渣(或粉煤或粉煤灰灰)，可提高粉刷層的防水性；摻入各種色彩的耐堿材料，可提高粉刷層的防水性；摻入各種色彩的耐堿材料，可獲得更好的裝飾效果?？色@得更好的裝飾效果。(2) 配制砂漿配制砂漿石灰漿和消石灰粉可以單獨(dú)或與水泥一起配石灰漿和消石灰粉可以單獨(dú)或與水泥一起配制成砂漿，前者稱石灰砂漿，后者稱混合砂漿，制成砂漿，前者稱石灰砂漿，后者稱混合砂漿，用于墻體的砌筑和抹面。為了克服石灰漿收縮性用于墻體的

15、砌筑和抹面。為了克服石灰漿收縮性大的缺點(diǎn)，配制時(shí)常要加入紙筋等纖維質(zhì)材料。大的缺點(diǎn)，配制時(shí)常要加入紙筋等纖維質(zhì)材料。 （3 3）. .石灰土和三合土石灰土和三合土 灰土和三合土在夯實(shí)或壓實(shí)下，密實(shí)度大大提高，而且灰土和三合土在夯實(shí)或壓實(shí)下，密實(shí)度大大提高，而且在潮濕的環(huán)境中，粘土顆粒表面的少量活性氧化硅和氧化在潮濕的環(huán)境中，粘土顆粒表面的少量活性氧化硅和氧化鋁與鋁與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，生成水硬性的水化硅酸鈣和水化發(fā)生反應(yīng)，生成水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，使粘土的抗?jié)B能力、抗壓強(qiáng)度、耐水性得到改善。鋁酸鈣，使粘土的抗?jié)B能力、抗壓強(qiáng)度、耐水性得到改善。三合土和灰土主要用于建筑物基礎(chǔ)、路面和

16、地面的墊層。三合土和灰土主要用于建筑物基礎(chǔ)、路面和地面的墊層。石灰粘土石灰粘土 石灰土石灰土( (灰土灰土) )：用于道路的底基層、基層用于道路的底基層、基層 拌和拌和 按比例按比例5%5%12%12% 石灰粘土砂（爐渣石灰粘土砂（爐渣/ /石膏）石膏）三合土：三合土：應(yīng)用歷史悠久應(yīng)用歷史悠久 主要用于建筑物的地基、基礎(chǔ)，也用于道路的基層、墊層主要用于建筑物的地基、基礎(chǔ)，也用于道路的基層、墊層5.石灰的運(yùn)輸和儲(chǔ)存n生石灰塊及生石灰粉在運(yùn)輸時(shí)要采取防水生石灰塊及生石灰粉在運(yùn)輸時(shí)要采取防水措施，不能與易燃、易爆及液體物品同時(shí)措施，不能與易燃、易爆及液體物品同時(shí)裝運(yùn)。運(yùn)到現(xiàn)場的石灰產(chǎn)品，不宜長期儲(chǔ)裝

17、運(yùn)。運(yùn)到現(xiàn)場的石灰產(chǎn)品，不宜長期儲(chǔ)存。熟化好的石灰膏，也不宜長期暴露在存。熟化好的石灰膏，也不宜長期暴露在空氣中，表面應(yīng)加以覆蓋，以防碳化結(jié)硬?？諝庵校砻鎽?yīng)加以覆蓋，以防碳化結(jié)硬。工程實(shí)例分析n請(qǐng)觀察圖中A、B兩種已經(jīng)硬化的石灰砂漿產(chǎn)生的裂紋有何差別，并討論其成因。1、石灰砂漿的裂紋、石灰砂漿的裂紋ABn石灰砂漿石灰砂漿A為網(wǎng)狀干縮性裂紋，是因石灰砂為網(wǎng)狀干縮性裂紋，是因石灰砂漿在硬化過程中干燥收縮所致。漿在硬化過程中干燥收縮所致。n石灰砂漿石灰砂漿B為凸出放射性裂紋，這是由于石為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳伏時(shí)間不足，制使其中部分過火灰漿的陳伏時(shí)間不足，制使其中部分過火石灰在石漿砂漿

18、制作時(shí)尚未水化，導(dǎo)致在石灰在石漿砂漿制作時(shí)尚未水化，導(dǎo)致在硬化的石灰砂漿中繼續(xù)水化成硬化的石灰砂漿中繼續(xù)水化成Ca(OH)2，產(chǎn)生體積膨脹，從而形成膨脹性裂紋。產(chǎn)生體積膨脹，從而形成膨脹性裂紋。n2.維修古建筑時(shí)，發(fā)現(xiàn)古建筑中石灰砂漿堅(jiān)硬，維修古建筑時(shí)，發(fā)現(xiàn)古建筑中石灰砂漿堅(jiān)硬，而且強(qiáng)度較高。有人由此得出古代生產(chǎn)的石灰而且強(qiáng)度較高。有人由此得出古代生產(chǎn)的石灰質(zhì)量質(zhì)量 ( 或強(qiáng)度或強(qiáng)度 ) 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)代石灰的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)代石灰的質(zhì)量 ( 或或強(qiáng)度強(qiáng)度 ) 的結(jié)論。問此結(jié)論是否正確？的結(jié)論。問此結(jié)論是否正確？ n錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。n因?yàn)槭业挠不ǜ稍锝Y(jié)晶硬化過程及因?yàn)槭业挠不ǜ稍锝Y(jié)晶硬化過程及碳化過程。但由于碳化作用是一個(gè)很緩慢碳化過程。但由于碳化作用是一個(gè)很緩慢的過程，表層生成的的過程，表層生成的CaCO3膜層阻礙空氣膜層阻礙空氣中中CO2的滲入，此過程相當(dāng)漫長。古建筑的滲入，此過程相當(dāng)漫長。古建筑所用的石灰年代久遠(yuǎn)，碳化過程較充分，所用的石灰年代久遠(yuǎn)，碳化過程較充分，故其強(qiáng)度較高。故其強(qiáng)度較高。 練習(xí)題練習(xí)題n1.石灰熟化