05第3章 無機氣硬性膠料

1、1第三章第三章 氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料2n在工程上常常需要將在工程上常常需要將散粒材料散粒材料（如沙和石（如沙和石子）或子）或塊狀材料塊狀材料（燒結(jié)磚和石材）（燒結(jié)磚和石材）結(jié)合成結(jié)合成整體整體（如混凝土構(gòu)件、磚石砌體等）（如混凝土構(gòu)件、磚石砌體等）n具有這種具有這種粘結(jié)作用粘結(jié)作用的材料稱為膠凝材料。的材料稱為膠凝材料。n例如：水泥，石灰，瀝青。例如：水泥，石灰，瀝青。n補充定義補充定義 凡能在物理、化學(xué)作用下，從漿體變?yōu)閳怨谭材茉谖锢?、化學(xué)作用下，從漿體變?yōu)閳怨痰氖癄铙w，并能膠結(jié)其他物料而具有一定機械強度的物質(zhì)，的石狀體，并能膠結(jié)其他物料而具有一定機械強度的物質(zhì)，統(tǒng)稱為膠凝材料。統(tǒng)稱

2、為膠凝材料?；靖拍睿耗z凝材料基本概念：膠凝材料3氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料膠凝材料膠凝材料有機膠凝材料有機膠凝材料無機膠凝材料無機膠凝材料(按硬化條件按硬化條件)水硬性膠凝材料水硬性膠凝材料n膠凝材料的分類膠凝材料的分類只能在只能在空氣空氣中硬中硬化，也只能在空化，也只能在空氣中保持或發(fā)展氣中保持或發(fā)展強度強度不僅能在不僅能在空氣空氣中中硬化，也能很好硬化，也能很好的在的在水中水中硬化，硬化，保持或發(fā)展強度保持或發(fā)展強度4n有機膠凝材料：有機膠凝材料：以高分子化合物為基本組成的膠凝材料（如瀝青、以高分子化合物為基本組成的膠凝材料（如瀝青、樹脂等）。樹脂等）。n無機膠凝材料：無機膠凝材料：以

3、無機化合物為主要成分，形成水溶液后發(fā)生一以無機化合物為主要成分，形成水溶液后發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生強度和粘結(jié)力的膠凝材料（如水泥、系列物理、化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生強度和粘結(jié)力的膠凝材料（如水泥、石灰等）。石灰等）。n氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料 ：僅能在空氣中硬化并發(fā)展強度的膠凝材料僅能在空氣中硬化并發(fā)展強度的膠凝材料（如石灰等）。（如石灰等）。 n水硬性膠凝材料：水硬性膠凝材料：既能在空氣中，又能更好地在水中硬化并發(fā)展既能在空氣中，又能更好地在水中硬化并發(fā)展強度的膠凝材料（如水泥）。強度的膠凝材料（如水泥）。5 3.1 3.1 石石 膏膏 石膏是以硫酸鈣為主要化學(xué)組成的氣硬性膠凝材料。 由于

4、石膏及其制品資源豐富，具由于石膏及其制品資源豐富，具有有輕質(zhì)輕質(zhì)、高強高強、隔熱隔熱、防火防火、吸聲吸聲、容易加工容易加工等一系列優(yōu)點，其得到廣等一系列優(yōu)點，其得到廣泛應(yīng)用，各種石膏制品應(yīng)運而生，泛應(yīng)用，各種石膏制品應(yīng)運而生，生產(chǎn)和應(yīng)用迅速發(fā)展。生產(chǎn)和應(yīng)用迅速發(fā)展。63.1.1 石膏的原料、生產(chǎn)及品種石膏的原料、生產(chǎn)及品種n石膏的原料為天然石膏，或稱石膏的原料為天然石膏，或稱生石膏生石膏，屬，屬沉積巖，其化學(xué)式為沉積巖，其化學(xué)式為caso42h2o，故也故也稱稱二水石膏二水石膏。n石膏類產(chǎn)品的生產(chǎn)通常是把石膏類產(chǎn)品的生產(chǎn)通常是把二水石膏二水石膏在一在一定的定的溫度溫度和和壓力壓力下，經(jīng)過下，經(jīng)

5、過煅燒、脫水，再煅燒、脫水，再經(jīng)磨細經(jīng)磨細而成。在不同的煅燒環(huán)境下，得到而成。在不同的煅燒環(huán)境下，得到的產(chǎn)品是不同的。具體過程如下框架圖所的產(chǎn)品是不同的。具體過程如下框架圖所示。示。7二水石膏caso42h2ocaso40.5h2ocaso40.5h2ocaso4 caso4 caso4 107170加熱、脫水124 0.13mpa蒸壓鍋320390加熱、脫水400750超過800型建筑石膏型高強度石膏可溶性石膏不溶性石膏高溫煅燒石膏磨 細模型石膏低溫低溫煅煅燒石膏燒石膏高溫高溫煅煅燒石膏燒石膏8n低溫段燒石膏低溫段燒石膏n建筑石膏建筑石膏 是天然石膏在回轉(zhuǎn)窯或砂鍋中煅燒后經(jīng)磨細所得的產(chǎn)品。煅

6、燒時加熱是天然石膏在回轉(zhuǎn)窯或砂鍋中煅燒后經(jīng)磨細所得的產(chǎn)品。煅燒時加熱設(shè)備與大氣相通，原料中的水分成蒸汽排出，生成的石灰是細小的晶設(shè)備與大氣相通，原料中的水分成蒸汽排出，生成的石灰是細小的晶體，稱為體，稱為型半水石膏型半水石膏。建筑上應(yīng)用最多的石膏品種，故稱建筑石膏。建筑上應(yīng)用最多的石膏品種，故稱建筑石膏。n高強度石膏高強度石膏 是以高品位的天然石膏為原料，用高壓釜于蒸汽介質(zhì)（是以高品位的天然石膏為原料，用高壓釜于蒸汽介質(zhì)（124，1.3個個大氣壓）中蒸煉而成。這樣的半水石膏晶體粗大而密實，稱為大氣壓）中蒸煉而成。這樣的半水石膏晶體粗大而密實，稱為型半型半水石膏。水石膏。 它與它與型半水石膏比較

7、，調(diào)拌混凝土?xí)r所用的型半水石膏比較，調(diào)拌混凝土?xí)r所用的水量少水量少，這就決定了，這就決定了型半水石膏硬化后具有型半水石膏硬化后具有密實密實的結(jié)構(gòu)，抗壓強度高（可達的結(jié)構(gòu)，抗壓強度高（可達15-25mpa15-25mpa） 注：建筑行業(yè)中使用的石膏主要指注：建筑行業(yè)中使用的石膏主要指建筑石膏（即建筑石膏（即型半水石膏）型半水石膏）、高強度石膏高強度石膏。 其中以建筑石膏用途最廣，用量也最大。實際使用的建筑石膏多呈其中以建筑石膏用途最廣，用量也最大。實際使用的建筑石膏多呈粉末狀粉末狀。9高溫煅燒石膏高溫煅燒石膏n是天然石膏在是天然石膏在600-900下煅燒經(jīng)磨細所得的產(chǎn)下煅燒經(jīng)磨細所得的產(chǎn)品。品。

8、 高溫下二水石膏完全脫水為無水硫酸鈣，并分解高溫下二水石膏完全脫水為無水硫酸鈣，并分解出少量的出少量的氧化鈣氧化鈣，它是無水石膏與水反應(yīng)的，它是無水石膏與水反應(yīng)的激發(fā)激發(fā)劑。劑。 無水石膏的凝結(jié)硬化慢，耐水性和強度高，用其無水石膏的凝結(jié)硬化慢，耐水性和強度高，用其調(diào)制的砂漿或人造大理石可用于地面。調(diào)制的砂漿或人造大理石可用于地面。103.1.2 3.1.2 石膏的凝結(jié)與硬化石膏的凝結(jié)與硬化 建筑石膏（建筑石膏（ casocaso4 41/2h1/2h2 2o o ）與適量水）與適量水拌合后，最初是具有拌合后，最初是具有可塑性可塑性的均勻的漿體，的均勻的漿體，這時水與石膏發(fā)生這時水與石膏發(fā)生水化

9、反應(yīng)水化反應(yīng)。隨后漿體逐漸。隨后漿體逐漸變稠變稠失去可塑性失去可塑性，但尚無強度但尚無強度，此過程稱為，此過程稱為凝結(jié)凝結(jié)。 以后漿體逐漸變成具有一定強度的固體，以后漿體逐漸變成具有一定強度的固體，此過程稱為此過程稱為硬化硬化。成為堅硬的固體。成為堅硬的固體（ casocaso4 42h2h2 2o o ）。）。11（一）石膏的水化（一）石膏的水化 建筑石膏的水化反應(yīng)：建筑石膏的水化反應(yīng)： caso4 41/2h2 2o3/2h2 2ocaso4 42h2 2o 建筑石膏加水后，首先溶解于水，隨后發(fā)生上述反應(yīng)，生成建筑石膏加水后，首先溶解于水，隨后發(fā)生上述反應(yīng)，生成二水石膏。由于二水石膏的二水

10、石膏。由于二水石膏的溶解度溶解度較半水石膏的溶解度較半水石膏的溶解度小小很多，很多，所以二水石膏所以二水石膏不斷不斷從過飽和溶液中從過飽和溶液中析出析出，從而才促使上述反應(yīng)，從而才促使上述反應(yīng)不斷進行，直至半水石膏全部轉(zhuǎn)化為二水石膏為止。不斷進行，直至半水石膏全部轉(zhuǎn)化為二水石膏為止。12（二）建筑石膏的凝結(jié)與硬化（二）建筑石膏的凝結(jié)與硬化n凝結(jié)過程凝結(jié)過程 隨著水化的進行，二水石膏膠體微粒不斷增多，這些微粒隨著水化的進行，二水石膏膠體微粒不斷增多，這些微粒較原來的半水石膏更加細小，比表面積很大，可吸附很多的較原來的半水石膏更加細小，比表面積很大，可吸附很多的水分：同時漿體中的自由水分由于水化和

11、蒸發(fā)而逐漸減少，水分：同時漿體中的自由水分由于水化和蒸發(fā)而逐漸減少，漿體的漿體的稠度不斷加大稠度不斷加大，膠體微粒間的接觸、粘結(jié)逐步加強，膠體微粒間的接觸、粘結(jié)逐步加強，使?jié){體逐漸失去可塑性。使?jié){體逐漸失去可塑性。n硬化過程硬化過程 漿體變稠的同時，二水石膏膠體微粒凝聚并轉(zhuǎn)變?yōu)榫w。漿體變稠的同時，二水石膏膠體微粒凝聚并轉(zhuǎn)變?yōu)榫w。晶體顆粒逐漸長大、共生和相互交錯搭接，使凝結(jié)的漿體逐晶體顆粒逐漸長大、共生和相互交錯搭接，使凝結(jié)的漿體逐漸產(chǎn)生強度。隨著繼續(xù)干燥，漸產(chǎn)生強度。隨著繼續(xù)干燥，內(nèi)部自由水排出內(nèi)部自由水排出，晶體之間的，晶體之間的摩擦力、粘結(jié)力逐漸增大摩擦力、粘結(jié)力逐漸增大，石膏強度也隨

12、之增加，一直發(fā)展，石膏強度也隨之增加，一直發(fā)展到最大值到最大值。 13n 建筑石膏建筑石膏過程，是一個溶解、反應(yīng)、沉過程，是一個溶解、反應(yīng)、沉淀、結(jié)晶的過程；淀、結(jié)晶的過程；n 過程則是二水石膏晶體之間結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)過程則是二水石膏晶體之間結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過程。晶體之間互相交叉連生，形成網(wǎng)狀的形成過程。晶體之間互相交叉連生，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；隨著反應(yīng)的繼續(xù)進行，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)逐漸密結(jié)構(gòu)；隨著反應(yīng)的繼續(xù)進行，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)逐漸密實，從而使石膏晶體逐漸硬化并具有強度。實，從而使石膏晶體逐漸硬化并具有強度。n石膏漿體的凝結(jié)硬化過程是連續(xù)進行的過程。石膏漿體的凝結(jié)硬化過程是連續(xù)進行的過程。從加水拌合一直到漿體從加水拌

13、合一直到漿體剛開始失去可塑性剛開始失去可塑性這段時這段時間稱為間稱為初凝時間初凝時間。從加水拌合到漿體。從加水拌合到漿體完全失去可完全失去可塑性塑性這段時間稱為這段時間稱為終凝時間終凝時間。143.1.3 3.1.3 石膏的性質(zhì)、技術(shù)要求與應(yīng)用石膏的性質(zhì)、技術(shù)要求與應(yīng)用（一）建筑石膏的性質(zhì)（一）建筑石膏的性質(zhì) ：與水拌合后與水拌合后10 min即開始失去塑性，即開始失去塑性， 30 min內(nèi)內(nèi)完全失去可塑性而產(chǎn)生強度。完全失去可塑性而產(chǎn)生強度。在室內(nèi)自然干燥狀態(tài)下約在室內(nèi)自然干燥狀態(tài)下約一周可完全一周可完全硬化硬化。由于初凝時間較短，為方便施工常摻加適量緩凝劑；。由于初凝時間較短，為方便施工常

14、摻加適量緩凝劑；：一般膠凝材料硬化時往往產(chǎn)生收縮，石膏一般膠凝材料硬化時往往產(chǎn)生收縮，石膏硬化時體硬化時體積膨脹約積膨脹約0. 5 1%，利用此性能塑制的建筑裝飾材料，其，利用此性能塑制的建筑裝飾材料，其形體飽滿密實、尺寸準(zhǔn)確，表面光滑細膩，且干燥不產(chǎn)生開裂；形體飽滿密實、尺寸準(zhǔn)確，表面光滑細膩，且干燥不產(chǎn)生開裂；：實際用水量（實際用水量（6080%）比理論需水量（比理論需水量（18.6%）大）大得多，多余的水分蒸發(fā)后導(dǎo)致硬化體孔隙率高達得多，多余的水分蒸發(fā)后導(dǎo)致硬化體孔隙率高達4060%。 因此，石膏制品有以下性質(zhì)：因此，石膏制品有以下性質(zhì)：15n體積密度小，體積密度小，絕熱和吸聲性能好絕熱

15、和吸聲性能好。n因為存在大量的開口空隙，當(dāng)空氣濕度大因為存在大量的開口空隙，當(dāng)空氣濕度大時可以吸收水分，空氣干燥時能夠放出水時可以吸收水分，空氣干燥時能夠放出水分，所以對空氣分，所以對空氣濕度濕度有一定的有一定的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)作用。作用。n由于是氣硬性膠凝材料，其由于是氣硬性膠凝材料，其耐水性差耐水性差，空，空隙為開口空隙，其吸水性大，因此抗?jié)B性隙為開口空隙，其吸水性大，因此抗?jié)B性及防凍性均較差。及防凍性均較差。16：石膏制品的石膏制品的導(dǎo)熱系數(shù)小，傳熱慢導(dǎo)熱系數(shù)小，傳熱慢，且二水石，且二水石膏受熱脫水產(chǎn)生的水蒸氣能阻止火勢蔓延。膏受熱脫水產(chǎn)生的水蒸氣能阻止火勢蔓延。 但二水石膏但二水石膏脫水后強度

16、下降，因而并脫水后強度下降，因而并不耐火不耐火。：表面光滑飽滿，顏色潔白，具有良表面光滑飽滿，顏色潔白，具有良好的裝飾性。微孔結(jié)構(gòu)使其脆性有所改善，且其硬度較低，好的裝飾性。微孔結(jié)構(gòu)使其脆性有所改善，且其硬度較低，固便于加工。固便于加工。：一般不用于承重構(gòu)件。一般不用于承重構(gòu)件。17（二）建筑石膏的技術(shù)要求（二）建筑石膏的技術(shù)要求建筑石膏的技術(shù)要求主要有建筑石膏的技術(shù)要求主要有強度強度、細度細度和和凝結(jié)凝結(jié)時間時間，并據(jù)此劃分為優(yōu)等品、一等品和合格品。，并據(jù)此劃分為優(yōu)等品、一等品和合格品。具體要求見下表（具體要求見下表（表中強度為表中強度為2h2h的強度值的強度值）技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)等品優(yōu)等品

17、一等品一等品合格品合格品強度強度（mpa）抗折強度抗折強度2.52.11.8抗壓強度抗壓強度4.93.92.9細度細度0.2mm方孔篩篩方孔篩篩余（余（%）5.010.015.0凝結(jié)時間凝結(jié)時間（min）初凝時間初凝時間6終凝時間終凝時間30建筑石膏等級標(biāo)準(zhǔn)（建筑石膏等級標(biāo)準(zhǔn)（gb9776-1988）18（三）建筑石膏的應(yīng)用（三）建筑石膏的應(yīng)用建筑石膏主要用于室內(nèi)抹灰、粉刷和生產(chǎn)各種石膏板等建筑石膏主要用于室內(nèi)抹灰、粉刷和生產(chǎn)各種石膏板等n ：石膏漿、石膏砂漿石膏漿、石膏砂漿a紙面石膏板：普通型、耐水型、耐火型紙面石膏板：普通型、耐水型、耐火型 b纖維石膏板纖維石膏板 c裝飾石膏板：平板、多孔

18、板、浮雕板裝飾石膏板：平板、多孔板、浮雕板 d空心石膏板空心石膏板19 3.2 3.2 石石 灰灰 石灰是最早使用的氣硬性膠凝材料之一，它是以石灰是最早使用的氣硬性膠凝材料之一，它是以石灰石石灰石為原料為原料經(jīng)煅燒而成的。由于生產(chǎn)石灰的原料廣泛，工藝簡單，成本低廉，經(jīng)煅燒而成的。由于生產(chǎn)石灰的原料廣泛，工藝簡單，成本低廉，使用方便，所以至今仍被廣泛應(yīng)用于建筑工程中。使用方便，所以至今仍被廣泛應(yīng)用于建筑工程中。3.2.1 3.2.1 石灰的原料和生產(chǎn)石灰的原料和生產(chǎn)（a a）石灰的品種）石灰的品種 建筑用石灰：建筑用石灰： 生石灰（塊灰）、生石灰粉生石灰（塊灰）、生石灰粉 熟石灰粉（消解石灰粉熟

19、石灰粉（消解石灰粉 ca(oh)ca(oh)2 2） 石灰膏石灰膏 石灰乳石灰乳20生石灰生石灰：以以石灰?guī)r、白堊等天然巖石石灰?guī)r、白堊等天然巖石（主要成分是（主要成分是caco3）為原料，在高溫下經(jīng)）為原料，在高溫下經(jīng)適當(dāng)煅燒適當(dāng)煅燒而制得的而制得的白色白色或灰色塊狀材料或灰色塊狀材料（生石灰生石灰或或塊灰塊灰，主要成分為，主要成分為cao、mgo）。）。生石灰粉生石灰粉：將塊灰經(jīng)粉碎、磨細而得到的細粉。將塊灰經(jīng)粉碎、磨細而得到的細粉。鈣質(zhì)生石灰：鈣質(zhì)生石灰：mgo含量含量5；鎂質(zhì)生石灰：鎂質(zhì)生石灰：mgo含量為含量為524 。21 熟石灰粉熟石灰粉：將塊狀生石灰用適量水熟化和干燥而得到的粉

20、末，將塊狀生石灰用適量水熟化和干燥而得到的粉末，又稱又稱消解石灰粉消解石灰粉 （主要成分為（主要成分為ca(oh)2）。 石灰乳：石灰乳：將生石灰用較多的水熟化而成的一種乳狀液體（主要將生石灰用較多的水熟化而成的一種乳狀液體（主要成分為成分為ca(oh)2和和h2o）。）。 石灰膏石灰膏：將石灰乳沉淀后除去表層多余水分而得到的具有一定將石灰乳沉淀后除去表層多余水分而得到的具有一定稠度的膏狀物（主要成分為稠度的膏狀物（主要成分為ca(oh)2和和h2o）。）。22（b b）石灰的生產(chǎn)）石灰的生產(chǎn) 煅燒化學(xué)反應(yīng)煅燒化學(xué)反應(yīng)過火石灰：過火石灰：煅燒煅燒溫度過高溫度過高時得到的石灰。該產(chǎn)物晶體時得到的

21、石灰。該產(chǎn)物晶體粗大，孔隙率小、結(jié)構(gòu)致密，遇水熟化緩慢，容易使粗大，孔隙率小、結(jié)構(gòu)致密，遇水熟化緩慢，容易使硬化的漿體產(chǎn)生隆起和開裂硬化的漿體產(chǎn)生隆起和開裂, ,影響工程質(zhì)量。影響工程質(zhì)量。欠火石灰：欠火石灰：煅燒煅燒溫度較低溫度較低，分解不完全的石灰。內(nèi)部，分解不完全的石灰。內(nèi)部含有未分解的碳酸鈣，該產(chǎn)物使用時粘結(jié)力小，產(chǎn)漿含有未分解的碳酸鈣，該產(chǎn)物使用時粘結(jié)力小，產(chǎn)漿量較低。欠火石灰降低了石灰的質(zhì)量，也影響了石灰量較低。欠火石灰降低了石灰的質(zhì)量，也影響了石灰石的產(chǎn)量。石的產(chǎn)量。 注：石灰石煅燒時溫度不宜太高，也不宜太低。注：石灰石煅燒時溫度不宜太高，也不宜太低。入窯的石灰石塊力求均勻，不宜

22、過大。以免產(chǎn)生入窯的石灰石塊力求均勻，不宜過大。以免產(chǎn)生“過過火石灰火石灰”和和“欠火石灰欠火石灰”。 caco3 cao co2mgco3 mgo co2900-1100700石灰的主石灰的主要成分要成分煅燒溫度不同，產(chǎn)物的形煅燒溫度不同，產(chǎn)物的形態(tài)也不盡相同。態(tài)也不盡相同。233.2.2 3.2.2 石灰的熟化和硬化石灰的熟化和硬化（a a）石灰的熟化）石灰的熟化 生石灰可以直接磨細成生石灰粉使用，一般將生石灰熟化成生石灰可以直接磨細成生石灰粉使用，一般將生石灰熟化成熟石灰熟石灰或或石灰膏石灰膏后再使用。后再使用。 石灰的石灰的熟化（消解）熟化（消解）是指生石灰加水進行水化（發(fā)生水化反應(yīng)是

23、指生石灰加水進行水化（發(fā)生水化反應(yīng)生成氫氧化鈣生成氫氧化鈣的過程。）的過程。）反應(yīng)方程式如下：反應(yīng)方程式如下：熟化特點：熟化特點：上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且放熱量較其他膠凝材料大得多。上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且放熱量較其他膠凝材料大得多。熟化后體積熟化后體積增大約增大約1 11.51.5倍。倍。反應(yīng)產(chǎn)物稱為熟石灰或消石灰反應(yīng)產(chǎn)物稱為熟石灰或消石灰24兩種熟化方法和使用形式兩種熟化方法和使用形式熟化方法：熟化方法：（1）化）化灰法灰法 石灰膏石灰膏 生石灰在生石灰在化灰池化灰池中需用大量的水（生石灰的中需用大量的水（生石灰的3-4倍）熟化成石灰乳，通倍）熟化成石灰乳，通過篩網(wǎng)流入儲灰坑，經(jīng)沉淀去多余水分

24、得到的膏狀物即為過篩網(wǎng)流入儲灰坑，經(jīng)沉淀去多余水分得到的膏狀物即為石灰膏石灰膏。石灰膏。石灰膏含水約含水約50。 生石灰中的欠火石灰不能完全熟化，將降低石灰漿的產(chǎn)量。過火石灰生石灰中的欠火石灰不能完全熟化，將降低石灰漿的產(chǎn)量。過火石灰熟化極慢，當(dāng)石灰使用后已經(jīng)硬化，它才開始熟化，產(chǎn)生體積膨脹，引起熟化極慢，當(dāng)石灰使用后已經(jīng)硬化，它才開始熟化，產(chǎn)生體積膨脹，引起已經(jīng)變硬的石灰（石灰砂漿）起鼓和開裂。已經(jīng)變硬的石灰（石灰砂漿）起鼓和開裂。 “陳伏陳伏”工藝：工藝：為了消除過火石灰在使用過程中造成的危害，石灰加水?dāng)嚍榱讼^火石灰在使用過程中造成的危害，石灰加水?dāng)嚢韬笮纬傻氖腋啵ㄈ椋┩ǔｍ氃趦页?/p>

25、中拌后形成的石灰膏（乳）通常須在儲灰池中存放兩周以上存放兩周以上，然后方可使用。，然后方可使用。 注：注：陳伏期間，石灰膏表面應(yīng)保留一薄層水，以隔絕空氣，防止表層陳伏期間，石灰膏表面應(yīng)保留一薄層水，以隔絕空氣，防止表層熟石灰熟石灰碳化碳化。25（2）淋淋灰法灰法 熟石灰熟石灰 熟石灰是生石灰熟化成的粉狀熟石灰。 淋灰法：即沒堆放半米高的生石灰，淋以6080的水，直至數(shù)層。 淋水量必須控制好，以能充分熟化而又不過濕成團為度26（b b）石灰的硬化）石灰的硬化 石灰的硬化石灰的硬化即石灰從起初的可塑狀態(tài)，經(jīng)過復(fù)雜物理、化學(xué)即石灰從起初的可塑狀態(tài)，經(jīng)過復(fù)雜物理、化學(xué)過程逐漸轉(zhuǎn)變成固態(tài)并具有一定強度的

26、過程。過程逐漸轉(zhuǎn)變成固態(tài)并具有一定強度的過程。 石灰漿體的硬化按其作用分為石灰漿體的硬化按其作用分為干燥作用干燥作用和和碳化作用。碳化作用。硬化過程硬化過程 （1 1）干燥硬化：干燥硬化： 石灰漿體在干燥過程中，石灰漿體在干燥過程中，毛細空隙失水毛細空隙失水。由水的表面張力作用，毛細孔。由水的表面張力作用，毛細孔隙中的水面呈彎月面，從而產(chǎn)生毛細管壓力，使得氫氧化鈣顆粒間的接觸緊密，隙中的水面呈彎月面，從而產(chǎn)生毛細管壓力，使得氫氧化鈣顆粒間的接觸緊密，產(chǎn)生一定的強度。這種強度類似粘土失水后所獲得的強度，其值不大，產(chǎn)生一定的強度。這種強度類似粘土失水后所獲得的強度，其值不大，遇水時遇水時又會消失。

27、又會消失。 在干燥過程中，因水分蒸發(fā)，氫氧化鈣從過飽和溶液中呈晶體析出，但在干燥過程中，因水分蒸發(fā)，氫氧化鈣從過飽和溶液中呈晶體析出，但數(shù)量較少且溶于水，故強度不高，遇水還會喪失。數(shù)量較少且溶于水，故強度不高，遇水還會喪失。 27（2）碳化硬化：碳化硬化： 氫氧化鈣與空氣中的氫氧化鈣與空氣中的co2作用生成碳酸鈣晶體，并釋放出作用生成碳酸鈣晶體，并釋放出水分，稱為水分，稱為碳化碳化。 生成的碳酸鈣晶體具有較高的強度，生成的碳酸鈣晶體具有較高的強度，且不溶于水且不溶于水。碳化作。碳化作用實際上是用實際上是co2與水形成碳酸，然后與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸與水形成碳酸，然后與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣。鈣

28、。 如果含水量較小，處于干燥狀態(tài)時，碳化反應(yīng)幾乎停止。如果含水量較小，處于干燥狀態(tài)時，碳化反應(yīng)幾乎停止。 如果若含水量過多，空隙中幾乎充滿水，如果若含水量過多，空隙中幾乎充滿水，co2極難向內(nèi)部極難向內(nèi)部滲透，碳化作用僅限于表面。滲透，碳化作用僅限于表面。 當(dāng)表面生成的碳酸鈣達到一定的厚度時，碳化作用也會極當(dāng)表面生成的碳酸鈣達到一定的厚度時，碳化作用也會極度緩慢，并且阻礙內(nèi)部水分的蒸發(fā)，使得干燥硬化難以進行。度緩慢，并且阻礙內(nèi)部水分的蒸發(fā)，使得干燥硬化難以進行。 石灰是以干燥硬化為主，碳化作用只限于表面。石灰是以干燥硬化為主，碳化作用只限于表面。 ca(oh)2co2nh2o caco3(n+

29、1)h2o 28 注：注： 上述硬化過程并非各自獨立的，而是同時進行上述硬化過程并非各自獨立的，而是同時進行的；的； 對強度增長起主導(dǎo)作用的是干燥硬化對強度增長起主導(dǎo)作用的是干燥硬化 表層碳化作用可加快強度發(fā)展，但進行緩慢；表層碳化作用可加快強度發(fā)展，但進行緩慢； 從石灰的硬化過程可知，石灰漿體硬化慢、強從石灰的硬化過程可知，石灰漿體硬化慢、強度低、不耐水，不宜用于潮濕環(huán)境或水中；度低、不耐水，不宜用于潮濕環(huán)境或水中； 為了緩和收縮開裂，使用時常摻入纖維材料，為了緩和收縮開裂，使用時常摻入纖維材料，如石灰紙筋灰等。如石灰紙筋灰等。29a部分過火石灰在石灰部分過火石灰在石灰砂漿制作時未水化完全砂

30、漿制作時未水化完全b因石灰砂漿在硬化過因石灰砂漿在硬化過程中干燥收縮所致程中干燥收縮所致石灰砂漿裂紋石灰砂漿裂紋圖圖30 石灰砂漿a為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳伏時間不足，制使其中部分過火石灰在石灰砂漿制作時尚未水化，導(dǎo)致在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。石灰砂漿b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。尤其是水灰比過大，石灰過多，易產(chǎn)生此類裂紋。31n(1) 內(nèi)外墻粉刷層爆裂內(nèi)外墻粉刷層爆裂 上海某新村四幢六層樓1989年911月進行內(nèi)外墻粉刷，1990年4月交付甲方使用。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)內(nèi)外墻粉刷層發(fā)生爆裂。至5月份陰雨天，爆

31、裂點迅速增多，破壞范圍上萬平方米。爆裂源為微黃色粉?；蚍哿?。該內(nèi)外墻粉刷用的“水灰”，系寶山某廠自辦的“三產(chǎn)”性質(zhì)的部門供應(yīng)，該部門由個人承包。經(jīng)了解，粉刷過程已發(fā)現(xiàn)有“水灰”中有一些粗顆粒。對爆裂采集的微黃色爆裂物作x射線衍射分析，證實除含石英、長石、cao、ca(oh)2、caco3外，還含有較多的mgo、mg(oh)2以及少量白云石。 該“水灰“含有相當(dāng)數(shù)量的粗顆粒，相當(dāng)部分為cao與mgo，這些未充分消解的cao和mgo在潮濕的環(huán)境下緩慢水化，分別生成ca(oh)2和mg(oh)2，固相體積膨脹約2倍，從而產(chǎn)生爆裂破壞。還需說明的是，mgo的水化速度更慢，更易造成危害。使用劣質(zhì)建材，就

32、是給工程埋下定時炸彈，危害人民利益。32(2) 石灰的選用石灰的選用n 某工地急需配制石灰砂漿。當(dāng)時有消石灰粉、生石灰粉及生石灰材料可供選用。因生石灰價格相對較便宜，便選用，并馬上加水配制石灰膏，再配制石灰砂漿。使用數(shù)日后，石灰砂漿出現(xiàn)眾多凸出的膨脹性裂縫，請分析原因。 n 該石灰的陳伏時間不夠。數(shù)日后部分過火石灰在已硬化的該石灰的陳伏時間不夠。數(shù)日后部分過火石灰在已硬化的石灰砂漿中熟化，體積膨脹，以致產(chǎn)生膨脹性裂紋。石灰砂漿中熟化，體積膨脹，以致產(chǎn)生膨脹性裂紋。 因工程時間多，若無現(xiàn)成合格的石灰膏，可選用消石灰粉因工程時間多，若無現(xiàn)成合格的石灰膏，可選用消石灰粉或生石灰粉。消石灰粉在磨細過程

33、中，把過火石灰磨成細粉，或生石灰粉。消石灰粉在磨細過程中，把過火石灰磨成細粉，克服了過火石灰在熟化時造成的體積安定性不良的危害。故克服了過火石灰在熟化時造成的體積安定性不良的危害。故可不必陳伏可直接使用，且生石灰熟化時放出的熱可大大加可不必陳伏可直接使用，且生石灰熟化時放出的熱可大大加快砂漿的凝結(jié)硬化，加水量亦較少，硬化后的砂漿強度亦較快砂漿的凝結(jié)硬化，加水量亦較少，硬化后的砂漿強度亦較高。高。 333.1.3 3.1.3 石灰的性質(zhì)、技術(shù)性質(zhì)要求和應(yīng)用石灰的性質(zhì)、技術(shù)性質(zhì)要求和應(yīng)用（a a）石灰的性質(zhì)）石灰的性質(zhì) 良好的保水性：良好的保水性：熟石灰粉或石灰膏與水拌合后，保水性好，熟石灰粉或石

34、灰膏與水拌合后，保水性好，可減少泌水，改善工作性?？蓽p少泌水，改善工作性。 凝結(jié)硬化慢，強度低凝結(jié)硬化慢，強度低 吸濕性強，耐水性差：吸濕性強，耐水性差：不宜用于潮濕環(huán)境或作為結(jié)構(gòu)材料。不宜用于潮濕環(huán)境或作為結(jié)構(gòu)材料。可作為干燥劑；構(gòu)件易開裂。可作為干燥劑；構(gòu)件易開裂。 干燥收縮大：干燥收縮大：干燥硬化過程中，蒸發(fā)大量水分，由于毛細干燥硬化過程中，蒸發(fā)大量水分，由于毛細空隙失水引起體積收縮，導(dǎo)致已硬化的石灰漿體開裂。使用時空隙失水引起體積收縮，導(dǎo)致已硬化的石灰漿體開裂。使用時摻入砂或麻刀、紙筋抵抗收縮引起的開裂。摻入砂或麻刀、紙筋抵抗收縮引起的開裂。 化學(xué)穩(wěn)定性差：化學(xué)穩(wěn)定性差：不宜用于有酸性

35、介質(zhì)存在的環(huán)境。不宜用于有酸性介質(zhì)存在的環(huán)境。 34（b）石灰的技術(shù)要求）石灰的技術(shù)要求 生石灰、熟石灰以及石灰膏等產(chǎn)品的質(zhì)量，生石灰、熟石灰以及石灰膏等產(chǎn)品的質(zhì)量， 生石灰（包括塊灰和生石灰粉）的質(zhì)量要求以其中生石灰（包括塊灰和生石灰粉）的質(zhì)量要求以其中有有效氧化鈣含量和有效氧化鎂含量、未消化殘渣含量（即過效氧化鈣含量和有效氧化鎂含量、未消化殘渣含量（即過（欠）火石灰及其他雜質(zhì)的含量）、（欠）火石灰及其他雜質(zhì)的含量）、 coco2含量以及產(chǎn)漿量含量以及產(chǎn)漿量作為質(zhì)量評價的主要指標(biāo)。并依此分為作為質(zhì)量評價的主要指標(biāo)。并依此分為優(yōu)等品優(yōu)等品、一等品一等品和和合格品合格品（詳見教材（詳見教材p p

36、4343表表3-23-2）。）。35（c）石灰的應(yīng)用）石灰的應(yīng)用n 石灰膏用于制作石灰乳涂料和配制混合石灰膏用于制作石灰乳涂料和配制混合砂漿砂漿n 配制配制灰土、三合土灰土、三合土等復(fù)合材料等復(fù)合材料n 磨細生石灰粉用于生產(chǎn)水泥、硅酸鹽制磨細生石灰粉用于生產(chǎn)水泥、硅酸鹽制品品三合土筑造的建筑物三合土筑造的建筑物36生石灰的儲存生石灰的儲存n生石灰必須在干燥的條件下運輸和存儲，且不宜生石灰必須在干燥的條件下運輸和存儲，且不宜存放太久。因為在存放過程中，生石灰會吸收空存放太久。因為在存放過程中，生石灰會吸收空氣中的氣中的水分而熟化水分而熟化成熟石灰，再與空氣中的成熟石灰，再與空氣中的二氧二氧化碳作

37、用而成為碳酸鈣化碳作用而成為碳酸鈣，失去膠凝作用。，失去膠凝作用。n長期存放時應(yīng)在密閉條件下存儲，注意防潮、防長期存放時應(yīng)在密閉條件下存儲，注意防潮、防水。水。37 3.3 3.3 水玻璃水玻璃 水玻璃又稱泡花堿，水玻璃又稱泡花堿，是由堿金屬氧化物和二氧是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成?；杞Y(jié)合而成。是一種能夠溶解于水的硅酸鹽材料。是一種能夠溶解于水的硅酸鹽材料。 建筑上常用的水玻璃為硅酸鈉（建筑上常用的水玻璃為硅酸鈉（na2o n sio2）的水溶液，是無色或淡黃、灰白色粘稠液體。的水溶液，是無色或淡黃、灰白色粘稠液體。 n n為為sio2 與與na2o摩爾數(shù)的比值，成為水玻璃的摩爾數(shù)的比

38、值，成為水玻璃的模數(shù)模數(shù)。 n值越大，粘結(jié)性、強度、耐酸性、耐熱性也越值越大，粘結(jié)性、強度、耐酸性、耐熱性也越高，但也越難溶于水，且粘度太大也不利于施工。高，但也越難溶于水，且粘度太大也不利于施工。 同一模數(shù)的水玻璃，其濃度（密度）越高，粘度同一模數(shù)的水玻璃，其濃度（密度）越高，粘度也越大，粘結(jié)性等性能也越高。也越大，粘結(jié)性等性能也越高。 在建筑工程中常用以配制水玻璃膠泥、水玻璃砂在建筑工程中常用以配制水玻璃膠泥、水玻璃砂漿和水玻璃混凝土，以及作為配制涂料的原料。水漿和水玻璃混凝土，以及作為配制涂料的原料。水玻璃在防酸、耐熱、耐腐蝕工程中的應(yīng)用甚廣。玻璃在防酸、耐熱、耐腐蝕工程中的應(yīng)用甚廣。3

39、8水玻璃的硬化水玻璃的硬化 液體水玻璃液體水玻璃吸收空氣中的二氧化碳吸收空氣中的二氧化碳，析出二氧化硅凝膠，凝膠脫，析出二氧化硅凝膠，凝膠脫水成為氧化硅而硬化。水成為氧化硅而硬化。具體反應(yīng)式如下：具體反應(yīng)式如下： na2o nsio2+co2+mh2ona2co3+nsio2mh2o由于空氣中二氧化碳含量有限，上述過程進行的很緩慢。為加由于空氣中二氧化碳含量有限，上述過程進行的很緩慢。為加速硬化，為了加速水玻璃的硬化，可加熱或摻入速硬化，為了加速水玻璃的硬化，可加熱或摻入1215%的的促促硬劑硬劑氟硅酸鈉氟硅酸鈉。393.3.2 3.3.2 水玻璃的性質(zhì)與應(yīng)用水玻璃的性質(zhì)與應(yīng)用（a a）水玻璃

40、的技術(shù)性質(zhì)）水玻璃的技術(shù)性質(zhì)1粘結(jié)力強、強度較高：粘結(jié)力強、強度較高：水玻璃硬化過程中析出的硅酸凝膠表面積大，具水玻璃硬化過程中析出的硅酸凝膠表面積大，具有很強的粘附性，粘結(jié)力一般隨著模數(shù)、濃度或相對密度的增大而增大。有很強的粘附性，粘結(jié)力一般隨著模數(shù)、濃度或相對密度的增大而增大。2耐酸性好：耐酸性好：硅酸凝膠一般不與酸性物質(zhì)反應(yīng)，因而水玻璃具有很好的耐酸硅酸凝膠一般不與酸性物質(zhì)反應(yīng)，因而水玻璃具有很好的耐酸性。性。3耐熱性好：耐熱性好：硬化后的硬化后的sio2空間網(wǎng)狀骨架，在高溫下不分解，強度不下降，空間網(wǎng)狀骨架，在高溫下不分解，強度不下降，耐熱度可達耐熱度可達1000。4耐堿性差、耐水性差

41、：耐堿性差、耐水性差：sio2和殘余的和殘余的na2onsio2均可溶于堿，故水玻均可溶于堿，故水玻璃不能在堿性環(huán)境中使用。一般可采用中等濃度的酸對已硬化的水玻璃進行酸洗璃不能在堿性環(huán)境中使用。一般可采用中等濃度的酸對已硬化的水玻璃進行酸洗處理，以提高耐水性。處理，以提高耐水性。40（b）水玻璃的應(yīng)用）水玻璃的應(yīng)用 用水玻璃可以配置如下材料用水玻璃可以配置如下材料 耐酸材料耐酸材料：硬化后的水玻璃主要成分是二氧化硅，幾乎在所：硬化后的水玻璃主要成分是二氧化硅，幾乎在所有的酸介質(zhì)中都具有較高穩(wěn)定性。有的酸介質(zhì)中都具有較高穩(wěn)定性。 耐熱材料：耐熱材料：水玻璃硬化后形成二氧化硅空間網(wǎng)狀骨架，具有良水

42、玻璃硬化后形成二氧化硅空間網(wǎng)狀骨架，具有良好的耐熱性。耐熱膠泥、耐熱砂漿和耐熱混凝土好的耐熱性。耐熱膠泥、耐熱砂漿和耐熱混凝土 抗風(fēng)化涂料：抗風(fēng)化涂料：刷于材料表面會提高密實度、強度、抗?jié)B性、抗刷于材料表面會提高密實度、強度、抗?jié)B性、抗凍性以及耐水性；凍性以及耐水性；但不能用來涂刷石膏制品，硅酸鈉會與硫酸鈣反但不能用來涂刷石膏制品，硅酸鈉會與硫酸鈣反應(yīng)其生成應(yīng)其生成na2so4 灌漿材料：灌漿材料：用水玻璃與氯化鈣交替注入土壤可加固土壤。用水玻璃與氯化鈣交替注入土壤可加固土壤。 配制速凝防水劑：配制速凝防水劑：與膽礬、紅礬、明礬等制成速凝防水劑，與膽礬、紅礬、明礬等制成速凝防水劑，四礬防水劑在

43、一分鐘內(nèi)使用；四礬防水劑在一分鐘內(nèi)使用； 41 3.4 菱苦土菱苦土n化學(xué)組成及原料化學(xué)組成及原料菱苦土是用菱鎂礦（菱苦土是用菱鎂礦（mg2co3）在）在750850溫度下煅燒后，溫度下煅燒后，經(jīng)磨細而成。菱苦土的主要成分是氧化鎂（經(jīng)磨細而成。菱苦土的主要成分是氧化鎂（mgo）,也稱鎂也稱鎂氧凝膠材料氧凝膠材料n調(diào)拌溶液調(diào)拌溶液使用菱苦土是，如用水拌合凝結(jié)硬化很慢，通常用使用菱苦土是，如用水拌合凝結(jié)硬化很慢，通常用氯化鎂氯化鎂（mgcl2）水溶液）水溶液拌合?？杉铀偎?，因而凝結(jié)硬化快，強拌合。可加速水化，因而凝結(jié)硬化快，強度也高。度也高。42n菱苦土性質(zhì)的特點及應(yīng)用菱苦土性質(zhì)的特點及應(yīng)用 菱

44、苦土吸濕性大，耐水性差，易變形和在表面菱苦土吸濕性大，耐水性差，易變形和在表面泛霜，原因是氯鹽吸濕性大。泛霜，原因是氯鹽吸濕性大。 為改善上述性質(zhì)，可在使用氯化鎂的同時加入為改善上述性質(zhì)，可在使用氯化鎂的同時加入硫酸亞鐵，或者改用硫酸鎂來拌合，但強度有所下硫酸亞鐵，或者改用硫酸鎂來拌合，但強度有所下降。降。 菱苦土的突出特點是能與植物纖維很好的結(jié)合，菱苦土的突出特點是能與植物纖維很好的結(jié)合，常與木絲、木屑、亞麻屑等結(jié)合成刨花板、木屑板、常與木絲、木屑、亞麻屑等結(jié)合成刨花板、木屑板、人造大理石及其他建筑制品。人造大理石及其他建筑制品。43本章小結(jié)氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料石石 灰灰石石 膏膏水

45、玻璃水玻璃品種與生產(chǎn)品種與生產(chǎn)熟化和硬化熟化和硬化技術(shù)要求技術(shù)要求性質(zhì)與應(yīng)用性質(zhì)與應(yīng)用品種和生產(chǎn)品種和生產(chǎn)凝結(jié)與硬化凝結(jié)與硬化技術(shù)要求技術(shù)要求性質(zhì)和技術(shù)應(yīng)用性質(zhì)和技術(shù)應(yīng)用應(yīng)應(yīng) 用用生產(chǎn)與組成生產(chǎn)與組成硬硬 化化性質(zhì)與應(yīng)用性質(zhì)與應(yīng)用44一、填空一、填空1 1、石灰的特性有：可塑性、硬化、硬化時體積、石灰的特性有：可塑性、硬化、硬化時體積和耐水性等。和耐水性等。2 2、建筑石膏具有以下特性：凝結(jié)硬化、孔隙率、建筑石膏具有以下特性：凝結(jié)硬化、孔隙率、表觀密度，強度凝結(jié)硬化時體積、防火性能等。表觀密度，強度凝結(jié)硬化時體積、防火性能等。1 1 好緩慢收縮大差好緩慢收縮大差2 2 快高小低略膨脹好快高小低略膨脹好451、無機膠凝材料；有機膠凝材料；、無機膠凝材料；有機膠凝材料； 氣硬性膠凝材料；水硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料；水硬性膠凝材料2、