氣硬性膠凝材料課件教材

土木工程材料膠凝材料的定義經(jīng)過一系列的物理和化學(xué)變化，能夠產(chǎn)生凝結(jié)硬化，將塊狀或粉狀材料膠結(jié)起來，形成為一個整體的材料。膠凝材料的分類如瀝青、聚合物等膠凝材料無機(jī)膠凝材料有機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通稱為“水泥”第一章氣硬性膠凝材料

石灰是一種古老的建筑材料。由于其原料分布廣、生產(chǎn)工藝簡單、成本低、使用方便，因此被廣泛用于建筑工程。

例如：（石灰＋糯米汁＋桐油）組成最為經(jīng)典、古老的復(fù)合膠凝材料，被廣泛用于：萬里長城、明城墻、蘇州古盤門和古埃及金字塔等世界文化遺產(chǎn)。

石灰吟--于謙[明代]

千錘萬擊出深山，烈火焚燒若等閑。粉身碎骨渾不怕，要留清白在人間。第一節(jié)建筑石灰一、石灰的原料

石灰的原料為含碳酸鈣（CaCO3）為主的天然巖石為原料。貝殼石灰石白云石白堊

石灰生產(chǎn)過程，是石灰石煅燒過程。根據(jù)煅燒程度可分為欠火石灰、正火石灰、過火石灰。CaCO3==CaO+CO2MgCO3==MgO+CO2900℃700℃生石灰生產(chǎn)工藝——煅燒

所得生石灰的主要成分是CaO，還含有部分MgO。鈣質(zhì)石灰--當(dāng)MgO含量小于或等于5％時;鎂質(zhì)石灰--MgO含量大于5％時稱為;正火石灰--石灰?guī)r的煅燒溫度及時間要適宜。煅燒正常的塊狀石灰稱，輕質(zhì)色白，疏松多孔，表觀密度為800～l000kg／m3。欠火石灰--燒溫度過低，或料塊尺寸太大，煅燒時間不足時，石灰?guī)r中的碳酸鈣、甚至碳酸鎂分解不充分，則會在石灰內(nèi)部含有石質(zhì)核心.過火石灰--煅燒溫度過高、時間過長，結(jié)構(gòu)致密，CaO晶粒粗大，表面被一層玻璃釉狀物包裹，熟化非常緩慢，可能在石灰使用之后熟化，體積膨脹，只是已硬化的砂漿產(chǎn)生“崩裂”現(xiàn)象，影響工程質(zhì)量。二、石灰的熟化熟化的過程生石灰+水熟石灰熟化過程的特點放出大量的熱；體積膨脹1.5～3.5倍。熟化的方式淋灰——消石灰粉化灰——

熟石灰膏熟化過程的注意事項熟化的過程石灰在使用前必須陳伏14d以上——防止過火石灰的危害。在化灰池表面保留一層水——防止石灰碳化。注意安全：防火防爆，防燒傷熟化用水宜多勿少。理論用水30%左右，實際上100%以上，防止水量不足，溫度過高，Ca（OH）2晶體過粗，粘結(jié)性及保水性差。MgO+H2O==Mg（OH）2CaO+H2O==Ca（OH）2+64.83kj化灰池制備工藝與產(chǎn)品石灰石1000～1200

C磨細(xì)生石灰粉生石灰水噴淋熟石灰粉(水)化灰池石灰漿濃縮石灰膏陳伏煅燒溫度較低，時間較短時，

欠火石灰煅燒溫度較高，時間較長時，

過火石灰減輕或消除過火石灰的危害石灰漿體

氫氧化鈣晶體碳酸鈣晶體石灰凝膠體石灰碳化體水孔隙水分損失碳化結(jié)晶作用生石灰或熟石灰＋水成為Ca(OH)2漿體；漿體中游離水的不斷損失，導(dǎo)致Ca(OH)2結(jié)晶；晶粒長大、交錯堆聚成晶粒結(jié)構(gòu)網(wǎng)—硬化。碳化作用Ca(OH)2與空氣中的CO2氣體反應(yīng)，在表面形成CaCO3膜層。提高耐久性。三、石灰的硬化Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O放出大量水分,體積收縮碳化后生成的CaCO3晶體可相互交叉連生并與Ca(OH)2共生，構(gòu)成緊密交織的結(jié)晶網(wǎng)，使石灰硬化體強(qiáng)度提高。另外，CaCO3的固相體積略大于Ca(OH)2的固相體積，致使硬化的石灰漿體結(jié)構(gòu)更加致密，從而表現(xiàn)為對其表面強(qiáng)度有顯著改善。由于空氣中CO2濃度很低，且石灰碳化作用是由結(jié)構(gòu)表面向內(nèi)進(jìn)行的，碳化后形成的致密CaCO3層會阻礙CO2向其內(nèi)部進(jìn)一步滲透，而且也阻止了砂漿層內(nèi)水分向外蒸發(fā)，故碳化過程非常緩慢，長時間只限于結(jié)構(gòu)表層請觀察圖中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。石灰砂漿的裂紋

石灰砂漿A石灰砂漿B

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漿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，水過多，易產(chǎn)生此類裂紋。分析四、石灰的技術(shù)性質(zhì)可塑性好生石灰消化為石灰漿時，能形成顆粒極細(xì)(粒徑約lm)呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣粒子，表面吸附一厚層的水膜，使顆粒間的摩擦力減小，因而其可塑性好。利用這一性質(zhì)，將其摻入水泥砂漿中，配制成混合砂漿，可顯著提高砂漿的保水性硬化后強(qiáng)度低生石灰消化時的理論需水量為生石灰重量的32．13％，但為了使石灰漿具有一定的可塑性便于應(yīng)用，同時考慮到一部分水因消化時水化熱大而被蒸發(fā)掉，故實際消化用水量很大，多余水分在硬化后蒸發(fā)，留下大量孔隙，使硬化石灰體密實度小，強(qiáng)度低。硬化緩慢

石灰漿的硬化只能在空氣中進(jìn)行，由于空氣中CO2含量少，使碳化作用進(jìn)行緩慢，加之已硬化的表層對內(nèi)部的硬化起阻礙作用，所以石灰漿的硬化過程較長。硬化時體積收縮大

由于石灰漿中存在大量的游離水，硬化時大量水分蒸發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部毛細(xì)管失水緊縮，引起顯著的體積收縮變形，使硬化石灰體產(chǎn)生裂紋，故石灰漿不宜單獨使用，通常工程施工時常摻入一定量的骨料(砂子)或纖維材料(麻刀、紙筋等)。耐水性差

由于石灰漿硬化慢、強(qiáng)度低，當(dāng)其受潮后，其中尚未碳化的Ca(OH)2易產(chǎn)生溶解，硬化石灰體遇水會產(chǎn)生潰散，故石灰不宜用于潮濕環(huán)境。

應(yīng)注意防潮和防碳化生石灰應(yīng)貯存在干燥的環(huán)境中，要注意防雨防潮，并不宜久存。最好運到工地（或熟化工廠）后立即熟化成石灰漿，將儲存期變?yōu)殛惙?。消石灰貯存時應(yīng)包裝密封，以隔絕空氣，防止碳化；對石灰膏，應(yīng)在其上層始終保留2cm以上的水層，以防止其碳化而失效。注意安全由于生石灰受潮熟化時放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲存和運輸生石灰時，還要注意安全。在石灰裝卸過程中也要注意安全。

五、石灰的貯存六、石灰的應(yīng)用（1）石灰乳涂料石灰乳可作粉刷涂料，其價格低廉、顏色潔白、施工方便，建