无机气硬性胶凝材料

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1、第2章无机气硬性胶凝材料本章主要内容石灰石膏水玻璃教学大纲石灰：石灰的原料与生产；石灰的熟化与硬化；石灰的特性、质量要求与应用。石膏：石膏的生产与品种；建筑石膏的凝结与硬化；建筑石膏的特性、质量要求与应用。水玻璃：水玻璃的组成；水玻璃的硬化；水玻璃的性质；水玻璃的应用。教学要求基本概念：胶凝材料及其分类；石膏、石灰、水玻璃的组成；基本知识：重点掌握石灰的技术性质与应用，过火石灰、欠火石灰的危害及消除方法；石灰熟化与硬化，干燥结晶与碳化的机理;建筑石膏的特性与石膏的水化、凝结、硬化过程，石膏的技术性质与应用；水玻璃的模数对水玻璃性质的影响，水玻璃硬化的原因。基本概念：什么是胶凝材料？定

2、义：经过一系列物理、化学作用，能由浆体变成坚硬的固体，并能将散粒或片、块状材料胶结成整体的物质。胶凝材料的种类按其化学组成：有机胶凝材料：沥青、树脂等；无机胶凝材料：水泥、石灰、石膏等。按其硬化条件：气硬性胶凝材料：石灰、石膏、水玻璃等；水硬性胶凝材料：各种水泥等。气硬性与水硬性胶凝材料的特点气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并且在空气中保持和发展其强度；关键：干燥状态下，其硬化体才有较好的性能！水硬性胶凝材料不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。关键：干燥或潮湿状态下，其硬化体均有很好的性能！2.1石灰石灰的原料与生产石灰的熟化与硬化石灰的技术性质石灰的应用2.1

3、.1石灰的原料与生产气硬性石灰粘土杂质含量＜8%的石灰石热分解物及其水化物：生石灰粉：CaO；熟(消)石灰粉：Ca(OH)2；石灰膏(浆)：Ca(OH)2、H2O；水硬性石灰粘土杂质含量＞8%的石灰石热分解物：CaO、活性Si2O、Al2O3等原料：以CaCO3为主要成分的天然岩石，如：石灰石、白垩等。石灰的制备：石灰石的热分解反应：CaCO3CaO＋CO2制备工艺：岩石破碎煅烧粉磨(消解)制备工艺与产品石灰石1000～1200C磨细生石灰粉生石灰水喷淋熟石灰粉(水)化灰池石灰浆浓缩石灰膏陈伏煅烧温度较低，时间较短时，欠火石灰煅烧温度较高，时间较长时，过火石灰减轻或消除过火石灰

4、的危害熟化2.1.2石灰的熟化与硬化生石灰CaO水H2O熟石灰Ca(OH)2﹢→生石灰中加入60%～80%的水消石灰粉用过量的水熟化石灰膏熟化放热且体积膨胀生石灰熟化过程放出大量的热，同时体积迅速膨胀1～2.5倍。煅烧良好、氧化钙含量高、杂质少的生石灰，熟化快、放热量多，而且体积膨胀也大。在建筑工程中，生石灰必须经充分熟化后方可使用。为了消除过火石灰的这种危害，石灰在熟化后，还应“陈伏”2周左右。陈伏时间越长，石灰熟化得越完全。陈伏期间石灰浆表面应保持有一层水，使之与空气隔绝，以免产生过早的碳化。在储藏和运输过程中，不允许受潮，不准与易燃易爆物品放在一起石灰的硬化结晶作用生石灰或

5、熟石灰＋水成为Ca(OH)2浆体；浆体中游离水的不断损失，导致Ca(OH)2结晶；晶粒长大、交错堆聚成晶粒结构网—硬化。碳化作用Ca(OH)2与空气中的CO2反应，在表面形成CaCO3膜层。提高耐久性。2.1.3石灰的技术性质建筑石灰的特性：表观密度较小→浆体的可塑性好硬化速度慢、硬化后的强度较低→耐水性差体积收缩大→浆体硬化中容易开裂建筑石灰的技术要求：CaO、MgO的含量CO2的含量(欠火石灰)细度体积安定性(过火石灰)过火石灰的危害与水反应很慢，石灰硬化后再与水反应发生体积膨胀而引起开裂。2.1.4石灰的应用配制石灰乳和建筑砂浆配制无熟料水泥石灰＋火山灰活性材料配制三合土石灰＋

6、粘土＋砂（或炉渣、石屑）＋水作为其它建材制品的原料如：硅酸盐制品、灰砂制品、碳化板等。问题1.过火石灰有什么危害？应如何消除？答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈伏期，或过滤掉。2.人们经常发现古建筑中的石灰砂浆质地坚硬，其强度比现今石灰砂浆的高，试分析原因。答：古建筑中石灰砂浆的强度较高是因为在使用过程中，石灰吸收空气中的CO2，逐步产生碳化作用的结果。在经历几百年或上千年后，石灰的碳化程度较高，因而石灰砂浆表现出坚硬、强度较高。2.2石膏Plaster石膏的原料与生产

7、建筑石膏的凝结与硬化建筑石膏的技术性质建筑石膏的应用概要性质——石膏是气硬性胶凝材料，建筑石膏的主要成分是-半水石膏CaSO40.5H2O;生产方法——建筑石膏可用天然二水石膏或化学石膏在107~170C干燥下脱水制备；凝结硬化机理——“溶解—沉淀”理论，即通过半水石膏在水中不断溶解，二水石膏不断结晶，晶体不断生长、相互交错与连生构成晶体网络结构而硬化；性能——浆体需水量较大，凝结硬化快、凝结时有微膨胀、表观密度较小、孔隙率较大、强度低、耐水与抗冻性