第2章 无机胶凝材料1 石灰.

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1、第第2章章 无机胶凝材料无机胶凝材料 土木工程材料土木工程材料本本 节节 内内 容容气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料 2通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥3其他品种水泥其他品种水泥4胶凝材料简介胶凝材料简介 1【本章内容导读本章内容导读】讲述内容讲述内容本章主要讲述石灰、石膏等气硬性胶凝材料的本章主要讲述石灰、石膏等气硬性胶凝材料的硬化机理、性质及其主要用途；重点讲述硅酸硬化机理、性质及其主要用途；重点讲述硅酸盐水泥的矿物组成、硬化机理，硅酸盐水泥的盐水泥的矿物组成、硬化机理，硅酸盐水泥的性能特点，讲述其他通用水泥、特性水泥和专性能特点，讲述其他通用水泥、特性水泥和专用水泥的主要性能及使用特点用水泥的主

2、要性能及使用特点 。 学习重点学习重点和要求和要求 通过本章的学习，熟悉常用无机胶凝材料的性通过本章的学习，熟悉常用无机胶凝材料的性质，以期在工程中能合理选用。本章以通用水质，以期在工程中能合理选用。本章以通用水泥为重点，要求重点掌握硅酸盐水泥等几种通泥为重点，要求重点掌握硅酸盐水泥等几种通用水泥的性能特点、检测方法及选用原则。建用水泥的性能特点、检测方法及选用原则。建议学生学习中以硅酸盐水泥为点，搞清楚此点议学生学习中以硅酸盐水泥为点，搞清楚此点后拓展至其它通用水泥，再拓展至其它特性水后拓展至其它通用水泥，再拓展至其它特性水泥和专用水泥，采用点面结合、对比的学习方泥和专用水泥，采用点面结合、

3、对比的学习方法。石灰要着重了解其性质和应用特点法。石灰要着重了解其性质和应用特点 。 2.1 胶凝材料简介胶凝材料简介 胶凝材料胶凝材料 经经物理、化学物理、化学作用，能将作用，能将散粒材料散粒材料（如砂（如砂、石子等）、石子等）、块状材料块状材料（砖、砌块等）或（砖、砌块等）或纤维纤维材料材料（如玻璃纤维、植物纤维等）（如玻璃纤维、植物纤维等）粘结为整体粘结为整体，并经过一系列的物理、化学作用后从浆体逐并经过一系列的物理、化学作用后从浆体逐渐硬化变为坚固的石状体渐硬化变为坚固的石状体的材料。的材料。 无机胶凝材料无机胶凝材料 （以无机化合物为基本成分）（以无机化合物为基本成分） 有机胶凝材料

4、有机胶凝材料（天然的或合成的有机（天然的或合成的有机高分子化合物为基本成分）高分子化合物为基本成分）（沥青沥青、树脂树脂、橡胶、橡胶等等 ） 按凝结硬化按凝结硬化条件分类条件分类 气硬性气硬性胶凝材料胶凝材料只在空气中硬化只在空气中硬化 （石灰、石膏）（石灰、石膏） 水硬性水硬性胶凝材料胶凝材料空气、水中皆可空气、水中皆可 硬化硬化 （水泥）（水泥） 按胶凝材料的化学组成不同按胶凝材料的化学组成不同 2.2 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料 2.2.1 石灰石灰石灰石灰（Lime）是土木工程是土木工程中使用最早中使用最早的气硬性胶的气硬性胶凝材料之凝材料之一一 。公元。公元前前8世纪古世纪古希腊人

5、已用希腊人已用于建筑，中于建筑，中国也在公元国也在公元前前7世纪开世纪开始使用石灰。始使用石灰。至今石灰仍至今石灰仍然是用途广然是用途广泛的建筑材泛的建筑材料。料。埃及金字塔：石材、石灰和石膏埃及金字塔：石材、石灰和石膏 万里长城万里长城 （200 BC):200 BC):条石、大砖、石灰砂浆条石、大砖、石灰砂浆布达拉宫：石材、石灰砂浆布达拉宫：石材、石灰砂浆 1. 石灰的生产和主要品种石灰的生产和主要品种 （1）石灰的原材料）石灰的原材料 以以CaCO3为主要成分的天然岩石（为主要成分的天然岩石（如石灰石、如石灰石、白云石和白垩等）白云石和白垩等） 富含富含CaCO3 部分部分MgCO3 （

6、2）石灰的生产）石灰的生产32900 1200 CCaCOCaOCO块状生石灰块状生石灰10010056564444块状生石灰的特点块状生石灰的特点： CaO质量几乎下降一半质量几乎下降一半, ,但体积缩小很少但体积缩小很少, ,故故优质的生优质的生石灰为多孔结构，晶粒较小，质量较轻石灰为多孔结构，晶粒较小，质量较轻 （堆积密度（堆积密度为为8001000 kg/m3 ) 。l欠火石灰欠火石灰：温度过低温度过低/ /时间不够时间不够石灰石不能完全分石灰石不能完全分解解, , 存在存在未分解的石灰石内核未分解的石灰石内核有效氧化钙和氧化有效氧化钙和氧化镁的含量少，镁的含量少，降低了石灰的利用率，

7、使用时缺乏粘结降低了石灰的利用率，使用时缺乏粘结力力l过火石灰：过火石灰：温度过高温度过高/ /时间过长时间过长颜色深（褐、黑）颜色深（褐、黑） 在石灰固化后才开始发生消化，在石灰固化后才开始发生消化，从而引起局部体积膨胀，产生裂缝，影响工程质量从而引起局部体积膨胀，产生裂缝，影响工程质量过火石灰在生产中是很难避免的，所以过火石灰在生产中是很难避免的，所以石灰膏在使用前必须经过石灰膏在使用前必须经过“陈伏陈伏” 注意注意 （3）石灰的分类）石灰的分类 2）按成品的加工方法分类）按成品的加工方法分类v 块状生石灰块状生石灰 煅烧直接获得煅烧直接获得v 生石灰粉生石灰粉 块状生石灰磨细块状生石灰磨

8、细v 消石灰粉消石灰粉 生石灰生石灰+适量水适量水消解消解v 石灰膏石灰膏 生石灰生石灰+过量水过量水v 石灰乳石灰乳 生石灰生石灰+较多水较多水钙质石灰（钙质石灰（MgO5）镁质石灰（镁质石灰（MgO5）同等级的钙质石灰质量优于镁质石灰同等级的钙质石灰质量优于镁质石灰 。1）按）按MgO含量分类含量分类CaOCa(OH)2（约为生石灰体积的（约为生石灰体积的34倍）倍）Ca(OH)2+H2O2. 石灰的消化与硬化石灰的消化与硬化 （1） 石灰的熟化（消化）石灰的熟化（消化） CaO + H2O Ca(OH)2 + 64.9KJl特点：特点： 1）水化速度快。）水化速度快。煅烧良好的煅烧良好的

9、CaO与水接触时几秒钟内即与水接触时几秒钟内即反应完毕。反应完毕。2）体积膨胀。）体积膨胀。熟化时熟化时体积增大体积增大12.5倍倍； 3）放出大量的热。）放出大量的热。1克分子克分子CaO熟化生成熟化生成1克分子克分子Ca（OH）2约产生约产生64.9kJ热量。热量。 化灰法用于制作石灰浆化灰法用于制作石灰浆。在化灰池中进行，。在化灰池中进行，在生石灰中加入较大量的水得到石灰乳，通在生石灰中加入较大量的水得到石灰乳，通过筛网流入储灰池，沉淀后除去表层多余水过筛网流入储灰池，沉淀后除去表层多余水分得到石灰膏。分得到石灰膏。 消化的方式有两种，消化的方式有两种，淋灰法和化灰法淋灰法和化灰法淋灰法

10、用于调制消石灰粉淋灰法用于调制消石灰粉，即在生石灰中，即在生石灰中，先均匀加入先均匀加入70左右的水，便可得到颗粒左右的水，便可得到颗粒细小、分散的消石灰粉细小、分散的消石灰粉活泼性大的石灰，加水要快，水量充足，并活泼性大的石灰，加水要快，水量充足，并加速搅拌散热，否则易出现加速搅拌散热，否则易出现“过烧过烧”现象现象活泼性小的石灰，加水要慢，水量少，否则活泼性小的石灰，加水要慢，水量少，否则易出现易出现“过冷过冷”现象。现象。l注意：消化过程中严格控制加水量和加注意：消化过程中严格控制加水量和加水速度水速度l为了消除过火石灰的危害，石灰膏在使为了消除过火石灰的危害，石灰膏在使用之前应进行陈伏

11、。用之前应进行陈伏。l陈伏陈伏是指石灰乳（或石灰膏）在储灰坑是指石灰乳（或石灰膏）在储灰坑中放置中放置15d以上的过程。以上的过程。l陈伏期间，石灰膏表面应保有一层水分，陈伏期间，石灰膏表面应保有一层水分，使其与空气隔绝，以免与空气中二氧化碳使其与空气隔绝，以免与空气中二氧化碳发生碳化反应。发生碳化反应。 （2）石灰的凝结硬化）石灰的凝结硬化 1）结晶作用）结晶作用 水分蒸发，水分蒸发， Ca（OH）2从饱和的溶液中析出从饱和的溶液中析出结晶结晶结晶强度结晶强度2）碳化作用）碳化作用 碳化强度碳化强度22232Ca(OH)CO + H OCaCO +(1)H Onn 结晶结晶石灰的生产、消解、