第3章 无机气硬性胶凝材料(3.2)

第三章气硬性胶凝材料复习上节内容1.石膏胶凝的材料主要成分是（）。A.硫酸钙B.碳酸钙C.硅酸钙D.氢氧化2.按相关规定，建筑石膏的存放期为（）个月。A.1B.2C.3D.53.例如抗折强度为2.5MPa的建筑石膏应记为（）。A.建筑石膏0.25GB9776B.建筑石膏2.5GB9776C.建筑石膏25GB9776D.建筑石膏250GB97764.石膏制品表面光滑细腻，主要原因是（）。A.施工工艺好B.表面修补加工C.掺纤维等材料D.硬化后体积微膨胀第三章无机气硬性胶凝材料3.2石灰[明]于谦千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。石灰吟本节的学习目标1）了解建筑石灰的化学组成及生产工艺。2）掌握石灰的熟化与陈伏。掌握石灰硬化的两部分。3）重点掌握石灰的特性及应用。思考1.何为欠火石灰、过火石灰？各有何特点？2.石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”2星期以上，为什么？3.1石灰3.1.1石灰的原料和生产1.原料——以CaCO3为主要成分的岩石(石灰石、白垩等)富含CaCO3部分MgCO32.煅烧欠火石灰：温度过低/时间不够/石灰石不能充分烧透,存在硬心（含有未分解的CaCO3）过火石灰：温度过高/时间过长/CaO形成粗大晶体甚至熔融，使CaO活性大幅度下降/颜色深（褐、黑）CaCO3CaO900～1100℃CO2＋MgCO3MgO3.石灰分类2.按石灰的存在形式分类块状生石灰——煅烧直接获得生石灰粉——块状生石灰磨细消(熟)石灰粉——生石灰消解石灰膏/乳——生石灰+过量水钙质石灰（MgO≤5％）镁质石灰（MgO5％）特点：熟化较慢，但硬化强度稍高。1.按MgO含量分类CaOCa(OH)2块状生石灰生石灰粉石灰膏3.1.2石灰的熟化与硬化1.石灰的熟化（消化）CaO+H2O——Ca(OH)2+Q（64.9KJ）生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末,成为熟石灰.主要成分为Ca(OH)2.将块状生石灰用过量水消化,或将消石灰粉和水拌和所得到的一定稠度的膏状物为石灰膏,主要成分为Ca(OH)2和水.特点：①放热量大、快（1h放热是混凝土1d放热量的9倍多）②体积增大：1.5～2.0倍注意：①石灰的熟化过程会放出大量的热，注意焚烧时候消解安全。②措施：分层消解。③过火石灰可以使用，但应陈伏半个月，因为粘土杂质熔融、填充或包裹石灰表面→密实度高→石灰消解慢。“陈伏”:为了消除熟石灰中过火石灰颗粒的危害,石灰浆应在储灰坑中静置2周以上,即”陈伏”。④欠火石灰中的碳酸钙未完全分解，使用时缺乏粘结力，降低石灰的利用率。注意：2.石灰的硬化1）干燥结晶硬化：水分蒸发，氢氧化钙过饱和析晶——结晶强度两种强度水分蒸发，产生毛细管压力，压密石灰粒子——附加强度2）碳化硬化Ca（OH）2＋CO2＋H2O——CaCO3＋2H2O碳化强度如果含水量过小,处于干燥状态时,碳化反应几乎停止.而空气中CO2含量较少,碳化作用主要发生在石灰浆体与空气接触的表面上.表面上生成的CaCO3膜层将阻碍CO2的进一步渗入,同时也阻碍内部水分的蒸发,使Ca(OH)2的结晶也进行得缓慢.所以相当长的时间里,石灰浆体处于表层为CaCO3,内部为Ca(OH)2的状态,其硬化是一个相当缓慢的过程.注意石灰的生产、消解、硬化小结过火石灰存在,陈伏半个月左右——常见实例：陈伏时间不够，引起房屋抹面层凸起开裂消解为石灰膏的作用——水层隔绝空气，避免发生碳化消解安全——分层消解，热量较快散释3.1.3石灰的特性、质量要求与应用•1.石灰的特性•⑴保水性好，可塑性好“保水性”:熟石灰粉或石灰膏与水拌和后,保持水分不泌出的能力,即为“保水性”.•为1μm）的的氢氧化钙粒子，比表面积大,表面能吸附一层厚的水膜,使颗粒间的摩擦力减小。因此，用石灰调成的石灰砂浆其突出的优点是具有良好的可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰膏，可使砂浆可塑性显著提高。硬化较慢、强度低气中二氧化碳稀薄，碳化甚为缓慢。而且表面碳化后，形成紧密外壳，不利于碳化作用的深入，也不利于内部水分的蒸发，因此石灰是硬化缓慢的材料。同时，石灰的硬化只能在空气中进行。硬化后的强度也不高，1:3的石灰砂浆28天抗压强度通常只有0.2~0.5MPa。•⑶硬化时体积收缩大从而引起显著的体积收缩，不宜单独使用。工程上常在其中掺入砂、各种纤维材料等减少收缩。耐水性差钙会溶解，强度更低，在水中还会溃散。所以，石灰不宜在潮湿的环境中使用，也不宜单独用于建筑物基础。•石灰吸湿性强中的水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，失去胶结能力。4.石灰的应用建筑工程中所使用的石灰通常分为三个品种：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。•(1)制作石灰乳涂料用于建筑室内墙面和顶棚粉刷。掺入少量佛青颜料，可使其呈纯白色；掺入107胶或少量水泥粒化高炉矿渣(或粉煤灰)，可提高粉刷层的防水性；掺入各种色彩的耐碱材料，可获得更好的装饰效果。(2)配制砂浆制成砂浆，前者称石灰砂浆，后者称混合砂浆，用于墙体的砌筑和抹面。为了克服石灰浆收缩性大的缺点，配制时常要加入纸筋等纤维质材料。•（3）.石灰土和三合土•灰土和三合土在夯实或压实下，密实度大大提高，而且在潮湿的环境中，粘土颗粒表面的少量活性氧化硅和氧化铝与Ca(OH)2发生反应，生成水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，使粘土的抗渗能力、抗压强度、耐水性得到改善。三合土和灰土主要用于建筑物基础、路面和地面的垫层。石灰＋粘土——石灰土(灰土)：用于道路的底基层、基层拌和按比例5%～12%石灰＋粘土＋砂（炉渣/石膏）——三合土：应用历史悠久主要用于建筑物的地基、基础，也用于道路的基层、垫层5.石灰的运输和储存生石灰块及生石灰粉在运输时要采取防水措施，不能与易燃、易爆及液体物品同时装运。运到现场的石灰产品，不宜长期储存。熟化好的石灰膏，也不宜长期暴露在空气中，表面应加以覆盖，以防碳化结硬。工程实例分析请观察图中A、B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。1、石灰砂浆的裂纹AB石灰砂浆A为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。石灰砂浆B为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，制使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。2.维修古建筑时，发现古建筑中石灰砂浆坚硬，而且强度较高。有人由此得出古代生产的石灰质量(或强度)远远高于现代石灰的质量(或强度)的结论。问此结论是否正确？错误。因为石灰的硬化包括干燥结晶硬化过程及碳化过程。但由于碳化作用是一个很缓慢的过程，表层生成的CaCO3膜层阻碍空气中CO2的渗入，此过程相当漫长。古建筑所用的石灰年代久远，碳化过程较充分，故其强度较高。练习题1.石灰熟化时放出大量，体积发生显著；石灰硬化时放出大量，体积产生明显。2.石灰的特性有：可塑性，硬化，硬化时体积等。3.石灰浆体在空气中的碳化反应方程式是：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O（）4.石灰陈伏是为了降低石灰熟化时的发热量。（）5.石灰的干燥收缩值大，这是石灰不宜单独生产石灰制品和构件的主要原因。（）6.石灰在消解（熟化）过程中___。A.体积明显缩小B.放出大量热量C.体积不变D.与Ca(OH)2作用形成CaCO37.石灰硬化过程实际上是____过程。A.结晶B.碳化C.结晶与碳化8.生石灰的分子式是____。A.CaCO3B.Ca(OH)2C.CaO9.石灰在硬化过程中，体积产生____。A.微小收缩B.不收缩也不膨胀C.膨胀D.较大收缩10.罩面用的石灰浆不得单独使用，应掺入砂子、麻刀和纸筋等以____。A.易于施工B.增加美观C.减少收缩D.增加厚度11.在建筑上俗称为“灰”的材料是（）。A.石灰B.石膏C.水泥D.砂E.石子12.根据我国建筑行业标准规定，按石灰中氧化镁的含量将生石灰分为（）等几种。A.矿物质生石灰B.碳质生石灰C.钙质生石灰D.镁质生石灰E.氮质生石灰TheendofthisPart.Thanks!第3节水玻璃水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化物与二氧化硅所组成。最常用的是：硅酸钠(Na2O•SiO2)与硅酸钾(K2O•SiO2)水玻璃。第3节水玻璃水玻璃的生产：（1）湿法：将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅（2-3大气压）内用蒸气加热，并加搅拌，使直接反应而成液体水玻璃。（2）干法：将石英砂与碳酸钠磨细拌匀，在熔炉内于1300℃-1400℃温度下熔化生成固体水玻璃，然后在水中加热而成液体水玻璃。第3节水玻璃水玻璃的模数n：氧化硅和氧化钠分子比n称为水玻璃的模数，一般在1.5-3.5之间。水玻璃的模数n反映了固体水玻璃在水中溶解的难易程度：等于1时能溶解于常温的水中，加大则只能在热水中溶解；大于3时，要在4个大气压以上的蒸气中才能溶解。第3节水玻璃一、水玻璃的硬化Na2O•nSiO2+CO2+mH2O==Na2CO3+nSiO2•mH2O上述过程进行很慢，常用加热与加入促硬剂硅氟酸钠(Na2SiF6)的办法促使硬化。Na2O•nSiO2+Na2SiF6+mH2O==6NaF+(2n+1)SiO2•mH2O第3节水玻璃二、水玻璃的性质1、水玻璃具有良好的粘结能力，硬化时析出的硅酸凝胶有堵塞毛细孔而防止水渗透的作用。2、水玻璃不燃烧，在高温下硅酸凝胶干燥的更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。3、水玻璃具有高度的耐酸性能，能抵抗大多数无机酸与有机酸的作用。第3节水玻璃三、水玻璃的应用1、涂刷在建筑材料表面可提高抗风化能力。2、配制防水剂。3、配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙裂缝。4、用于土壤加固。