第三章无机胶凝材料.ppt
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1、第四章第四章无机胶凝材料无机胶凝材料土木工程中土木工程中常用的气硬常用的气硬性无机胶凝性无机胶凝材料主要有:材料主要有:石灰、石膏、石灰、石膏、菱苦土和水菱苦土和水玻璃玻璃。教学目标与要求:掌握胶凝材料的定义和分类;掌握石膏的技术性质与应用;掌握石灰的硬化熟化、技术性质与应用;了解水玻璃的应用;重点:掌握石膏和石灰的技术性质及应用;胶凝材料是指在胶凝材料是指在建筑工程中,能建筑工程中,能将散粒材料(如将散粒材料(如砂子、石子)或砂子、石子)或块状材料(如砖、块状材料(如砖、石块)粘合为一石块)粘合为一个整体的材料个整体的材料(起粘合作用起粘合作用)。)。有机胶凝材料有机胶凝材料无机胶凝材料无机
2、胶凝材料区别:区别:(1 1)气硬性胶凝材料:)气硬性胶凝材料:只能在空气中(干燥条件下)硬化只能在空气中(干燥条件下)硬化并保持和发展其强度的胶凝材料,如石灰、石膏、水玻璃和并保持和发展其强度的胶凝材料,如石灰、石膏、水玻璃和菱苦水;菱苦水;(2 2)水硬性胶凝材料:)水硬性胶凝材料:既能在空气中(干燥条件下)既能在空气中(干燥条件下)硬化,又能在水中继续硬化并保持和发展其强度的胶凝材料,硬化,又能在水中继续硬化并保持和发展其强度的胶凝材料,如水泥;如水泥;4.1石石灰灰石灰广泛应用于建筑工程中;石灰广泛应用于建筑工程中;优点优点:(1)原材料丰富,分布广;原材料丰富,分布广;(2)生产工艺
3、简单,成本低)生产工艺简单,成本低.本节知识本节知识:1了解石灰的生产过程了解石灰的生产过程2掌握石灰的掌握石灰的熟化熟化,陈伏陈伏,硬化硬化3掌握掌握掌握石灰的性质掌握石灰的性质,4掌握石灰的应用范围掌握石灰的应用范围A 石灰的生产过程石灰的生产过程1生产简介:生产简介:主要原料是主要原料是天然岩石天然岩石(以碳酸钙为主要(以碳酸钙为主要原料)。常用的有原料)。常用的有石灰石,白云石石灰石,白云石等;等;CaCO3CaO+H2O 第一种情况第一种情况:生石灰烧制过程中,往往由于石灰石原料的尺生石灰烧制过程中,往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因,生石灰中残留有未烧透的的寸过大或
4、窑中温度不均匀等原因,生石灰中残留有未烧透的的内核,这种石灰称为内核,这种石灰称为“欠火石灰欠火石灰”,凝结力不足,质量较差,凝结力不足,质量较差,容易造成过程事故。容易造成过程事故。第二种情况是由于烧制的温度过高或时间过长,使得石灰第二种情况是由于烧制的温度过高或时间过长,使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳,体积收缩明显,颜色呈灰黑色,表面出现裂缝或玻璃状的外壳,体积收缩明显,颜色呈灰黑色,这种石灰称为这种石灰称为“过火石灰过火石灰”。过火石灰表面常被粘土杂质融化。过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆,熟化很慢。当石灰已经硬化后,过火形成的玻璃釉状物包覆,熟化很慢。当石灰已经硬化
5、后,过火石灰才开始熟化,并石灰才开始熟化,并产生体积膨涨,引起隆起鼓包和开裂,严产生体积膨涨,引起隆起鼓包和开裂,严重影响工程质量。重影响工程质量。生产过程中形成的二种不利情况生产过程中形成的二种不利情况B:石灰的石灰的熟化熟化,陈伏陈伏,硬化硬化n生石灰(生石灰(CaO)加水生成加水生成Ca(OH)2过程,称为石灰的过程,称为石灰的熟化熟化或或消解消解过程过程。石灰。石灰熟化主要用来熟化主要用来拌制石灰膏和拌制石灰膏和消石灰粉。消石灰粉。石石灰膏能够直接用于拌制砌筑砂浆和抹面砂浆灰膏能够直接用于拌制砌筑砂浆和抹面砂浆n生石灰(生石灰(CaO)加水溶化消解成氢氧化钙,磨细筛分得到加水溶化消解成
6、氢氧化钙,磨细筛分得到消消石灰粉石灰粉(不能够直接用于拌制砌筑砂浆),可以用来拌制(不能够直接用于拌制砌筑砂浆),可以用来拌制三合土、灰土。三合土、灰土。热量热量体积膨胀体积膨胀开裂或裂缝等开裂或裂缝等|为了消除过火石灰的危害,为了消除过火石灰的危害,生石灰熟化形成的石灰浆应生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上,在储灰坑中放置两周以上,这一过程称为石灰的这一过程称为石灰的“陈伏陈伏”。“陈伏陈伏”期间,石灰浆期间,石灰浆表面应保有一层水分,与空表面应保有一层水分,与空气隔绝,以免碳化。气隔绝,以免碳化。石灰的硬化石灰的硬化石灰浆体在空气中逐渐硬化,是由下面两个石灰浆体在空气中逐渐硬化
7、,是由下面两个同时进行的过程来完成的:同时进行的过程来完成的:()结晶作用:()结晶作用:游离水分蒸发,氢氧化钙游离水分蒸发,氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶,体积收缩。逐渐从饱和溶液中结晶,体积收缩。()碳化作用:()碳化作用:氢氧化钙与空气中的二氧氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶,释出水分并被蒸发:化碳化合生成碳酸钙结晶,释出水分并被蒸发:熟石灰的作熟石灰的作用是什么?用是什么?1胶凝材料胶凝材料(就象水泥就象水泥)-多用于农多用于农村建筑或临时建筑村建筑或临时建筑2掺加材料掺加材料-用于混合砂浆中用于用于混合砂浆中用于改善砂浆的和易性改善砂浆的和易性,不计算它的强不计算它的强度度
8、3做白涂料用做白涂料用-临建用临建用4弱碱性弱碱性-可以中和酸可以中和酸思考题思考题工地上使用工地上使用石灰时,为什么石灰时,为什么要先进行熟化处要先进行熟化处理?理?答:在建筑或抹面工程中,石灰必须先充分答:在建筑或抹面工程中,石灰必须先充分进行熟化后才能够使用,若有未熟化的颗进行熟化后才能够使用,若有未熟化的颗粒,使用后未熟化的颗粒将继续熟化,放粒,使用后未熟化的颗粒将继续熟化,放出大量的出大量的热量热量,产生,产生体积膨胀体积膨胀,使得,使得表面表面凸起,开裂凸起,开裂,或局部脱落或局部脱落而影响施工的质而影响施工的质量。故量。故工地上使用石灰时先进行熟化处理工地上使用石灰时先进行熟化处
9、理。例例3 3 某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后,墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时在后,墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析上述现象产生的原因。上述现象产生的原因。解:解:引发的原因很多,但最主要的原因在于石灰在引发的原因很多,但最主要的原因在于石灰在硬化过程中,蒸发大量的游离水而引起体积收缩硬化过程中,蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。的结果。墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹,墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹,是由于配制石灰砂浆时
10、所用的石灰中混入了是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火过火石灰石灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全熟化,以致于在砂浆硬化后,过火石灰吸收空全熟化,以致于在砂浆硬化后,过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化,造成体积膨胀。从而出气中的水蒸汽继续熟化,造成体积膨胀。从而出现上述现象。现上述现象。C石灰的性质石灰的性质建筑石灰的技术指标有细度、建筑石灰的技术指标有细度、CaO+MgO含含量、量、CO2含量和体积安定性等。并按技术含量和体积安定性等。并按技术指标分为指标分为优等品、一等品和合格品优等品、一等品和合格品三个等三个等级。具体技术要求见:级。具
11、体技术要求见:2004-2009最新国家最新国家标准标准石灰的技术性质石灰的技术性质(1)可塑性好)可塑性好:在水泥砂浆中掺入石灰浆,可使在水泥砂浆中掺入石灰浆,可使可可塑性塑性显著提高。显著提高。(2)硬化慢、强度低硬化慢、强度低从石灰浆体的硬化过程可以看出,由于空气中二从石灰浆体的硬化过程可以看出,由于空气中二氧化碳稀薄,碳化甚为缓慢。而且表面碳化后,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。于内部水分的蒸发,因此石灰是硬化缓慢的材料。同时,同时,石灰的硬化只能在
12、空气中进行石灰的硬化只能在空气中进行,硬化后的,硬化后的强度也不高。受潮后石灰溶解,强度更低,在水强度也不高。受潮后石灰溶解,强度更低,在水中还会溃散。如石灰砂浆(中还会溃散。如石灰砂浆(1:3)28天强度仅为天强度仅为0.2-0.5MPa。所以,。所以,石灰不宜在潮湿的环境下作石灰不宜在潮湿的环境下作用,也不宜用于重要建筑物基础。用,也不宜用于重要建筑物基础。(3)硬化时体积收缩大|石灰在硬化过程中,蒸发大量的游离水而引起显著的收缩,所以除调成石灰乳作薄层涂刷外,不宜单独使用。常在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰。(4 4)耐水性差,不易贮存)耐水性差,不易贮存|块状类石灰放置太久,会
13、吸收空气块状类石灰放置太久,会吸收空气中的中的水分而自动熟化成消石灰粉水分而自动熟化成消石灰粉,再,再与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸钙,失去胶结能力。所以贮存生石灰,钙,失去胶结能力。所以贮存生石灰,不但要防止受潮,而且不宜贮存过久。不但要防止受潮,而且不宜贮存过久。最好运到后即熟化成石灰浆,将贮存最好运到后即熟化成石灰浆,将贮存期变为陈伏期。由于期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化生石灰受潮熟化时放出大量的热,而且体积膨胀,时放出大量的热,而且体积膨胀,所所以,储存和运输生石灰时,还要注意以,储存和运输生石灰时,还要注意安全安全。D,D,石灰的应用石灰的应用(1
14、 1)石灰乳和石灰砂浆)石灰乳和石灰砂浆A A)石灰乳:将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的石灰乳:将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释,成为水搅拌稀释,成为石灰乳石灰乳,是一种,是一种廉价的涂料廉价的涂料,主要主要用于内墙和天棚刷白用于内墙和天棚刷白,增加室内美观和亮度。我国农,增加室内美观和亮度。我国农村也用于外墙。石灰乳可加入各种耐碱颜料。调入少村也用于外墙。石灰乳可加入各种耐碱颜料。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰,可提高其耐水性,量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰,可提高其耐水性,调入氯化钙或明矾,可减少涂层粉化现象。调入氯化钙或明矾,可减少涂层粉化现象。B B)石灰砂浆:是将
15、石灰膏、砂加水拌制而成,按其用石灰砂浆:是将石灰膏、砂加水拌制而成,按其用途,分为途,分为砌筑砂浆和抹面砂浆砌筑砂浆和抹面砂浆。(2 2)石灰土(灰土)和三合土)石灰土(灰土)和三合土 如建筑物或道路基础中使用的石灰土,三合土,二灰土如建筑物或道路基础中使用的石灰土,三合土,二灰土(石灰、粉煤灰或炉灰),二灰碎石(石灰、粉煤灰或炉(石灰、粉煤灰或炉灰),二灰碎石(石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石)等。灰、级配碎石)等。石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用,制成石灰土,制成石灰土或石灰与工业废料的混合料,加适量的水充分拌合后,经或石灰与工业废料的混合料,加适量的水充分
16、拌合后,经碾压或夯实,碾压或夯实,在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废料料表面的活性氧化硅或氧化铝反应,生成具有水硬性的水表面的活性氧化硅或氧化铝反应,生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙,化硅酸钙或水化铝酸钙,适于在潮湿环境中使用。比如高适于在潮湿环境中使用。比如高速公路的底层速公路的底层,常常用此方法来提高基层强度常常用此方法来提高基层强度.灰土的作用1、在地基处理工程中,灰、在地基处理工程中,灰土不仅作为一般基础的土不仅作为一般基础的垫层垫层材料,也有用作挤密桩,加材料,也有用作挤密桩,加固地基的土壤,称灰土桩。固地基的土壤,称灰土桩。2、用灰土
17、做游泳池四壁的、用灰土做游泳池四壁的衬里能防止池水渗漏。衬里能防止池水渗漏。3、三合土混合贴附于墙体、三合土混合贴附于墙体外侧外侧,既是一种建筑材料又既是一种建筑材料又可以起装饰作用。不仅可以起装饰作用。不仅取取材方便材方便,而且具有而且具有冬暖夏凉、冬暖夏凉、隔音效果好和耐隔音效果好和耐.(3)灰砂砖和硅酸盐制品)灰砂砖和硅酸盐制品石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀,加水搅拌均匀,加水搅拌,经压振或压制,形成经压振或压制,形成硅酸盐制品。为使其获早期强度,往往硅酸盐制品。为使其获早期强度,往往采用高温高压养护或蒸压,使石灰与硅采用高温高压养护或蒸压,使石灰与
18、硅铝质材料反应速度显著加快,使铝质材料反应速度显著加快,使制品产制品产生较高的早期强度。生较高的早期强度。如如灰砂砖灰砂砖(解释解释)、硅酸盐砖、硅、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等酸盐混凝土制品等。蒸压灰砂砖蒸压灰砂砖是以石灰和砂为主要原料是以石灰和砂为主要原料(砂砂90%、石灰、石灰10%左右左右),掺入一定颜掺入一定颜料和外加剂料和外加剂,经坯料制备、压制成型、经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成的实心或空心灰砂砖。蒸压养护而成的实心或空心灰砂砖。墙体建筑材料墙体建筑材料例例4 4 既然石灰不耐水,为什既然石灰不耐水,为什么由它配制的灰土或三合土么由它配制的灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道
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