建筑材料第三章

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,http:/,中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道,第三章 氣硬性膠凝材料,膠凝材料：在土木工程材料中，凡是經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)作用，能將散粒狀或塊狀材料粘結(jié)成整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。,膠凝材料,有機(jī)膠凝材料,如瀝青、樹脂等,無(wú)機(jī)膠凝材料,氣硬性膠凝材料,水硬性膠凝材料,如石膏、石灰、,菱苦土、水玻璃,各種水泥,氣硬性膠凝材料,只能在空氣中,硬化，且只能在空氣中保材或發(fā)展其強(qiáng)度。,水硬性,不僅在空氣中,，而且能,更好的在水中,硬化，并保持、發(fā)展其強(qiáng)度。,石灰,水泥,3-1,石 灰,3-2,石 膏,3-3,水玻璃,3-1,石 灰,石灰的早期發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用,考古學(xué)家認(rèn)為，石灰石燒成石灰是偶然發(fā)現(xiàn)。其中有些石塊受熱失去強(qiáng)度，遇水后裂為白色粉末（應(yīng)用生石灰卻需要一定知識(shí)才行）。,石灰石,埃及的齊阿普斯金字塔；希臘人雕刻石像等。,石灰穩(wěn)定地基,羅馬人修筑道路，中國(guó)建造的西藏佛教塔和萬(wàn)里長(zhǎng)城都已加以應(yīng)用。,一、石灰的品種和生產(chǎn),1,、石灰的品種,根據(jù)石灰加工方法：塊狀生石灰、磨細(xì)生石灰、石灰漿、石灰乳、石灰水等；,石灰石中含有雜質(zhì)氧化鎂（,MgO,），根據(jù),MgO,的多少，將生石灰中,MgO,含量,5%,的稱為鈣質(zhì)生石灰（低鎂石灰），,5%20%,的稱為中鎂石灰。,20%40%,為高鎂生石灰；,建筑用石灰有：生石灰（塊灰）、生石灰粉、熟石灰粉（又稱建筑消石灰粉、消解石灰粉、水化石灰）和石灰膏等幾種形態(tài)。,石灰是由富含碳酸鈣的巖石,(,如石灰石、白云石、白堊等,),為主，亦可應(yīng)用含有氧化鈣和部分氧化鎂的巖石，經(jīng)過(guò)煅燒，逸出二氧化碳?xì)怏w后得到的塊狀材料。,化工副產(chǎn)品主要有電石渣,(,消化電石而得,),等,:,塊狀,生石灰,熟石灰,2,、石灰的生產(chǎn),煅燒石灰石,(,內(nèi)含,CaCO,3,),溫度在,900,左右時(shí),溫度過(guò)高時(shí),溫度過(guò)低時(shí),正火石灰,欠火石灰,過(guò)火石灰,碳酸鈣的分解取決于溫度、壓力、介質(zhì)和石灰石原料的致密度及塊度的形狀和均勻度。,原料中含有的,MgO,雜質(zhì),對(duì)生石灰的制造也有影響，,MgCO3,比,CaCO3,煅燒溫度低，因而先分解，等,CaCO3,分解時(shí)，,MgO,的致密度大增，消化性能降低，影響了生石灰的性能。,所以生石灰的最佳煅燒溫度不是一成不變的。,1,、,熟化（消化）,CaO,H,2,O Ca(OH),2,(,熟石灰,),64.88 kJ(,體積增大,1.02.5,倍,),粉狀,消石灰：只用少量水,(,約,70,),(,理論值為,31.2%),漿狀,石灰漿：加過(guò)量水,(2.5,3,倍,),熟石灰,過(guò)燒石灰,危害,：,熟化緩慢，漿體硬化后仍在熟化，,體積膨脹，導(dǎo)致硬化漿體開(kāi)裂。,消除危害方法,：“陳伏”兩星期,消石灰粉也需放置一段時(shí)間，使其進(jìn)一步熟化后使用。消石灰粉可用于拌制灰土及三合土，因其熟化不一定充分，一般不宜用于拌制砂漿及灰漿。,按照,JC/T481,92,建筑消石灰粉,規(guī)定：,MgO4,的，稱為鈣質(zhì)消石灰粉；,4%MgO24,的，稱鎂質(zhì)消石灰粉；,24%MgO30,的，稱為白云石消石灰粉。,二、石灰的熟化和硬化,2,、硬化,晶體交錯(cuò)生長(zhǎng),干燥,(,空氣中,),CO+H,2,O,(,空氣中,),塑性漿體,硬化漿體,Ca(OH),2,結(jié)晶析出,CaCO,3,結(jié)晶析出,3-1,石 灰,1,）結(jié)晶作用,2,）碳化作用,石灰的硬化,石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下面兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程來(lái)完成的：,石灰漿的干燥硬化（結(jié)晶作用）,滯流在孔隙自由水蒸發(fā)或被周圍砌體吸收，使石灰粒子密實(shí)，蒸發(fā)后使,Ca(OH),2,溶液飽和，析出結(jié)晶，數(shù)量少，強(qiáng)度不高（緩慢）,石灰漿的碳化（碳化作用）,氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化合生成碳酸鈣晶體。只有在有水的條件下才能進(jìn)行。,結(jié)晶和碳化兩個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，但極為緩慢。碳化過(guò)程長(zhǎng)時(shí)間只限于表面，結(jié)晶過(guò)程主要在內(nèi)部發(fā)生。,由于空氣中,CO,2,含量稀薄，使碳化反應(yīng)進(jìn)展緩慢，同時(shí)表面的石灰漿一旦硬化就形成外殼，阻止了,CO,2,的滲入，同時(shí)又使內(nèi)部的水分無(wú)法析出，影響硬化過(guò)程的進(jìn)行。,建筑石灰按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),建筑生石灰,(JC,T 479,一,92),、,建筑生石灰粉,(JC,T 480,92),和,建筑消石灰粉,(JC,T481,92),規(guī)定，按其氧化鎂含量劃分為鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰兩類。見(jiàn)下表。,鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰中氧化鎂含量,(%),界限,石灰種類,生石灰,生石灰粉,消石灰粉,鈣質(zhì)石灰,5,5,5,5,4,三、石灰的技術(shù)要求,生石灰技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)氧化鎂含量按上表分為鈣質(zhì)生石灰和鎂質(zhì)生石灰兩類，然后再按有效氧化鈣和氧化鎂含量、產(chǎn)漿量、未消解殘?jiān)?CO2,含量等,4,個(gè)項(xiàng)目的指標(biāo)分為優(yōu)等品、一等品和合格品,3,個(gè)等級(jí)，如下表。,項(xiàng) 目,鈣質(zhì)生石灰,鎂質(zhì)生石灰,優(yōu)等品,一等品,合格品,優(yōu)等品,一等品,合格品,1.(CaO+Mg0),含量,(,),不小于,90,85,80,85,80,75,2.,未消化殘?jiān)?(5mm,圓孔篩篩余量,)(,),不大于,5,10,15,5,10,15,3.C02(,),不大于,5,7,9,6,8,10,4.,產(chǎn)漿量,(L,kg),不小于,2.8,2.3,2.0,2.8,2.3,2.0,生石灰粉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)氧化鎂含量分為鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰兩類后，再按,(CaO+MgO),含量、,CO2,含量和細(xì)度等項(xiàng)目的指標(biāo)，分為優(yōu)等品、一等品和合格品,3,個(gè)等級(jí)，如下表。,項(xiàng) 目,鈣質(zhì)生石灰,鎂質(zhì)生石灰,優(yōu)等品,一等品,合格品,優(yōu)等品,一等品,合格品,1.(CaO+Mg0),含量,(,),不小于,90,85,80,85,80,75,2.C02(,),不大于,5,7,9,6,8,10,細(xì)度,0.9mm,篩篩余,(,),不大于,0.2,0.5,1.5,0.2,0.5,1.5,0.125mm,篩篩余,(,),不大于,7.0,12.0,18.0,7.0,12.0,18.0,消石灰粉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),消石灰粉按氧化鎂含量,4,時(shí)稱為鈣質(zhì)消石灰粉，,4,氧化鎂含量,24,時(shí)稱為鎂質(zhì)消石灰粉，,24,氧化鎂含量,30,時(shí)稱為白云石消石灰粉。按等級(jí)分為優(yōu)等品、一等品和合格品等,3,個(gè)等級(jí)，如下表。,項(xiàng) 目,鈣質(zhì)生石灰,鎂質(zhì)生石灰,白云石消石灰,優(yōu)等品,一等品,合格品,優(yōu)等品,一等品,合格品,優(yōu)等品,一等品,合格品,1,(CaO+Mgo),含量,(,),不小于,70,65,60,65,60,55,65,60,55,2,游離水,(,),0.4,2.0,0.4,2.0,0.4,2.0,3,體積安定性,合格,合格,-,合格,合格,-,合格,合格,-,4.,細(xì)度,0.9mm,篩篩余,(,),不大于,0,0,0.5,0,0,0.5,0,0,0.5,0.125mm,篩余,(,),不大于,3,10,15,3,10,15,3,10,15,四、石灰的技術(shù)性質(zhì)和應(yīng)用,1,、石灰的主要技術(shù)性質(zhì),（,1,）良好的保水性,（,2,）凝結(jié)緩慢、強(qiáng)度低,（,3,）吸濕性強(qiáng),（,4,）體積收縮大,（,5,）耐水性差,（,6,）化學(xué)穩(wěn)定性差,2,石灰的應(yīng)用,1,）制作石灰乳涂料,將熟化好的石灰膏或消石灰粉加入過(guò)量的水稀釋成的石灰乳，是一種傳統(tǒng)的涂料，主要用于室內(nèi)粉刷。摻入少量佛青顏料，可使其呈純白色；摻入,107,膠或少量水泥、粒化高爐礦渣或粉煤灰，可提高粉刷層的防水性；摻入各種耐堿顏料，可獲得更好的裝飾效果。,2,）配制砂漿,石灰膏和消石灰粉可以單獨(dú)或與水泥一起配制成石灰砂漿或混合砂漿，可用于墻體砌筑或抹面工程；也可摻入紙筋、麻刀等制成石灰漿，用于內(nèi)墻或頂棚抹面。,3,）拌制石灰土和三合土,石灰土為消石灰粉與粘土按,2,：,8,或,3,：,7,的體積比加少量水拌成。,三合土為消石灰粉、粘土、砂按,1,：,2,：,3,的體積比，或者消石灰粉、砂、碎磚（或碎石）按,1,：,2,：,4,的體積比加少量水拌成。,夯實(shí)，密實(shí)度，而且粘土顆粒表面的少量活性,SiO,2,和,Al,2,O,3,與,Ca(OH),2,發(fā)生反應(yīng)，生成水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣，膠結(jié)，粘土的強(qiáng)度和耐水性，主要用于建筑物、路面或地面的墊層，地基的換土處理及地下建筑物的防水。,另外石灰與粉煤灰、碎石拌制的“三渣”也是目前道路工程中經(jīng)常使用的材料之一。,三合土用作鋪筑步道磚的墊層,三合土樁,灰,土,樁,4,）生產(chǎn)硅酸鹽制品,用生石灰粉生產(chǎn)石灰板。將生石灰粉與纖維材料（如玻璃纖維）或輕質(zhì)骨料（如爐渣）加水?dāng)嚢?、成型，然后用二氧化碳進(jìn)行人工碳化，可制成輕質(zhì)的碳化石灰板材，多制成碳化石灰空心板，它的導(dǎo)熱系數(shù)較小，保溫絕熱性能較好，可鋸，可釘，宜用作非承重內(nèi)隔墻板、天花板等。,將生石灰粉或消石灰粉與含硅材料，如天然砂、?；郀t礦渣、爐渣、粉煤灰等，加水拌合、陳伏、成型后，經(jīng)蒸壓或蒸養(yǎng)等工藝處理，可制得其他硅酸鹽制品，如灰砂磚、粉煤灰磚、粉煤灰砌塊等。,返回鍵,3-2,石,膏,建筑石膏及其制品具有輕質(zhì)，高強(qiáng)，隔熱，吸聲，美觀及易于加工等優(yōu)點(diǎn)，因此用途廣泛，是一種有發(fā)展前途的新型建筑材料之一。,自然界中存在有天然的無(wú)水石膏,CaSO,4,和二水石膏,CaSO,4,2H,2,O,。,在建筑工程中所使用的石膏是由天然二水石膏經(jīng)過(guò)加工而成的半水石膏,CaSO,4,1/2H,2,O,，又成熟石膏。天然二水石膏在加工時(shí)隨溫度和壓力等條件的不同，會(huì)得到結(jié)構(gòu)和性能不同的產(chǎn)物。,高強(qiáng)度石膏硬化后，密實(shí)度大，強(qiáng)度高，可用于建筑抹灰或者制成石膏制品，但成本高，建筑石膏生產(chǎn)方便，成本低，可在建筑工程中廣泛大量使用。,（一）原料 建筑石膏原料主要是二水石膏又稱生石膏，也可采用各種工業(yè)副產(chǎn)品（化工石膏）。（二）生產(chǎn),二水石膏,CaSO,4,2H,2,O,CaSO,4,0.5H,2,O,CaSO,4,0.5H,2,O,107,170,加熱、脫水,125 0.,13MPa,蒸壓鍋,型,建筑石膏,型,高強(qiáng)石膏,一、石膏的品種和生產(chǎn),(1),建筑石膏和模型石膏,(2),高強(qiáng)石膏,(3),硬石膏：無(wú)水石膏,（三）品種,建筑石膏與適量水混合后，最初成為可塑的漿體，但很快就失去可塑性產(chǎn)生強(qiáng)度，并發(fā)展成為堅(jiān)硬的固體。發(fā)生這種現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)，是由于漿體內(nèi)部經(jīng)歷了一系列的物理化學(xué)變化。,首先半水石膏溶解于水，很快成為不穩(wěn)定的飽和溶液。溶液中的半水石膏與水反應(yīng)形成二水石膏。水化反應(yīng)按下式進(jìn)行。,CaSO4.1/2H2O+3/2H2OCaSO4.2H2O,由于水化產(chǎn)物二水石膏的溶解度比,型半水石膏小得多（僅為,型半水石膏溶解度的,1/5,），,型半水石膏的飽和溶液對(duì)二水石膏就成了過(guò)飽和溶液，逐漸形成晶核，當(dāng)晶核大到某一臨界值以后，二水石膏就結(jié)晶析出。這時(shí)溶液濃度降低，使新的一批半水石膏又可繼續(xù)溶解和水化。如此循環(huán)進(jìn)行，直到,型半水石膏完全耗盡。隨著水化的進(jìn)行，二水石膏生成量不斷增加，水分逐漸減少，漿體開(kāi)始失去可塑性，這稱為,初凝,。而后漿體繼續(xù)變稠，顆粒間的摩擦力、粘結(jié)力增加，并開(kāi)始產(chǎn)生結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，表現(xiàn)為,終凝,。其間晶體顆粒也逐漸長(zhǎng)大、連生和互相交錯(cuò)，使?jié){體強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，直至剩余水分完全蒸發(fā)后，強(qiáng)度才停止發(fā)展。這就是建筑石膏硬化過(guò)程。,二、石膏的凝結(jié)和硬化,三、石膏的技術(shù)要求,建筑石膏色白，密度,2.60,2.75g/cm,3,堆積密度,800,1000kg/cm,3,根據(jù)國(guó)標(biāo),建筑石膏,的規(guī)定，按其凝結(jié)時(shí)間、細(xì)度及強(qiáng)度指標(biāo)分為三級(jí)。,（一）建筑石膏的性質(zhì),1,、凝結(jié)硬化快：在自然干燥的條件下，建筑石膏達(dá)到完全硬化的時(shí)間約需一星期。加水后,6min,即可凝結(jié)，終凝一般不超過(guò),30min,。,2,、建筑石膏硬化后孔隙率大、表觀密度小，保溫、吸聲性能好；,3,、具有一定的調(diào)濕性；,4,、耐水性、抗凍性差；,5,、凝固時(shí)體積微膨脹；,6,、防火性好。,四、石膏的性質(zhì)和應(yīng)用,（二）、建筑石膏的應(yīng)用,1,、室內(nèi)抹灰及粉刷,建筑石膏加水、砂拌合成石膏砂漿，可用于室內(nèi)抹灰。這中抹灰墻面具有絕熱，阻火，隔音，舒適，美觀等特點(diǎn)。抹灰后的墻面和天棚還可以直接涂刷尤其及貼墻紙。,建筑石膏加水調(diào)成石膏