土木工程材料土木工程材料第二章第二章气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料胶凝材料:与水拌和后能将散粒或块状材料粘结成整体的材料。气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化、保持或发展强度；水硬性胶凝材料：不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，保持和发展强度。胶凝材料的分类：胶凝材料有机胶凝材料无机胶凝材料天然有机胶凝材料 如：沥青、天然树脂等合成有机胶凝材料 如：各种合成树脂气硬性胶凝材料 如：石灰、石膏、水玻璃等水硬性胶凝材料 如：各种水泥2.1石 灰lime 2.1.1 石灰生产简介原材料：石灰岩类（主要CaCO3,少量MgCO3） 工序：煅烧 反应式： CaCO3 9001100C CaO +CO2 （少量 ）MgCO3 700C MgO +CO2成品分类：钙质（MgO5%）镁质（MgO5%） 块状生石灰、生石灰粉、消石灰粉（熟石灰粉）、石灰浆（膏） 正品（白色疏松质轻）、次品（过火石灰和欠火石灰）2.1.2 石灰的技术要求石灰的技术指标和技术标准1、技术指标： CaO+MgO含量生石灰产 浆量和未消化残渣量 CO2含量消石灰粉游离 水含量细度 （分优等品、一等品、合格品）2、技术标准 建筑生石灰 JC/T47992建筑生石灰粉 JC/T48092建筑消石灰粉 JC/T48192另：交通部门JTJ0342000将生石灰和消石灰粉化 分为、 三个等级2.1.3 生石灰的水化和硬化生石灰的水化（熟化或消解）（概念）水化（熟化）反应式： CaO + H2O = Ca(OH)2+64.9kJ生石灰 熟（消）石灰水化反应特点：1.水化速度快，放热量大2.水化时体积增大（12.5倍）3.水化反应可逆（影响消解） 陈伏（概念）为消除过火石灰的危害，需将石 灰浆置于消化池 中23周，即陈伏。(陈伏期间石灰 浆表面应保持一层水，隔绝空气，以防碳化） 2.1.3 生石灰的水化和硬化石灰浆的硬化（空气中完成） 硬化机理结晶和碳化两种作用同时进行。干燥结晶作用（Ca(OH)2析出（由内向外）碳化硬化作用（生成CaCO3晶体）由外向内） 2.1.4 石灰的特性1.保水性、可塑性好 2.水化时水化热大，体积增大 3.硬化慢，强度低 4.硬化时体积收缩大 5.耐水性差 6.具较强的碱性，能与玻璃态活性氧化硅 或活性氧化铝反应，生成水硬性物质。2.1.5 石灰的应用1.涂料，作室内粉刷； 2.石灰砂浆或石灰水泥混合砂浆，作砌筑、抹面 ； 3.拌制灰土、三合土，用于路面基层、地面基础 垫层； 4.生产硅酸盐制品； 5.加固含水的软土地基（石灰桩）； 6. 制造静态破碎剂和膨胀剂。2.1.5 石灰的应用2.1.6 石灰的储运密闭、干燥、防潮，严禁与易燃易爆物品 同放，不宜存放过久。本节复习思考题1.何谓生石灰的熟化（消解）？伴随熟化现象有何现象？ 2.生石灰熟化时必须“陈伏”，目的是什么？磨细生石灰粉为什么不经陈伏而直接使用？ 3.在没有检验仪器的条件下，欲初步鉴别一批生石灰的质 量优劣， 可采取什么简易方法？ 4.为什么石灰除薄层粉刷外，均不可单独适用？ 5.内墙用石灰砂浆抹面，发现有不规则裂纹，个别部位有 突出的放射状裂纹，分析各自产生的原因？ 6.为什么石灰经常用于配制砂浆？ 7.石灰不耐水，而由它配制的灰土或三合土却可用于基础 垫层、道路地面基层等潮湿部位？ 8.古建筑中，石灰砂浆坚硬且强度较高，是否古代生产的 石灰质量（强度）高于现代石灰？ 【观察与讨论】石灰砂浆的裂纹请观察图，分析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、内外墙粉刷层爆裂 【概况】上海某新村四幢六层楼1989年911月 进行内外墙粉刷，1990年4月交付甲方使用。此 后陆续发现内外墙粉刷层发生爆裂。至5月份阴 雨天，爆裂点迅速增多，破坏范围上万平方米。 爆裂源为微黄色粉粒或粉料。该内外墙粉刷用的 “水灰”，经了解，粉刷过程已发现有“水灰” 中有一些粗颗粒。对爆裂采集的微黄色爆裂物作 X射线衍射分析，证实除含石英、长石、CaO、 Ca(OH)2、CaCO3外，还含有较多的MgO、Mg(OH)2 以及少量白云石。 2、石灰的选用【概况】某工地急需配制石灰砂浆。当时有消 石灰粉、生石灰粉及生石灰材料可供选用。因 生石灰价格相对较便宜，便选用，并马上加水 配制石灰膏，再配制石灰砂浆。使用数日后， 石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝，请分析 原因，防治措施。 2.2石 膏 gypsum2.2.1 建筑 石膏生产简介石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料 .二水石膏加热时的变化CaSO42H2O至140的饱和水蒸 气条件下或某些盐 溶液中可溶性硬石膏220可溶性硬石膏320360CaSO4 不溶性 硬石膏 500 700110170分类：建筑石膏 高强石膏 无水石膏水泥 高温煅烧石膏建筑石膏生产简介：原料（天然二水石膏矿石、天然 无水石膏、化工石膏等）经加热煅烧、脱水、磨细得石膏产品。加热温度和方式不同得不同类型石膏产品。 建筑石膏为非封闭、加热到107170c得到。建筑石膏即 型半水石膏2.2.2 石膏的技术要求分为三个等级并有其技术指标.易吸潮,贮运时须防潮,储存时间一般不超过三个月.产品标记顺序为:产品名称,抗折强度值,标准号.2.2.3 建筑石膏的特性凝结硬化快硬化时体积微膨胀 硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低 隔热、吸声性良好 防火性能良好 具有一定的调温调湿性 耐水性和抗冻性差 加工性能好硬化过程溶解水化 过饱和 胶化 结晶2.2.4 建筑石膏的应用制备粉刷石膏建筑石膏制品2.3水 玻 璃sodium silicate2.3.1 水玻璃的特性泡花碱 能溶于水的硅酸盐 由不同比例碱金属氧化物和二氧化硅组成化学通式：R2OnSiO2n水玻璃模数，是二氧化硅与碱金属氧化物间的分 子比。一般在1.53.5之间，工程中常用2.62.8。n越小，水玻璃中晶体组分多，粘结力差；n越大,水玻璃中胶体成分增多，粘结力增大。n1 溶于常温水中 n23 溶于热水中 n 3 溶于4个大气压的蒸气中在空气中硬化进程缓慢，要加促硬剂 具有良好的粘结性能 固体含量多时冰点降低，变脆，冻后加热融化性能 不变 耐酸性能好 耐高温 堵塞材料毛细孔，防水防渗2.3.2 水玻璃的应用涂刷建筑材料表面提高其抗风化能力配制耐酸浆、耐酸砂浆、耐酸混凝土配制耐热砂浆、耐热混凝土用于土壤加固配制快凝防水剂菱苦土简介