建筑材料石灰、石膏课件.ppt
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- 建筑材料 石灰 石膏 课件
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1、 第第2 2章章 无无 机机 胶胶 凝凝 材材 料料. v学习指导:学习指导:v掌握掌握石灰、石膏石灰、石膏等气硬性胶凝材料的硬化机理、等气硬性胶凝材料的硬化机理、技术性质,熟悉其主要用途;技术性质,熟悉其主要用途;v熟悉熟悉硅酸盐水泥硅酸盐水泥的矿物组成,的矿物组成,了解了解其硬化机理,其硬化机理,熟练掌握熟练掌握几种通用硅酸盐水泥的性能特点,几种通用硅酸盐水泥的性能特点,了解其了解其检测方法及选用原则;检测方法及选用原则;v了解了解特性水泥和专用水泥的主要性能及使用特点。特性水泥和专用水泥的主要性能及使用特点。v本章的本章的重点重点是几种是几种通用硅酸盐水泥的性能特点和选通用硅酸盐水泥的性
2、能特点和选用原则用原则;难点难点是是硅酸盐水泥熟料的矿物组成、凝结硅酸盐水泥熟料的矿物组成、凝结硬化过程,水泥石的腐蚀机理。硬化过程,水泥石的腐蚀机理。v水泥的品种繁多,建议学习中以水泥的品种繁多,建议学习中以硅酸盐水泥硅酸盐水泥为重点,为重点,搞清此点后拓展至其它搞清此点后拓展至其它通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥,采用,采用点面点面结合、对比学习结合、对比学习的方法。的方法。.主要内容主要内容:v1 1、胶凝材料的、胶凝材料的定义及分类定义及分类v2 2、气硬性胶凝材料:、气硬性胶凝材料:石灰、石膏石灰、石膏v3 3、水硬性胶凝材料:、水硬性胶凝材料:v 六种通用水泥六种通用水泥 硅酸盐水泥硅
3、酸盐水泥 普普 通通硅酸盐水泥硅酸盐水泥 矿矿 渣渣硅酸盐水泥硅酸盐水泥 火山灰火山灰硅酸盐水泥硅酸盐水泥 粉煤灰粉煤灰硅酸盐水泥硅酸盐水泥 复复 合合硅酸盐水泥硅酸盐水泥.v 概概 述述 v1胶凝材料定义:胶凝材料定义:v在土木工程中,凡是经过一系列物理、化学作用,能将散在土木工程中,凡是经过一系列物理、化学作用,能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料,统称为粒状或块状材料粘结成整体的材料,统称为胶凝材料胶凝材料。v2胶凝材料分类:胶凝材料分类:v根据胶凝材料的化学组成,分两大类:根据胶凝材料的化学组成,分两大类:v有机胶凝材料有机胶凝材料 v无机胶凝材料无机胶凝材料 v v 气硬性胶凝材料气
4、硬性胶凝材料 水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料根据硬化条件的不同,根据硬化条件的不同,无机胶凝材料又分为两无机胶凝材料又分为两类类.v有机胶凝材料有机胶凝材料:是以天然的或合成的有机高分子化:是以天然的或合成的有机高分子化v 合物为基本成分的合物为基本成分的胶凝材料胶凝材料。 v无机胶凝材料无机胶凝材料:是以无机化合物为基本成分的:是以无机化合物为基本成分的胶凝胶凝v 材料。材料。 v根据硬化条件的不同,根据硬化条件的不同,无机胶凝材料又分为两类:无机胶凝材料又分为两类:v气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料:只能在空气中硬化,也只能在空:只能在空气中硬化,也只能在空v 气中保持或继续发展其强度的胶气中保
5、持或继续发展其强度的胶v 凝材料称为。凝材料称为。v水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料:不仅能在空气中硬化,而且能更:不仅能在空气中硬化,而且能更v 好的在水中硬化、保持并继续增好的在水中硬化、保持并继续增v 长其强度的胶凝材料称为。长其强度的胶凝材料称为。 .v3应用范围应用范围:v气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料:只适用于只适用于干燥环境,干燥环境,v 不宜用于不宜用于潮湿环境,潮湿环境,v 更不能用于更不能用于水中。水中。v水硬性胶凝材料:水硬性胶凝材料:即即适用于适用于干燥环境,干燥环境,v 又又适用于适用于潮湿环境潮湿环境 或水下工或水下工程。程。.石石 灰灰 吟吟. 2.1 气硬性胶凝材料气
6、硬性胶凝材料v一一. .石石 灰灰v(一)石灰的生产及分类(一)石灰的生产及分类v1.1.石灰的原料石灰的原料 v以碳酸钙为主要成分的天然岩石以碳酸钙为主要成分的天然岩石石灰石、白垩、白云石。石灰石、白垩、白云石。 2.石灰的生产石灰的生产 用以碳酸钙为主要成分的天然岩石,用以碳酸钙为主要成分的天然岩石,经高温煅烧而得的块状经高温煅烧而得的块状产品,称为产品,称为生石灰生石灰。生石灰生石灰的主要成分是的主要成分是CaO。v煅烧的反应式为:煅烧的反应式为:v v为了加速分解过程,常使煅烧温度高达为了加速分解过程,常使煅烧温度高达10001100。211009003COCaOCaCOC.石灰回转窑
7、石灰回转窑.生石灰:块生石灰:块 灰灰生石灰粉生石灰粉.v【欠火石灰】【欠火石灰】在煅烧过程中,若温度太低或煅烧时间不足,在煅烧过程中,若温度太低或煅烧时间不足,碳酸钙不能完全分解,则生成碳酸钙不能完全分解,则生成欠火石灰欠火石灰。v【过火石灰】【过火石灰】在煅烧过程中,若煅烧时间太长或煅烧温度太在煅烧过程中,若煅烧时间太长或煅烧温度太高,将生成颜色较深、块体致密的高,将生成颜色较深、块体致密的过火石灰过火石灰。v煅烧良好的生石灰煅烧良好的生石灰:质轻色匀,:质轻色匀,呈白色或黄灰色块灰。呈白色或黄灰色块灰。v欠火石灰、过火石灰的危害:欠火石灰、过火石灰的危害:v欠火石灰降低石灰的利用率;欠火
8、石灰降低石灰的利用率; v过火石灰导致石灰体积安定性不良过火石灰导致石灰体积安定性不良 。 欠火石灰:欠火石灰:温度过低温度过低/ /时间不够时间不够/ /石灰石不能充分烧透石灰石不能充分烧透, ,存存 在硬心在硬心过火石灰: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). 3.生石灰的分类生石灰的分类:v按按MgO含量的多少含量的多少,生石灰生石灰分两类分两类:v钙质生石灰钙质生石灰:生石灰中:生石灰中MgO含量含量5的称钙质生石灰;的称钙质生石灰;v镁质生石灰镁质生石灰:生石灰中:生石灰中MgO含量含量5的称镁质生石灰。的称镁质生石灰。v将块状生石灰
9、经过不同的加工,可得到将块状生石灰经过不同的加工,可得到4种产品:种产品: v 生石灰粉:生石灰粉:将块状生石灰磨细而成。将块状生石灰磨细而成。v 主要成分是主要成分是CaOv 消石灰粉:消石灰粉:将将生石灰用适量水消解而成的粉末。生石灰用适量水消解而成的粉末。v 主要成分是主要成分是Ca(OH)2。v 石石 灰灰 膏:膏:将块状生石灰用过量水消解而成。将块状生石灰用过量水消解而成。v 主要成分是主要成分是Ca(OH)2和水。和水。v 石石 灰灰 乳:乳:将生石灰用多量的水消解而成的白色悬乳液。将生石灰用多量的水消解而成的白色悬乳液。v 主要成分是主要成分是Ca(OH)2和水。和水。.v(二)
10、(二) 石灰的熟化与硬化石灰的熟化与硬化 v1.石灰的熟化石灰的熟化(消化、消解):(消化、消解):v v v石灰熟化的石灰熟化的特点特点:v 放放 热热 量量 大大 v 体积膨胀大体积膨胀大 v一般来讲,一般来讲,煅烧良好、煅烧良好、CaOCaO含量高、杂质含量少的含量高、杂质含量少的生石灰,熟化速度快、放热量大、体积膨胀也大,生石灰,熟化速度快、放热量大、体积膨胀也大,表观密度较小。表观密度较小。因此,工地上常据此简易判定石灰因此,工地上常据此简易判定石灰质量的优劣。质量的优劣。 molKJOHCaOHCaO/85.64)(22.v按用途,石灰熟化的方法有两种:按用途,石灰熟化的方法有两种
11、:v 石石 灰灰 膏膏 v 消石灰粉消石灰粉 v1 1)石灰膏(石灰浆):)石灰膏(石灰浆):v将生石灰与将生石灰与2.52.53.03.0倍或更多的水混合,经充分熟倍或更多的水混合,经充分熟化后得到约含化后得到约含5050水分的浆体,称为水分的浆体,称为石灰膏。石灰膏。 v为消除过火石灰的危害,为消除过火石灰的危害,石灰膏石灰膏必须进行必须进行“陈伏陈伏”。v【石灰【石灰“陈伏陈伏”】为消除过火石灰的危害,石灰浆为消除过火石灰的危害,石灰浆应在储灰坑中存放两周以上,使未熟化的颗粒充分应在储灰坑中存放两周以上,使未熟化的颗粒充分熟化,这一过程称为熟化,这一过程称为“陈伏陈伏”。“陈伏陈伏”期间
12、,石期间,石灰浆表面应保有一层水分,隔绝空气,以免石灰浆灰浆表面应保有一层水分,隔绝空气,以免石灰浆碳化。碳化。.v2)消石灰粉:)消石灰粉:v将生石灰块与占其质量将生石灰块与占其质量6080的水混合,经充的水混合,经充分熟化后得到的粉状物称分熟化后得到的粉状物称消石灰粉。消石灰粉。 v常采用的制作方法:常采用的制作方法:v 分层浇水法:分层浇水法: v 焖焖 灰灰 法:法: v注意:为了消除过火石灰的危害,消石灰粉在使用注意:为了消除过火石灰的危害,消石灰粉在使用前也应进行前也应进行“陈伏陈伏”处理处理过火石灰过火石灰可以使用,但应陈伏可以使用,但应陈伏半个月半个月。注意注意.v2.石灰的硬
13、化石灰的硬化 石灰硬化,主要由两个同时进行的过程完成:石灰硬化,主要由两个同时进行的过程完成:v1 1)干燥硬化干燥硬化( (结晶过程结晶过程) ):结晶产物是:结晶产物是Ca(OH)Ca(OH)2 2晶体晶体。 v2 2)碳化硬化碳化硬化( (碳化过程碳化过程) ):碳化产物是:碳化产物是CaCOCaCO3 3晶体晶体。 v v 石灰浆体硬化后,是由表里两种不同的晶体组成的石灰浆体硬化后,是由表里两种不同的晶体组成的:v 表层是致密的表层是致密的CaCO3晶体,晶体,v 内部是内部是Ca(OH)2晶体。晶体。v v随着时间的延长,表层碳酸钙的厚度逐渐增加随着时间的延长,表层碳酸钙的厚度逐渐增
14、加v(碳化层越厚,石灰强度越高碳化层越厚,石灰强度越高)。)。 OHnCaCOOnHCOOHCa23222) 1()(碳化.v(三)石灰的技术要求、技术指标(三)石灰的技术要求、技术指标 v1.1.石灰的技术要求石灰的技术要求 v1)有效氧化钙和氧化镁含量)有效氧化钙和氧化镁含量v有效钙镁含量有效钙镁含量愈高,石灰活性愈大,质量愈好。愈高,石灰活性愈大,质量愈好。v2)生石灰产浆量和未消化残渣含量)生石灰产浆量和未消化残渣含量v产浆量产浆量是单位质量的生石灰经消化后,所产石灰浆是单位质量的生石灰经消化后,所产石灰浆的体积(的体积(L/kg)。)。v石灰石灰产浆量产浆量愈高,石灰质量愈好。愈高,
15、石灰质量愈好。v未消化残渣含量未消化残渣含量是生石灰消化后,未能消化而存留是生石灰消化后,未能消化而存留在在5mm圆孔筛上的残渣占试样质量百分率。圆孔筛上的残渣占试样质量百分率。v未消化残渣含量愈多,石灰质量愈差。未消化残渣含量愈多,石灰质量愈差。 .v3)二氧化碳含量)二氧化碳含量 vCO2含量越高含量越高,即表示未分解完全的碳酸盐含量高,即表示未分解完全的碳酸盐含量高,则有效氧化钙和氧化镁含量相对降低则有效氧化钙和氧化镁含量相对降低 ,石灰质量降石灰质量降低。低。v4)消石灰粉消石灰粉游离水含量游离水含量 v消石灰粉消石灰粉中游离水含量中游离水含量是指是指化学结合水以外的含水化学结合水以外
16、的含水量。量。v5)细)细 度度 v细度以细度以0.9mm和和0.125mm筛余百分率表示。筛余百分率表示。v筛余量包括筛余量包括消化过程中未消化的消化过程中未消化的过火、欠火石灰颗过火、欠火石灰颗粒、杂质颗粒粒、杂质颗粒等。等。.v2.2.建筑石灰的技术指标建筑石灰的技术指标 v建筑工程中所用的建筑工程中所用的石灰分三个品种:石灰分三个品种:v建筑生建筑生 石石 灰灰 JC/T479-1992 JC/T479-1992 v建筑生石灰粉建筑生石灰粉 JC/T480-1992 JC/T480-1992 v建筑消石灰粉建筑消石灰粉 JC/T481-1992 JC/T481-1992v根据国家标准,
17、根据国家标准,按按生石灰生石灰中的中的MgOMgO含量含量分为:分为:v钙钙 质质 生生 石石 灰:灰: MgOMgO含量含量5%5%v镁镁 质质 生生 石石 灰:灰: MgOMgO含量含量5% 5% v根据国家标准,根据国家标准,将将消石灰粉消石灰粉分为:分为:v钙钙 质质消石灰粉消石灰粉: MgOMgO含量含量4%4%v镁镁 质质消石灰粉消石灰粉: MgOMgO含量含量4%4%,24%24%v白云石白云石消石灰粉消石灰粉: MgOMgO含量含量24%24%,30% 30% .v各类各类石灰的技术指标要求石灰的技术指标要求见表见表2-12-3:v建筑生石灰建筑生石灰技术要求:技术要求:vCa
18、O+MgOCaO+MgO含量含量、COCO2 2含量、未消化残渣含量、产桨量。含量、未消化残渣含量、产桨量。v建筑生石灰粉建筑生石灰粉技术要求:技术要求:vCaO+MgOCaO+MgO含量含量、COCO2 2含量、细度。含量、细度。 v建筑消石灰粉建筑消石灰粉技术要求:技术要求: vCaO+MgOCaO+MgO含量含量、体积安定性、细度、游离水。、体积安定性、细度、游离水。v各类各类石灰按技术要求石灰按技术要求又分为又分为三等三等: v 优等品、优等品、 一等品、合格品。一等品、合格品。v优等品、一等品优等品、一等品适用于饰面层和中间层;适用于饰面层和中间层;v合格品合格品仅用于砌筑。仅用于砌
19、筑。.v ( (四四) ) 石灰的性质、应用与储存石灰的性质、应用与储存v1. 1. 石灰的性质石灰的性质v. .可塑性好可塑性好; ;v. .硬化较慢,强度低硬化较慢,强度低; ;v. .硬化时体积收缩大硬化时体积收缩大; ;v. .耐水性差耐水性差; ;v. .生石灰易受潮、碳化。生石灰易受潮、碳化。.v.可塑性好可塑性好v生石灰熟化为石灰膏时,能自动形成颗粒极细的呈生石灰熟化为石灰膏时,能自动形成颗粒极细的呈胶体分散状态的氢氧化钙,表面吸附一层厚的水膜。胶体分散状态的氢氧化钙,表面吸附一层厚的水膜。故故石灰膏石灰膏的保水性好,可塑性强的保水性好,可塑性强。 v. .硬化较慢,强度低硬化较
20、慢,强度低v从石灰浆体的硬化过程分析:从石灰浆体的硬化过程分析:v碳化缓慢碳化缓慢; 氢氧化钙的氢氧化钙的结晶不快结晶不快。v因此,因此,石灰是硬化缓慢的材料石灰是硬化缓慢的材料。v同时,同时,石灰的硬化只能在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强度也不高。v所以,所以,石灰不宜单独用于建筑物基础。石灰不宜单独用于建筑物基础。 .v. .硬化时体积收缩大硬化时体积收缩大 v石灰石灰在硬化过程中,蒸发大量的游离水而引起显著在硬化过程中,蒸发大量的游离水而引起显著的收缩,导致制品开裂。所以除调成石灰乳作薄层的收缩,导致制品开裂。所以除调成石灰乳作薄层涂刷外,涂刷外
21、,不宜单独使用。不宜单独使用。v为减少收缩,实际工程中常在石灰中掺入砂子、纸为减少收缩,实际工程中常在石灰中掺入砂子、纸筋等骨料或纤维材料,以减少收缩和节约石灰。筋等骨料或纤维材料,以减少收缩和节约石灰。 v.耐水性差耐水性差v石灰是气硬性胶凝材料,耐水性差石灰是气硬性胶凝材料,耐水性差。因而,因而,石灰不石灰不宜在潮湿的环境中使用。宜在潮湿的环境中使用。v.生石灰易受潮、碳化生石灰易受潮、碳化v块状生石灰放置太久,会吸收空气中的水分而自动块状生石灰放置太久,会吸收空气中的水分而自动熟化成消石灰粉,再与空气中的熟化成消石灰粉,再与空气中的CO2作用还原为作用还原为CaCO3,失去胶结能力。,失
22、去胶结能力。 .v2.石灰的应用石灰的应用v v 配制石灰乳,作内墙涂料配制石灰乳,作内墙涂料 v 配制石灰砂浆、混合砂浆配制石灰砂浆、混合砂浆v 配制石灰土和三合土配制石灰土和三合土v 制作硅酸盐制品制作硅酸盐制品v 加固软土地基加固软土地基 .v 配制石灰乳,作内墙涂料。配制石灰乳,作内墙涂料。v由于石灰乳为白色,具有一定的装饰效果,常作为由于石灰乳为白色,具有一定的装饰效果,常作为墙面及顶棚等的粉刷涂料使用。墙面及顶棚等的粉刷涂料使用。v石灰乳中加入各种耐碱颜料,可形成彩色石灰乳,石灰乳中加入各种耐碱颜料,可形成彩色石灰乳,装饰效果更好。装饰效果更好。v 配制石灰砂浆、混合砂浆配制石灰砂
23、浆、混合砂浆v 常用石灰膏或消石灰粉配制石灰砂浆、水泥石灰混常用石灰膏或消石灰粉配制石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆,作为砌筑砖石及抹面之用,提高砂浆保水合砂浆,作为砌筑砖石及抹面之用,提高砂浆保水性。性。v另需注意:另需注意:石灰乳和石灰砂浆应用于吸水性较大的基面时石灰乳和石灰砂浆应用于吸水性较大的基面时(如加气砼砌块),应事先将基面润湿,以免石灰浆脱水过(如加气砼砌块),应事先将基面润湿,以免石灰浆脱水过速而成为干粉,丧失胶结能力。速而成为干粉,丧失胶结能力。.v 配制石灰土和三合土配制石灰土和三合土v灰灰 土:土:石灰与粘土拌和后称为石灰土或灰土;石灰与粘土拌和后称为石灰土或灰土;v三合土:三
24、合土:石灰、粘土、砂子石子或炉渣、碎砖等拌石灰、粘土、砂子石子或炉渣、碎砖等拌和称为三合土。和称为三合土。v为了方便石灰与粘土等的拌和,为了方便石灰与粘土等的拌和,宜用磨细生石灰宜用磨细生石灰或或消石灰粉消石灰粉;磨细生石灰还可使灰土和三合土有较高;磨细生石灰还可使灰土和三合土有较高的紧密度,因而有较高的强度和耐水性。的紧密度,因而有较高的强度和耐水性。.v为什么石灰硬化体本身强度耐水性很差,而配制的为什么石灰硬化体本身强度耐水性很差,而配制的灰土、三合灰土、三合土经压实后土经压实后则具有一定的强度和耐水性?则具有一定的强度和耐水性? va.由于由于石灰改善了粘土的和易性石灰改善了粘土的和易性
25、,在强力夯打之下,在强力夯打之下,大大提高了紧密度。大大提高了紧密度。vb.粘土颗粒表面的少量粘土颗粒表面的少量活性活性SiOSiO2 2及及AiAi2 2O O3 3与与Ca(OH)Ca(OH)2 2起化起化学反应,生成不溶性的水化硅酸钙及水化铝酸钙,学反应,生成不溶性的水化硅酸钙及水化铝酸钙,将粘土颗粒粘结起来,因而提高了粘土的强度和耐将粘土颗粒粘结起来,因而提高了粘土的强度和耐水性。水性。vc.石灰土中石灰用量增大,则强度和耐水性相应提石灰土中石灰用量增大,则强度和耐水性相应提高,但超过某一用量后就不再提高了。高,但超过某一用量后就不再提高了。 一般石灰用一般石灰用量约为灰土总量的量约为
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