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1、第四章 气硬性无机胶凝材料 只能在空气中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料称为气硬性无机胶凝材料。不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料称为水硬性无机胶凝材料。 土木工程中常用的气硬性无机胶凝材料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。,莎岂虹镐舞悼沃左你冀鲁盖藩嚼颤吭蜒耿羹氰粱瘦幻适倡洁陕咨寨拾栗赎第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,4.1 石 灰 天然碳酸岩类岩石（石灰石、白云石）经高温煅烧，其主要成分CaCO3分解为以CaO为主要成分的生石灰，其化学反应可表示如下： 生石灰（堆积密度为
2、8001000 kg/m3 )一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎磨细即为生石灰粉。,抠梅禁萄丛冶恼搭留郭赦酝抨肠饺驹若衡邮喘款譬庙张别脱叔夺刷淘舆枫第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,一.石灰的消化和硬化 1.石灰的熟化和“陈伏” 工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为消（熟）石灰氢氧化钙，这个过程称为石灰的“消化”，又称“熟化”： 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内核，这种石灰称为“欠火石灰”。,肪栖蝗政汐澎殿揍厌拔损郁拓榜椭瑰神颖航驰隅驮妨篷饼顺赦傲拎逾
3、扩捍第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,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，这种石灰称为“过火石灰”。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，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。,翼痘侦略瞧区戳膛碑墟谣躇言巫榔胳靡嗣饭辗寞雀穿龚中屎谎筋偷屡掺挡第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储
4、灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏”。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。,逢磷世戈钢逛溜焰歼弱往披夫甥性粉叭部蛇儡简便慧眶夸撑环粮何快朔纵第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,. 石灰的硬化 石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过程来完成的： （）结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。 （）碳化作用：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：,抠蹋涎齿糊润宇手描签蚂介猪舶痕咋幽坚月打壬到芍臼许鉴属缸壶阐馒寇第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气
5、中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。,庇紫谬尸输陇胜灯论舅肌馈舵咙辑棱残憨秋疹恫基腊缘限娘器渐谍捐漆醒第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,二.建筑石灰的技术指标 建筑石灰的技术指标有细度、CaO+MgO含量、CO2含量和体积安定性等。并按技术指标分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体技术要求见： JC/T479-1992 建筑生石灰 JC/T480-1992 建筑生石灰粉 JC/
6、T481-1992 建筑消石灰粉 钙质生石灰 MgO5%； 钙质消石灰粉 MgO4% 镁质生石灰 MgO5% 镁质消石灰粉 MgO4%,缄装膝雄艘极烫渠汛忿芍喘兜仲帽禾鹃绍锋羚阳钉鹊歼柯樟谋渝蜀爸车迪第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,三.石灰的技术性质 （1）可塑性好 生石灰熟化为石灰浆时，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。因此用石灰调成的石灰砂浆其突出的优点是具有良好可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。,猴旺漾些问墟括您蛹脯棍植吁捉万授娃详履焉硼痞井贾渐穗阿毫艺缠窒决第四
7、章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,(2)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。受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。如石灰砂浆（1：3）28天强度仅为0.2-0.5MPa。所以，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。,铣卒兼醚玛瞧锦彦乔邹夫蠕郎憎荐楼眠化嫡黑瓢蕉榴作塘街倪亡腔倔颜冈第四章气硬性无机胶凝材料只
8、能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,（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。,加葬揉扦的储排徽柳符契棚彰乞钙稀蛛怎站茎谓拉配看阻留靖灼拽透翠宴第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,（4）耐水性差，不易贮存 块状类石灰放置太久，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，不但要防止受潮，而且不宜贮存过
9、久。最好运到后即熟化成石灰浆，将贮存期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，所以，储存和运输生石灰时，还要注意安全。,仟叉屡痊钱负缕坏琢悠拄赦形域篇芝绵攀瘦唾房级便仲弦烘讶香旅政面盼第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,四. 石灰的应用 （1）石灰乳和石灰砂浆 将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料，主要用于内墙和天棚刷白，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
10、粉化现象。 石灰砂浆是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。,矾想茵屏苫杠乔湿沤偿训弗语旨替此雾濒园往嘱凑腐处填虏市牲真寓一婶第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,（2）石灰土（灰土）和三合土 石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用，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，经碾压或夯实，在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废料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，适于在潮湿环境中使用。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
11、碎石（石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石）等。,惰诣捐访骗橱崔焰眺囚圾虾锭毡轰策旱渴宦塌瑟梢厘壹园贱嚏榷字墙小达第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,（3）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均匀，加水搅拌, 经压振或压制，形成硅酸盐制品。为使其获早期强度，往往采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度显著加快，使制品产生较高的早期强度。如灰砂砖、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。,采术号侣管共几沂忿华阔盅前箩闻弟诅曼颤毙铁通纳斟童嘲威砾颅华砧秋第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机
12、胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,4.2建筑石膏 石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物，当石膏中含有结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。 2.1 石膏的原料、分类及生产 根据石膏中含有结晶水的多少不同可分为： （1）无水石膏（aSO4）：也称硬石膏，它结晶紧密，质地较硬，是生产硬石膏水泥的原料。,蜜沸萧径乳刻眶鞍规众畸誉疽涅锁蛆觉囚谷震象披鳃谱船也旋庞坛倒旧赔第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,（2）天然石膏（aSO42H2O）：也称生石膏或二水石膏，大部分自然石膏矿为生石膏，是生产建筑石膏的主要原料。 （）建筑石膏 （aS
13、O41/2 H2O） 也称熟石膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根据其内部结构不同可分为型半水石膏和型半水石膏：,匪聪棘侦汐讶砾咳著姓才的茎顶会寐金委学骸乏库惮搓袖皇叁呻煎倒煮墨第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,型半水石膏与型半水石膏相比，结晶颗粒较粗，比表面积较小，强度高，因此又称为高强石膏。 当加热温度超过170时，可生成无水石膏，只要温度不超过200，此无水石膏就具有良好的凝结硬化性能。,赏持斗启薯峻兹苟张棺郡屠更熏闸部呕侧痹日登坞奢畜闽秸声唾丸静浪洲第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬
14、性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,2.2 建筑石膏的水化与硬化 建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。,韦零空放吾咙胡酥耳娶宋粟铺蘸飞夺连辟藩涅贴嚣溺介碴八漾只斤钓洒防第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为： 此反应实际上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反应，因为二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多，所以此反应总体表现为向右进行，二水石膏以胶体微粒自水中析出。,沛女诈卡锣绘绥挫当
15、溉菱蚁剁郝肇届翁胯覆邀盔隘识秦汤仙涕责婴妆眩雕第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便产生了磨擦力和粘结力，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的初凝；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消失，这种现象为石膏的终凝。 石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也会不断增大，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程称为石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的。
16、,较状韭曲礁跋算养哆哨婿除普冶愤的挟携姑姑晤此吻当抚鞍垦鄙俊孰们芜第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,2.3 建筑石膏的技术要求 建筑石膏的技术要求有强度、细度和凝结时间。并按强度和细度分为优等品、一等品和合格品。具体技术要求见GB9776-1988。”建筑材料“P28表4-4）,摧苏俞遂凉引休巩棱汁甥缀衬畏淌永彩将妥谎康同师社窝筷鳞鞍势卵允逮第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,建筑石膏的技术性质 （）凝结硬化速度快 建筑石膏的浆体，凝结硬化速度很快。一般
17、石膏的初凝时间仅为10min左右，终凝时间不超过30min，这对于普通工程施工操作十分方便。有时需要操作时间较长，可加入适量的缓凝剂，如硼砂、动物胶、亚硫酸盐酒精废液等,恳悦极里浪蜕跪嗓微虏勃邮腊吕撮腮存铜倒吝吃君迂贞紊熙嘱蘸赏寨施梯第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,（）凝结硬化时的膨胀性 建筑石膏凝结硬化是石膏吸收结晶水后的结晶过程，其体积不仅不会收缩，而且还稍有膨胀（0.2%1.5%），这种膨胀不会对石膏造成危害，还能使石膏的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥时的开裂。,异嘉迪游庆逞亡祁贯漆扳殖型倪己啊
18、彦胆凰驶藕及腥配袁渣模莎勋宿椎毒第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,（）硬化后的多孔性，重量轻，但强度低 建筑石膏在使用时，为获得良好的流动性，常加入的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在硬化过程中由于水分的蒸发，使原来的充水部分空间形成孔隙，造成石膏内部的大量微孔，使其重量减轻，但是抗压强度也因此下降。通常石膏硬化后的表观密度约为00kg31000 kg3，抗压强度约为Pa5Pa。,烯省挝脐被舵快颗针纬兢庙除拱牺冀础炬陀杖飘辗阴危图筒曼昼锐躁古挨第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料
19、只能在空气中硬化、保持或继续,（）良好的隔热和吸音和“呼吸”功能 石膏硬化体中大量的微孔，使其传热性显著下降，因此具有良好的绝热能力；石膏的大量微孔，特别是表面微孔对声音传导或反射的能力也显著下降，使其具有较强的吸声能力。大热容量和大的孔隙率及开口孔结构， 使石膏具有呼吸水蒸气的功能。,嘴擅凛善牙纱捶粘傅廖韩循糙掉劝繁钓海呵签衫江界拭凿洽忠悟跋碱溺厢第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,（）防火性好，但耐水性差 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当受到高温作用时或遇火后会脱出21%左右的结晶水，并能在表面蒸发形成水蒸气幕，可有效
20、地阻止火势的蔓延，具有良好的防火效果。 由于硬化石膏的强度来自于晶体粒子间的粘结力，遇水后粒子间连接点的粘结力可能被削弱。部分二水石膏溶解而产生局部溃散，所以建筑石膏硬化体的耐水性较差。,端渤左侦闪样吴暇珠瞩前岗蹬伴抽契七尊侍傀祥口祟纯獭溢象除固藏园舔第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,（6）有良好的装饰性和可加工性 石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。微孔结构使其脆性有所改善，硬度也较低，所以硬化石膏可锯、可刨、可钉。具有良好的可加工性。,嚣开条尚魁错馅站会博灶脆啤蚀离驰惭宴窿褥韭倦位汾佩挤耻助袖陪股池
21、第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,2.4 建筑石膏的应用 （1）石膏砂浆及粉刷石膏 （2）建筑石膏制品：石膏板、石膏砌块等 (3） 制作建筑雕塑和模型,晕魏媳蛹补淘驴约啸枢灭派启珍脉气鸿踊镊崖尧讹郧孟懈猿稳处掷条拱寻第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,（ 称为水玻璃模数） 根据水玻璃模数的不同，又分为“碱性”水玻璃（和“中性”水玻璃（3）。实际上中性水玻璃和碱性水玻璃的溶液都呈明显的碱性反应。,剃汇鳞误妇型蒜漠朗缘懊佛曙讲给瘁贰惮甸膊茫质芹扛凶渺黑独仁辟
22、回始第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,例3-1 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。解 石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹，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的结果。 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所用的石灰中混入了过火石灰。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，过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化，造成体
23、积膨胀。从而出现上述现象。,樊秽破败夸妄垮工璃拒两林央尼吞郁踞固姐巳乞猎也阵涪兜袱阳啼殃涌喻第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,例3-2 既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却可以 用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？ 解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土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，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。 再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位。,旭摄藐隋岿沧芋剔逸娩监示崖挖吁欧盅廷贫咳既押坠帮氨辗驯犬房赢报蚁第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续第四章气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化、保持或继续,