第2章气硬性胶凝材料祥解.ppt

第2章 气硬性胶凝材料 本章知识点 【知识点】胶凝材料、气硬性胶凝材料、水硬性胶凝材料的概念，石灰、建筑石膏、水玻璃的化学成分，石灰的熟化与陈伏、硬化原理与碳化，石灰的技术性质、技术标准与应用，建筑石膏的的技术性质、技术标准与应用，水玻璃的模数、技术性质特点及用途。 【重点】石灰和建筑石膏的化学成分、凝结硬化原理、技术性质及应用。 【难点】石灰、建筑石膏、水玻璃的生产工艺对其技术性能的影响，化学成分与性能的关系。 石灰是在土木工程中使用较早的气硬性胶凝材料之一。 2.1.1 石灰的生产 生产原料：主要是以碳酸钙（CaCO3）为有效成分的天然岩石（如石灰石、白云石、白垩等）。 生产原理：石灰的生产实际是将含有碳酸钙的天然岩石，在适当温度（900℃）下煅烧，使碳酸钙分解成氧化钙（CaO），即得到白色或灰白色的块状生石灰。 生石灰的主要成分是氧化钙（CaO），将块状生石灰磨细成粉状，可得到生石灰粉。 当温度过低或锻烧时间不足时，碳酸钙则不能完全分解，将生成所谓的“欠火石灰”，在熟化及使用时常作为残渣被废弃。 当锻烧时间过长或温度过高时，将生成颜色较深，表面被黏土杂质融化形成的致密玻璃釉状物包覆的所谓“过火石灰”。 过火石灰熟化速度十分缓慢，使用一段时间以后才开始熟化，并释放大量热量并体积膨胀，容易造成石灰产品及构件的鼓泡、隆起、开裂等现象，从而影响工程质量甚至酿成工程事故。 2.1.2 石灰的熟化 生石灰具有反应快速、体积膨胀并放出大量热量的水化特性。 合格的生石灰在几秒内就能完成水化反应，体积膨胀两倍左右，1g分子氧化钙水化反应约产生64.9KJ的热量。因此，为了消解生石灰水化时的不利现象，便于工程使用，在使用生石灰之前应对其进行熟化。 1．石灰熟化原理 石灰的熟化是指生石灰（CaO）与水反应生成熟石灰氢氧化钙[Ca(OH)2]的过程，又称石灰的消解或消化。 2．石灰熟化方法 （1）石灰膏法 石灰膏法是将生石灰块在化灰池中与水反应熟化成石灰浆，使石灰浆通过一定孔径的滤网流入储灰坑，石灰浆沉淀后除去上层的水分，得到的膏状体称为石灰膏。化灰时，用水须是洁净水，加水量要达到生石灰体积的3～4倍，并不断搅拌散热，控制温度不至过高。同时一定要注意人身安全，防止灼伤。 一般情况下，在生石灰熟化过滤时即可筛除块状的欠火石灰，而过火石灰则难以通过滤网除去，被存留在石灰膏中，使之可能成为石灰工程的质量隐患。 为了消除过火石灰的危害，石灰膏在使用之前须进行“陈伏”。陈伏是指石灰膏（或石灰乳）在储灰坑中放置2周以上时间，使过火石灰逐渐熟化的过程。其间石灰膏表面应保持一层水分，目的是使其与空气隔绝，以免与空气中的二氧化碳发生碳化反应。 石灰膏的主要成分为氢氧化钙和水，主要用于拌制砌筑砂浆和抹面砂浆。 （2）消石灰粉法 消石灰粉法是在块状生石灰中加入适量的水，使块状生石灰熟化 成粉状的消石灰，也称熟石灰粉（主要成分为氢氧化钙）。 生石灰 熟化时，理论用水量为32.1%，考虑到一部分水分用于蒸发消耗，实际加水量以能够充分消解而又不过湿成团为度，一般为生石灰重量的60%～80%。在工地现场，可采用分层（每层50㎝）喷淋法对生石灰进行熟化。 消石灰粉在使用前，一般也需要“陈伏”，如果将生石灰磨细成一定细度的细石灰粉使用，则不需“陈伏”。 消石灰粉主要用于配制土木工程中的石灰土（石灰＋黏土）和三合土（石灰＋黏土＋砂石）。 2.1.3 石灰的硬化 石灰浆体能在空气中逐渐凝结硬化，主要由结晶和碳化两个同时作用的过程来完成。 结晶作用是指石灰浆体中的游离水分蒸发，使Ca(OH)2 从饱和溶液中不断结晶析出，使其逐渐失去塑性，并凝结硬化产生强度的过程。结晶作用主要发生在石灰工程的内部。 碳化作用是指Ca(OH)2 与空气中的CO2化合反应，形成自身强度较高的碳酸钙晶体，析出水分并被蒸发的过程。