土木工程材料第二章 无机胶凝材料-气硬性

—气硬性胶凝材料

本章教学目标掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、 石膏技术要求、性质

熟悉：石灰、石膏的熟化、硬化和应用

了解：石灰的生产及品种

定义胶凝材料：指经过一系列物理、化学作用后，能够 把一些散粒材料或块状材料胶结成具有一 定强度的整体的材料。

胶凝材料分类

将在下一次 进行讲解 重点

有机胶凝材料(树脂、沥青等) 胶凝材料 无机胶凝材料 水硬性胶凝材料

通用硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 硫铝酸盐水泥 铁铝酸盐水泥 石灰 石膏 重点， 两者性 质差异

气硬性胶凝材料

水玻璃

菱苦土

气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别

气硬性胶凝材料:只能 在 空气中凝结 也只能 在 空气中保持或继续发 硬化， 展其强度的材料。 水硬性胶凝材料:不仅可以在 空气中 凝结硬化，还可以 在水中保持或继续 发展其强度的材料。 气硬性胶凝材料 只适用于干燥环境中， 不宜用于潮湿环境，更不宜用于水中。

第一节 建筑石灰一、石灰的生产含有未分解的CaCO3, 降低了生石灰的利用率 温度过低或时间不足 煅烧石灰石(CaCO3) 温度和时间适宜 温度过高或时间过长 过火石灰熟化滞后，引起已 硬化的石灰开裂或隆起。如 何消除它的危害？ 欠火石灰 正火石灰 过火石灰

二、 石灰的分类1按加工方法分类多用来拌制灰 土和三合土 煅烧 ①生石灰 块 加过量水 加水稀释 ⑤石灰乳 ④石灰膏 (浆体) ③熟石灰 粉 (干燥) 磨细 ②生石灰粉

石灰岩 粉刷墙壁

用来拌制砌筑砂 浆或抹面砂浆

二、 石灰的分类2.按MgO含量分类 钙质石灰(MgO 5%) 石灰 镁质石灰(MgO>5%)

三、生石灰的熟化(消解或消化)熟化：指生石灰与水作用生成Ca(OH)2的过程。

CaO H 2O Ca(OH )2 64.8KJ生石灰+水 熟石灰熟化特点：速度快、 体积增大1-2.5倍、放 出大量热。

三、生石灰的熟化工程上使用的石灰大都是熟石灰，有时 需要使用石灰膏，有时使用熟石灰粉。

石灰膏制备：

将生石灰放入水 中，注意水要过量 池中透明液体为氢氧 化钙饱和溶液，下部 沉淀即为熟石灰

为消除过火石灰的危害，石灰膏须在储灰坑中放 置14d以上，以使过火石灰缓慢熟化，此过程称 为 陈伏 。陈伏期间，石灰膏表面应保有一层水 分，隔绝空气，防止石灰膏碳化。

四、石灰的硬化包括两个同时进行的过程。1.结晶作用(干燥硬化) 游离水蒸发，Ca(OH)2逐渐结晶析出。结晶 过程主要在内部发生。 2.碳化作用 碳化指Ca(OH)2与空气中的CO2反应，生成 CaCO3晶体，释放出水分并被蒸发的过程。 Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O 碳化作用很缓慢。

五、石灰的性质和

应用1.石灰的性质 可塑性好和保水性好 凝结硬化慢，强度低。 吸湿性好生石灰可以用来 做干燥剂 Ca(OH)2粒子表 面可以吸附水膜

五、石灰的性质和应用石灰硬化收缩产生的裂缝

1.石灰的性质 硬化时体积收缩大，不 宜单独使用。 耐水性差石灰砂浆墙面因受潮而脱落

2.石灰的应用 配制石灰砂浆、石灰乳 配制石灰土、三合土 加固含水的软土地基消石灰粉 与粘土 消石灰粉、粘土 与砂石(炉渣)三合土用作铺筑步道砖的垫层

石灰土和三合土夯实后，其强度不断提 水化硅酸钙 高，且有耐水性，因为：灰 土 桩

Ca(OH)2+SiO2+H2O = CaO﹒SiO2﹒2H2O Ca(OH)2+Al2O3+H2O = CaO﹒ Al O ﹒ 2H O 2 3 2 三合 土 水化铝酸钙 桩

第二节 石膏一、石膏品种及制备石膏是以CaSO4为主要成分的矿物，根据其 所含结晶水多少的不同，可分为以下几种。

1.天然二水石膏(CaSO4· 2H2O) 又称“生石膏”,是生产建筑石膏的主 要原料。

2.建筑石膏 又称“熟石膏”或“半水石膏。107 ~170

β型半水石膏

1 1 CaSO 4 2 H 2O CaSO 4 H 2O 1 H 2O 2 2

3.高强石膏125 0 C , 0.13MPa

α型半水石膏

1 1 CaSO4 2 H 2O CaSO4 H 2O 1 H 2O 2 2

(CaSO4) 4.硬石膏 ~750 CaSO4 2H 2O 400 CaSO4 2H 2O

又称“无水石膏”,此石膏失去凝结硬化能 力(死烧石膏)。

5.高温煅烧石膏 (CaSO4+CaO)CaSO4 >800℃ CaO SO3由于CaO的激发与催化，此石膏又有 凝结硬化能力。