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材料学各论2-1胶凝材料,气硬1_图文


材料学各论2-1
胶凝材料的概念 石灰

北京建筑工程学院 建筑与城市规划学院 房志勇 2019年1月

材料学各论2

胶凝材料的概念

胶凝材料的概念
1、概念
1)概念1

在土木工程中,一般将土木工程材 料中,凡是能经过一系列物理、化学作用,

将散粒状材料、块状材料粘结成整体的材
料,统称为胶凝材料

胶凝材料的概念
1、概念
2)概念2

在一定的物理和化学作用下,能够 从浆体变为坚固的石状体、并能将其他材

料结合成为具有一定机械强度的复合固体
材料的物质

胶凝材料的概念
? 2、意义

1)胶凝材料是土木工程材料中的基本材

料之一
2)胶凝材料是土木工程中的基本材料之



胶凝材料的概念
2、分类
1)按照组成
胶凝材料

有机胶凝材料

无机胶凝材料

天然高分子胶凝材料

合成高分子胶凝材料

胶凝材料的概念
2、分类
2)按照硬化条件

胶凝材料

非水硬性胶凝材料

水硬性胶凝材料

气硬性胶凝材料

其他胶凝材料

胶凝材料的概念
2、分类
其他胶凝材料

温度硬化型胶凝材料

多组分硬化型胶凝材料

高温硬化型胶凝材料

高温高压硬化型胶凝材料

胶凝材料的概念
3、性质 1)气硬性胶凝材料
只能够在空气中固化,并发展和保 持其强度的材料

胶凝材料的概念
3、性质 2)水硬性胶凝材料
不仅能够在空气中固化,并发展和 保持其强度,而且能够更好地在水中固

化,并发展和保持其强度的材料

胶凝材料的概念
3、性质 3)有机胶凝材料
以天然的或者合成的有机高分子化 合物作为基本成分的胶凝材料

胶凝材料的概念
3、性质 4)无机胶凝材料
以无机化合物或者无机高分子化合 物作为基本成分的胶凝材料

材料学各论2-1

石灰

石灰
1、基本概念
① 在土木工程中较早使用的一种矿物胶凝材料 ② 原料分布很广 ③ 生产工艺简单 ④ 成本低廉

⑤ 在土木工程中应用十分广泛

石灰
2、生产
1)原料 生产石灰的原料,主要有白云石、石灰石、 白垩、贝壳等等

石灰
2、生产
2)原理 生产石灰的原料的主要成分是碳酸钙, 经煅烧后,碳酸钙分解成为氧化钙,得到块 状生石灰

石灰
2、生产
2)原理

CaCO3

1000—1100℃

CaO

+

CO2

生石灰

石灰
2、生产
3)提示
① 生产石灰时,为了加速原料的分解过程,煅烧温度 常常提高到1000-1100度 ② 生产石灰的原料中,通常都含有碳酸镁(镁与钙是 伴生矿物),经煅烧后,分解成为氧化镁

石灰
3、石灰的熟化

1)概念

生石灰(氧化钙)与水作用生成
熟石灰(氢氧化钙)的过程

石灰
3、石灰的熟化

2)反应机理
①反应原理 CaO+H2O ②要点
a) 放出大量热量 b) 体积增加 1~2.5 倍

Ca(OH)2+64.8J

石灰
3、石灰的熟化

3)熟化方式
① 化灰池——由:石灰在化灰池熟化成为 石灰浆-筛网过滤-石灰浆在储灰坑沉淀除去上层水分-石灰膏

② 其他方式——如:三合土、消石灰粉

石灰
3、石灰的熟化
4)补充说明

①石灰土:消石灰粉+粘土 ②三合土:消石灰粉+粘土+沙石 消石灰粉+粘土+炉渣

石灰
3、石灰的熟化
4)补充说明

③ 消石灰粉:工业化产品 ④ 消石灰粉:自制
自制消石灰粉要点: a) 理论需水量:32.1% b) 实际需水量:60-80% c) 分层浇水,每层厚度为50cm d) 同样需要陈伏期

石灰
3、石灰的熟化
5)陈伏期

石灰在使用前,一般应该存放两 周以上,该时间称为:陈伏期

石灰
3、石灰的熟化
6)过火石灰和欠火石灰的影响
① 欠火石灰的影响

欠火石灰降低石灰的利用率

石灰
3、石灰的熟化
6)过火石灰和欠火石灰的影响
② 过火石灰的影响

过火石灰在石灰已经硬化后,才

开始熟化,产生体积膨胀,引起开
裂、隆起等问题

石灰
3、石灰的熟化
6)过火石灰和欠火石灰的影响
③ 过火石灰影响产生的原因

过火石灰表面常常被粘土杂质融

化形成的玻璃釉状物包覆,熟化很
慢。

石灰
3、石灰的熟化

7)关于石灰膏的一些数据
①表观密度:1300~1400kg/m3 ②熟化比:1(kg):1.5~3(升)

③石灰砂浆的配合比计算,应该按照
石灰膏的体积进行计算

石灰
4、石灰的硬化
1)结晶作用

游离水蒸发,Ca(OH)2由饱和溶
液中析晶

石灰
4、石灰的硬化 2)碳化作用
Ca(OH )2 + CO2 + nH2O

CaCO3 + (n + 1)H2O

石灰
4、石灰的硬化 3)关于碳化作用的解释
① 碳化作用的实质:二氧化碳与水反应生成碳酸,然 后与氢氧化钙反应,生成碳酸钙 ② 碳化作用的条件:不能没有水 ③ 碳化作用的速度: 很慢

石灰
4、石灰的硬化 4)关于石灰硬化后结构的解释
① 碳化作用:由表及里。在很长时间里,都仅 仅限于表层,随着时间延长,碳化层厚度不 断增加

② 结晶作用:由内向外。即结晶作用主要是在
内部发生

石灰
4、石灰的硬化 4)关于石灰硬化后结构的解释
碳化层 碳化层

晶体层

石灰
5、石灰的技术性质

1)良好的可塑性

2)保水性好
3)凝结硬化慢 4)强度低

石灰
5、石灰的技术性质

5)耐水性差

6)体积收缩比较大

石灰
6、技术标准

① 技术标准简介

a) 建筑生石灰技术标准(JC/T479-92) b) 建筑生石灰粉技术标准(JC/T480-92) c) 建筑消石灰粉技术标准(JC/T481-92)

石灰
6、技术标准
② 生石灰粉的分类

a)MgO≤5%——钙石灰
b)MgO>5%——镁石灰

石灰
6、技术标准
③ 消石灰粉的分类

a)MgO<4%——钙质消石灰粉
b)MgO≥4%;<24%——镁质消石

灰粉
c) MgO≥24%——白云石质消石灰粉

石灰
6、技术标准
④ 等级划分
a) 生石灰的等级划分

根据产品中氧化钙、氧化镁的含量、产

浆量等指标,分为:优等品、一等品、合格


石灰
6、技术标准
④ 等级划分
b) 生(消)石灰粉的等级划分

根据产品中氧化钙、氧化镁的含量、细

度等指标,分为:优等品、一等品、合格品

石灰
6、技术标准
④ 等级划分
c) 根据等级划分确定的石灰应用范围
I. 优等品、一等品,可以用于饰面层和中

间涂层
II. 合格品仅仅用于砌筑工程

石灰
7、石灰在建筑中的主要应用
1)砌筑材料 2)用于制作:硅酸盐制品

3)制作石灰砂浆
4)制作三合土 5)制作石灰土 6)制作石灰乳 7)其他应用:制作无熟料水泥、制作膨胀剂等等

石灰
8、石灰在工程应用上必须注意的问题

1)应用于吸水性大的基面时,应先

将基面充分湿润
2)不宜单独作为建筑材料使用 3)不宜单独作为装饰材料使用

石灰
9、利用石灰制作硅酸盐制品

1)概念

以磨细生石灰与硅质材料加水拌
合,必要时加入少量石膏,经成型、 蒸养等形成的建筑材料

石灰
9、利用石灰制作硅酸盐制品

2)机理 Ca(OH)2+SiO2+H2O

CaO.SiO2.2H2O

石灰
9、利用石灰制作硅酸盐制品

3)分类
a) 按照密实度:密实、多孔
b) 按照是否使用集料:有集料、无集料 c) 按照生产方式:普通、加气

石灰
9、利用石灰制作硅酸盐制品

4)应用
a) 密实、有集料的硅酸盐制品,一般可以用于生
产墙板、砌块、砌墙砖等等 b) 无集料、多孔、加气的硅酸盐制品,一般可以 用于生产加气混凝土制品、轻质墙板、轻质砌 块、各种保温隔热材料

课堂讨论题
1. 2. 3. 4. 5. 6. 什么是矿物? 什么是岩石? 试说明岩石的分类 试说明深成岩的主要技术性质 试说明变质岩性质变化的主要趋势 石材的耐磨性为什么要同时考虑磨耗率 和磨光率

课堂讨论题
7. 石材为什么要考虑三轴抗压强度 8. 如何控制生产条件,生产红砖和青砖? 9. 欠火砖和过火砖对砖的性能有何影响? 10.什么叫多孔砖? 11.什么叫空心砖? 12.多孔砖和空心砖在应用上有何不同? 13.在建筑中使用多孔砖和空心砖有何优点

课堂讨论题
14.盐析作用的内涵是什么? 15.什么叫做砌块? 16.说玻璃“热稳定性不好”的含义是什么? 17.为什么说中空玻璃的隔声性能与单层玻 璃窗基本相同? 18.为什么说中空玻璃的隔热性能要大于双 层窗?


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