道路建筑材料 1 石灰课件

1、 第二章 气硬性无机胶凝材料 8/27/20221Science of Building Materials 本章要求1 了解石灰的主要技术性质；2 了解石膏的主要技术性质。8/27/20222Science of Building Materials胶凝材料定义及分类*“胶凝材料” 的定义 通过物理化学作用，能由可塑性浆体变成坚固的石块体，并能将其它散粒状材料(如砂子、石子)或块状材料(如砖、石块等)粘结成整体的材料。8/27/20223Science of Building Materials 胶凝材料的分类胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料沥 青聚合物水泥石灰石

2、膏8/27/20224Science of Building Materials气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化并保持或继续发展其强度，如石灰、石膏、水玻璃和镁质胶凝材料等。气硬性胶凝材料只适用于干燥环境、不宜用于潮湿环境，更不能用于水中。水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化并保持或继续发展其强度，如水泥等。水硬性胶凝材料既适用于地上干燥环境、也适用于地下潮湿或水中环境。气硬与水硬区别*8/27/20225Science of Building Materials粘土时代：始于400010000年前的新石器时期 石膏、石灰时代：约在公元前20003000年开始 石灰+火山灰：

3、公元初石灰+人工烧粘土材料：公元1000左右水硬性石灰、罗马水泥及天然水泥：18世纪后半期硅酸盐水泥（波特兰水泥）的诞生：19世纪初期 1824年，Joseph.Apsdin 首先获得专利权*糯米、红糖、植物汁液等都作为胶凝材料在建筑中使用过胶凝材料的发展简史8/27/20226Science of Building Materials水玻璃石膏石灰 建筑石灰是建筑中使用最早的矿物胶凝材料之一。原料分布广，生产工艺简单，成本低廉，应用广泛。 以石膏作为原材料，可制成多种石膏胶凝材料。 水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅组成。8/27/20227Scie

4、nce of Building Materials第一节 石 灰一、制备与分类二、水化、熟化和硬化三、技术性质四、应用五、储存运输8/27/20228Science of Building Materials 一、制备与分类8/27/20229Science of Building Materials1.石灰的原料与制备 （1）生石灰的原料*：以碳酸钙(CaCO3)为主要成分的天然岩石。最常用的是石灰石、白云质石灰石。CaCO3 -MgCO3CaCO3 8/27/202210Science of Building Materials石灰石白 垩8/27/202211Science of Bui

5、lding Materials柴达木贝壳山8/27/202212Science of Building Materials1.石灰的原料与制备（2）制备工艺：煅烧 生石灰8/27/202213Science of Building Materials8/27/202214Science of Building Materials土窑回转窑8/27/202215Science of Building Materials立窑8/27/202216Science of Building Materials煅烧中几个重要概念*1）正火石灰*又称正烧石灰，即在低于烧结温度下煅烧，分解完全的石灰。 主要成

6、分是氧化钙，晶体尺寸为2-6微米；块体容重为2.2-2.5g/cm3。色淡，无明显的烧结和体积收缩，无裂缝或微裂缝，质量好。8/27/202217Science of Building Materials2）“过火石灰” *又称死烧石灰。煅烧时间过长/温度过高。颜色较深（灰黑色）、块体致密，表面出现裂纹或玻璃状的外壳，体积收缩明显，块体容重大，晶体尺寸在10微米以上。CaOSiO2、Al2O3玻化层8/27/202218Science of Building Materials过火石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨胀，引起已变硬石灰体的隆起鼓包或开裂。8/27/202219Sci

7、ence of Building Materials 3）欠火石灰*又称欠烧石灰或轻烧石灰。主要由于窖温不均匀、温度低或燃烧时间不足引起，石灰石或白云石尚未完全分解（未烧透）而得到的石灰。内部有未分解的核，容重较大，熟化后残渣含量大。8/27/202220Science of Building Materials 2.石灰的分类 (1)按加工方式分类* 生石灰：生石灰块或生石灰粉； 熟石灰： a)含34倍体积H2O称石灰浆，亦称石灰膏； b)溶有Ca(OH)2的透明液体称为石灰水； c)将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末， 主要成分为Ca(OH)2,称为消石灰粉。 8/27/202221S

8、cience of Building Materials (2)按含镁量分类 钙质、镁质石灰分类(JC/T479，480，481)品 种氧化镁含量(%)钙质石灰镁质石灰生石灰55生石灰粉55消石灰粉44248/27/202222Science of Building Materials(3)按使用性质分类气硬性石灰：原料中粘土质杂质含量8%。水硬性石灰：粘土质杂质含量8%。8/27/202223Science of Building Materials二、石灰的熟化和硬化*1.石灰的熟化（消化） 生石灰转化为熟石灰的过程称为石灰的熟化. CaO+H2O = Ca(0H)2熟化特点：熟化过程是剧

9、烈的放热反应； 同时伴有显著的体积膨胀。 (体积增大12.5倍) 8/27/202224Science of Building Materials陈 伏*为防止熟石灰中过火石灰颗粒的危害，石灰浆应在熟化池中静置14d以上，称为“陈伏”。陈伏时石灰浆表面应保持一层水，以防止石灰膏碳化(即石灰膏与二氧化碳发生反应生成CaCO3的过程)。方法：生石灰在化灰池中化浆后，通过筛网流入储浆池，沉淀后除去上层水份称为石灰膏。“陈伏”的目的： 1）使石灰颗粒充分熟化； 2）沉淀欠火、过火颗粒。8/27/202225Science of Building Materials8/27/202226Science

10、of Building Materials干燥水分蒸发， Ca(OH)2过饱和析晶结晶强度（结晶数量少，强度增长不显著）Ca（OH）2CO2H2O CaCO3 +2H2O 碳化强度水分蒸发，产生毛细管压力，压密石灰粒子附加强度（数值不大，遇水失去）2.石灰的硬化碳化结晶交叉联生、共生、紧密交织结构网；硬化浆体获得稳定强度。8/27/202227Science of Building Materials三、石灰的技术性质*1.良好的保水性、可塑性；吸湿性强（生石灰）； 2.耐水性差：潮湿环境有水存在，不易硬化； 硬化后Ca(OH)2结晶可溶于水；3.体积收缩性大；常掺纸筋、麻刀、砂等；4.硬化缓

11、慢、强度低：0.2-0.5MPa。8/27/202228Science of Building Materials技术要求 三个常用品种建筑生石灰建筑生石灰粉建筑消石灰粉8/27/202229Science of Building Materials表1 生石灰的技术标准 JC/T479 项 目钙质生石灰 镁质生石灰 优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO+MgO含量/% 908580858075 C02含量/% 5796810未消化残渣含量 （5mm圆孔筛余）/%5101551015产浆量/Lkg-1 2.82.32.02.82.32.08/27/202230Science of Bui

12、lding Materials表2 生石灰粉的技术标准 JC/T480项 目钙质生石灰 镁质生石灰 优等品一等品合格品优等品一等品合格品 CaO+MgO含量/% 858075807570 C02含量/% 791181012细度0.90mm筛筛余/%0.20.51.50.20.51.50.125mm筛筛余/%7.012.018.07.012.018.08/27/202231Science of Building Materials表3 消石灰粉的技术标准 JC/T481项 目钙质消石灰粉 镁质消石灰粉 白云石消石灰粉优等一等合格优等一等合格优等一等合格CaO+MgO含量/% 7065606560

13、55656055 游离水/%0.4体积安定性合格合格合格合格合格合格细度0.90mm筛筛余/%000.5000.5000.50.125mm筛筛余%3101531015310158/27/202232Science of Building Materials表4 路面基层用石灰的技术标准 JTJ034-2000项 目钙质生石灰镁质生石灰 钙质消石灰镁质消石灰等 级CaO+MgO含量/% 858075807570656055605550未消化残渣含量 /5mm圆孔筛余/% 71117101420含水量/% 444444细度0.71mm筛筛余/%11110.125mm筛筛余%13201320MgO含

14、量/%55448/27/202233Science of Building Materials四、建筑石灰的应用*1.制作石灰乳涂料石灰乳由消石灰粉或消石灰浆掺大量水调制而成。可用于建筑室内墙面和顶棚粉刷。掺入少量佛青颜料，可使其呈纯白色；掺入胶或少量水泥粒化高炉矿渣(或粉煤灰)、外加剂等可提高粉刷层的防水性；掺入各种色彩的耐碱材料，可获得更好的装饰效果。8/27/202234Science of Building Materials建筑石灰的应用(续）2.配制砂浆石灰浆和消石灰粉可以单独或与水泥一起配制成砂浆，前者称石灰砂浆，后者称混合砂浆，用于墙体的砌筑和抹面。为了克服石灰浆收缩性大的缺点

15、，配制时常要加入纸筋等纤维质材料。8/27/202235Science of Building Materials建筑石灰的应用（续）3.拌制石灰土和石灰三合土石灰土：消石灰粉与粘土的拌合物；三合土：若再加入砂（或碎石、炉渣等）。应用：三合土和石灰土主要用于建筑物地基、路面和地面的垫层。8/27/202236Science of Building Materials土壤固化8/27/202237Science of Building Materials建筑石灰的应用（续）4.生产硅酸盐制品常用的有灰砂砖、粉煤灰砖等。石灰硅质材料水硅酸盐制品蒸养蒸压8/27/202238Science of Building Materials五、石灰的储存生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。不得与易燃、易爆等危险液体物品混放和混运。熟石灰在使用前必须陈伏14d以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。8/27/202239Science of Building Materials8/27/202240