建筑材料与检测教案模块二---单元二---气硬性胶凝材料.doc

《建筑材料与检测》课程教案
单元二 气硬性胶凝材料

一、石 灰

石灰广泛应用于土木建筑工程中。建筑上所用石灰,又称建筑石灰,包括建筑生石灰和建筑消石灰。
1、建筑生石灰
（1）生石灰的生产
生石灰是由石灰石（钙质石灰石、镁质石灰石）焙烧而成，主要化学反应为：

在原料中含有少量的菱镁矿等杂质,故在煅烧中伴随着下列副反应：

“正火灰”、“欠火灰”和“过火灰”比较见表2-18。

过火石灰的缓慢水化，生产物的体积膨胀，导致已经硬化的结构体局部鼓包、脱落或开裂，影响工程质量。

（2）生石灰的分类
①按成品的加工方式分类，见表2-19
表2-19 生石灰按产品状态分类（JC/T 479—2013）
产品的名称
产品状态
加工方式
主要成分
块状生石灰
块状
原料焙烧
CaO
生石灰粉
粉状
块状生石灰磨细
CaO

②按化学成分分类 见表2-20。

表2-20 生石灰按化学成分分类（JC/T 479—2013）
类别
定义
名称
代号
备注
钙质石灰
主要由氧化钙或氢氧化钙组成，而不添加任何水硬性或火山灰质的材料。
钙质石灰90
CL90
CL-钙质生石灰；
90（或8575）-（CaO+MgO）百分含量；

钙质石灰85
CL85
钙质石灰75
CL75
镁质石灰
主要由氧化钙和氢氧化镁（MgO＞5%）或氢氧化钙和氢氧化镁组成，而不添加任何水硬性或火山灰质的材料。
镁质石灰85
ML85
ML-镁质生石灰；
85（或75）-（CaO+MgO）百分含量；

镁质石灰80
ML80

二、石灰的熟化及硬化
1、石灰的熟化
其化学反应式为 CaO+H2O Ca（OH）2+64.88KJ 。
u 产生大量的热
u 体积膨胀。 煅烧良好质纯的生石灰体积增大1.5～3.5倍。
（1）熟化成石灰膏 生石灰放在化灰池中，加入相对于生石灰体积3～4倍的水，得到石灰水溶液，即石灰乳。
u 陈伏——为了消除过火石灰（生石灰中少量的被烧焦的氧化钙、氧化镁颗粒）的危害，石灰膏必须在灰池内保存两周以上，称为“陈伏”。
（2）熟化成熟石灰粉 当用作拌制石灰土（石灰、粘土）、三合土（石灰、粘土、砂石或炉渣）时，将生石灰加入适量的水，充分熟化成氢氧化钙，再经磨细、筛分制得熟石灰粉，也称消石灰粉。
2、石灰浆体的硬化
（1）干燥、结晶硬化
石灰浆中游离水一部分蒸发掉，一部分被周围砌体吸收，使逐渐从饱和溶液中结晶析出。析出后的固相颗粒互相靠拢、密集，形成结晶结构网，强度逐渐提高。
（2）碳化硬化

u 碳化作用是从与空气接触的石灰浆体表面开始，逐渐深入到内部的过程。
（三）石灰的特性
1、可塑性、保水性好
石灰熟化后生成的氢氧化钙呈胶体状态，吸附水形成水膜，使浆体具有良好的塑性。
2、硬化缓慢，强度低
空气中的二氧化碳含量低，且较难进入石灰浆体内部，故石灰硬化速度很慢。
3、硬化时体积收缩大
石灰在硬化过程中因蒸发掉大量的水分而产生较大的体积收缩而致开裂，所以，石灰不能单独使用。
4、耐水性差
由于易溶解于水，因此已硬化的石灰长期受潮后而使强度降低，在水中还会溃散，故石灰不宜用于潮湿环境中。
5、吸湿性强
生石灰极易吸收空气中的水分熟化成熟石灰粉，所以生石灰尤其是生石灰粉长期存放必须在密闭条件下，并应防潮防水
（四）石灰的技术要求和技术指标
(1)技术要求
①有效（）含量
石灰中产生粘结性的有效成分是活性氧化钙和氧化镁，它们的含量是评价石灰质量的重要指标，含量愈多，石灰的活性愈高，灰质愈好。
②产浆量
产浆量是生石灰消化后所产石灰浆体的体积，按dm3/10Kg计。
③CO2含量
CO2含量是石灰试样在规定条件下焙烧至质量恒定时，所产生的质量损失百分率。
④细度
细度指石灰颗粒的粗细程度。
⑤三氧化硫（SO3）含量
三氧化硫（SO3）含量影响石灰的体积安定性。安定性不良的石灰，消化硬化过程中会出现溃散、裂纹、鼓包等现象，导致工程质量不良。
（2）技术标准
1）化学成分
按照JC/T 479-2013 的规定，建筑生石灰的化学成分见表2-21。
2）物理性质
按照JC/T 479-2013 的规定，建筑生石灰的物理性质见表2-22。
当某产品各项技术指标均达到相应表内某个等级规定的指标时，则评为该等级。若有一项低于合格品指标时，评为不合格品。

2、建筑消石灰
以下介绍的建筑消石灰，是指以建筑生石灰为原料，经水化和加工所制得的建筑消石灰粉。
（1）分类 按JC/T 481—2013《建筑消石灰》规定，建筑消石灰按扣除游离水和结合水后（CaO+MgO）的百分含量加以分类，见表2-23。
（2）技术要求
① 建筑消石灰的化学成分

②建筑消石灰的物理性质

表2-25 建筑消石灰的物理性质
名称
游离水%
细度
安定性
0.2mm 筛余量 %
90μm 筛余量 %
HCL-90

≤2

≤2

≤7

合格

HCL-85

HCL-75

HML-85

HML-80

（五）石灰的贮运及工程应用
一） 石灰的贮运
1、运输石灰时应采取严格的防水防潮措施，同时不宜与易燃易爆物品及液体共存、同运，以免发生火灾，引起爆炸。
2、在施工现场，石灰应按类别、等级分别贮存在干燥的仓库内，且不宜长期存储。一般粉状石灰的有效储存期为一个月。
3、如需较长时间储存生石灰，最好将其消解成石灰浆，并使表面隔绝空气，以防碳化。过期石灰在使用前应重新检验其有效成分含量。
二）石灰的应用
1、用于圬工砌体
拌制石灰砂浆、石灰水泥砂浆、石灰粉煤灰砂浆等，广泛用于桥梁工程的圬工砌体和建筑墙体砌筑及抹灰等工程。
2、加固软土地基
在软土地基中打入生石灰桩，一方面生石灰吸水产生膨胀对桩周围的土壤起挤密作用，另一方面生石灰和粘土矿物间产生的胶凝反应使周围的土固结，从而达到提高地基承载力的目的。
3、用作半刚性材料的结合料
石灰稳定土
1） 构成——石灰、黏土与粉煤灰拌制成石灰粉煤灰稳定土、利用石灰与粉煤灰、砂、碎石拌制成粉煤灰碎石土（石灰稳定工业废渣）等。
2） 特性——强度高、水稳定性好、板体性好、造价低。
3） 应用——广泛应用于建筑物基础、地面、路面基层或底基层，地基的换土处理等。
目前主要的干线公路几乎全部采用了这种半刚性的基层材料。

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