3.1 石灰（课件）- 《建筑材料》同步教学（重庆大学·2023）

第3章 气硬性胶凝材料 主要内容 3.1 石灰 3.2 建筑石膏 3.3 水玻璃 总 述 胶凝材料 是指能通过自身的物理、化学作用，由浆体变成坚硬的固体，并能把散粒材料或块体材料胶结成为一个整体的材料。 按化学成分，可分为无机胶凝材料（水泥、石灰等）和有机胶凝材料（沥青、树脂等）。 无机胶凝材料按凝结硬化条件的不同可分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，保持或继续发展其强度(石膏、石灰、水玻璃等)。 水硬性胶凝材料：在凝结后，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，保持并继续发展其强度(如水泥)。 3.1 石 灰 3.1.1 石灰的原料及生产 原料：天然岩石，主要成分是碳酸钙，并夹杂碳酸镁和粘土杂质（8%以内）。 生 产：石灰是以碳酸钙为主要成分的天然岩石煅烧 (900～1100℃)而成。煅烧时岩石中碳酸钙和碳酸镁分解，生成氧化钙、氧化镁( 称为生石灰）和二氧化碳气体, 反应式如下 ： 注 意：按生产中窑内温度和煅烧时间的控制不同分为: 正火石灰 欠火石灰 过火石灰 CaCO3 == CaO + CO2↑ MgCO3 == MgO +CO2↑ 3.1.2 石灰的熟化和硬化 （一）石灰的熟化 1.概 念 生石灰加水生成熟石灰的过程，称为石灰的熟化或消化。 反应如下 ： CaO + H2O = Ca(OH )2 + 64.9 kJ MgO + H2O = Mg(OH)2 + 64.9 kJ 氢氧化钙、氢氧化镁称为熟石灰。 2.熟化方式 淋 灰（适量的水） 一般在石灰厂进行，是将块状生石灰堆成垛，先加入石灰熟化总用水量的70%的水，熟化1-2d后将剩余30%的水加入继续熟化而成。 物质状态：粉状 化 灰（过量的水） 一般在施工现场进行，是将块状生石灰放入化灰池中，用大量水冲淋，使水面超过石灰表面熟化而成。 物质状态：膏状 3.熟化时的现象 石灰熟化过程中水化热较大。 外观体积约增加 1-2.5 倍。 4.熟化时注意事项 为了消除过火石灰的危害，须将石灰在化灰池内放置14d以上，称为“ 陈 伏 ” ；“ 陈伏” 期间石灰膏表面应保持一层水膜，防止其碳化 。 （二）石灰的硬化 干燥结晶硬化 随着游离水的蒸发，形成氢氧化钙的晶体析出。 碳化硬化 与空气中二氧化碳和水生成碳酸钙晶体。 注意：由于二氧化碳浓度低，且表层生成的碳酸钙结构致密，阻止二氧化碳继续深入，并影响水分蒸发，所以石灰硬化很慢。 3.1.3 石灰的特性 （1）良好的保水性 于氢氧化钙粒子极细(直径约1μm)，数量多，总表面积大，能吸附水膜而不易失去。利用保水性好的特性拌制石灰砂浆或石灰混合砂浆 。 （2）凝结硬化慢、强度低 石灰浆碳化在表面形成碳酸钙外壳，碳化作用难以深入，内部水分又不易蒸发，因此凝结硬化缓慢。硬化后的强度也不高, 1:3 的石灰砂浆28天的抗压强度为 0.2～0.5 MPa。 （3） 吸湿性强 生石灰在存放过程中，会吸收空气中的水分而熟化。 （4）耐水性差 硬化后的石灰长期受水浸泡，氢氧化钙晶体也会重新溶于水，使硬化的石灰溃散。 （5）硬化后体积收缩大 石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起毛细管显著的收缩，从而造成了体积极大的收缩。 （6）具有较强的碱性 石灰具有较强的碱性，在常温下能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成有水硬性的产物，产生胶结，如工程中使用的石灰稳定土。因此，石灰是建筑材料工业中重要的原材料。 石灰干燥剂 3.1.4 石灰的应用 （1） 砂浆 常用于配制石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆。 （2） 粉刷 石灰膏加水拌合，可配制成石灰乳，用于粉刷墙面。 （3）石灰土和三合土 石灰土由石灰、粘土组成，三合土由石灰、粘土和碎料(砂、石渣、碎砖等)组成。石灰土或三合土其耐水性和强度均优于纯石灰。广泛用于建筑物的基础垫层和临时道路。 （4）硅酸盐建筑制品 石灰是生产灰砂砖、蒸养粉煤灰砖、粉煤灰砌块或墙用板材等的主要原料。 （5） 碳化石灰板 在磨细生石灰中掺加玻璃纤维、植物纤维、轻质骨料等，用碳化的方法使氢氧化钙碳化成碳酸钙，即为碳化石灰板。用作隔墙、天花板等。 灰砂砖 粉煤灰砖 3.1.5 石灰的储存 贮存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜贮存过久。 最好运到后即熟化成石灰浆，将贮