專業(yè)基礎(chǔ)精講第十二章土木工程材料（二）79

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)第二節(jié)氣硬性膠凝材料一、石灰1、原料與生產(chǎn)：石灰石（主要成分是CaCO3）經(jīng)過(guò)高溫煅燒而成，其主要成分為氧化鈣（CaO），按照其中MgO的含量，分為鈣質(zhì)石灰（MgO<5%）和鎂質(zhì)石灰（MgO>5%）。2、石灰的消化與硬化（1）石灰的消化生石灰加水變成粉末的主意稱為消化，成品稱為消石灰。石灰的消化過(guò)程用下面放熱反應(yīng)化學(xué)式表示：（熱量）特點(diǎn)：放熱，體積增大1～2.5倍。生石灰消化過(guò)程需要一定時(shí)光，倘若生石灰消化不充足，在消石灰粉中殘留有未消化的生石灰，則在使用后，因?yàn)槲聪纳依^續(xù)消化，從而導(dǎo)致爆裂或不正常的膨脹現(xiàn)象。陳伏（2周以上）的目的就是使石灰充足熟化，消除過(guò)火石灰的危害，防止抹灰后爆灰起鼓。（2）石灰硬化石灰漿體的硬化包括兩個(gè)同時(shí)舉行的過(guò)程：結(jié)晶作用和碳化作用。結(jié)晶作用：石灰漿在干燥環(huán)境中，多余的游離水逐漸蒸發(fā)，使顆粒聚結(jié)在一起，同時(shí)生石灰漿體的內(nèi)部形成大量的毛細(xì)孔隙。另外，當(dāng)水分蒸發(fā)時(shí)，液體中氫氧化鈣達(dá)到一定程度的過(guò)飽和，從而會(huì)產(chǎn)生氫氧化鈣的析晶過(guò)程，加強(qiáng)了石灰漿中本來(lái)的氫氧化鈣顆粒之間的結(jié)合。碳化作用：石灰漿能吸收空氣中的二氧化碳而發(fā)生碳化作用，其反應(yīng)如下：Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O石灰在硬化過(guò)程異常緩慢，且要蒸發(fā)大量的水分，引起體積顯著收縮，易浮上干裂紋。所以，石灰不宜單獨(dú)使用，普通要摻入砂、紙筋、麻刀等材料，以減少收縮，增強(qiáng)抗拉強(qiáng)度，并節(jié)約石灰。3、石灰的應(yīng)用配制石灰砂漿、石灰乳；配制石灰土（石灰和粘土）、三合土（再加填料）：石灰中的氧化鈣（或氫氧化鈣）與粘土中的氧化硅、氧化鋁反應(yīng)生成不溶于水的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣，具有水硬性。生產(chǎn)灰砂磚、碳化石灰板。二、建造石膏1、定義：建造石膏主要成分為半水硫酸鈣(CaSO4·1/2H2O)。2、水化：將半水石膏粉末倒入調(diào)和水中攪拌成漿體時(shí)，則半水石膏遇水后將重新水化生成二水石膏，放出熱量并逐漸凝結(jié)硬化。其化學(xué)反應(yīng)可用下式表達(dá)：2(CaSO4·1/2H2O)+3H2O=2(CaSO4·2H2O)3、建造石膏的特點(diǎn)有：（1）凝結(jié)硬化快建造石膏加水拌合后，漿體的初凝和終凝時(shí)光都很短，普通初凝時(shí)光為幾分鐘至十幾分鐘，終凝時(shí)光在30min以內(nèi)。（2）硬化后體積微膨脹，制品尺寸穩(wěn)定不浮上裂紋，裝點(diǎn)性好石膏在凝結(jié)硬化時(shí)，不像其他膠凝材料（如石灰、水泥）那樣浮上收縮，反而略有膨脹（膨脹率為0.05%～0.15%），使石膏硬化表面光潔飽滿，可制作出紋理細(xì)致的浮雕花飾。石膏硬化后的濕漲干縮較小，尺寸穩(wěn)定，干燥時(shí)不開(kāi)裂。（3）硬化體的孔隙率高石膏漿體硬化后，多余的自由水將蒸發(fā)，內(nèi)部將留下大量的孔隙，因而表觀密度小，并使石膏制品具有導(dǎo)熱系數(shù)、吸聲性強(qiáng)、吸濕性大、可調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度的特點(diǎn)。（4）防火性好，耐熱性差石膏制品在碰到火災(zāi)時(shí)，二水石膏將脫出結(jié)晶水，吸熱蒸發(fā)，并在制品表面形成蒸汽幕和脫水物隔熱膜，有效地減少火焰對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的危害，具有較好的防火性能。但是石膏制品的耐熱性差，使用溫度低于65℃（5）耐水性和抗凍性能差建造石膏硬化體吸濕性強(qiáng)，吸收的水分會(huì)削弱晶體粒子的粘結(jié)力，使強(qiáng)度顯著降低。吸水飽和的石膏制品受凍后，會(huì)因孔隙中的水結(jié)冰而開(kāi)裂崩潰。4、應(yīng)用：室內(nèi)抹灰、制作石膏制品等。[例題1]在三合土中，不同材料組分間可發(fā)生的反應(yīng)為：A.3CaO.SiO2與土作用，生成了不溶于水的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣B.2CaO.SiO2與土作用，生成了不溶于水的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣C.CaSO4.2H2O與土作用，生成了不溶于水的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣D.CaO與土作用，生成了不溶于水的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣【提醒】三合土是由石灰粉（生石灰或熟石灰）、粘土和砂子（或煤渣、碎石等）按照一定比例混合而成，主要用于建造物的基礎(chǔ)，路面或路基的墊層。在持久的使用環(huán)境下，石灰中的氧化鈣在有水分存在的條件下，與粘土中的氧化硅和氧化鋁發(fā)生反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣?！敬鸢浮緿三、練習(xí)題1、下列關(guān)于建造石膏的描述準(zhǔn)確的是：①建造石膏凝結(jié)硬化快②建造石膏凝結(jié)硬化后表觀密度小，強(qiáng)度低③凝結(jié)硬化后建造石膏導(dǎo)熱性小，吸聲性強(qiáng)④建造石膏硬化后體積產(chǎn)生微膨脹A、①②③④B、①②C、②③D、①④提醒：建造石膏凝結(jié)硬化快，硬化后體積微膨脹，孔隙率高，表觀密度小，導(dǎo)熱系數(shù)小，吸聲性強(qiáng)，吸濕性大，防火性好，耐熱性差，耐水性和抗凍性能差。答案：A2、消除過(guò)火石灰的危害，所采取的措施是：A、碳化B、結(jié)晶C、煅燒D、陳伏提醒：為了消除過(guò)火石灰的危害，應(yīng)陳伏至少兩周。答案