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任务1
石灰
千锤万击出深山， 烈火焚烧若等闲。 粉身碎骨全不怕， 要留清白在人间。
(明) 于谦
4
一、石灰的生产
（一）、石灰的生产
温度过低时 欠火石灰 煅烧石灰石 或白垩,内 含CaCO3 温度在900℃左右时 温度过高时 正火石灰
碳酸钙没有完全 分解，降低了生 石灰的产量
因煅烧温度过高使粘土杂质 融化并包裹石灰，从而延缓 石灰的熟化，导致已硬化的 砂浆产生鼓泡、崩裂等现象
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建筑石膏的应用
纸面石膏条板
石膏空心条板
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纸面石膏板与龙骨组成轻质墙体：美国，70％以上的 民用住宅内隔墙 轻钢龙骨石膏板墙体体系(简称QST)具有以下优点： (1)质轻，强度较高。 (2)尺寸稳定。 (3)抗震性好。 (4)自动调湿性好。 (5)装饰方便。 (6)占地面积少。 (7)便于管道及电线等埋设。 (8)施工简便，进度快。 艺术装饰石膏制品：石膏注模成型
自热式米饭
3.1 石灰
石灰砂浆的裂纹
观察与讨论
请观察下图 A、B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并 讨论其成因。
石灰砂浆A
石灰砂浆B
讨论
工程实例 1
某工地购进一批块状生石灰，作为材料员，你如 何对石灰的品质进行检验？
过程： 1、首先观察颜色，如果颜色为深褐色则可判断为过火石灰。 2、如果颜色为白色，则用小锤将块状生石灰砸开，观察是 否有硬心，如有则为欠火石灰。 3、如无硬心，为白色疏松块状固体，则为优质生石灰。
• （3）灰砂砖和硅酸盐制品 石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀，加水搅 拌, 经压振或压制，形成硅酸盐制品。为使其获早期 强度，往往采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝

0.4~2.0
0.4~2.0
0.4~2.0
体积安定性
合格 合格 — 合格 合格 — 合格 合格
—
0.90㎜筛筛余 细 /%，不大于
0
0
0.5
0
0
0.5
0
0
0.5
度
度 0.125㎜筛筛余 /% ，不大于
3
10
15
3
10
15
3
10
15
第三章 胶凝材料
（四） 石灰的技术性质
1.可塑性、保水性好 2.凝结硬化慢、强度低 3.体积收缩大 4.耐水性差 5.吸湿性强
2.3
2.0
第三章 胶凝材料
项目
表3-2 建筑生石灰粉的技术指标
钙质生石灰粉
镁质生石灰粉
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品
CaO+ MgO含量/%，不小于
85
80
75
80
75
70
CO2含量/%，不大于
7
9
11
8
10
12
细 0.90㎜筛筛余ຫໍສະໝຸດ %，不大于 0.20.51.5
0.2
0.5
1.5
建筑石膏按产品名称、代号、等级及标准标号的顺序标记。 如等级为2.0的天然建筑石膏标记如下：建筑石膏N 2.0 GB/ T 9776-2008。
建筑石膏在运输与储存时，不得受潮和混入杂质。建筑石膏 自生产之日起，在正常运输与储存条件下，储存期为三个月。
第三章 胶凝材料
（四） 建筑石膏的技术性质
1.凝结硬化快 2.体积微膨胀、装饰性好 3.孔隙率大、质量轻 4.防火性好 5.隔热、吸声性好 6.具有一定的调温调湿性 7.可夹攻性好 8.耐水性和抗冻性差

由于铝酸三钙水化极快，会使水泥很
快凝结，为使工程使用时有足够的操 作时间，水泥中加入了适量的石膏。 水泥加入石膏后，一旦铝酸三钙开始 水化，石膏会与水化铝酸三钙反应生 成针状的钙矾石。钙矾石很难溶解于 水，可以形成一层保护膜覆盖在水泥 颗粒的表面，从而阻碍了铝酸三钙的 水化，阻止了水泥颗粒表面水化产物 的向外扩散，降低了水泥的水化速度， 使水泥的初凝时间得以延缓。
（２）硅酸二钙 硅酸二钙的化学成分为 2ＣaＯ· ＳiＯ 2 ，其简写为C2S， 约占水泥熟料总量的15％～37％。 硅酸二钙遇水后反应较慢，水化 热也较低。它不影响水泥的凝结， 对水泥的后期强度起主要作用。
（３）铝酸三钙

铝酸三钙的化学成分是３CaO· 2O3 ， Al 其简写为C3Ａ，约占水泥熟料总量的7～ 15％。铝酸三钙遇水后反应极快，产生的 热量大而且很集中。铝酸三钙对水泥的凝 结起主导作用，但其水化产物强度较低， 主要对水泥的早期强度有所贡献。

（４）体积安定性 水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为
水泥的体积安定性。即水泥硬化浆体能 保持一定形状，不开裂，不变形，不溃 散的性质。体积安定性不良的水泥应作 废品处理，不得应用于工程中，否则将 导致严重后果。
导致水泥安定性不良的主要原因一般是由于熟料 中的游离氧化钙、游离氧化镁或掺入石膏过多等 原因造成的，其中游离氧化钙是一种最为常见， 影响也是最严重的因素。熟料中所含游离氧化钙 或氧化镁都是过烧的，结构致密，水化很慢。加 之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥已经 硬化后才进行熟化，生成六方板状的 Ca（OH） 2 晶体，这时体积膨胀９７％以上， 从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。 当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，残余石 膏与水化铝酸钙继续反应生成钙矾石，体积增大 约1.5倍，从而导致水泥石开裂。 国家标准规定．水泥的体积安定性用雷氏法或试 饼沸煮法检验。

欠火石灰
过火石灰
三、无机胶凝材料
工业化石灰窑厂及生产工艺流程
生石灰中除了主要成分氧化钙外，还含有一定量的氧化镁。 MgCO3==MgO + CO2
当生石灰中MgO含量≤5%时，称为钙质生石灰；当生石灰中MgO含量＞
5%时，称为镁质生石灰。同等级的钙质生石灰质量优于镁质生石灰。
三、无机胶凝材料
3.1.2 石灰的熟化
124℃条件下压蒸（1.3大气压）加热可产生α型建筑石膏：
1 1 CaSO 4 2 H 2O 124 CaSO H O 1 H 2O 4 2 C压蒸 2 2
（二水石膏） （α型半水石膏） α型半水石膏与β型半水石膏相比，结晶颗粒较粗，比表面积较小， 强度高，因此又称为高强石膏。在土木过程中，常用的石膏胶凝材料主要 是建筑石膏。
三、无机胶凝材料
3.1.3 石灰的硬化
石灰浆体能在空气中逐渐凝结硬化，主要由结晶和碳化两个同时作用 的过程来完成。
结晶作用是指石灰浆体中的游离水分蒸发，使Ca(OH)2从饱和溶液中不
断结晶析出，使其逐渐失去塑性，并凝结硬化产生强度的过程。结晶作用 主要发生在石灰工程的内部。
碳化作用是指Ca(OH)2 与空气中的CO2化合反应，形成自身强度较高的
三、无机胶凝材料
3.2.２ 建筑石膏的凝结硬化
建筑石膏凝结硬化机理主要是半水石膏与水反应还原成二水石膏，其
反应式为：
1 1 CaSO 4 H 2 O 1 H 2 O CaSO 4 2 H 2 O 2 2
石膏的凝结硬化是复杂连续的溶解、水化、胶化与结晶的物理化学变 化过程。建筑石膏加水后很快达到饱和溶液而分解出溶解度低的二水石膏 胶体。由于二水石膏的析出，半水石膏溶液转变成非饱和状态，又有新的 半水石膏溶解，继续重复水化和胶化过程。随着析出二水石膏胶体的不断 增多，彼此互相联结，使石膏具有强度。同时，溶液中的游离水分不断减 少，结晶体之间的摩擦力、粘结力逐渐增大，石膏强度也随之增加，最后 成为坚硬的固体。

煅烧过程的发生的反应： 500~800℃，粘土质原料脱水分解为无定形的Al2O3和SiO2；600℃以后，石灰中的CaCO3开始分解；800℃以下生产CA（CaO·Al2O3),C2S也开始形成。 800~900℃，C12S7开始形成。 900~1100℃，C2AS形成，随后又重新分解。C3A与C4AF开始形成。 1100~1200℃，大量形成C3A和C4AF，C2S生生成量达到最大。 1260~1300℃，水泥生料开始熔融，并出现液相，C2S吸收CaO生成C3S。 1300~1450℃，C2A和C4AF呈熔融状态，产生的液相把CaO和部分C2S溶解于其中，在此液相中，C2S吸收CaO 形成C3S。这一过程是煅烧水泥的关键，必须有足够的时间使生成的C3S的反应完全，否则游离CaＯ过多将影响水泥的安定性。
3.1.2 白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥 白色硅酸盐水泥简称白水泥，是以硅酸钙为主要成分，并大量减少氧化铁等着色化合物的熟料，加入适量的石膏，磨细制成的白色水硬性胶凝材料。磨制水泥时允许加入不超过水泥质量5％的石灰石或窑灰（白度J70％）作多为外加物，水泥粉磨时允许加入不损害水泥性能的助磨剂，加入量不得超过水泥质量的l％。 白色硅酸盐水泥熟料生产时严格控制着色物质（如氧化铁、氧化锰、氧化钛、氧化铬等），银烧时通常采用天然气、重油或煤气，不使用煤，粉磨水泥时采用硅质石材或坚硬的白色陶瓷作。材板及研磨体，所以白水泥价格贵。白水泥的技术性质要求有： （1）细度：白水泥的细度是0.080mm方孔筛筛余不得超过10％。 （2）凝结时间：白水泥的初凝时间不得早于4smin，终凝时不得迟于2h。 （3）强度标号：白水泥有325、425、525、625四个标号，各龄期的强度值不得低于表的规定。
3.2.4 镁质胶凝材料硬化强度与抗水性 用氯化镁溶液调制的镁质胶凝材料硬化体的结构：多相多孔结构。 特点： 在干燥条件下，具有硬化快，强度高的特点。 抗水性差——掺入外加剂，少量的水溶性树脂可提高抗水性。

无机胶凝材料分类
• 按硬化条件不同又分为气硬性胶凝材料和水硬 性胶凝材料两大类。
• 气硬性胶凝材料: • 只能在空气中硬化，产生并增长其强度的胶凝
材料。如石灰、石膏、水玻璃、菱苦土等 • 水硬性胶凝材料:不仅能在空气中硬化，而且
能更好地在水中硬化保持并继续提高其强度的 胶凝材料。如各种水泥
第一节 石 膏
“熟化”或消解
• 特点:放出大量热，体积明显膨胀
• 生石灰使用前的陈伏及原因
石灰的硬化
• 干燥硬化 • 碳化硬化
石灰的特性
• 良好的保水性 • 凝结硬化慢、强度低 • 耐水性差 — 不宜在潮湿的环境中使用 • 体积收缩大 — 不宜单独使用
掺加砂、麻刀、纸筋抵抗收缩开裂
石灰的应用
• 磨细生石灰 • 熟石灰粉 — 配制石灰土（石灰＋粘土）
随n提高，水玻璃粘度增加，可溶性降低 • 特点: 粘结性强，耐酸性高，耐火性好 • 应用: • 硅胶 • 耐酸材料（耐酸混凝土，耐酸砂浆等） • 防火涂层、耐热砂浆、耐火混凝土
• 如纸面石膏板、空心石膏板、石膏砌块、 装饰石膏板、石膏脚线、灯圈、罗马柱等， 主要用于分室墙，内隔墙、吊顶及装饰。
建筑石膏装饰品
建筑石膏的应用
（三）石膏板
• （1） 纸面石膏板 • （2）石膏空心条板 • （3）石膏装饰板 • （4）纤维石膏板
O.W. • 石膏蜂窝板、防潮石膏板、石膏矿棉复合板等，
建筑石膏的技术要求
• 分为优等品、一等品和合格品三个等级 • 强度 • 细度 • 初凝时间 • 终凝时间
建筑石膏的技术指标（GB 9776-88）
技术指标
优等品 一等品
合格品
抗折强度/MPa, 不小于