技术与计量（土建）---石灰与石膏

石灰与石膏
一、石灰
石灰(生石灰CaO)是矿物胶凝材料之一。
1．石灰的原料
石灰是气硬性胶凝材料，其主要成分是氧化钙.石灰加水后便消解为熟石灰Ca(OH)，这个过程称为石灰的“熟化”，石灰熟化是放热反应。熟化时，体积增大。因此未完全熟化的石灰不得用于拌制砂浆，防止抹灰后爆灰起鼓。
2．石灰膏
石灰加大量水熟化形成石灰浆，再加水冲淡成为石灰乳，俗称淋灰。石灰乳在储灰池中完成全部熟化过程，经沉淀浓缩成为石灰膏。
石灰膏的另一来源是化学工业副产品。例如用碳化钙(电石，CaC：)加水制取乙炔时所产生的电石渣，主要成分也是氢氧化钙。每立方米石灰膏需生石灰630kg左右。
3．石灰的硬化
石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下述两个同时进行的过程来完成的：
结晶作用——游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中形成结晶。
碳化作用——氢氧化碳与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发，这个过程持续较长时间。
4．石灰的技术性质和要求
用石灰调成的石灰砂浆突出的优点是具有良好的可塑性，在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。
石灰不宜在潮湿的环境下使用，也不宜单独用于建筑物的基础。贮存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜贮存过久，储存和运输生石灰时还要注意安全。
2004考题．在水泥砂浆中掺入石灰浆的主要目的是( C   )。
A．提高砂浆的强度B．提高砂浆的体积安定性
C．提高砂浆的可塑性D.快砂浆的凝结速度
5．石灰在土木建筑工程中的应用
(1)配制水泥石灰混合砂浆、石灰砂浆等。用熟化并“陈伏”好的石灰膏和水泥、砂配制而成的混合砂浆是目前用量最大、用途最广的砌筑砂浆；用石灰膏和砂或麻刀或纸筋配制成的石灰砂浆、麻刀灰、纸筋灰，广泛用作内墙、天棚的抹面砂浆。此外，石灰膏还可稀释成石灰乳，用作内墙和天棚的粉刷涂料。
(2)拌制灰土或三合土。将消石灰粉和粘土按一定比例拌和均匀、夯实而形成灰土，灰土和三合土广泛用作基础、路面或地面的垫层，它的强度和耐水性远远高出石灰或粘土。石灰改善了粘土可塑性，在强夯之下，密实度提高也是其强度和耐水性改善的原因之一。
(3)生产硅酸盐制品。以磨细生石灰(或消石灰粉)或硅质材料(如石英砂、粉煤灰、矿渣等)为原料，加水拌和，经成型、蒸压处理等工序而成的材料统称为硅酸盐制品，多用作墙体材料。
例题：石灰在土木建筑工程中的应用不正确的[   ]
A. 配制水泥石灰混合砂浆、石灰砂浆等
B. 配制水泥砂浆
C. 拌制灰土或三合土。
D. 生产硅酸盐制品。
答案：B 
分析：石灰在土木建筑工程中的应用：(1)配制水泥石灰混合砂浆、石灰砂浆等。(2)拌制灰土或三合土。(3)生产硅酸盐制品。硅酸盐制品，多用作墙体材料。
二、石膏
石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。
2006考题：石膏的主要成分是（D）。
A.氢氧化钙
B.氧化钙
C.碳酸钙
D.硫酸钙
1．石膏的原料及生产
生产石膏的主要原料是天然二水石膏，又称软石膏．生产石膏的主要工序是加热与磨细。由于加热方式和温度的不同，可生产不同性质的石膏品种，统称熟石膏。将天然二水石膏加热，随温度的升高，在不同阶段中，因加热条件不同，所获得的石膏不同。
高强石膏的晶粒较粗，调制成一定稠度的浆体时，需水量较小，因而硬化后强度较高，可用于强度要求较高的抹灰工程、装饰制品和石膏板；掺入防水剂，可用于湿度较高的环境中。
2．建筑石膏的硬结过程
建筑石膏与适量的水拌和后，最初成为可塑的浆体，但很快就失去塑性和产生强度，并逐渐发展成为坚硬的固体。
首先，半水石膏溶解于水，与水进行水化反应，生成二水石膏，随着水化的进行，二水石膏胶体微粒的数量不断增多，其颗粒比原来的半水石膏颗粒细得多，即总表面积增大，可吸附更多的水分；同时浆体中的水分因水化和蒸发而逐渐减少。所以浆体的稠度便逐渐增大，颗粒之间的摩擦力和粘结力逐渐增加，因而浆体可塑性逐渐减小，表现为石膏的凝结，称为石膏的初凝。在浆体变稠的同时，二水石膏胶体微粒逐渐变为晶体，晶体逐渐长大，共生和相互交错，使浆体凝结，逐渐产生强度，随着内部自由水排水，晶体之间的摩擦力、粘结力逐渐增大，石膏开始产生结构强度，称为终凝。
3．建筑石膏的技术性质与应用
(1)色白质轻。纯净建筑石膏为白色粉末，密度为2．60～2．75g／cm3，堆积密度为0．8～1．1t／m3。
(2)凝结硬化快。建筑石膏初凝和终凝时间很短，为便于使用，需降低其凝结速度，可加入缓凝剂。缓凝剂的作用是降低半水石膏的溶解度和溶解速度，便于成型。常用的缓凝剂有硼砂、酒石酸钾钠、柠檬酸、聚乙烯醇、石灰活化骨胶或皮胶等。
(3)微膨胀性。建筑石膏浆体在凝结硬化初期体积产生微膨胀(膨胀量约为0．5％～1％)，这一性质使石膏胶凝材料在使用中不会产生裂纹。因此建筑石膏装饰制品，形状饱满密实，表面光滑细腻。
(4)多孔性。半水石膏水化反应理论需水为18．6％，但为了使石膏浆体具有可塑性，通常加水60％～80％，在硬化后由于有大量多余水分蒸发，内部具有很大孔隙率(约为50％～60％)，因此，硬化后强度较低。石膏制品表面密度小、保温绝热性能好、吸声性强、吸水率大，以及抗渗性、抗冻性和耐水性差。
(5)防水性。当受到高温作用时，二水石膏的结晶水开始脱出，吸收热量，并在表面上产生一层水蒸气幕，阻止了火势蔓延，起到防火作用。
(6)耐水性、抗冻性差。建筑石膏硬化后具有很强的吸湿性，在潮湿条件下，晶体粒间的粘结力减弱，强度显著降低；遇水则因二水石膏晶体溶解而引起破坏；吸水受冻后，将因孔隙中水分结冰而崩裂。所以建筑石膏的耐水性、抗冻性都较差。
根据建筑石膏的上述性能特点，它在土木建筑工程中的主要用途有：制成石膏抹灰材料、各种墙体材料(如纸面石膏板、石膏空心条板、石膏砌块等)，各种装饰石膏板、石膏浮雕花饰、雕塑制品等。
例题：二水石膏胶体微粒逐渐变为晶体并逐渐长大，使浆体凝结，直到石膏开始产生结构强度，称为[   ]
A. 终凝
B. 初凝
C. 凝结
D. 凝固
答案：A.
分析：二水石膏胶体微粒逐渐变为晶体，晶体逐渐长大，共生和相互交错，使浆体凝结，逐渐产生强度，随着内部自由水排水，晶体之间的摩擦力、粘结力逐渐增大，石膏开始产生结构强度，称为终凝。