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第二章 无机结合料
2.1 石灰 2.2 水泥 2.3 粉煤灰 2.4 其他工业废渣
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第一节 石 灰
掌握煅烧石灰的原料、生产工艺 掌握欠火、过火的概念及产生的原因及危害 掌握石灰组成，了解石灰结构 掌握石灰水化及强度形成机理 掌握钙质灰和镁质灰分类界限
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三、水化及强度形成机理
（3）消解注意事项 ——严格控制加水量和加水速度。
• 对消解速度快、活泼性大的石灰，若加水过慢、水量不够，则 已消化石灰颗粒生成的Ca(OH)2将包裹于未消化颗粒周围，使 内部石灰不易消化，这种现象称为“过烧”。
• 对于消解速度慢、活泼性差的石灰，若加水速度过快，则发热 量少、水温过低，增加了未消化颗粒，这种现象称为“过冷” 。
《道路建筑材料》 第二章 无机结合料
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胶凝材料或结合料
定 义：在建筑工程中能以自身的物理化学作用将松散材料（如 砂、石等）胶结成为具有一定强度的整体结构的材料。
按化学成分类：无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类， 无机胶凝材料：石膏、石灰、水泥等， 有机胶凝材料：沥青、各种天然树脂、合成树脂
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石灰吟－明·于谦
要粉烈千 留骨火锤 清碎焚万 白身烧凿 在浑若出 人不等深 间怕闲山
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一、原料及生产工艺
原 料：富含碳酸钙的岩石 生产工艺：将原料经高温煅烧（加热至900℃以上），得到的
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三、水化及强度形成机理
（2）水化特点
• 放热过程 • 体积可增大1～2.5倍——反应产物转移速率小于水化速率
——固相体积增加，孔隙体积增加 • 消解石灰的理论加水量仅为石灰质量的32％，但由于石灰
消化是一个放热反应过程，实际加水量达70％以上。
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• 为了消除“过火石灰”的危害，石灰消化后“陈伏”半月左右
再使用。陈伏期间，其表面应有一层水分，使之与空气隔绝，
以防碳化。
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三、水化及强度形成机理
（4）影响水化反应的因素
①石灰煅烧条件； ②水化温度
1－15％欠烧的石灰；2－煅烧正常的石灰； 3－15％过烧的石灰；4－含32％MgO的苦土石灰
③外加剂
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三、水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及强度形成机理
2、硬化
（1）干燥硬化（结晶作用） 附加强度：石灰浆体干燥过程中，水分蒸发形成网状孔隙，在自
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三、水化及强度形成机理
1、水化（或消化）
（1） 石灰与水作用的化学反应式为：
CaO H2O Ca(OH)2 64.9kJ/mol
烧制成的生石灰，在使用时必须加水使其“消化”成为“ 消石灰”，这一过程亦称为“熟化”，故消石灰又称“熟石灰”。
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阶段 I
II III
表2.1 石灰石煅烧时的结构变化过程
主要性状
特点
碳酸钙分解，形成具有 碳酸钙（或氢氧化钙）
假晶的氧化钙
氧化钙属亚稳状态
亚稳形氧化钙晶体再结 晶形成更稳定的氧化钙 晶体，晶格为面心立方体
内比表面积最大
再结晶的氧化钙烧结
内比表面积逐渐降低
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白色或灰白色的块状材料即为生石灰。化学反应 式为：
CaCO3 900C CaO CO2
品 质：与原料、窑型及煅烧（温度）有关。
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一、原料及生产工艺
石灰石的分解时间与其块度和形状的关系见图
图 石灰石分解时间与块度和形状的关系
（2）其它成分：——CaO+黏土杂质（酸性氧化物 ）
铝酸一钙(CA)
β型硅酸二钙(β-C2S) 铁酸二钙(C2F) 影响石灰分解温度
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二、组成及结构
石灰结构形成过程 石灰石煅烧过程经历了三个阶段，其结构变化见表2.1。
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二、组成及结构
结 构：多孔结构
组 成：
（1）有效成分：——黏结性
氧化镁
氧化钙：结合CaO－煅烧中生成的钙盐，不起胶凝作用
游离CaO：活性CaO－普通条件下能与水反应，有效CaO
非活性CaO －渣化或过烧—粉碎—活性CaO
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一、原料及生产工艺
石灰在烧制过程中，防止“过火”或“欠火”现象。 （1） “欠火”原因：原料尺寸过大、料块粒径搭配不当、装
料过多或是煅烧温度不够、时间不足。 症状：密度较质量好的生石灰大，颜色发青； 危害： 由于“欠火”，石灰岩中的碳酸钙未完全分
解，氧化钙含量低，使用时粘结力差。 （2） “过火”原因：由煅烧温度过高、时间过长而引起的。
症状：表面出现裂缝或有玻璃状外壳，呈灰黑色 危害：体积收缩明显，块体密度大，消化缓慢。
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一、原料及生产工艺
（3）措施：块状石灰经磨细后，活性较熟石灰好，且过 火和欠火颗粒呈粉状均匀分布，可消除过火颗粒的有害 作用。但不易久存
无机胶凝材料（结合料）：根据硬化条件不同， 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化、保持或继续提高强度，包括石 灰、石膏、镁质胶凝材料和水玻璃等； 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， 且可在水中或适宜的环境中保持并继续提高强度， 各种水泥都属于水硬性胶凝材料。
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