熟化與硬化

生石灰(CaO)與水反應(yīng)生成氫氧化鈣的過程，稱為石灰的熟化或消化。反應(yīng)生成的產(chǎn)物氫氧化鈣稱為熟石灰或消石灰。
石灰熟化時(shí)放出大量的熱，體積1.5--2倍。煅燒良好、氧化鈣含量高的石灰熟化較快，放熱量和體積也較多。工地上熟化石灰常用兩種方法：消石灰漿法和消石灰粉法。
根據(jù)加水量的不同，石灰可熟化成消石灰粉或石灰膏。石灰熟化的理論需水量為石灰重量的32%。在生石灰中，均勻加入60%～80%的水，可得到顆粒細(xì)小、分散均勻的消石灰粉。若用過量的水熟化，將得到具有一定稠度的石灰膏。石灰中一般都含有過火石灰，過火石灰熟化慢，若在石灰漿體硬化后再發(fā)生熟化，會(huì)因熟化產(chǎn)生的膨脹而引起隆起和開裂。為了消除過火石灰的這種危害，石灰在熟化后，還應(yīng)“陳伏”2周左右。
石灰漿體的硬化包括干燥結(jié)晶和碳化兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過程。石灰漿體因水分蒸發(fā)或被吸收而干燥，在漿體內(nèi)的孔隙網(wǎng)中，產(chǎn)生毛細(xì)管壓力。使石灰顆粒更加緊密而獲得強(qiáng)度。這種強(qiáng)度類似于粘土失水而獲得的強(qiáng)度，其值不大，遇水會(huì)喪失。同時(shí)，由于干燥失水。引起漿體中氫氧化鈣溶液過飽和，結(jié)晶出氫氧化鈣晶體，產(chǎn)生強(qiáng)度；但析出的晶體數(shù)量少，強(qiáng)度增長(zhǎng)也不大。在大氣環(huán)境中，氫氧化鈣在潮濕狀態(tài)下會(huì)與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成，并釋放出水分，即發(fā)生碳化。
碳化所生成的晶體相互交叉連生或與氫氧化鈣共生，形成緊密交織的結(jié)晶網(wǎng)，使硬化石灰漿體的強(qiáng)度進(jìn)一步提高。但是，由于空氣中的二氧化碳含量很低，表面形成的層結(jié)構(gòu)較致密，會(huì)阻礙二氧化碳的進(jìn)一步滲入，因此，碳化過程是十分緩慢的。
 
生石灰熟化后形成的石灰漿中，石灰粒子形成氫氧化鈣膠體結(jié)構(gòu)，顆粒極細(xì)(粒徑約為1μm)，比表面積很大(達(dá)10～30 m2/g)，其表面吸附一層較厚的水膜，可吸附大量的水，因而有較強(qiáng)保持水分的能力，即保水性好。將它摻入水泥砂漿中，配成混合砂漿，可顯著提高砂漿的和易性。
石灰依靠干燥結(jié)晶以及碳化作用而硬化，由于空氣中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的硬殼阻止二氧化碳向內(nèi)部滲透，也妨礙水分向外蒸發(fā)，因而硬化緩慢，硬化后的強(qiáng)度也不高，1：3的石灰砂漿28 d的抗壓強(qiáng)度只有0.2～0.5 MPa。在處于潮濕環(huán)境時(shí)，石灰中的水分不蒸發(fā)，二氧化碳也無(wú)法滲入，硬化將停止；加上氫氧化鈣微溶于水，已硬化的石灰遇水還會(huì)溶解潰散。因此，石灰不宜在長(zhǎng)期潮濕和受水浸泡的環(huán)境中使用。
石灰在硬化過程中，要蒸發(fā)掉大量的水分，引起體積顯著收縮，易出現(xiàn)干縮裂縫。所以，石灰不宜單獨(dú)使用，一般要摻人砂、紙筋、麻刀等材料，以減少收縮，增加抗拉強(qiáng)度，并能節(jié)約石灰。

深加工

(1)碳化法:將石灰石等原料煅燒生成石灰(主要成份為氧化鈣) 和二氧化碳，加水消化石灰生成氫氧化鈣，再通入二氧化碳，碳化石灰乳生成沉淀，然后沉淀經(jīng)脫水、干燥后再經(jīng)石灰磨粉機(jī)粉碎便制得輕質(zhì)。
(2)純堿(Na2CO3)氯化鈣法:在純堿水溶液中加入氯化鈣，即可生成沉淀。(3)堿法:在生產(chǎn)燒堿(NaOH) 過程中，可得到副產(chǎn)品輕質(zhì)。在純堿水溶液中加入消石灰即可生成沉淀，并同時(shí)得到燒堿水溶液，后沉淀經(jīng)脫水、干燥和粉碎便制得輕質(zhì)。
(4)聯(lián)鈣法:用處理消石灰得到氯化鈣溶液，氯化鈣溶液在吸入氨氣后用二氧化碳進(jìn)行碳化便得到沉淀。
(5)蘇爾維(Solvay)法:在生產(chǎn)純堿過程中，可得到副產(chǎn)品輕質(zhì)。飽和食鹽水在吸入氨氣后用二氧化碳進(jìn)行碳化，便得到重堿(碳酸輕鈣)沉淀和溶液。在溶液中加入石灰乳便得到氯化鈣氨水溶液，然后用二氧化碳對(duì)其進(jìn)行碳化便得到沉淀。

熟石灰在水處理劑種類中，它不是高分子聚合物，但在實(shí)際使用中卻比其更為廣泛。下面，我們一起來(lái)看一看它在廢水處理中有些什么樣的作用呢？
1、廢水調(diào)堿應(yīng)用
 在進(jìn)行廢水處理中，大部分廢水需要行中和調(diào)節(jié)，使水中pH值達(dá)到后續(xù)處理要求。而酸性廢水調(diào)堿一般以投加熟石灰、片堿等堿性劑為主。堿性廢水調(diào)酸中和則以硫酸、等酸性劑為主。當(dāng)然，在條件允許的情況下，可以使兩種廢水混合進(jìn)行中和調(diào)節(jié)。
2、廢水混凝吸附應(yīng)用
 熟石灰對(duì)水中懸浮物都有一定的吸附作用。熟石灰與硅藻土作為其混合型劑，具有這些材料的共性，并難使之同時(shí)發(fā)揮作用，使其綜用更強(qiáng)。其混凝吸附作用對(duì)水中磷、氟、COD等都有很好的去除作用。
3、破絡(luò)應(yīng)用
 與其它混凝劑相比，在廢水處理中，熟石灰還具有對(duì)廢水中的絡(luò)合物進(jìn)行破除，破壞氨基磺酸根與金屬離子的結(jié)合，抑制金屬離子與及次氯酸根進(jìn)行催化分解反應(yīng)，適用于提高絡(luò)合廢水的處理達(dá)標(biāo)率。
4、重金屬處理應(yīng)用
 對(duì)于水中重金屬物質(zhì)，使用熟石灰可使水中大部分重金屬懸浮物消除互斥力并在其強(qiáng)有力的吸附作用下形成沉淀。再通過固液分離進(jìn)行處理。
5、其它應(yīng)用
 熟石灰在廢水處理中還可以降低生化需氧量，對(duì)水體中的及病菌進(jìn)行殺滅作用，因此，也常用于環(huán)境中的處理。還可對(duì)廢水中的氨氮進(jìn)行去除，對(duì)乳化液廢水進(jìn)行脫穩(wěn)破乳作用等。

石灰 （材料） 
本詞條由“科普”百科科學(xué)詞條編寫與應(yīng)用工作項(xiàng)目 審核 。
石灰是一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無(wú)機(jī)膠凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白堊、貝殼等含量高的產(chǎn)物，經(jīng)900～1100℃煅燒而成。石灰是人類早應(yīng)用的膠凝材料。石灰在土木工程中應(yīng)用范圍很廣，在我國(guó)還可用在醫(yī)方面。為此，古代流傳下以石灰為題材的詩(shī)詞，千古吟頌。

中文名
石灰 
外文名
Lime 
主要成分
氧化鈣 
酸堿性
堿性 
歷    史
人類早應(yīng)用的膠凝材料 
化學(xué)式
CaO 
分子量
56.08   
比    重
3.25-3.38 
熔    點(diǎn)
2580℃-沸2850℃ 
別    名
生石灰、石灰