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)生成碳酸鈣,并釋放出水分,即發(fā)生碳化。
碳化所生成的碳酸鈣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,表面形成的碳酸鈣層結(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。

適用范圍
特別適用于膨化食品、香菇、木耳等土特產(chǎn),以及儀表儀器、醫(yī)、服飾、電子電訊、皮革、紡織等行業(yè)的產(chǎn)品。
石灰和石灰石大量用做建筑材料,也是許多工業(yè)的重要原料。石灰石可直接加工成石料和燒制成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO,一般呈塊狀,純的為白色,含有雜質(zhì)時(shí)為淡灰色或淡。生石灰吸潮或加水就成為消石灰,消石灰也叫熟石灰,它的主要成分是Ca(OH)?。熟石灰經(jīng)調(diào)配成石灰漿、石灰膏、石灰砂漿等,用作涂裝材料和磚瓦粘合劑。純堿是用石灰石、食鹽、氨等原料經(jīng)過多步反應(yīng)制得(索爾維法)。利用消石灰和純堿反應(yīng)制成燒堿(苛化法)。利用純有1286處,其中大型礦床257處、中型481處、小型486處(礦石儲(chǔ)量大于8000萬噸為大型、4000~8000萬噸為中型、小于4000萬噸為小型),共計(jì)保有礦石儲(chǔ)量542億噸,其中石灰?guī)r儲(chǔ)量504億噸,占93%;大理巖儲(chǔ)量38億噸,占7%。保有儲(chǔ)量廣泛分布于除上海市以外29個(gè)省、直轄市、自治區(qū),其中陜西省保有儲(chǔ)量49億噸,為全國(guó)之冠;其余依次為安徽省、廣西自治區(qū)、四川(含重慶市)省,各保有儲(chǔ)量34~30億噸;山東、河北、河南、廣東、遼寧、湖南、湖北7省各保有儲(chǔ)量30~20億噸;黑龍江、浙江、江蘇、貴州、江西、云南、福建、山西、新疆、吉林、內(nèi)蒙古、青海、甘肅13省各保有儲(chǔ)量20~10億噸;北京、寧夏、海南、西藏、天津5省各保有儲(chǔ)量5~2億噸。

E、碳化石灰板 將磨細(xì)生石灰、纖維狀填料(如玻璃纖維)或輕質(zhì)骨料加水?dāng)嚢璩尚蜑榕黧w,然后再通入二氧化碳進(jìn)行人工碳化(約12~)而成的一種輕質(zhì)板材。適合作非承重的內(nèi)隔墻板、頂棚等。
生石灰塊及生石灰粉須在干燥條件下運(yùn)輸和儲(chǔ)存,且不宜存放太久。長(zhǎng)期存放時(shí)應(yīng)在密閉條件下,且應(yīng)防潮、防水。
石灰在土木工程中應(yīng)用范圍很廣,主要用途如下:
(1)石灰乳和砂漿 消石灰粉或石灰膏摻加大量粉刷。用石灰膏或消石灰粉可配制石灰砂漿或水泥石灰混合砂漿,用于砌筑或抹灰工程。
(2)石灰穩(wěn)定土將消石灰粉或生石灰粉摻入各種粉碎或原來松散的土中,經(jīng)拌合、壓實(shí)及養(yǎng)護(hù)后得到的混合料,稱為石灰穩(wěn)定土。它包括石灰土、石灰穩(wěn)定砂礫土、石灰碎石土等。粘土顆粒表面的少量活性氧化硅和氧化鋁與氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng),生成水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣,使粘土的抗?jié)B能力,抗壓強(qiáng)度,耐水性得到改善。廣泛用作建筑物的基礎(chǔ)、地面的墊層及道路的路面基層。
(3)硅酸鹽制品 以石灰(消石灰粉或生石灰粉)與硅質(zhì)材料(砂、粉煤灰、火山灰、礦渣等)為主要原料,經(jīng)過配料、拌合、成型和養(yǎng)護(hù)后可制得磚、砌塊等各種制品。因內(nèi)部的膠凝物質(zhì)主要是水化硅酸鈣,所以稱為硅酸鹽制品,常用的有灰砂磚、粉煤灰磚等。

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。