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第二节 石 灰 一、石灰的原料与煅烧 原料：以CaCO3为主要成分的天然岩石（如石灰岩、白云石、白垩等） 煅烧（石灰的生产）： 反应式：CaCO3==CaO+CO2↑ 特点： （1）反应是可逆的，反应进行的方向决定于煅烧温度和周围介质中CO2的分解压力； （2）控制适宜的煅烧温度和煅烧时间是获得优质生石灰的必要条件； 生成过程中形成的两种不利情况： 欠火石灰：煅烧温度过低和煅烧时间不充分的情况下，产品中遗留未经分解的石灰石，不溶于水，也无胶结能力，降低有效成分，使产品等级降低； 过火石灰:结构致密，表面为粘土杂质融化形成玻璃质薄膜所包覆，消解速度很慢。过火石灰影响工程质量，因为在正常煅烧硬化以后过火石灰才缓慢地吸湿消解，放出热量并产生体积膨胀，引起隆包或开裂。 （3） CaCO3分解时每100份重量的CaCO3可得56份重量的CaO，失去44份的CO2，但煅烧后的生石灰的体积仅比煅烧前原料的体积缩小10～15%，故生石灰具有多孔结构； （4）因原料中常含有MgCO3，故生石灰中除CaO外，还有MgO,按GB1594-79规定： MgO含量≤5%的为钙质石灰； MgO含量＞5%的为镁质石灰； 由于MgCO3分解温度比CaCO3低得多，易于产生过火石灰，应在保证CaCO3充分分解的前提下尽量降低煅烧温度。 二、石灰的消解（石灰的熟化） 石灰使用时，一般先加水，消解成Ca(OH)2，称为熟石灰。这个过程称为石灰的消解或熟化。反应式为： CaO+H2O→Ca(OH)2+64.9 kJ 特点： （1）:反应是可逆的，反应方向决定于温度和周围介质中蒸汽的压力。温度过低时消解速度较慢，温度过高引起可逆反应，影响消解质量。消解石灰时，最好使水沸腾并不断搅拌，以保证不至于使温度过高或过低。 （2）反应进行快，放热量大。消解1Kg石灰，可放热约1160J，放热十分迅速。 （3）消解时体积急剧膨胀，体积可增大1~2.5倍，会产生14MPa以上的膨胀压力，会使制品发生破坏性的体积变形。因此在建筑工程中采用熟石灰进行施工不失为一种安全可靠的方法。 （4）生产石灰的理论用水量为其质量的32%，由于石灰消解时温度较高，水分蒸发较多，实际用水量明显多于理论用水量。 三、消解石灰的两种方法 消石灰粉：加入适量（60%~80%）的水，生成粉状熟石灰。分层喷淋法，用于拌制石灰土与三合土，应用于道路基层、建筑物基础、地面等工程。 石灰膏：加入大量的水，生成浆状石灰膏。在化灰池和储灰池中进行，将块状生石灰用水冲淋，通过筛网，滤去欠火石灰和杂质。用于砌筑砂浆和抹灰工程。 上述两种熟石灰消解时都需静置14d以上，使过火石灰充分熟化，这个过程称为石灰的陈伏。石灰陈伏的目的是为了消除过火石灰的危害，得到质地较软、可塑性较好的熟石灰。 若将生石灰直接用球磨机磨成细粉，称生石灰粉。可不陈伏，只要加水量适当，可使石灰的消解与硬化合并成连续过程，可缩短工期，结构紧密，强度 ，抗水性 。 四、石灰的硬化 （1）结晶硬化：游离水分蒸发，Ca(OH)2逐渐从饱和溶液中结晶，晶粒随结晶的进行不断长大并彼此靠近，最后交错结合在一起，形成一个整体。 （2）碳化硬化：浆体从空气中吸收CO2气体，形成不溶于水的CaCO3晶体，释放出来的水分被逐渐蒸发，其反应式为： Ca(OH)2+CO2+nH2O→CaCO3+(n+1)H2O 碳化很慢，原因：①空气中二氧化碳浓度低； ②表面形成碳化层，二氧化碳不容易进入。 五、石灰的性质与技术指标 （1）保水性好、可塑性好：石灰浆胶体具有很大的内比表面积，可以吸附大量的游离水，故石灰浆体具有很好的保水性。石灰微粒之间表面吸附一层厚的水膜，颗粒间滑移较易进行，因此用石灰调成的石灰砂浆具有良好的可塑性。 （2） 凝结硬化慢：①空气中CO2含量很低；②碳化在表面进行，碳化层阻止CO2向浆体内部渗透；③同时阻止水分向外蒸发， Ca(OH)2结晶缓慢。 （3）耐水性差，强度低：水化产物溶解度大；在潮湿环境，石灰硬化浆体产生溶解和再结晶，强度发生不可逆降低。所以石灰不宜在潮湿环境使用，石灰砂浆不能用于砌筑建筑物的基础和外墙抹面等工程。 （4）体积收缩大：不宜单独使用，一般要掺入砂、纸筋、草秸等限制收缩。 六、建筑石灰的应用 （1）配制建筑砂浆：用于砌筑砖、石、块体材料或抹面工程； （2）配制石灰土和三合土 （3）配制无熟料水泥 石灰与活性混合材料混合（如粉煤灰、高炉矿渣、煤矸石等）混合，掺入适量石膏磨细制成的。 （4）生产硅酸盐制品 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。