石灰 石灰有生石灰和熟石灰(即消石灰)

石灰 石灰有生石灰和熟石灰 即消石灰 目录 1 简介 2 生产工艺 3 原料及生产 4 熟化与硬化 5 性能及应用 1 简介简介 一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料 石灰是用石灰石 白云石 白垩 贝壳 等碳酸钙含量高的原料 经 900 1100 煅烧而成 石灰是人类最早应用的胶凝材料 公 元前 8 世纪古希腊人已用于建筑 中国也在公元前 7 世纪开始使用石灰 至今石灰仍然是 用途广泛的建筑材料 石灰有生石灰和熟石灰 即消石灰 按其氧化镁含量 以 5 为限 又可分为钙质石灰和镁质石灰 由于其原料分布广 生产工艺简单 成本低廉 在土木工 程中应用广泛 2 生产工艺生产工艺 原始的石灰生产工艺是将石灰石与燃料 木材 分层铺放 引火煅烧一周即得 现代则采 用机械化 半机械化立窑以及回转窑 沸腾炉等设备进行生产 煅烧时间也相应地缩短 用回转窑生产石灰仅需 2 4 小时 比用立窑生产可提高生产效率 5 倍以上 近年来 又出 现了横流式 双斜坡式及烧油环行立窑和带预热器的短回转窑等节能效果显著的工艺和设 备 燃料也扩大为煤 焦炭 重油或液化气等 3 原料及生产原料及生产 凡是以碳酸钙为主要成分的天然岩石 如石灰岩 白垩 白云质石灰岩等 都可用来生产 石灰 将主要成分为碳酸钙的天然岩石 在适当温度下煅烧 排除分解出的二氧化碳后 所得的 以氧化钙 CaO 为主要成分的产品即为石灰 又称生石灰 在实际生产中 为加快分解 煅烧温度常提高到 1000 1100 由于石灰石原料的尺寸大 或煅烧时窑中温度分布不匀等原因 石灰中常含有欠火石灰和过火石灰 欠火石灰中的碳 酸钙未完全分解 使用时缺乏粘结力 过火石灰结构密实 表面常包覆一层熔融物 熟化 很慢 由于生产原料中常含有碳酸镁 MgCO3 因此生石灰中还含有次要成分氧化镁 MgO 根据氧化镁含量的多少 生石灰分为钙质石灰 MgO 5 和镁质石灰 MgO 5 生石灰呈白色或灰色块状 为便于使用 块状生石灰常需加工成生石灰粉 消石灰粉或石 灰膏 生石灰粉是由块状生石灰磨细而得到的细粉 其主要成分是 CaO 消石灰粉是块状 生石灰用适量水熟化而得到的粉末 又称熟石灰 其主要成分是 Ca OH 2 石灰膏是块状 生石灰用较多的水 约为生石灰体积的 3 4 倍 熟化而得到的膏状物 也称石灰浆 其主要 成分也是 Ca OH 2 4 熟化与硬化熟化与硬化 生石灰 CaO 与水反应生成氢氧化钙的过程 称为石灰的熟化或消化 反应生成的产物氢氧 化钙称为熟石灰或消石灰 石灰熟化时放出大量的热 体积增大 1 2 5 倍 煅烧良好 氧化钙含量高的石灰熟化较 快 放热量和体积增大也较多 根据加水量的不同 石灰可熟化成消石灰粉或石灰膏 石灰熟化的理论需水量为石灰重量 的 32 在生石灰中 均匀加入 60 80 的水 可得到颗粒细小 分散均匀的消石灰粉 若用过量的水熟化 将得到具有一定稠度的石灰膏 石灰中一般都含有过火石灰 过火石 灰熟化慢 若在石灰浆体硬化后再发生熟化 会因熟化产生的膨胀而引起隆起和开裂 为 了消除过火石灰的这种危害 石灰在熟化后 还应 陈伏 2 周左右 石灰浆体的硬化包括干燥结晶和碳化两个同时进行的过程 石灰浆体因水分蒸发或被吸收 而干燥 在浆体内的孔隙网中 产生毛细管压力 使石灰颗粒更加紧密而获得强度 这种 强度类似于粘土失水而获得的强度 其值不大 遇水会丧失 同时 由于干燥失水 引起 浆体中氢氧化钙溶液过饱和 结晶出氢氧化钙晶体 产生强度 但析出的晶体数量少 强 度增长也不大 在大气环境中 氢氧化钙在潮湿状态下会与空气中的二氧化碳反应生成碳 酸钙 并释放出水分 即发生碳化 碳化所生成的碳酸钙晶体相互交叉连生或与氢氧化钙共生 形成紧密交织的结晶网 使硬 化石灰浆体的强度进一步提高 但是 由于空气中的二氧化碳含量很低 表面形成的碳酸 钙层结构较致密 会阻碍二氧化碳的进一步渗入 因此 碳化过程是十分缓慢的 5 性能及应用性能及应用 5 1 技术性质 生石灰熟化后形成的石灰浆中 石灰粒子形成氢氧化钙胶体结构 颗粒极细 粒径约为 1 m 比表面积很大 达 10 30 m2 g 其表面吸附一层较厚的水膜 可吸附大量的水 因而有较强保持水分的能力 即保水性好 将它掺入水泥砂浆中 配成混合砂浆 可显著 提高砂浆的和易性 石灰依靠干燥结晶以及碳化作用而硬化 由于空气中的二氧化碳含量低 且碳化后形成的 碳酸钙硬壳阻止二氧化碳向内部渗透 也妨碍水分向外蒸发 因而硬化缓慢 硬化后的强 度也不高 1 3 的石灰砂浆 28 d 的抗压强度只有 0 2 0 5 MPa 在处于潮湿环境时 石灰 中的水分不蒸发 二氧化碳也无法渗入 硬化将停止 加上氢氧化钙易溶于水 已硬化的 石灰遇水还会溶解溃散 因此 石灰不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用 石灰在硬化过程中 要蒸发掉大量的水分 引起体积显著收缩 易出现干缩裂缝 所以 石灰不宜单独使用 一般要掺人砂 纸筋 麻刀等材料 以减少收缩 增加抗拉强度 并 能节约石灰 石灰具有较强的碱性 在常温下 能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应 生成有水 硬性的产物 产生胶结 因此 石灰还是建筑材料工业中重要的原材料 5 2 质量要求 石灰中产生胶结性的成分是有效氧化钙和氧化镁 其含量是评价石灰质量的主要指标 石 灰中的有效氧化钙和氧化镁的含量可以直接测定 也可以通过氧化钙与氧化镁的总量和二 氧化碳的含量反映 生石灰还有未消化残渣含量的要求 生石灰粉有细度的要求 消石灰 粉则还有体积安定性 细度和游离水含量的要求 国家建材行业将建筑生石灰 建筑生石灰粉和建筑消石灰粉分为优等品和合格品三个等级 但在交通部门 JTJ 034 2000 公路路面基层施工技术规范 仍按原国家标准 GB1594 79 将生石灰和消石灰划分为三个等级 5 3 应用应用 石灰在土木工程中应用范围很广 主要用途如下 1 石灰乳和砂浆 消石灰粉或石灰膏掺加大量粉刷 用石灰膏或消石灰粉可配制石灰砂 浆或水泥石灰混合砂浆 用于砌筑或抹灰工程 2 石灰稳定土 将消石灰粉或生石灰粉掺人各种粉碎或原来松散的土中 经拌合 压实 及养护后得到的混合料 称为石灰稳定土 它包括石灰土 石灰稳定砂砾土 石灰碎石土 等 石灰稳定土具有一定的强度和耐水性 广泛用作建