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1.5--2倍。煅烧良好、氧化钙含量高的石灰熟化较快,放热量和体积也较多。工地上熟化石灰常用两种方法:消石灰浆法和消石灰粉法。
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*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。
深加工
(1)碳化法:将石灰石等原料煅烧生成石灰(主要成份为氧化钙) 和二氧化碳,加水消化石灰生成氢氧化钙,再通入二氧化碳,碳化石灰乳生成沉淀,然后沉淀经脱水、干燥后再经石灰磨粉机粉碎便制得轻质。
(2)纯碱(Na2CO3)氯化钙法:在纯碱水溶液中加入氯化钙,即可生成沉淀。(3)碱法:在生产(NaOH) 过程中,可得到副产品轻质。在纯碱水溶液中加入消石灰即可生成沉淀,并同时得到水溶液,后沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质。
(4)联钙法:用处理消石灰得到氯化钙溶液,氯化钙溶液在吸入氨气后用二氧化碳进行碳化便得到沉淀。
(5)苏尔维(Solvay)法:在生产纯碱过程中,可得到副产品轻质。饱和食盐水在吸入氨气后用二氧化碳进行碳化,便得到重碱(碳酸轻钙)沉淀和溶液。在溶液中加入石灰乳便得到氯化钙氨水溶液,然后用二氧化碳对其进行碳化便得到沉淀。
石灰石
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。
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。
唐本草
石灰,《名医别录》及今人用疗金疮止血大效。若五月采蘩缕、葛叶、鹿活草、槲叶、芍、地黄叶、苍耳叶、叶,合石灰捣为团如鸡卵,,末,以疗疮生肌,大验。
《本草图经》
石灰,今所在近山处皆有之,此烧青石为灰也。又名石锻,有两种:风化、水化,风化者,以锻了石,置风中自解,此为有力;水化者,以水沃之,则热蒸而解,力差劣。古方多用合百草团,末,治金创殊胜。今医家或以腊月黄牛胆取汁搜和,却纳胆中,挂之当风,百日,研之,更胜草叶者。
《纲目》
今人作窑烧之,一层柴,或煤炭一层在下,上累青石,自下发火,层层而散。入惟用风化、不夹石者良。
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