石灰(lime)是由石灰石、白云石或白垩等原料,经煅烧而得的以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料,人类早应用的胶凝材料。
石灰质硬,土状光泽,不透明,包括生石灰和熟石灰。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。
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%)。
深度加工
(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,再加水消化石灰生成石灰乳(主要成份为氢氧化钙),然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。
(2)纯碱(Na2CO3)氯化钙法:在纯碱水溶液中加入氯化钙,即可生成碳酸钙沉淀。
(3)苛化碱法:在生产烧碱(NaOH) 过程中,可得到副产品轻质碳酸钙。在纯碱水溶液中加入消石灰即可生成碳酸钙沉淀,并同时得到烧碱水溶液,后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。
(4)联钙法:用盐酸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碳酸钙沉淀。
(5)苏尔维(Solvay)法:在生产纯碱过程中,可得到副产品轻质碳酸钙。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(碳酸氢钠)沉淀和氯化铵溶液。在氯化铵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碳酸钙沉淀。
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1.5--2倍。煅烧良好、氧化钙含量高的石灰熟化较快,放热量和体积增大也较多。工地上熟化石灰常用两种方法:消石灰浆法和消石灰粉法。
石灰在建筑上的用途主要有:
A、石灰乳涂料 石灰加大量的水所得的稀浆,即为石灰乳。主要用于要求不高的室内粉刷。
B、砂浆 利用石灰膏或消石灰粉可配制成石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆,用于抹灰和砌筑。
C、灰土和三合土 消石灰粉与黏土拌合后称为灰土,再加砂或石屑、炉渣等即成三合土。灰土和三合土广泛用于建筑物的基础和道路的垫层。
D、硅酸盐混凝土及其制品 以石灰与硅质材料(如石英砂、粉煤灰、矿渣等)为主要原料,经磨细、配料、拌合、成型、养护(蒸汽养护或压蒸养护)等工序得到的人造石材。常用的硅酸盐混凝土制品有蒸汽养护和压蒸养护的各种粉煤灰砖、灰砂砖、砌块及加气混凝土等。
E、碳化石灰板 将磨细生石灰、纤维状填料(如玻璃纤维)或轻质骨料加水搅拌成型为坯体,然后再通入二氧化碳进行人工碳化(约12~24小时)而成的一种轻质板材。适合作非承重的内隔墙板、顶棚等。
生石灰、熟石灰与复合碱外观上都属于粉白色,都能够应用到废水处理当中作为碱剂提高废水的碱度,都可以混凝除磷。但是,据生产销售氢氧化钙多年的神龙钙业介绍:生石灰更多应用于建筑,由于它吸水放热的物理性质,会导致废水处理上放热烧坏管道与设备,土壤施肥方面与雨水接触烧伤农作物。熟石灰更多的应用于鱼塘消毒与土壤PH值提高,但熟石灰应用于鱼塘消毒将会产生比较多的泥渣。