鈣質石灰

凡是以碳酸鈣為主要成分的天然岩石，如石灰岩、白堊、白雲質石灰岩等，都可用來生產石灰。

將主要成分為碳酸鈣的天然岩石，在適當温度下煅燒，排除分解出的二氧化碳後，所得的以氧化鈣(CaO)為主要成分的產品即為石灰，又稱生石灰。

在實際生產中，為加快分解，煅燒温度常提高到1000～1100℃。由於石灰石原料的尺寸大或煅燒時窯中温度分佈不勻等原因，石灰中常含有欠火石灰和過火石灰。欠火石灰中的碳酸鈣未完全分解，使用時缺乏粘結力。過火石灰結構密實，表面常包覆一層熔融物，熟化很慢。由於生產原料中常含有碳酸鎂(MgCO3)，因此生石灰中還含有次要成分氧化鎂(MgO)，根據氧化鎂含量的多少，生石灰分為鈣質石灰(MgO≤5%)和鎂質石灰(MgO＞5%)。

生石灰呈白色或灰色塊狀，為便於使用，塊狀生石灰常需加工成生石灰粉、消石灰粉或石灰膏。生石灰粉是由塊狀生石灰磨細而得到的細粉，其主要成分是CaO；消石灰粉是塊狀生石灰用適量水熟化而得到的粉末，又稱熟石灰，其主要成分是Ca(OH)2；石灰膏是塊狀生石灰用較多的水(約為生石灰體積的3—4倍)熟化而得到的膏狀物．也稱石灰漿。其主要成分也是Ca(OH)2。

生石灰(CaO)與水反應生成氫氧化鈣的過程，稱為石灰的熟化或消化。反應生成的產物氫氧化鈣稱為熟石灰或消石灰。

石灰熟化時放出大量的熱，體積增大1—2．5倍。煅燒良好、氧化鈣含量高的石灰熟化較快，放熱量和體積增大也較多。

根據加水量的不同，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，若在石灰漿體硬化後再發生熟化，會因熟化產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，石灰在熟化後，還應“陳伏”2周左右。

石灰漿體的硬化包括乾燥結晶和碳化兩個同時進行的過程。石灰漿體因水分蒸發或被吸收而乾燥，在漿體內的孔隙網中，產生毛細管壓力。使石灰顆粒更加緊密而獲得強度。這種強度類似於粘土失水而獲得的強度，其值不大，遇水會喪失。同時，由於乾燥失水。引起漿體中氫氧化鈣溶液過飽和，結晶出氫氧化鈣晶體，產生強度；但析出的晶體數量少，強度增長也不大。在大氣環境中，氫氧化鈣在潮濕狀態下會與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣，並釋放出水分，即發生碳化。

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，形成緊密交織的結晶網，使硬化石灰漿體的強度進一步提高。但是，由於空氣中的二氧化碳含量很低，表面形成的碳酸鈣層結構較緻密，會阻礙二氧化碳的進一步滲入，因此，碳化過程是十分緩慢的。

技術性質

生石灰熟化後形成的石灰漿中，石灰粒子形成氫氧化鈣膠體結構，顆粒極細(粒徑約為1μm)，比表面積很大(達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。

石灰依靠乾燥結晶以及碳化作用而硬化，由於空氣中的二氧化碳含量低，且碳化後形成的碳酸鈣硬殼阻止二氧化碳向內部滲透，也妨礙水分向外蒸發，因而硬化緩慢，硬化後的強度也不高，1：3的石灰砂漿28 d的抗壓強度只有0.2～0.5 MPa。在處於潮濕環境時，石灰中的水分不蒸發，二氧化碳也無法滲入，硬化將停止；加上氫氧化鈣易溶於水，已硬化的石灰遇水還會溶解潰散。因此，石灰不宜在長期潮濕和受水浸泡的環境中使用。

石灰在硬化過程中，要蒸發掉大量的水分，引起體積顯著收縮，易出現幹縮裂縫。所以，石灰不宜單獨使用，一般要摻人砂、紙筋、麻刀等材料，以減少收縮，增加抗拉強度，並能節約石灰。

石灰具有較強的鹼性，在常温下，能與玻璃態的活性氧化硅或活性氧化鋁反應，生成有水硬性的產物，產生膠結。因此，石灰還是建築材料工業中重要的原材料。

用途

1.可作填充劑，例如：用作環氧膠黏劑的填充劑；

2.用作分析試劑，氣體分析時用作二氧化碳吸收劑，光譜分析試劑，高純試劑用於半導體生產中的外延、擴散工序，實驗室氨氣的乾燥及醇類脱l水等；

3.用作原料，可製造電石、純鹼、漂白粉等，也用於製革、廢水淨化，氫氧化鈣及各種鈣化合物；

4.可用作建築材料、冶金助熔劑，水泥速凝劑，熒光粉的助熔劑。

5.用作植物油脱色劑，藥物載體，土壤改良劑和鈣肥；

6.還可用於耐火材料、乾燥劑；

7.可配製農機1、2號膠和水下環氧膠黏劑，還用作與2402樹脂預反應的反應劑；

8.用於酸性廢水處理及污泥調質；

9.還可用作鍋爐停用保護劑，利用石灰的吸濕能力，使鍋爐水汽系統的金屬表面保持乾燥，防止腐蝕，適用於低壓、中壓、小容量汽包鍋爐的長期停用保護；

石灰中產生膠結性的成分是有效氧化鈣和氧化鎂，它們的含量是評價石灰質量的主要指標。石灰中的有效氧化鈣和氧化鎂的含量可以直接測定，也可以通過氧化鈣與氧化鎂的總量和二氧化碳的含量反映。除了有效氧化鈣和氧化鎂這一主要指標外，生石灰還有未消化殘渣含量的要求；生石灰粉有細度的要求；消石灰粉則還有體積安定性、細度和遊離水含量的要求。

國家建材行業標準根據有關指標，將建築生石灰、建築生石灰粉和建築消石灰粉分為優等品和合格品三個等級。但在交通部門，JTJ 034—2000《公路路面基層施工技術規範》仍按原國家標準(GB1594—79)將生石灰和消石灰劃分為三個等級。

石灰

1．概念

生石灰是將以含碳酸鈣為主的天然岩石，在高温下煅燒而得，其主要成分為氧化鈣（CaO）。在煅燒時由於火候或温度控制不均，常會含有欠火石灰或過火石灰。欠火石灰產漿量小，質量較差，利用率降低，不會帶來危害。過火石灰的水化速度大大減慢，在硬化後才與水發生水化反應，產生較大的體積膨脹，致使硬化後的石灰表面局部產生鼓包、崩裂等現象，工程上稱為“爆灰”。“爆灰”是建築工程質量通病之一。 　生石灰與水作用生成熟石灰（Ca(OH)2）的過程，稱為熟化。工程上，將生石灰加大量的水（生石灰質量的2～3倍）熟化成石灰乳，然後經篩網流入儲灰池並“陳伏”至少兩週，以消除過火石灰的危害，經沉澱除去多餘的水分得到的膏狀物即為石灰膏。也可將每半米高的生石灰塊，淋上適當的水（生石灰量的60%～80%），經熟化得到的粉狀物稱為消石灰粉。加水量以消石灰粉略濕、但不成團為宜。

2．基本性能與應用

石灰的保水性、可塑性好，工程上常被用來改善砂漿的保水性，以克服水泥砂漿保水性差的缺點。石灰凝結硬化速度慢、強度低、耐水性差。石灰的乾燥收縮大，因此除粉刷以外，不宜單獨使用。

石灰在建築上的用途主要有：

A、石灰乳塗料 石灰加大量的水所得的稀漿，即為石灰乳。主要用於要求不高的室內粉刷。

B、砂漿 利用石灰膏或消石灰粉可配製成石灰砂漿或水泥石灰混合砂漿，用於抹灰和砌築。

C、灰土和三合土 消石灰粉與黏土拌合後稱為灰土，再加砂或石屑、爐渣等即成三合土。灰土和三合土廣泛用於建築物的基礎和道路的墊層。

D、硅酸鹽混凝土及其製品 以石灰與硅質材料（如石英砂、粉煤灰、礦渣等）為主要原料，經磨細、配料、拌合、成型、養護（蒸汽養護或壓蒸養護）等工序得到的人造石材。常用的硅酸鹽混凝土製品有蒸汽養護和壓蒸養護的各種粉煤灰磚、灰砂磚、砌塊及加氣混凝土等。

E、碳化石灰板 將磨細生石灰、纖維狀填料（如玻璃纖維）或輕質骨料加水攪拌成型為坯體，然後再通入二氧化碳進行人工碳化（約12～24小時）而成的一種輕質板材。適合作非承重的內隔牆板、頂棚等。

生石灰塊及生石灰粉須在乾燥條件下運輸和貯存，且不宜存放太久。長期存放時應在密閉條件下，且應防潮、防水。

石灰在土木工程中應用範圍很廣，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製石灰砂漿或水泥石灰 混合砂漿，用於砌築或抹灰工程。

（2）石灰穩定土 將消石灰粉或生石灰粉摻人各種粉碎或原來鬆散的土中，經拌合、壓實及養護後得到的混合料，稱為石灰穩定土。它包括石灰土、石灰穩定砂礫土、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生反應，生成水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，使粘土的抗滲能力，抗壓強度，耐水性得到改善。廣泛用作建築物的基礎、地面的墊層及道路的路面基層。 　（3）硅酸鹽製品 以石灰(消石灰粉或生石灰粉)與硅質材料(砂、粉煤灰、火山灰、礦渣等)為主要原料，經過配料、拌合、成型和養護後可製得磚、砌塊等各種製品。因內部的膠凝物質主要是水化硅酸鈣，所以稱為硅酸鹽製品，常用的有灰砂磚、粉煤灰磚等。

其粉塵或懸浮液滴對粘膜有刺激作用，雖然程度上不如氫氧化鈉重，但也能引起噴嚏和咳嗽，和鹼一樣能使脂肪乳化，從皮膚吸收水分、溶解蛋白質、刺激及腐蝕組織。吸入石灰粉塵可能引起肺炎。最高容許濃度為5mg/m3。吸入粉塵時，可吸入水蒸氣、可待因及猶奧寧，在胸廓處塗芥末膏；當落入眼內時，可用流水儘快沖洗，再用5%氯化銨溶液或0.01%CaNa-EDTA溶液沖洗，然後將0.5%地卡因溶液滴入。工作時應注意保護呼吸器官，穿戴用防塵纖維制的工作服、手套、密閉防塵眼鏡，並塗含油脂的軟膏，以防止粉塵吸入。

1、使用操作過程時間越短越好，放置在包裝容器內的適當處，起到密封吸濕的作用。

2、存放在乾燥庫房中，防潮，避免與酸類物接觸。

3、運輸過程中避免受潮，小心輕放，以防止包裝破損而影響產品質量。

4、禁止食用，萬一入口，用水漱口立即求醫。（切記不能飲水，生石灰是鹼性氧化物遇水會腐蝕！）