钙质石灰 （无机胶凝材料之一）

钙质石灰

氧化钙（CaO），钙（Ca）

无机胶凝材料之一

生产工艺简单，成本低廉

原料生产

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。

熟化硬化

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。

技术性质

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1μm)，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。

用途

1.可作填充剂，例如：用作环氧胶黏剂的填充剂；

2.用作分析试剂，气体分析时用作二氧化碳吸收剂，光谱分析试剂，高纯试剂用于半导体生产中的外延、扩散工序，实验室氨气的干燥及醇类脱l水等；

3.用作原料，可制造电石、纯碱、漂白粉等，也用于制革、废水净化，氢氧化钙及各种钙化合物；

4.可用作建筑材料、冶金助熔剂，水泥速凝剂，荧光粉的助熔剂。

5.用作植物油脱色剂，药物载体，土壤改良剂和钙肥；

6.还可用于耐火材料、干燥剂；

7.可配制农机1、2号胶和水下环氧胶黏剂，还用作与2402树脂预反应的反应剂；

8.用于酸性废水处理及污泥调质；

9.还可用作锅炉停用保护剂，利用石灰的吸湿能力，使锅炉水汽系统的金属表面保持干燥，防止腐蚀，适用于低压、中压、小容量汽包锅炉的长期停用保护；

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，它们的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。除了有效氧化钙和氧化镁这一主要指标外，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。

国家建材行业标准根据有关指标，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。

工程应用

石灰

1．概念

生石灰是将以含碳酸钙为主的天然岩石，在高温下煅烧而得，其主要成分为氧化钙（CaO）。在煅烧时由于火候或温度控制不均，常会含有欠火石灰或过火石灰。欠火石灰产浆量小，质量较差，利用率降低，不会带来危害。过火石灰的水化速度大大减慢，在硬化后才与水发生水化反应，产生较大的体积膨胀，致使硬化后的石灰表面局部产生鼓包、崩裂等现象，工程上称为“爆灰”。“爆灰”是建筑工程质量通病之一。生石灰与水作用生成熟石灰（Ca(OH)2）的过程，称为熟化。工程上，将生石灰加大量的水（生石灰质量的2～3倍）熟化成石灰乳，然后经筛网流入储灰池并“陈伏”至少两周，以消除过火石灰的危害，经沉淀除去多余的水分得到的膏状物即为石灰膏。也可将每半米高的生石灰块，淋上适当的水（生石灰量的60%～80%），经熟化得到的粉状物称为消石灰粉。加水量以消石灰粉略湿、但不成团为宜。

2．基本性能与应用

石灰的保水性、可塑性好，工程上常被用来改善砂浆的保水性，以克服水泥砂浆保水性差的缺点。石灰凝结硬化速度慢、强度低、耐水性差。石灰的干燥收缩大，因此除粉刷以外，不宜单独使用。

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。

生石灰块及生石灰粉须在干燥条件下运输和贮存，且不宜存放太久。长期存放时应在密闭条件下，且应防潮、防水。

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。粘土颗粒表面的少量活性氧化硅和氧化铝与氢氧化钙发生反应，生成水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，使粘土的抗渗能力，抗压强度，耐水性得到改善。广泛用作建筑物的基础、地面的垫层及道路的路面基层。 　（3）硅酸盐制品 以石灰(消石灰粉或生石灰粉)与硅质材料(砂、粉煤灰、火山灰、矿渣等)为主要原料，经过配料、拌合、成型和养护后可制得砖、砌块等各种制品。因内部的胶凝物质主要是水化硅酸钙，所以称为硅酸盐制品，常用的有灰砂砖、粉煤灰砖等。

腐蚀性防护

其粉尘或悬浮液滴对粘膜有刺激作用，虽然程度上不如氢氧化钠重，但也能引起喷嚏和咳嗽，和碱一样能使脂肪乳化，从皮肤吸收水分、溶解蛋白质、刺激及腐蚀组织。吸入石灰粉尘可能引起肺炎。最高容许浓度为5mg/m3。吸入粉尘时，可吸入水蒸气、可待因及犹奥宁，在胸廓处涂芥末膏；当落入眼内时，可用流水尽快冲洗，再用5%氯化铵溶液或0.01%CaNa-EDTA溶液冲洗，然后将0.5%地卡因溶液滴入。工作时应注意保护呼吸器官，穿戴用防尘纤维制的工作服、手套、密闭防尘眼镜，并涂含油脂的软膏，以防止粉尘吸入。

注意事项

1、使用操作过程时间越短越好，放置在包装容器内的适当处，起到密封吸湿的作用。

2、存放在干燥库房中，防潮，避免与酸类物接触。

3、运输过程中避免受潮，小心轻放，以防止包装破损而影响产品质量。

4、禁止食用，万一入口，用水漱口立即求医。（切记不能饮水，生石灰是碱性氧化物遇水会腐蚀！）