[科普中國]-游離石灰

游離石灰：一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機膠凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的原料，經(jīng)900～1100℃煅燒而成。

概念石灰是人類最早應用的膠凝材料。公元前8世紀古希臘人已用于建筑，中國也在公元前7世紀開始使用石灰。至今石灰仍然是用途廣泛的建筑材料。石灰有生石灰和熟石灰（即消石灰），按其氧化鎂含量（以5%為限）又可分為鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰。由于其原料分布廣，生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉，在土木工程中應用廣泛。

生產(chǎn)工藝原始的石灰生產(chǎn)工藝是將石灰石與燃料（木材）分層鋪放，引火煅燒一周即得?，F(xiàn)代則采用機械化、半機械化立窯以及回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐等設備進行生產(chǎn)。煅燒時間也相應地縮短，用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)石灰僅需2～4小時，比用立窯生產(chǎn)可提高生產(chǎn)效率5倍以上。近年來，又出現(xiàn)了橫流式、雙斜坡式及燒油環(huán)行立窯和帶預熱器的短回轉(zhuǎn)窯等節(jié)能效果顯著的工藝和設備，燃料也擴大為煤、焦炭、重油或液化氣等。

原料凡是以碳酸鈣為主要成分的天然巖石，如石灰?guī)r、白堊、白云質(zhì)石灰?guī)r等，都可用來生產(chǎn)石灰。
將主要成分為碳酸鈣的天然巖石，在適當溫度下煅燒，排除分解出的二氧化碳后，所得的以氧化鈣(CaO)為主要成分的產(chǎn)品即為石灰，又稱生石灰。
在實際生產(chǎn)中，為加快分解，煅燒溫度常提高到1000～1100℃。由于石灰石原料的尺寸大或煅燒時窯中溫度分布不勻等原因，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(jié)力。過火石灰結(jié)構(gòu)密實，表面常包覆一層熔融物，熟化很慢。由于生產(chǎn)原料中常含有碳酸鎂()，因此生石灰中還含有次要成分氧化鎂(MgO)，根據(jù)氧化鎂含量的多少，生石灰分為鈣質(zhì)石灰(MgO≤5%)和鎂質(zhì)石灰(MgO>5%)。
生石灰呈白色或灰色塊狀，為便于使用，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；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。

游離石灰對安定性的解決辦法氧化鈣(CaO)的比重是3.34。水化后生成氫氧化鈣的比重是2.23。從氧化鈣消化成氫氧化鈣時，體積膨脹約50%(為原來體積的1.5倍)，這是很大的破壞力量。普通的石灰在1100—1200℃下燒成，把這種普通石灰摻入水泥中時，石灰水化得很快，雖然水化時體積也膨腰，但那時水泥本身沒有凝固，還有可塑性，安定性就不會被破壞。過燒的石灰滑化很慢。熟料中的游離石灰，更經(jīng)過1400--1450℃的高溫燃燒，滑化就更慢了，一般要在水泥水化3天后才大量水化。這時候水泥早已凝結(jié)，體積已經(jīng)基本上定了型，這時游離石灰水化所產(chǎn)生的體積膨服，就超了破壞水泥安定性的作用。用煮沸法試驗水泥安定性是一種快速試驗的方法。它可以把游離石灰的全部破壞作用，在很短時間的煮沸中完全顯示出來。 1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學