石灰熟化与硬化

(一)石灰的消化

烧制成的生石灰为块状,在使用时必须加水进行消化,使氧化钙消化成为粉状的消石灰,这一过程也称为石灰的“熟化”。其化学反应为:

CaO+HO→Ca(OH)+64.8kJ

在建筑工程中,生石灰必须经充分熟化后方可使用。这是因为块状生石灰中常含有过火石灰,过火石灰的熟化十分缓慢,如果没有充分熟化而直接使用,过火石灰就会吸收空气中的水分继续熟化,体积膨胀而使构件表面凸起、开裂或局部脱落,严重影响工程质量。

消石灰的主要化学成分为氢氧化钙Ca(OH),上式化学反应中的理论需水量仅为石灰的24.32%,但是由于石灰消化是一个放热过程,且体积迅速膨胀1~2.5倍,所以其实际加水量达70%以上,将生石灰加水熟化成含大量水的石灰乳,经沉淀除去部分水分制成石灰膏。

在石灰消化时应注意加水速度。对活泼性大的石灰,如果加水速度过慢或加水量不足,则已消化的石灰颗粒生成氢氧化钙,包围在未消化颗粒的周围,使内部石灰不易消化,这种现象称为“过烧”;相反,对于活泼性差的石灰,如果加水的速度过快,则发热量少,水温过低,增加了未消化颗粒,这种现象称为“过冷”。为了消除“过火石灰”的危害,石灰浆应在储灰池中“陈伏”两周以上,石灰在“陈伏”期间,在其表面应留有一层水,使之与空气隔绝,以防止与二氧化碳(CO)产生碳化现象。

(二)石灰的硬化

石灰浆体的硬化过程包括干燥、结晶和碳酸三个交错进行的过程,可以概括为干燥硬化和碳化硬化两个硬化过程:

1.石灰浆的干燥硬化

石灰浆体的干燥过程,由于水分蒸发形成网状孔隙,这时滞留在孔隙中的自由水由于表面张力的作用,从而产生毛细管压力,使石灰粒子更加密实,而获得“附加强度”。

此外,由于水分的蒸发,引起氢氧化钙溶液过饱和而使结晶析出,并产生“结晶强度”。但此时从溶液中析出的氢氧化钙数量不多,因此强度增长也不显著。其反应式为:

2.硬化石灰浆的碳化

结晶后氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用,生成不溶解于水的碳酸钙晶体,析出的水分逐渐被蒸发,产生“碳化强度”。石灰的碳化作用只有在有水的条件下才能进行,其化学反应式为:

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