质量要求
石灰中产生胶结性的成分是有效氧化钙和氧化,其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的含量可以直接测定,也可以通与氧化的总量和的含量反映,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性、细度和游离水含量的要求。
建材行业将建筑生石灰、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》仍按原标准(GB1594—79)将生石灰和消石灰划分为三个等级。
深加工
(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,加水消化石灰生成氧化钙,再通入,碳化石灰乳生成沉淀,然后沉淀经脱水、干燥后再经石灰磨粉机粉碎便制得轻质。
(2)纯碱(Na2CO3)氯化钙法:在纯碱水溶液中加入氯化钙,即可生成沉淀。(3)碱法:在生产(NaOH) 过程中,可得到副产品轻质。在纯碱水溶液中加入消石灰即可生成沉淀,并同时得到水溶液,后沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质。
(4)联钙法:用处理消石灰得到氯化钙溶液,氯化钙溶液在吸入氨气后用进行碳化便得到沉淀。
(5)苏尔维(Solvay)法:在生产纯碱过程中,可得到副产品轻质。饱和食盐水在吸入氨气后用进行碳化,便得到重碱(碳酸轻钙)沉淀和溶液。在溶液中加入石灰乳便得到氯化钙氨水溶液,然后用对其进行碳化便得到沉淀。
生产工艺
石灰
原始的石灰生产工艺是将石灰石与燃料(木材)分层铺放,引火煅烧一周即得。现代则采用机械化、半机械化立窑以及回转窑、沸腾炉等设备进行生产。煅烧时间也相应地缩短,用回转窑生产石灰仅需2~4小时,比用立窑生产可提高生产效率5倍以上。又出现了横流式、双斜坡式及烧油环行立窑和带预热器的短回转窑等节能效果显著的工艺和设备,燃料也扩大为煤、焦炭、重油或液化气等。
熟化与硬化
生石灰(CaO)与水反应生成氧化钙的过程,称为石灰的熟化或消化。反应生成的产物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。
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。引起浆体中氧化钙溶液过饱和,结晶出氧化钙晶体,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,氧化钙在潮湿状态下会与空气中的反应生成,并释放出水分,即发生碳化。
碳化所生成的晶体相互交叉连生或与氧化钙共生,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,由于空气中的含量很低,表面形成的层结构较致密,会阻碍的进一步渗入,因此,碳化过程是十分缓慢的。
生石灰熟化后形成的石灰浆中,石灰粒子形成氧化钙胶体结构,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,由于空气中的含量低,且碳化后形成的硬壳阻止向内部渗透,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,也无法渗入,硬化将停止;加上氧化钙微溶于水,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。
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