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石灰是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產(chǎn)物,經(jīng)900~1100℃煅燒而成。石灰是人類早應用的膠凝材料。另外氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應生成難溶于水的碳酸鈣,也有利于藥液附著于植物表面一段時間不被雨水沖掉。石灰在土木工程中應用范圍很廣,在我國還可用在醫(yī)學方面。為此,古代流傳下以石灰為題材的詩詞,千古吟頌。
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土木工程應用
生石灰是將以含碳酸鈣為主的天然巖石,在高溫下煅燒而得,其主要成分為氧化鈣(CaO)。在煅燒時由于火候或溫度控制不均,常會含有欠火石灰或過火石灰。欠火石灰產(chǎn)漿量小,質(zhì)量較差,利用率降低,不會帶來危害。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,并能節(jié)約石灰。過火石灰的水化速度大大減慢,在硬化后才與水發(fā)生水化反應,產(chǎn)生較大的體積膨脹,致使硬化后的石灰表面局部產(chǎn)生鼓包、崩裂等現(xiàn)象,工程上稱為“爆灰”。“爆灰”是建筑工程質(zhì)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(zhì)量的2~3倍)熟化成石灰乳,然后經(jīng)篩網(wǎng)流入儲灰池并“陳伏”至少兩周,以消除過火石灰的危害,經(jīng)沉淀除去多余的水分得到的膏狀物即為石灰膏。大多數(shù)固體物質(zhì)溶于水時吸收熱量,根據(jù)平衡移動原理,當溫度升高時,平衡有利于向吸熱的方向移動,所以,這些物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而增大,例如KNO3、NH4NO3等。也可將每半米高的生石灰塊,淋上適當?shù)乃ㄉ伊康?0%~80%),經(jīng)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。
石粉替代活性摻合料肯定會影響混凝土強度,而且強度的下降與混凝土中摻入的石灰石粉的數(shù)量相關(guān),摻入的石灰石粉越多混凝土強度就下降越多,而且是有規(guī)律的。石灰中的有效氧化鈣和氧化鎂的含量可以直接測定,也可以通過與氧化鈣與氧化鎂的總量和二氧化碳的含量反映,生石灰還有未消化殘渣含量的要求。磨細的石粉還有一個特性,通過試驗發(fā)現(xiàn),混凝土中摻入適量的石粉占總膠材20%以下,不影響混凝土的和易性、流動性,同等重量的石粉與活性摻合料對混凝土性能的改善相同。