石灰熟化与硬化

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(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+H₂O→Ca(OH)₂+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)₂，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(CO₂)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着。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：