巖土工程師考點(diǎn):石灰的消化與硬化
石灰的消化與硬化:
(1)石灰的消化:生石灰加水變成粉末的方法稱為消化,成品稱為消石灰粉。石灰的消化過(guò)程用下面熱反應(yīng)化學(xué)式表示:石灰的消化過(guò)程是一個(gè)可逆的過(guò)程,反應(yīng)的方向取決于溫度和周圍介質(zhì)中蒸汽壓。在常溫下,反應(yīng)向右進(jìn)行。生石灰消化過(guò)程需要一定時(shí)間,如果生石灰消化不充分,在消石灰粉中殘留有未消化的生石灰,則在使用后,由于未消化的生石灰繼續(xù)消化,從而導(dǎo)致爆裂或不正常的膨脹現(xiàn)象。
消化時(shí)間取決于周圍環(huán)境的溫度和蒸汽壓、生石灰的煅燒程度和雜質(zhì)含量、石灰塊的尺寸以及摻人的外加劑等因素。生石灰消化成消石灰粉或石灰漿可以采用人工的方法,也可采用機(jī)械方法。一般,人工方法的勞動(dòng)強(qiáng)度大,勞動(dòng)條件惡劣,而且消化時(shí)間長(zhǎng),成品質(zhì)量不均勻,但其成本低,所以目前也常使用。
(2)石灰硬化:石灰漿體的硬化包括兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程:干燥和碳酸化。
石灰漿在干燥環(huán)境中,多余的游離水逐漸蒸發(fā),使顆粒聚結(jié)在一起,同時(shí)生石灰漿體的內(nèi)部形成大量的毛細(xì)孔隙。另外,當(dāng)水分蒸發(fā)時(shí),液體中氫氧化鈣達(dá)到一定程度的過(guò)飽和,從而會(huì)產(chǎn)生氫氧化鈣的析晶過(guò)程,加強(qiáng)了石灰漿中原來(lái)的氫氧化鈣顆粒之間的結(jié)合。石灰漿能吸收空氣中的二氧化碳而碳酸化,其反應(yīng)如下。
Ca(OH)2+C02+nH20=CaC03+(n+1)H20
上式表明,Ca(OH)2與C02只有在水分存在下才能發(fā)生碳酸化過(guò)程,形成碳酸鈣(CaCO3)。碳酸鈣的固相體積比氫氧化鈣的固相體積稍微增大一些,使石灰漿體的結(jié)構(gòu)更加致密,所以碳酸化也是石灰硬化的原因之一。
石灰漿在凝結(jié)硬化過(guò)程中收縮極大且發(fā)生開(kāi)裂,因此,石灰漿不能單獨(dú)使用,而必須
摻人一些骨料最常用的是砂子。石灰砂漿中的砂子好像是砂漿中的骨架,它可減少和防止開(kāi)裂。摻砂可節(jié)省石灰用量,降低成本。此外砂子可使砂漿形成較多的孔隙,以利于石灰漿內(nèi)部水分的排除和吸收二氧化碳。
石灰漿在硬化時(shí),不但游離水分要向環(huán)境排出、,而且碳酸化反應(yīng)生成的水分也要蒸發(fā)到周圍環(huán)境中去,所以只能用于較干燥的環(huán)境,不宜用于潮濕環(huán)境和水中。
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