石灰是一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白垩、贝壳等碳钙含量高的产物,经900~1100℃煅烧而成。石灰是人类较早应用的胶凝材料。石灰在土木工程中应用范围很广,在我国还可用在医面。为此,古代流传下以石灰为题材的诗词,千古吟颂。
石灰有生石灰和熟石灰(即消石灰),按其氧化镁含量(以5%为限)又可分为钙质石灰和镁质石灰。由于其原料分布广,生产工艺简单,成本低廉。
石灰具有较强的碱性,在常温下,能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应,生成有水硬性的产物,产生胶结。石灰还是建筑材料工业中重要的原材料。凡是以碳钙为主要成分的岩石,如石灰岩、白垩、白云质石灰岩等,都可用来生产石灰。将主要成分为碳钙的岩石,在适当温度下煅烧,排除分解出的二氧化碳后,所得的以氧化钙(CaO)为主要成分的产品即为石灰,又称生石灰。生石灰(CaO)与水反应生成氢氧化钙的过程,称为石灰的熟化或消化。反应生成的产物氢氧化钙称为熟石灰或消石灰。石灰熟化时放出大量的热,体积增大1.5--2倍。煅烧良好、氧化钙含量高的石灰熟化较快,放热量和体积增大也较多。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束行的过程。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。由于干燥失水。引起浆体中氢氧化钙溶液过饱和,结晶出氢氧化钙晶体,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,氢氧化钙在潮湿状态下会与空气中的二氧化碳反应生成碳钙,并释放出水分,即发生碳化。