第三章 石灰

第三章石灰石灰的制备石灰的熟化石灰浆体的硬化石灰的特性和技术要求石灰的应用本章提要：本章导入石灰吟（于谦：明政治家、军事家）千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲，粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。第三章石灰一、石灰的制备1、原料：主要成分CaCO3，一般CaCO3≥90％，其次为MgCO3，还有一定的粘土等杂质。方解石文石石灰石在自然界中，有两种碳酸钙矿物，即方解石和文石。生产石灰的原料是含碳酸钙为主的天然岩石，即石灰石。(limestone)第三章石灰一、石灰的制备1、原料：其他常用生产石灰原料：白云质石灰石、白垩、大理石、贝壳石灰石、工业废渣等。222222()CaCHOCaHCaOH白云质石灰石白垩贝壳质石灰石岩石名称方解石含量（%）白云石含量（%）石灰岩100~950~5含白云质灰岩95~755~25白云质灰岩75~5025~50钙质白云岩50~2550~75含钙质白云岩25~575~95白云岩5~095~100第三章石灰一、石灰的制备2、生产工序：岩石→破碎→煅烧→粉磨（消解）石灰吟（于谦：明政治家、军事家）千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲，粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。第三章石灰一、石灰的制备2、生产工序：岩石→破碎→煅烧→粉磨（消解）90032178/cCaCOCaOCOkJmol27003COMgOMgCOc生石灰生石灰粉石灰石生石灰主要成分为CaO和MgO1000~1200℃第三章石灰一、石灰的制备2、生产工序：岩石→破碎→煅烧→粉磨（消解）90032178/cCaCOCaOCOkJmol1000~1200℃⑴分类按石灰制备的温度和时间分：欠火石灰：外部正常，内部含有未分解的成分。过火石灰：孔隙率小，结构致密，表面包裹着深褐色的熔融物。正火石灰：内外烧结良好，孔隙率大，表观密度小。第三章石灰一、石灰的制备2、生产工序：岩石→破碎→煅烧→粉磨（消解）90032178/cCaCOCaOCOkJmol生石灰⑴分类钙质生石灰：MgO含量≤5%镁质生石灰：MgO含量＞5%按氧化镁含量：27003COMgOMgCOc第三章石灰一、石灰的制备2、生产工序：岩石→破碎→煅烧→粉磨（消解）生石灰⑴分类按加工方式不同：块状生石灰：煅烧直接获得生石灰粉：块灰磨细制得消石灰粉：生石灰消解石灰膏（乳）：生石灰+过量水CaOCa(OH)2生石灰粉第三章石灰一、石灰的制备2、生产工序：岩石→破碎→煅烧→粉磨（消解）生石灰⑴分类按消化速度不同分：快速消化石灰：消化速度在10分钟以内中速消化石灰：消化速度在10~30分钟之间慢速消化石灰：消化速度在30分钟以上22()64.9/CaOHOCaOHkJmol、生产工序：岩石→破碎→煅烧→粉磨（消解）第三章石灰一、石灰的制备⑵煅烧设备—石灰窑（limekiln）土窑唐山丰南石源冶金炉料公司2002年5月建成投产的日产480吨节能型石灰立窑、生产工序：岩石→破碎→煅烧→粉磨（消解）第三章石灰一、石灰的制备⑵煅烧设备—石灰窑（limekiln）武钢乌龙泉矿日产600吨回转窑唐山三丰集团2003年10月建成投产的4×140m3气烧石灰竖窑、生产工序：岩石→破碎→煅烧→粉磨（消解）预热带煅烧带冷却带回转窑机械立窑第三章石灰一、石灰的制备⑵煅烧设备—石灰窑（limekiln）第三章石灰一、石灰的制备2、生产工序：岩石→破碎→煅烧→粉磨（消解）2223OCOCO⑶分解过程（方解石为例）亚稳的氧化钙晶体氧化钙晶体()64.9/CaOHOCaOHkJmol工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为熟石灰—氢氧化钙，这个过程称为石灰的“消化”，或“熟化”。第三章石灰二、石灰的熟化（limeslaking）反应特点：放热量大、快：1h放热是混凝土1d放热的9倍多。体积膨胀：熟化时体积增大1~2.5倍。熟石灰第三章石灰二、石灰的熟化陈伏：为消除过火石灰的危害，将熟化后的石灰浆或石灰膏放在化灰池中储放2~3周。“陈伏”期间石灰浆表面应保有一层水，以隔绝空气，防止与CO2作用产生碳化。煅烧石灰石如何解决它的危害？欠火石灰温度过低时间不足含有石灰石有效利用率低过火石灰温度过高时间过长表层产生致密釉状物颜色较深密度较大体积膨胀第三章石灰二、石灰的熟化根据熟化时加水量的不同，石灰的熟化方式分为两种：将生石灰放入化灰池中，加大量的水，熟化成石灰膏（乳）（1）熟化为石灰膏经筛网储灰坑石灰膏要在水中“陈伏”两周以上，以消除过火石灰的危害。将生石灰块分层淋适量的水，每层生石灰块厚度约50cm，使石灰充分熟化，又不会过湿成团，此时得到的产品就是熟石灰粉。第三章石灰二、石灰的熟化根据熟化时加水量的不同，石灰的熟化方式分为两种：（2）熟化为熟石灰粉第三章石灰二、石灰的熟化石灰石生石灰磨细水喷淋生石灰粉熟（消）石灰粉1000~1200℃石灰膏煅烧温度较高，时间较长时，过火石灰煅烧温度较低，时间较短时，欠火石灰储灰池浓缩石灰浆陈伏减轻或消除过火石灰的危害第三章石灰三、石灰浆体的硬化1、干燥结晶过程2、碳化过程OHnCaCOCOOnHOHCa23222)1()(产生两种强度毛细水蒸发，产生负压，颗粒间紧密接触----附加强度水分蒸发，氢氧化钙过饱和析晶----结晶强度22()CaOHOCaOH碳酸化强度慢！内→表表→内第三章石灰四、石灰的特性及技术要求1、石灰的特性良好的可塑性及保水性Ca(OH)2粒子表面可以吸附水膜应用：加入水泥砂浆中，提高砂浆的可塑性，改善保水性凝结硬化慢，强度低耐水性差不宜用于潮湿环境及受水侵蚀部位。石灰砂浆墙面因受潮而脱落第三章石灰四、石灰的特性及技术要求1、石灰的特性石灰硬化收缩产生的裂缝体积收缩大一般不单独使用，必须掺入填充材料，如砂子、纸筋等以减少收缩，加快硬化第三章石灰四、石灰的特性及技术要求1、石灰的特性吸湿性强传统的干燥剂第三章石灰四、石灰的特性及技术要求1、石灰的特性有效成分含量未消化残渣含量生石灰的技术要求欠火程度产浆量有效成分含量游离水含量熟石灰粉的技术要求体积安定性细度一等品优等品合格品第三章石灰四、石灰的特性及技术要求2、石灰的技术要求第三章石灰四、石灰的特性及技术要求2、石灰的技术要求生石灰技术指标（JCT479-92）生石灰粉技术指标（JCT480-92）第三章石灰四、石灰的特性及技术要求2、石灰的技术要求消石灰粉技术指标（JCT481-92）第三章石灰五、石灰的应用1.石灰乳和石灰砂浆2.无熟料水泥3.灰土和三合土4.其他建材制品原料5.软土地基加固生石灰块和粉料在运输和储存过程中要注意防潮、防水、防火夯实后的灰土或三合土广泛用作建筑物的基础、路面或地面的垫层。灰土(石灰土)：石灰与粘土按质量比1：2~4拌制而成。三合土：石灰与粘土、炉渣或砂按配合比1：2：3拌制而成。第三章石灰五、石灰的应用灰土和三合土三合土用作铺筑步道砖的垫层蒸压灰砂砖蒸压加气砼砌块五、石灰的应用生产硅酸盐制品第三章石灰灰土桩加固含水的软土地基五、石灰的应用第三章石灰思考与训练：1、简述“过火”石灰的危害，分析其原因和避免其危害的措施。2、石灰本身不耐水，但有些施工良好的石灰土，具有一定的耐水性，你认为可能有哪些原因？3、解释石灰浆塑性好、硬化慢、硬化后强度低而且不耐水的原因。4、一座用砖和石灰砂浆砌筑的古寺，在拆迁时发现石灰砂浆的强度特别高，有人由此断言，古代石灰的质量比我们现代生产的石灰适量好，这是否正确，为什么？石灰岩生石灰块熟石灰粉生石灰粉石灰膏石灰乳煅烧磨细加过量水进行陈伏加水稀释多用来拌制灰土和三合土使用时可以不进行陈伏用来拌制砌筑砂浆或抹面砂浆粉刷墙壁小结：采石工业“高污染、高能耗”人们闻“石”色变。矿物岩石已经成为了数千年以来人类基础设施的重要资源。现代工业规模面临很多问题，比如石灰石采石工业对环境的巨大压力。几乎所有的石材矿山采石工业过程都会产生大量的废水，石灰石采石工业也不例外。水的运用很广，如用高压射流和润滑固体切削刀具。废水可以有限度地循环利用，但最终会变成污水。污染物包括机械在使用过程中的非自然物质如石油和天然气，还包括过量的自然沉积。中国的石材资源储量世界第一石材原料消耗量亦世界第一。由于各方面原因，造成矿山无序开采，在破坏森林植被的同时，加工石材产生的粉尘、废水和噪声，加剧了生态环境恶化；同时由于不注意开采过程安全及开采方式不当，已经造成众多事故发生，不禁让人心生寒栗。采矿机械噪音和粉尘：两个大气环境的破坏者。闻“石”色变采石工业要走科学化道路。采石工业应与时俱进。课外延展：闻“石”色变采石工业要走科学化道路LOGO