谈建筑用石灰的性能与应用

民营科技2012年第6期
建筑·规划·设计
谈建筑用石灰的性能与应用
赵学文
（黑龙江斯坦德建设工程有限公司，黑龙江牡丹江157000）
石灰是一种古老的建筑材料。

由于原料来源广泛，生产工艺简单，成本低廉，所以至今仍被广泛用于建筑工程中。

1石灰的原料与生产
生产石灰的原料主要是含碳酸钙为主的天然岩石，如石灰石、白云质石灰石等。

将这些原料在高温下煅烧，即得生石灰，其主要成分为氧化钙。

生产时，由于火候或温度控制不均，常会含有欠火石灰或过火石灰。

欠火石灰是由于煅烧温度低或煅烧时间短，内部尚有未分解的石灰石内核，外部为正常煅烧的石灰，因而欠火石灰只是降低了石灰的利用率，不会带来危害。

过火石灰是由于煅烧温度过高，煅烧时间过长或原料中的二氧化硅和三氧化二铝等杂质发生熔结而造成的。

过火石灰熟化十分缓慢，其细小颗粒可能在石灰使用之后熟化，体积膨胀，致使已硬化的砂浆产生“崩裂”或“鼓泡”现象，影响工程质量。

2石灰的熟化与硬化
2．1石灰的熟化
石灰的熟化，又称消解或消化，是生石灰（氧化钙）与水作用生成熟石灰（氢氧化钙）的过程，熟化时放出大量的热，并且体积增大1~2.5倍。

根据熟化时加水量的不同，石灰的熟化方式分为以下两种：1）石灰骨。

在化灰池中生石灰加大量的水（生石灰的3~4倍）熟化成石灰乳，然后经筛网流入储灰池，经沉淀除去多余的水分得到的膏状物即为石灰膏。

为保证石灰完全熟化，石灰膏必须在坑中保存两星期以上，这个过程称为“陈伏”。

否则，未熟化的颗粒，将混入砂浆中，有碍工程质量。

“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。

2）熟石灰粉。

每半米高的生石灰块，淋适量的水,分层堆放再淋水，以能充分消解而又不过湿成团为度，熟石灰粉在使用以前，也应有类似石灰浆的陈伏时间。

2．2石灰的硬化
石灰浆体的硬化包括干燥硬化和碳化硬化。

1）干燥硬化。

石灰浆体在干燥过程中，毛细孔隙失水。

由于水的表面张力作用而产生毛细管压力，使得氢氧化钙颗粒间的接触变得紧密，并产生一定的强度。

干燥过程中氢氧化钙也会在过饱和溶液中结晶，但结晶数量很少，产生的强度很低。

若再遇水，因毛细管压力减弱，氢氧化钙颗粒间的紧密程度降低，且氢氧化钙微溶于水，强度丧失。

2）碳化硬化。

氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙晶体称为碳化，生成的碳酸钙具有相当高的强度。

由于空气中二氧化碳的浓度很低，因此碳化过程极为缓慢。

当石灰浆体含水量过少，处于干燥状态时，碳化反应几乎停止。

石灰浆体含水过多时，孔隙中几乎充满水，二氧化碳气体难以向内部渗透，即碳化作用仅限于在表面进行。

当碳化生成的碳酸钙达到一定厚度时，则阻碍二氧化碳向内部渗透，也阻碍内部水分向外蒸发，从而减慢碳化速度。

见石灰浆体硬化慢，硬化后石灰浆体强度低、耐水差。

3石灰的技术要求
按石灰中氧化镤的含量，将生石灰和生石灰粉划分为钙质石灰和镁质石灰；按消石灰中氧化镁的含量将消石灰粉划分为钙质消石灰粉、镁质消石灰粉和白云石消石灰粉。

建筑生石灰的技术要求包括有效氧化钙和有效氧化镁含量、未消化残渣含量（即欠火石灰、过火石灰及杂质的含量）、二氧化碳含量（欠火石灰含量）及产浆量，并由此划分为优等品、一等品和合格品。

4石灰的主要性能
石灰与其它胶凝材料相比具有以下特性：
4．1保水性与可塑性好
熟化生成的氢氧化钾颗粒极其细小，比表面积（材料的总表面积与其质量的比值）很大，使得氢氧化耗颗粒表面吸附有一层较厚的水膜，即石灰的保水性好。

由于颗粒间的水膜较厚，颗粒间的滑移较易进行，即可塑性好。

这一性质常被用来改善砂架的保水性，以克服水泥砂浆保水性差的缺点。

4．2凝结硬化慢、强度低
石灰的凝结硬化很慢，且硬化后的强度很低。

如1:3的石灰砂浆，28d时的抗压强度仅为0.2~0.5MPa。

4．3耐水性差
潮湿环境中石灰浆体不会产生凝结硬化。

硬化后的石灰浆体的主要成分为氢氧化钙，仅有少量的碳酸钙。

由于氢氧化15可微溶于水，所以石灰的耐水性差。

4．4干燥收缩大
石灰浆体中氢氧化钙颗粒吸附的水分，在凝结硬化过程中不断蒸发，使石灰浆体产生很大的收缩而开裂，因此石灰除粉刷外不宜单独使用，常掺入砂子、麻刀、纸筋等使用。

5石灰的应用
石灰在建筑上的用途主要有以下几方面：
5．1石灰乳涂料和砂浆
石灰加大量的水所得的稀浆，即为石灰乳。

主要用于要求不高的室内粉刷。

利用石灰膏或消石灰粉可配制成石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆，用于抹灰和砌筑。

利用生石灰粉配制砂浆时，生石灰粉熟化时放出的热可大大加速砂浆的凝结硬化（提高30~40倍），且加水量也较少，硬化后的强度较消石灰配制时高2倍。

在磨细过程中，由于过火石灰也被磨成细粉，因而克服了过火石灰熟化慢而造成的体积安定性不良的危害，可不经陈伏直接使用，但用于罩面抹灰时，熟化时间应大于3h。

5．2灰土和三合土
消石灰粉与粘土拌合后称为灰土或石灰土，再加砂或石屑、炉渣等即成三合土。

由于消石灰粉的可塑性好，在夯实或压实下，灰土和三合土的密实度增加，并且粘土中含有的少量的活性氧化硅和活性氧化铝与氢氧化钙反应生成了少量的水硬性产物,所以二者的密实程度、强度和耐水性得到改善。

因此，灰土和三合土广泛用于建筑物的基础和道路的垫层。

5．3硅酸盐混凝土及其制品
以石灰与硅质材料（如石英砂、粉煤灰、矿渣等）为主要原料，经磨细、配料、拌合、成型、养护（蒸气养护或压蒸养护）等工序得到的人造石材，其主要产物为水化硅酸钙，所以称为硅酸盐混凝土。

常用的硅酸盐混凝土制品有蒸气养护和压蒸养护的各种粉煤灰砖及砌块、灰砂砖及砌块、加气混凝土等。

5．4碳化石灰板
将磨细生石灰、纤维状填料（如玻璃纤维）或轻质骨料加水搅拌成型为坯体，然后再通入二氧化碳进行人工碳化（约12~24h)而成的一种轻质板材。

为减轻自重，提高碳化效果，通常制成薄壁或空心制品。

碳化石灰板的可加工性能好，适合作非承重的内隔墙板、天花板等。

石灰在运输中易于损耗，如保管不善则损耗更大，并且石灰的吸水性、吸湿性极强，易受潮，最后生成碳酸钙，从而失去胶结能力。

因此，在运输、验收、保管中均须特别注意。

参考文献
[1]张志伟.建筑材料性能[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[2]王力宏.建筑施工技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.
摘要：石灰是一种古老的建筑材料。

由于原料来源广泛，生产工艺简单，成本低廉，所以至今仍被广泛用于建筑工程中。

关键词：建筑；石灰；性能；应用
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