熟化與硬化

生石灰(CaO)與水反應(yīng)生成氫氧化鈣的過程，稱為石灰的熟化或消化。反應(yīng)生成的產(chǎn)物氫氧化鈣稱為熟石灰或消石灰。
石灰熟化時放出大量的熱，體積增大1.5--2倍。煅燒良好、氧化鈣含量高的石灰熟化較快，放熱量和體積增大也較多。工地上熟化石灰常用兩種方法：消石灰漿法和消石灰粉法。
根據(jù)加水量的不同，石灰可熟化成消石灰粉或石灰膏。石灰熟化的理論需水量為石灰重量的32%。在生石灰中，均勻加入60%～80%的水，可得到顆粒細小、分散均勻的消石灰粉。若用過量的水熟化，將得到具有一定稠度的石灰膏。石灰中一般都含有過火石灰，過火石灰熟化慢，若在石灰漿體硬化后再發(fā)生熟化，會因熟化產(chǎn)生的膨脹而引起隆起和開裂。為了消除過火石灰的這種危害，石灰在熟化后，還應(yīng)“陳伏”2周左右。
石灰漿體的硬化包括干燥結(jié)晶和碳化兩個同時進行的過程。石灰漿體因水分蒸發(fā)或被吸收而干燥，在漿體內(nèi)的孔隙網(wǎng)中，產(chǎn)生毛細管壓力。使石灰顆粒更加緊密而獲得強度。這種強度類似于粘土失水而獲得的強度，其值不大，遇水會喪失。同時，由于干燥失水。引起漿體中氫氧化鈣溶液過飽和，結(jié)晶出氫氧化鈣晶體，產(chǎn)生強度；但析出的晶體數(shù)量少，強度增長也不大。在大氣環(huán)境中，氫氧化鈣在潮濕狀態(tài)下會與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成，并釋放出水分，即發(fā)生碳化。
碳化所生成的晶體相互交叉連生或與氫氧化鈣共生，形成緊密交織的結(jié)晶網(wǎng)，使硬化石灰漿體的強度進一步提高。但是，由于空氣中的二氧化碳含量很低，表面形成的層結(jié)構(gòu)較致密，會阻礙二氧化碳的進一步滲入，因此，碳化過程是十分緩慢的。
 
生石灰熟化后形成的石灰漿中，石灰粒子形成氫氧化鈣膠體結(jié)構(gòu)，顆粒極細(粒徑約為1μm)，比表面積很大(達10～30 m2/g)，其表面吸附一層較厚的水膜，可吸附大量的水，因而有較強保持水分的能力，即保水性好。將它摻入水泥砂漿中，配成混合砂漿，可顯著提高砂漿的和易性。
石灰依靠干燥結(jié)晶以及碳化作用而硬化，由于空氣中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的硬殼阻止二氧化碳向內(nèi)部滲透，也妨礙水分向外蒸發(fā)，因而硬化緩慢，硬化后的強度也不高，1：3的石灰砂漿28 d的抗壓強度只有0.2～0.5 MPa。在處于潮濕環(huán)境時，石灰中的水分不蒸發(fā)，二氧化碳也無法滲入，硬化將停止；加上氫氧化鈣微溶于水，已硬化的石灰遇水還會溶解潰散。因此，石灰不宜在長期潮濕和受水浸泡的環(huán)境中使用。
石灰在硬化過程中，要蒸發(fā)掉大量的水分，引起體積顯著收縮，易出現(xiàn)干縮裂縫。所以，石灰不宜單獨使用，一般要摻人砂、紙筋、麻刀等材料，以減少收縮，增加抗拉強度，并能節(jié)約石灰。

發(fā)展歷程
公元前8世紀古希臘人已用于建筑，

唐本草
石灰，《名醫(yī)別錄》及今人用療金瘡止血大效。若五月采蘩縷、葛葉、鹿活草、槲葉、芍、地黃葉、蒼耳葉、青蒿葉，合石灰搗為團如雞卵，，末，以療瘡生肌，大驗。




《本草圖經(jīng)》
石灰，今所在近山處皆有之，此燒青石為灰也。又名石鍛，有兩種：風化、水化，風化者，以鍛了石，置風中自解，此為有力；水化者，以水沃之，則熱蒸而解，力差劣。古方多用合百草團，末，治金創(chuàng)殊勝。今醫(yī)家或以臘月黃牛膽取汁搜和，卻納膽中，掛之當風，百日，研之，更勝草葉者。




《綱目》
今人作窯燒之，一層柴，或煤炭一層在下，上累青石，自下發(fā)火，層層自焚而散。入惟用風化、不夾石者良。

土木工程應(yīng)用

生石灰是將以含為主的天然巖石，在高溫下煅燒而得，其主要成分為氧化鈣（CaO）。在煅燒時由于火候或溫度控制不均，常會含有欠火石灰或過火石灰。欠火石灰產(chǎn)漿量小，質(zhì)量較差，利用率降低，不會帶來危害。過火石灰的水化速度大大減慢，在硬化后才與水發(fā)生水化反應(yīng)，產(chǎn)生較大的體積膨脹，致使硬化后的石灰表面局部產(chǎn)生鼓包、崩裂等現(xiàn)象，工程上稱為“爆灰”。“爆灰”是建筑工程質(zhì)量通病之一。
生石灰與水作用生成熟石灰（Ca(OH)2）的過程，稱為熟化。工程上，將生石灰加大量的水（生石灰質(zhì)量的2～3倍）熟化成石灰乳，然后經(jīng)篩網(wǎng)流入儲灰池并“陳伏”至少兩周，以消除過火石灰的危害，經(jīng)沉淀除去多余的水分得到的膏狀物即為石灰膏。也可將每半米高的生石灰塊，淋上適當?shù)乃ㄉ伊康?0%～80%），經(jīng)熟化得到的粉狀物稱為消石灰粉。加水量以消石灰粉略濕、但不成團為宜。
基本性能
石灰的保水性、可塑性好，工程上常被用來改善砂漿的保水性，以克服水泥砂漿保水性差的缺點。石灰凝結(jié)硬化速度慢、強度低、耐水性差。石灰的干燥收縮大，因此除粉刷以外，不宜單獨使用。
石灰在建筑上的用途主要有：
A、石灰乳涂料 石灰加大量的水所得的稀漿，即為石灰乳。主要用于要求不高的室內(nèi)粉刷。
B、砂漿 利用石灰膏或消石灰粉可配制成石灰砂漿或水泥石灰混合砂漿，用于抹灰和砌筑。
C、灰土和三合土 消石灰粉與黏土拌合后稱為灰土，再加砂或石屑、爐渣等即成三合土?；彝梁腿贤翉V泛用于建筑物的基礎(chǔ)和道路的墊層。
D、硅酸鹽混凝土及其制品 以石灰與硅質(zhì)材料（如石英砂、粉煤灰、礦渣等）為主要原料，經(jīng)磨細、配料、拌合、成型、養(yǎng)護（蒸汽養(yǎng)護或壓蒸養(yǎng)護）等工序得到的人造石材。常用的硅酸鹽混凝土制品有蒸汽養(yǎng)護和壓蒸養(yǎng)護的各種粉煤灰磚、灰砂磚、砌塊及加氣混凝土等。