物理性質

石灰是一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機膠凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白堊、貝殼等含量高的產(chǎn)物，經(jīng)900～1100℃煅燒而成。石灰是人類早應用的膠凝材料。石灰在土木工程中應用范圍很廣，在我國還可用在醫(yī)方面。為此，古代流傳下以石灰為題材的詩詞，千古吟頌。



發(fā)展歷程

公元前8世紀古希臘人已用于建筑，
 
石灰石 
也在公元前7世紀開始使用石灰。至今石灰仍然是用途廣泛的建筑材料。石灰有生石灰和熟石灰（即消石灰），按其氧化鎂含量（以 5%為限）又可分為鈣質石灰和鎂質石灰。由于其原料分布廣，生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉。
石灰具有較強的堿性，在常溫下，能與玻璃態(tài)的活性氧化硅或活性氧化鋁反應，生成有水硬性的產(chǎn)物，產(chǎn)生膠結。因此，石灰還是建筑材料工業(yè)中重要的原材料。

生石灰(CaO)與水反應生成氫氧化鈣的過程，稱為石灰的熟化或消化。反應生成的產(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“陳伏”2周左右。
石灰漿體的硬化包括干燥結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生成碳酸鈣，并釋放出水分，即發(fā)生碳化。
碳化所生成的碳酸鈣晶體相互交叉連生或與氫氧化鈣共生，形成緊密交織的結晶網(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，表面形成的碳酸鈣層結構較致密，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。

溶解度解析

大多數(shù)固體物質溶于水時吸收熱量，根據(jù)平衡原理，當溫度升高時，平衡有利于向吸熱的方向，所以，這些物質的溶解度隨溫度升高而，例如KNO3、NH4NO3等。有少數(shù)物質，溶解時有放熱現(xiàn)象，一般地說，它們的溶解度隨著溫度的升高而降低，例如氫氧化鈣等。 對氫氧化鈣的溶解度隨著溫度升高而降低的問題，還有一種解釋，氫氧化鈣有兩種水合物〔Ca(OH)2·2H2O和Ca(OH)2·12H2O〕。這兩種水合物的溶解度較大，無水氫氧化鈣的溶解度很小。隨著溫度的升高，這些結晶水合物逐漸變?yōu)闊o水氫氧化鈣，所以，氫氧化鈣的溶解度就隨著溫度的升高而減小。  系統(tǒng)解釋氫氧化鈣的溶解度將在很大程度上超出初中課程的知識范圍。離子化合物的溶解可大致分為兩個過程。首先固體離子化合物與水親和發(fā)生溶劑化作用（可簡單的認為離子化合物先以“分子”的形式進入溶劑中），然后這些已進入溶劑的“分子”發(fā)生電離作用形成離子。  過程1（即電離過程）只能是一個吸熱過程（可從系統(tǒng)的電勢能的角度分析而知）。而過程2（即溶劑化過程）的熱效應卻不一定。  我們以固體Ca(OH)2溶于水為例。溶解前的體系是氫氧化鈣固體和純水。 對于過程2：Ca(OH)2（固體）+nH2O → Ca(OH)2.nH2O（溶液）的熱效應主要取決于氫氧化鈣是否與水作用形成配合物即Ca(OH)2.nH2O的形式（n的值取決于鈣元素的空電子軌道數(shù)目和其他外部條件如溫度條件等）。事實上氫氧化鈣是能和水形成配和物的。而形成配合物的過程是一個放熱過程。形成的配合可以發(fā)生過程2（即電離過程）：
Ca(OH)2.nH2O → Ca（H2O）n2+ + 2 OH-
由于鈣元素與水分子的配合過程的放熱效應很大，它包含于過程1中，超過了過程1與過程2中其它有熱效應的過程的影響，故氫氧化鈣的溶解過程總的熱效應是放熱。溫度升高將會使溶解平衡過程向相反方向，故而氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小。體系在溶解前后總的能量比較是溶解前大于溶解后。多余的能量以熱能的形式放出。

E、碳化石灰板 將磨細生石灰、纖維狀填料（如玻璃纖維）或輕質骨料加水攪拌成型為坯體，然后再通入二氧化碳進行人工碳化（約12～）而成的一種輕質板材。適合作非承重的內隔墻板、頂棚等。
生石灰塊及生石灰粉須在干燥條件下運輸和儲存，且不宜存放太久。長期存放時應在密閉條件下，且應防潮、防水。
石灰在土木工程中應用范圍很廣，主要用途如下：
（1）石灰乳和砂漿 消石灰粉或石灰膏摻加大量粉刷。用石灰膏或消石灰粉可配制石灰砂漿或水泥石灰混合砂漿，用于砌筑或抹灰工程。
（2）石灰穩(wěn)定土將消石灰粉或生石灰粉摻入各種粉碎或原來松散的土中，經(jīng)拌合、壓實及養(yǎng)護后得到的混合料，稱為石灰穩(wěn)定土。它包括石灰土、石灰穩(wěn)定砂礫土、石灰碎石土等。粘土顆粒表面的少量活性氧化硅和氧化鋁與氫氧化鈣發(fā)生反應，生成水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，使粘土的抗?jié)B能力，抗壓強度，耐水性得到改善。廣泛用作建筑物的基礎、地面的墊層及道路的路面基層。
（3）硅酸鹽制品 以石灰(消石灰粉或生石灰粉)與硅質材料(砂、粉煤灰、火山灰、礦渣等)為主要原料，經(jīng)過配料、拌合、成型和養(yǎng)護后可制得磚、砌塊等各種制品。因內部的膠凝物質主要是水化硅酸鈣，所以稱為硅酸鹽制品，常用的有灰砂磚、粉煤灰磚等。