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(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。

石灰是建筑行業(yè)的健將，可以說是有水泥建筑的地方總少不了石灰的參與。而石灰同時也是污水處理中的寵兒，它應(yīng)用于多種污水處理當(dāng)中。那么建筑用的石灰與水處理用的石灰是不是一樣的呢？它們是否存在著什么樣的差異呢？
建筑石灰與水處理石灰的區(qū)別
 首先從外觀上看，建筑石灰與水處理石灰都為白色粉末。再者從儲存運輸上有同樣的注意事項。其實這兩者同屬于CaO產(chǎn)品，可以說其成分并沒有差別。但實際上它們還是存在差別的。
建筑石灰與水處理石灰的區(qū)別
1、水處理石灰的含量遠高于建筑石灰。在建筑行業(yè)應(yīng)用中對于CaO含量的要求遠沒有水處理行業(yè)高。
2、作用不同。石灰在建筑行業(yè)中主要發(fā)揮的是它的膠結(jié)性作用，也就是說，在此行業(yè)中，石灰主要是與活性氧化硅或活性氧化鋁等反應(yīng)產(chǎn)生具有膠結(jié)作用的產(chǎn)物，所起的是膠結(jié)作用，同時還具有耐水性。在實際應(yīng)用中，它一般與砂、紙筋等一起使用，不單獨使用。
3、價格區(qū)別。長隆科技做過相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以現(xiàn)在的市場價格來說，三、四百元可以買得到的石灰為建筑石灰，這種石灰雜質(zhì)比較多。而水處理用的熟石灰或生石灰普遍需要每噸六、七百元，也就是說水處理級的會是建筑級的兩倍以上。
建筑石灰與水處理石灰可以混用嗎
 它在水處理行業(yè)中，主要起酸堿中和作用，可直接投加于水中，也可先溶解再投加。主要是利用其強堿性。當(dāng)然，在污水處理中，它還兼具混凝、除氟等凈化作用?？稍诓惶砑悠渌鼊﹩为毻都邮褂谩?br/> 一般來說這兩種石灰主要是含量上的區(qū)別，水處理石灰的雜質(zhì)要少很多。而在建筑中還需要添加其它物料，且其含量對建筑的影響并不大，對石灰的要求也比較低。因此，水處理用的石灰可用于建筑上，其效果相對也比較好。而建筑級的石灰由于雜質(zhì)比較多，應(yīng)用于污水處理中會產(chǎn)生過多雜質(zhì)，造成污泥量過大等不良影響。

生產(chǎn)工藝
 
石灰 
原始的石灰生產(chǎn)工藝是將石灰石與燃料（木材）分層鋪放，引火煅燒一周即得?，F(xiàn)代則采用機械化、半機械化立窯以及回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐等設(shè)備進行生產(chǎn)。煅燒時間也相應(yīng)地縮短，用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)石灰僅需2～4小時，比用立窯生產(chǎn)可提高生產(chǎn)效率5倍以上。又出現(xiàn)了橫流式、雙斜坡式及燒油環(huán)行立窯和帶預(yù)熱器的短回轉(zhuǎn)窯等節(jié)能效果顯著的工藝和設(shè)備，燃料也擴大為煤、焦炭、重油或液化氣等。



原料成分

 
凡是以為主要成分的天然巖石，如石灰?guī)r、白堊、白云質(zhì)石灰?guī)r等，都可用來生產(chǎn)石灰。
將主要成分為的天然巖石，在適當(dāng)溫度下煅燒，排除分解出的二氧化碳后，所得的以氧化鈣(CaO)為主要成分的產(chǎn)品即為石灰，又稱生石灰。
在實際生產(chǎn)中，為加快分解，煅燒溫度常提高到1000～1100℃。由于石灰石原料的尺寸大或煅燒時窯中溫度分布不勻等原因，石灰中常含有欠火石灰和過火石灰。欠火石灰中的未完全分解，使用時缺乏粘結(jié)力。過火石灰結(jié)構(gòu)密實，表面常包覆一層熔融物，熟化很慢。由于生產(chǎn)原料中常含有碳酸鎂(MgCO3)，因此生石灰中還含有次要成分氧化鎂(MgO)，根據(jù)氧化鎂含量的多少，生石灰分為鈣質(zhì)石灰(MgO≤5%)和鎂質(zhì)石灰(MgO>5%)。
生石灰呈白色或灰色塊狀，為便于使用，塊狀生石灰常需加工成生石灰粉、消石灰粉或石灰膏。生石灰粉是由塊狀生石灰磨細而得到的細粉，其主要成分是CaO；消石灰粉是塊狀生石灰用適量水熟化而得到的粉末，又稱熟石灰，其主要成分是Ca(OH)2；石灰膏是塊狀生石灰用較多的水(約為生石灰體積的3—4倍)熟化而得到的膏狀物．也稱石灰漿。其主要成分也是Ca(OH)2。
化學(xué)式：
CaO+H2O=Ca(OH)2
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

熟石灰在水處理劑種類中，它不是高分子聚合物，但在實際使用中卻比其更為廣泛。下面，我們一起來看一看它在廢水處理中有些什么樣的作用呢？
1、廢水調(diào)堿應(yīng)用
 在進行廢水處理中，大部分廢水需要行中和調(diào)節(jié)，使水中pH值達到后續(xù)處理要求。而酸性廢水調(diào)堿一般以投加熟石灰、片堿等堿性劑為主。堿性廢水調(diào)酸中和則以硫酸、等酸性劑為主。當(dāng)然，在條件允許的情況下，可以使兩種廢水混合進行中和調(diào)節(jié)。
2、廢水混凝吸附應(yīng)用
 熟石灰對水中懸浮物都有一定的吸附作用。熟石灰與硅藻土作為其混合型劑，具有這些材料的共性，并難使之同時發(fā)揮作用，使其綜用更強。其混凝吸附作用對水中磷、氟、COD等都有很好的去除作用。
3、破絡(luò)應(yīng)用
 與其它混凝劑相比，在廢水處理中，熟石灰還具有對廢水中的絡(luò)合物進行破除，破壞氨基磺酸根與金屬離子的結(jié)合，抑制金屬離子與及次氯酸根進行催化分解反應(yīng)，適用于提高絡(luò)合廢水的處理達標(biāo)率。
4、重金屬處理應(yīng)用
 對于水中重金屬物質(zhì)，使用熟石灰可使水中大部分重金屬懸浮物消除互斥力并在其強有力的吸附作用下形成沉淀。再通過固液分離進行處理。
5、其它應(yīng)用
 熟石灰在廢水處理中還可以降低生化需氧量，對水體中的及病菌進行殺滅作用，因此，也常用于環(huán)境中的處理。還可對廢水中的氨氮進行去除，對乳化液廢水進行脫穩(wěn)破乳作用等。