石灰是一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機(jī)膠凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的產(chǎn)物，經(jīng)900～1100℃煅燒而成。石灰是人類最早應(yīng)用的膠凝材料。石灰在土木工程中應(yīng)用范圍很廣，在我國還可用在醫(yī)藥方面。石灰一詞頗不嚴(yán)謹(jǐn)，已成為幾乎泛指一切含鈣材料，或粉狀石灰石或白云石，以及經(jīng)過煅燒的石灰石的統(tǒng)稱。但是根據(jù)韋氏大辭典的釋義，石灰只是指經(jīng)過煅燒的石灰石(稱為生石灰或氧化鈣)。它也包括生石灰的次生產(chǎn)物，即熟石灰(氫氧化鈣)。

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(jī)械化、半機(jī)械化立窯以及回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐等設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。煅燒時(shí)間也相應(yīng)地縮短，用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)石灰僅需2～4小時(shí)，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(kuò)大為煤、焦炭、重油或液化氣等。

凡是以碳酸鈣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。

將主要成分為碳酸鈣的天然巖石，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(shí)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(shí)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。欠火石灰中的碳酸鈣未完全分解，使用時(shí)缺乏粘結(jié)力。過火石灰結(jié)構(gòu)密實(shí)，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(xì)而得到的細(xì)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

石灰在使用過程中表現(xiàn)出一些重要的技術(shù)性質(zhì)，它們能直接顯示出石灰質(zhì)量的優(yōu)劣。

1、強(qiáng)度：硬化后石灰漿體的強(qiáng)度是反映石灰粘結(jié)力大小的指標(biāo)。從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢，且表面碳化后，形成緊密外殼，不利于碳化深入，也不利于內(nèi)部水分蒸發(fā)。囪此，石灰是一種硬化慢、強(qiáng)度低的氣硬性膠凝材料。

2、可塑性：可塑性是反映石灰漿體工藝性好壞的指標(biāo)。由于生石灰熟化成石灰漿時(shí)，能自動(dòng)形成顆粒極細(xì)的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣，顆粒表面吸附有一定厚度的水膜。因此，石灰砂漿具有良好的可塑性。

3、收縮性：石灰漿體在硬化過程中，因蒸發(fā)大量的游離水而引起顯著的收縮。所以，石灰漿除調(diào)成石灰乳作薄層涂刷外，不宜單獨(dú)使用。上述石灰所表現(xiàn)出來的技術(shù)性質(zhì)從本質(zhì)上講決定于石灰本身的質(zhì)量。為保證石灰具有良好的技術(shù)性質(zhì)，常常應(yīng)對石灰提出一些技術(shù)要求。

石灰深加工

(1)碳化法：將石灰石等原料煅燒生成石灰(主要成份為氧化鈣) 和二氧化碳，加水消化石灰生成氫氧化鈣，再通入二氧化碳，碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀，然后碳酸鈣沉淀經(jīng)脫水、干燥后再經(jīng)石灰磨粉機(jī)粉碎便制得輕質(zhì)碳酸鈣。

(2)純堿(Na2CO3)氯化鈣法：在純堿水溶液中加入氯化鈣，即可生成碳酸鈣沉淀。(3)堿法：在生產(chǎn)燒堿(NaOH) 過程中，可得到副產(chǎn)品輕質(zhì)碳酸鈣。在純堿水溶液中加入消石灰即可生成碳酸鈣沉淀，并同時(shí)得到燒堿水溶液，最后碳酸鈣沉淀經(jīng)脫水、干燥和粉碎便制得輕質(zhì)碳酸鈣。

(4)聯(lián)鈣法：用鹽酸處理消石灰得到氯化鈣溶液，氯化鈣溶液在吸入氨氣后用二氧化碳進(jìn)行碳化便得到碳酸鈣沉淀。

(5)蘇爾維(Solvay)法：在生產(chǎn)純堿過程中，可得到副產(chǎn)品輕質(zhì)碳酸鈣。飽和食鹽水在吸入氨氣后用二氧化碳進(jìn)行碳化，便得到重堿(碳酸輕鈣)沉淀和氯化銨溶液。在氯化銨溶液中加入石灰乳便得到氯化鈣氨水溶液，然后用二氧化碳對其進(jìn)行碳化便得到碳酸鈣沉淀。

石灰的應(yīng)用

(一)石灰乳和石灰砂漿

將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入一定量的水，攪拌稀釋，即成為石灰乳。!石灰乳是一種常見低檔的涂料，主要用于天棚的刷白，有時(shí)也用于內(nèi)墻與外墻。在石灰乳中可以加入少量?；郀t礦渣或粉煤灰以提高其耐水性；加入干酪素、氯化鈣或明釩可提高其抗粉化能力；加入各種耐堿顏料則可制得各種顏色的石灰乳涂料。石灰砂漿是將石灰膏、砂加水拌制而成。

石灰乳和石灰砂漿的保水性較差，如應(yīng)用于吸水性較大的基面上時(shí)，則應(yīng)預(yù)先將基面濕潤，以免干燥基面吸收石灰砂漿或石灰乳中的水分而使它們過快脫水成為干粉，失去膠結(jié)能力。

(二)石灰土(灰土)和三合土

石灰土(石灰+粘土)和三合土(石灰十粘土+天然或人工礦質(zhì)料)的應(yīng)用，在我國已有悠久的歷史。主要是將灰土或三合土分層夯實(shí)后，作為廣場或道路的基層及簡易面層，在農(nóng)村亦用作房屋的墻體。石灰與粘土之間的物理化學(xué)作用還待進(jìn)一步研究，普遍認(rèn)為石灰對粘土的增強(qiáng)作用主要來自三個(gè)方面：一是石灰中的二價(jià)鈣離子與粘土中的Na+，K+等一價(jià)離子發(fā)生了離子交換，使土顆粒表面的結(jié)合水膜厚度減??；二是石灰本身的碳化與結(jié)晶作用，形成的CaCO3和Ca(OH)2結(jié)晶體對顆粒有良好的膠結(jié)作用；三是石灰中的氫氧化鈣可能與粘土顆粒表面的少量活性二氧化硅及三氧化二鋁反應(yīng)，生成不溶性水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣凝膠，將粘土顆粒膠結(jié)起來，從而提高了粘土的強(qiáng)度及耐水性。試驗(yàn)表明，隨著粘土中石灰含量的增大，則強(qiáng)度與耐水性相應(yīng)增加，但超過某一最佳用量后，則不再提高。一般石灰用量為灰土總重的10％左右。

(三)灰砂磚

(四)碳化石灰板

碳化石灰板是將磨細(xì)生石灰，纖維狀填料或輕質(zhì)骨料加適量水?dāng)嚢璩尚停俳?jīng)二氧化碳人工碳化12-24h而制成的一種輕質(zhì)板材。這種碳化石灰板能釘、能鋸，具有較好的力學(xué)強(qiáng)度和?保溫隔熱性能，宜用作非承重內(nèi)墻隔板和天花板等。石灰在建筑上除以上用途外，還可以用來配置無熟料水泥，多種硅酸鹽制品等。