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石 灰

1.簡介

　　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、貝殼等碳酸鈣含量高的原料，經900～1100℃煅燒而成。石灰是人類最早應用的膠凝材料。公元前8世紀古希臘人已用于建筑，中國也在公元前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，生產工藝簡單，成本低廉，在土木工程中應用廣泛。

2.生產工藝

　　原始的石灰生產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代則采用機械化、半機械化立窯以及回轉窯、沸騰爐等設備進行生產。煅燒時間也相應地縮短，用回轉窯生產石灰僅需2～4小時，比用立窯生產可提高生產效率5倍以上。近年來，又出現了橫流式、雙斜坡式及燒油環(huán)行立窯和帶預熱器的短回轉窯等節(jié)能效果顯著的工藝和設備，燃料也擴大為煤、焦炭、重油或液化氣等。

3.原料及生產

　　凡是以碳酸鈣為主要成分的天然巖石，如石灰?guī)r、白堊、白云質石灰?guī)r等，都可用來生產石灰。

　　將主要成分為碳酸鈣的天然巖石，在適當溫度下煅燒，排除分解出的二氧化碳后，所得的以氧化鈣(CaO)為主要成分的產品即為石灰，又稱生石灰。

　　在實際生產中，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。欠火石灰中的碳酸鈣未完全分解，使用時缺乏粘結力。過火石灰結構密實，表面常包覆一層熔融物，熟化很慢。由于生產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)，根據氧化鎂含量的多少，生石灰分為鈣質石灰(MgO≤5％)和鎂質石灰(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。

4.熟化與硬化

　　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—2．0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，在漿體內的孔隙網中，產生毛細管壓力。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，產生強度；但析出的晶體數量少，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，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。

5.性能及應用

　　5.1技術性質

　　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構，顆粒極細(粒徑約為1μm)，比表面積很大(達10～30 m2/g)( 使用北京金埃譜科技生產的全自動F-Sorb 2400比表面積儀BET方法測試，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。石灰粒子比表面積研究是非常重要的，石灰粒子的比表面積檢測數據只有采用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的，國內有很多儀器只能做直接對比法的檢測，現在國內已經被淘汰了。目前國內外比表面積測試統(tǒng)一采用多點BET法，國內外制定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的，請參看我國國家標準（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測定固態(tài)物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間，如果測試過程沒有實現完全自動化，那測試人員就時刻都不能離開，并且要高度集中，觀察儀表盤，操控旋鈕，稍不留神就會導致測試過程的失敗，這會浪費測試人員很多的寶貴時間。國內幾家生產比表面積測定儀廠商中，只有北京金埃譜科技有限公司的F-Sorb 2400比表面積測試儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器（兼?zhèn)渲苯訉Ρ确ǎ?，更重要?/span>北京金埃譜科技有限公司的F-Sorb 2400比表面積測試儀是迄今為止國內唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備，其測試結果與國際一致性很高，穩(wěn)定性也很好，同時減少人為誤差，提高測試結果精確性。)

　　石灰依靠干燥結晶以及碳化作用而硬化，由于空氣中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的碳酸鈣硬殼阻止二氧化碳向內部滲透，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；加上氫氧化鈣易溶于水，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，生成有水硬性的產物，產生膠結。因此，石灰還是建筑材料工業(yè)中重要的原材料。

　　5.2質量要求

　　石灰中產生膠結性的成分是有效氧化鈣和氧化鎂，其含量是評價石灰質量的主要指標。石灰中的有效氧化鈣和氧化鎂的含量可以直接測定，也可以通過氧化鈣與氧化鎂的總量和二氧化碳的含量反映，生石灰還有未消化殘渣含量的要求；生石灰粉有細度的要求；消石灰粉則還有體積安定性、細度和游離水含量的要求。

　　國家建材行業(yè)將建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉分為優(yōu)等品和合格品三個等級。但在交通部門，JTJ 034—2000《公路路面基層施工技術規(guī)范》仍按原國家標準(GB1594—79)將生石灰和消石灰劃分為三個等級。

　　5.3應用

　　石灰在土木工程中應用范圍很廣，主要用途如下：

　?。?）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。

　?。?）石灰穩(wěn)定土 將消石灰粉或生石灰粉摻人各種粉碎或原來松散的土中，經拌合、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。石灰穩(wěn)定土具有一定的強度和耐水性。廣泛用作建筑物的基礎、地面的墊層及道路的路面基層。

　?。?）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。

6.醫(yī)學應用

　　(《本經》)

　　【異名】堊灰(《本經》)，?；?《別錄》)，石堊(陶弘景)，染灰、散灰、白灰、味灰(《石藥爾雅》)，鍛石(《日華子本草》)，石鍛(《本草圖經》)，礦灰(《綱目》)。

　　【來源】為石灰?guī)r經加熱煅燒而成。

　　【礦物形態(tài)】石灰?guī)r

　　主要由方解石所組成，為致密塊狀體。光澤暗淡，呈土狀或石頭光澤。顏色變化甚大，視其所含雜質的種類及多少而定。透明度也較差。非常致密時多呈貝狀斷口。

　　【藥材】

　　①生石灰

　　為不規(guī)則的塊狀物，白色或灰白色，不透明。質硬。粉末白色。易溶于酸，微溶于水。暴露在空氣中吸收水分后，則逐漸風化而成熟石灰。

　　②熟石灰

　　又名：消石灰。為白色或灰白色粉末，偶見塊狀物。

　　【化學成分】

　　石灰?guī)r主要成分是碳酸鈣，常見夾雜物為硅酸、鐵、鋁、鎂等。石灰?guī)r加高熱，則發(fā)生二氧化碳而遺留氧化鈣，即生石灰(石灰)。生石灰遇水，則成消石灰，成分是氫氧化鈣。生石灰或消石灰露于大氣中，不斷吸收大氣中的二氧化碳而成碳酸鈣；因此，石灰陳久，成分都成為碳酸鈣。

　　【性味】辛，溫，有毒。

　　①《本經》："味辛，溫。"

　　②《蜀本草》："有毒。"

　　③《日華子本草》："味甘，無毒。"

　　【歸經】①《本草求真》："入肝、脾。"

　　②《本草撮要》："入手足太陰、厥陰經。"

　　【功用主治】燥濕，殺蟲，止血，定痛，蝕惡肉。治疥癬，濕瘡，創(chuàng)傷出血，湯火燙傷，痔瘡，脫肛，贅疣。內服止瀉痢，崩帶。

　　①《本經》："主疽瘍疥瘙，熱氣惡瘡，癩疾死肌墮眉，殺痔蟲，去黑子息肉。"

　　②《別錄》："療髓骨疽。"

　　③《藥性論》："治瘑疥，蝕惡肉，不入湯服，止金瘡血，和雞于白、敗船茹甚良。"

　　④《日華子本草》："生肌長肉，止血，并主白癜、疬瘍、瘢疵等，療冷氣，痔瘺疽瘡，癭瘤疣子。又治產后陰不能合，濃煎汁熏洗。治酒毒，暖水臟。"

　　⑤《綱目》："散血定痛，止水瀉血肉，白帶白淫，收脫肛陰挺，消積聚結核，貼口喝，黑須發(fā)。"

　　⑥《醫(yī)林纂要》："瀉心堅腎，破瘀攻積，斂肺清金，殺蟲解毒。"

　　【用法與用量】外用：研末調敷，或以水溶化澄清涂洗。內服：入丸、散，或加水溶解取澄清液服。

　　【選方】

　　①治疥：淋石灰汁洗之。(《孫真人食忌》)

　　②治夏月痱子及熱瘡：葛粉一(三)兩，石灰一兩(微炒)，甘草二兩(生用為末)。上藥相和，研令勻，用綿撲之。(《圣惠方》)

　　③治卒發(fā)疹：石灰隨多少和醋漿水調涂。(《元希聲秘驗方》)

　　④治外傷性出血：陳石灰二兩，冰片二錢，白礬二錢(煅)。將石灰炒黃，加入冰片及白礬，研成細末，撒于創(chuàng)面包扎即可。(徐州市《單方驗方新醫(yī)療法選編》)

　　⑤治痔疾，肛門邊腫硬，癢痛不可忍：風化石灰三兩，芫花三兩，灶突內黑煤二兩，上藥搗羅為末，分作兩分于銚子內點醋炒，侯梢熱，以帛裹熨之，冷則再換。(《圣惠方》)

　　⑥治大腸久積虛冷，每因大便脫肛，不能收入：石灰熬令熱，以故帛裹，坐其上，冷即換。(《圣惠方》)

　　⑦治偏墜氣痛：陳石灰(炒)、五倍子、山梔子等分。為末，面和醋調敷之。(《醫(yī)方摘要》)

　　⑧去疣目：苦酒漬石灰六、七日，取汁滴點疣上。(《千金方》)

　　⑨治痄腮腫痛：醋調石灰敷之。(《簡便單方》)

　　⑩治痰核紅腫寒熱，狀如瘰疬：石灰火煅為末，以白果肉同搗貼之，蜜調亦可。(《活人心統(tǒng)》)

　　⑾治疔腫：石灰三分，馬齒菜二分。上二味搗，以雞子白和敷之。(《千金方》)

　　⑿治痢血數十年：石灰三大升，炒令黃，以水一斗攪，令澄清，一服一升，三服。(《外臺》)

　　⒀治白帶白淫及水瀉不止：風化石灰一兩，白茯苓三兩。為末，糊丸梧子大。每服二、三十九，空心米飲下。(《集玄方》)

　　⒁治腹脅積塊：風化石灰半斤，瓦器炒極熱，入大黃末一兩，炒紅取起，入桂末半兩，略燒，入米醋和成膏，攤絹上貼之，內服消塊藥，甚效。(《丹溪心法》)

　　【臨床應用】

　　①治療慢性氣管炎

　　取石灰0.5斤，加凈水5斤，攪拌后沉淀24小時，取上清液，過濾。日服3次，每次20～30毫升。或再取黃芩0.5斤，水煎兩次去渣，將藥液濃縮至200毫升左右，加入石灰液中，使成2000毫升，黃芩含量約10%。日服3次，每次20～30毫升。

　　②治療下肢潰瘍

　　取陳石灰去浮污后研威細末，撒布創(chuàng)面。用時先將創(chuàng)面清洗干凈；上藥后再用硼酸油膏敷料外貼。如創(chuàng)口濕水淋漓，單用藥粉即可。對久不收口的外傷，破爛的凍傷、燙傷等亦有療效。

　　③治療燒燙傷

　　取生石灰1斤放入盆內，加涼開水1250毫升，待石灰潮解成糊狀時，將盆輕輕振蕩使石灰沉底，取上層無渣石灰乳約500克，加入雞蛋清8個攪拌成膠凍樣，再加香油60毫升，拌勻即得"石灰乳膏"。

　　使用時先用鑷子將傷面浮皮拉平，水泡焦痂不要動，亦不用任何藥液消毒；取大于傷面的紗布3～4層，攤上1～1.5厘米厚的石灰乳膏，貼于傷面，包扎固定，松緊適宜。48小時后藥膏即凝固定型。如傷在頸部、腋下、腘窩時，上藥要厚，包扎后在48小時內傷部不要屈曲，以防乳膏脫落，皮膚粘連。10～15天拆除紗布和石灰乳膏，可見水泡吸收，焦痂自行脫落。對燒燙面積較大，傷面已感染的病人，要及時控制感染，防止休克，保持水和電解質的平衡。

　　④治療頭癬

　　取剛風化的石灰半碗，加水至1碗，攪拌后沉淀3分鐘，取上層乳狀液，加入桐油約4滴，用力攪拌，去多余水分使成膏狀，外搽患部。治療60余例，一般只搽數次即見效。

7.相關詩詞

　　1.《石灰》 唐?釋紹曇

　　爐鞴親從鍛煉來，十分確硬亦心灰。

　　蓋空王殿承渠力，合水和泥做一回。

　　 2. 《石灰吟》 明?于謙

　　千錘萬鑿出深山， 烈火焚燒若等閑。

　　粉骨碎身渾不怕， 要留清白在人間。

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