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石灰的历史
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石灰是继石膏之后最古老的粘合剂,事实上,在建筑工业化之前,它是唯一被广泛使用的粘合剂。它与古埃及、古希腊和古罗马一样古老;文艺复兴时期的建筑师,包括安德烈亚·帕拉迪奥,都曾对其进行过详尽的描述。石灰是通过将主要成分为碳酸钙的石灰石加热到相对较高的温度而制得的。石灰石被破碎成小块(如果不是已经破碎的,例如河卵石),放入窑中,在700至900摄氏度的温度下煅烧,从而使石灰石煅烧成生石灰(氧化钙,CaO)。
石灰石煅烧
生石灰是一种多孔物质,极易吸水,暴露在空气中会自发水合。
根据原石灰石中杂质含量的不同,其颜色从白色到淡黄色不等。长期以来,人们使用两种窑炉来煅烧石灰石:间歇式窑和连续式窑。
如今仍然使用回转窑。
石灰灭火
该反应会产生大量热量,体积增加约10%。由于瞬间即可产生高温(超过150°C),凝块会膨胀开裂,水也会立即变成蒸汽。因此,必须少量多次地加水,并仔细搅拌混合物。
石灰的凝固和硬化
从技术角度来看,石灰的主要特性在于,它是一种易于加工成型的材料,与填料混合后,在湿润状态下即可成型。干燥后,它会转变为一种具有良好防水性、机械性能和长期稳定性的材料。这种特性源于熟石灰与空气中二氧化碳之间的化学反应。随着混合物的干燥,水分通过蒸发流失,形成碳酸钙。这种现象被称为“碳酸化”:石灰恢复到与原始石灰石相同的成分,但晶体比原始石灰石小得多。由于空气中二氧化碳浓度低,碳酸化反应非常缓慢,因此氢氧化钙完全转化为碳酸钙可能需要数年时间。这种石灰被称为气基石灰,因为它需要与空气接触才能凝固。水分蒸发会导致体积收缩。因此,熟石灰从不单独使用,而必须与惰性填料混合使用,以避免开裂。
石灰的种类
水合石灰(Fior di Calce)
是通过将石灰与几乎等量的水混合熟化而制得的。所得水合物是一种柔软、细腻的粉末。它像水泥一样装在纸袋里出售,必须存放在干燥的地方。与石灰膏相比,它更耐霜冻。
石灰膏
是通过将水和石灰(比例约为3:1)混合熟化而成的。熟化后会产生一种可塑性强、油腻的物质,即石灰膏。过去,人们会在地下挖坑,将石灰浸泡在水中数月进行熟化(虽然现在很少见了)。需要注意的是,生石灰块熟化不充分(石灰泥)会给砂浆带来严重问题。事实上,石灰泥在使用后最终也会熟化,体积增大导致砂浆膨胀和崩解。如今,石灰膏通常预先包装在塑料袋中出售,方便使用。