石灰固化

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、貝殼等碳酸鈣含量高的原料，經(jīng)900～1100℃煅燒而成。石灰是人類最早應(yīng)用的膠凝材料，它在土木工程中應(yīng)用范圍很廣，在我國還可用于醫(yī)藥。為此，古代流傳下以石灰為題材的詩詞，千古吟頌。

石灰中產(chǎn)生膠結(jié)性的成分是有效氧化鈣和氧化鎂，其含量是評價石灰質(zhì)量的主要指標(biāo)。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(xì)度的要求；消石灰粉則還有體積安定性、細(xì)度和游離水含量的要求。

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。

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，且碳化后形成的碳酸鈣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(yīng)，生成有水硬性的產(chǎn)物，產(chǎn)生膠結(jié)。因此，石灰還是建筑材料工業(yè)中重要的原材料。

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(jìn)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。近年來，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。

公元前8世紀(jì)古希臘人已用于建筑，中國也在公元前7世紀(jì)開始使用石灰。至今石灰仍然是用途廣泛的建筑材料。石灰按其氧化鎂含量（以 5%為限）又可分為鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰。由于其原料分布廣，生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉，在土木工程中應(yīng)用廣泛。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(xì)(粒徑約為1μm)，比表面積很大(達(dá)10～30 m/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。

石灰固化已廣泛應(yīng)用于處理鈣基脫硫廢物和多種重金屬廢物。固化工藝設(shè)備簡單，操作方便，缺點是由于添加石灰和其他添加劑，會使廢物固化后的體積增加，固化物容易受到酸性溶液的浸蝕。若添加劑本身就是待處理的廢物，如煤粉灰、水泥窯灰等，則此法有以廢治廢的優(yōu)點。

石灰固化時其粉塵或懸浮液滴對粘膜有刺激作用，雖然程度上不如氫氧化鈉重，但也能引起噴嚏和咳嗽，和堿一樣能使脂肪乳化，從皮膚吸收水分、溶解蛋白質(zhì)、刺激及腐蝕組織。吸入石灰粉塵可能引起肺炎。最高容許濃度為5mg/m³。吸入粉塵時，可吸入水蒸氣、可待因及猶奧寧，在胸廓處涂芥末膏；當(dāng)落入眼內(nèi)時，可用流水盡快沖洗，再用5%氯化銨溶液或0.01?Na-EDTA溶液沖洗，然后將0.5%地卡因溶液滴入。工作時應(yīng)注意保護(hù)呼吸器官，穿戴用防塵纖維制的工作服、手套、密閉防塵眼鏡，并涂含油脂的軟膏，以防止粉塵吸入。

（1）使用操作過程時間越短越好，放置在包裝容器內(nèi)的適當(dāng)處，起到密封吸濕的作用。

（2）存放在干燥庫房中，防潮，避免與酸類物接觸。

（3）運輸過程中避免受潮，小心輕放，以防止包裝破損而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

（4）禁止食用，萬一入口，用水漱口立即求醫(yī)。（切記不能飲水，生石灰是堿性氧化物遇水會腐蝕！）

利用介穩(wěn)態(tài)硅鋁質(zhì)工業(yè)廢渣和堿性、硫酸鹽工業(yè)廢渣之間的水化硬化反應(yīng)，設(shè)計不同性能的生態(tài)固化土，滿足不同土木工程的需要。在研究水化物的數(shù)量、大小、形貌、分布及生態(tài)固化土結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，闡釋生態(tài)固化土的強度形成機理，為生態(tài)固化土在土木工程中代替環(huán)境協(xié)調(diào)性差的水泥、石灰固化土提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。 2100433B

飛灰水泥即用來固化焚燒時飛灰的水泥，用來防止有毒重金屬等污染物造成危害。

近年來，垃圾焚燒技術(shù)以其良好的減容效果和能源回收效率逐漸成為垃圾減量化和資源化技術(shù)的研究發(fā)展方向。然而，焚燒產(chǎn)生的飛灰中有大量的有毒重金屬(Cr,Pb等),屬于國家規(guī)定的危險廢物，在進(jìn)入危險廢物填埋場之前必須經(jīng)過穩(wěn)定化/固化處理。傳統(tǒng)的穩(wěn)定化/固化處理技術(shù)包括石灰固化等，存在著固化體強度不高和對重金屬的穩(wěn)定效果不好等缺點，因此國內(nèi)外紛紛開展了對新型的穩(wěn)定化/固化藥劑和技術(shù)的研究。有機螯合劑具有極高的重金屬捕集效率和長期的生物穩(wěn)定性在國內(nèi)外已有廣泛研究。

水泥固化是一種應(yīng)用比較廣泛的固化/穩(wěn)定化方法，與石灰固化等傳統(tǒng)方法相比，具有更好的固化效果。與化學(xué)穩(wěn)定化方法相比，則在成本上具有一定優(yōu)勢。此外，對城市垃圾焚燒飛灰做成份分析后可以發(fā)現(xiàn)，在飛灰中含有大量的和SiO₂、Al₂O_3、CaO等物質(zhì)，與火山灰材料十分類似。因此飛灰形成的水泥固化體可以在確保安全的前提下進(jìn)行一定的資源化再利用，如用于修建危險廢物填埋場的護(hù)坡等。同時，采用水洗預(yù)處理可以去除飛灰中大部分可溶性物質(zhì)，減少了飛灰的量，在一定程度上減輕了水泥固化增容比較大的問題。國內(nèi)的不少危險廢物填埋場已經(jīng)開始采用水泥固化技術(shù)來控制焚燒飛灰的重金屬污染。