很多時候石灰會對人造成直接傷害,但是也有時候我們看不見的情況下,石灰也會發生一些危險的事情,就比如燒結磚通磚石灰爆裂現象。
燒結磚通磚石灰爆裂現象是由于燒結磚原料中含有石灰石,并且由于沒有粉碎到一定的粒度,所以焙燒后變成氧化鈣(生石灰),出窯后吸取了空氣中的水分變成氫氧化鈣(熟石灰),體積劇烈膨脹,使磚局部產生爆裂。如果砌在墻上,又由于石灰(氧化鈣)與水結合,也就是說與砂,水結合后,生成氫氧化鈣,若含有石灰(氧化鈣)較多的磚,尤其是石灰含量不均勻的話,會出現體積膨脹,而影響建筑質量。輕的石灰爆裂會造成制品表面破壞及墻體面層脫落,嚴重的石灰爆裂會直接破壞制品及砌筑墻體的結構,造成制品及砌筑墻體強度損失,甚至崩潰,并直接影響后期的裝飾工程施工。

大量的研究資料表明,石灰爆裂主要因為原料中大于1mm的粗顆粒石灰石的存在,含量越高,石灰爆裂越嚴重。從石灰爆裂的定義中我們知道,石灰爆裂是由碳酸鈣(CaCO2)焙燒過程中分解形成CaO和CO,然后在出窯后CaO與空氣中的水分發生水化作用變成氫氧化鈣,從而引起體積膨脹,產生爆裂。
石灰與水作用時,外觀體積確實增大,在沒有外力的情況下,膨脹率達到44%,而且大部分膨脹是發生在加水后30min內,石灰水化時伴隨著巨大的壓力,有人曾測定過當水灰比為0。33時,如果要完全控制石灰水化的膨脹,則需要加上140kg/cm以上的外力。這種力稱之為“膨脹壓力”。正因為是這種壓力造成了燒結磚瓦出窯后的“石灰爆裂”。這種壓力的直接原因就是石灰水化時體積顯著增加。從水化過程中物質轉移的觀點來分析,當石灰遇水后,立即發生兩類物質的轉移過程。
一是水分子或氫氧根離子通過石灰顆粒的多微孔結構進入內部,并與之發生水化反應生成水化產物;二是水化產物向原來充水空間轉移。如果前者與后者相適應,即水化速度與水化產物速度相適應時,石灰一水化系統的體積就不會發生膨脹,但是由于石灰的結構特性,即多微孔、內比表面積大、水化速度快,石灰顆粒周同的反應產物還沒有轉移,而里面的反應產物又大量地產生了,這些新的反應產物將沖破原來的反應層,使粒子產生機械跳躍,因而產生膨脹壓力。以上石灰爆裂反應機理來看,碳酸鹽在坯體中的存在形態,對燒結磚瓦產品來講是非常重要的。特別是碳酸鹽以塊狀形式存在時,它的大顆粒尺寸成為非常重要的影響因素,盡管在某些原料中碳酸鹽的含量并不高,但仍然引起了嚴重的石灰爆裂。
燒結磚通磚石灰爆裂現象是一個不容忽視的現象,但是也并不是不能避免的。下一期我們就來說一說如何防治燒結磚通磚石灰爆裂現象。