石灰固化

石灰是一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白垩、贝壳等碳酸钙含量高的原料，经900～1100℃煅烧而成。石灰是人类最早应用的胶凝材料，它在土木工程中应用范围很广，在我国还可用于医药。为此，古代流传下以石灰为题材的诗词，千古吟颂。

石灰中产生胶结性的成分是有效氧化钙和氧化镁，其含量是评价石灰质量的主要指标。石灰中的有效氧化钙和氧化镁的含量可以直接测定，也可以通过氧化钙与氧化镁的总量和二氧化碳的含量反映，生石灰还有未消化残渣含量的要求；生石灰粉有细度的要求；消石灰粉则还有体积安定性、细度和游离水含量的要求。

生石灰呈白色或灰色块状，为便于使用，块状生石灰常需加工成生石灰粉、消石灰粉或石灰膏。生石灰粉是由块状生石灰磨细而得到的细粉，其主要成分是CaO；消石灰粉是块状生石灰用适量水熟化而得到的粉末，又称熟石灰，其主要成分是Ca(OH)₂；石灰膏是块状生石灰用较多的水(约为生石灰体积的3—4倍)熟化而得到的膏状物．也称石灰浆。其主要成分也是Ca(OH)₂。

石灰依靠干燥结晶以及碳化作用而硬化，由于空气中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止二氧化碳向内部渗透，也妨碍水分向外蒸发，因而硬化缓慢，硬化后的强度也不高，1：3的石灰砂浆28 d的抗压强度只有0.2～0.5 MPa。在处于潮湿环境时，石灰中的水分不蒸发，二氧化碳也无法渗入，硬化将停止；加上氢氧化钙易溶于水，已硬化的石灰遇水还会溶解溃散。因此，石灰不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用。

石灰具有较强的碱性，在常温下，能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成有水硬性的产物，产生胶结。因此，石灰还是建筑材料工业中重要的原材料。

原始的石灰生产工艺是将石灰石与燃料（木材）分层铺放，引火煅烧一周即得。现代则采用机械化、半机械化立窑以及回转窑、沸腾炉等设备进行生产。煅烧时间也相应地缩短，用回转窑生产石灰仅需2～4小时，比用立窑生产可提高生产效率5倍以上。近年来，又出现了横流式、双斜坡式及烧油环行立窑和带预热器的短回转窑等节能效果显著的工艺和设备，燃料也扩大为煤、焦炭、重油或液化气等。

公元前8世纪古希腊人已用于建筑，中国也在公元前7世纪开始使用石灰。至今石灰仍然是用途广泛的建筑材料。石灰按其氧化镁含量（以 5%为限）又可分为钙质石灰和镁质石灰。由于其原料分布广，生产工艺简单，成本低廉，在土木工程中应用广泛。生石灰熟化后形成的石灰浆中，石灰粒子形成氢氧化钙胶体结构，颗粒极细(粒径约为1μm)，比表面积很大(达10～30 m/g)，其表面吸附一层较厚的水膜，可吸附大量的水，因而有较强保持水分的能力，即保水性好。将它掺入水泥砂浆中，配成混合砂浆，可显著提高砂浆的和易性。

石灰固化已广泛应用于处理钙基脱硫废物和多种重金属废物。固化工艺设备简单，操作方便，缺点是由于添加石灰和其他添加剂，会使废物固化后的体积增加，固化物容易受到酸性溶液的浸蚀。若添加剂本身就是待处理的废物，如煤粉灰、水泥窑灰等，则此法有以废治废的优点。

石灰固化时其粉尘或悬浮液滴对粘膜有刺激作用，虽然程度上不如氢氧化钠重，但也能引起喷嚏和咳嗽，和碱一样能使脂肪乳化，从皮肤吸收水分、溶解蛋白质、刺激及腐蚀组织。吸入石灰粉尘可能引起肺炎。最高容许浓度为5mg/m³。吸入粉尘时，可吸入水蒸气、可待因及犹奥宁，在胸廓处涂芥末膏；当落入眼内时，可用流水尽快冲洗，再用5%氯化铵溶液或0.01�Na-EDTA溶液冲洗，然后将0.5%地卡因溶液滴入。工作时应注意保护呼吸器官，穿戴用防尘纤维制的工作服、手套、密闭防尘眼镜，并涂含油脂的软膏，以防止粉尘吸入。

（1）使用操作过程时间越短越好，放置在包装容器内的适当处，起到密封吸湿的作用。

（2）存放在干燥库房中，防潮，避免与酸类物接触。

（3）运输过程中避免受潮，小心轻放，以防止包装破损而影响产品质量。

（4）禁止食用，万一入口，用水漱口立即求医。（切记不能饮水，生石灰是碱性氧化物遇水会腐蚀！）

利用介稳态硅铝质工业废渣和碱性、硫酸盐工业废渣之间的水化硬化反应，设计不同性能的生态固化土，满足不同土木工程的需要。在研究水化物的数量、大小、形貌、分布及生态固化土结构特点的基础上，阐释生态固化土的强度形成机理，为生态固化土在土木工程中代替环境协调性差的水泥、石灰固化土提供理论依据和技术支撑。 2100433B

飞灰水泥即用来固化焚烧时飞灰的水泥，用来防止有毒重金属等污染物造成危害。

近年来，垃圾焚烧技术以其良好的减容效果和能源回收效率逐渐成为垃圾减量化和资源化技术的研究发展方向。然而，焚烧产生的飞灰中有大量的有毒重金属(Cr,Pb等),属于国家规定的危险废物，在进入危险废物填埋场之前必须经过稳定化/固化处理。传统的稳定化/固化处理技术包括石灰固化等，存在着固化体强度不高和对重金属的稳定效果不好等缺点，因此国内外纷纷开展了对新型的稳定化/固化药剂和技术的研究。有机螯合剂具有极高的重金属捕集效率和长期的生物稳定性在国内外已有广泛研究。

水泥固化是一种应用比较广泛的固化/稳定化方法，与石灰固化等传统方法相比，具有更好的固化效果。与化学稳定化方法相比，则在成本上具有一定优势。此外，对城市垃圾焚烧飞灰做成份分析后可以发现，在飞灰中含有大量的和SiO₂、Al₂O_3、CaO等物质，与火山灰材料十分类似。因此飞灰形成的水泥固化体可以在确保安全的前提下进行一定的资源化再利用，如用于修建危险废物填埋场的护坡等。同时，采用水洗预处理可以去除飞灰中大部分可溶性物质，减少了飞灰的量，在一定程度上减轻了水泥固化增容比较大的问题。国内的不少危险废物填埋场已经开始采用水泥固化技术来控制焚烧飞灰的重金属污染。