石灰窑的成分和变化过程

2023-10-21 理论教育版权反馈

【摘要】：石灰窑一般高五六米，由耐热的砖块堆砌而成。白垩的学名是“碳酸钙”，其实这个名字也就表明了它其中的两种成分——石灰（氧化钙）和二氧化碳。在这个实验里，石灰来自于水，二氧化碳来自于大气，二氧化碳溶于水后形成碳酸，碳酸与石灰反应重新生成了碳酸钙。其中的石灰从空气中吸收二氧化碳后逐渐变成了碳酸钙。当石灰完全变成碳酸钙后，就会将石头牢固地黏结在一起，有时，甚至石头都碎了，泥灰还完好无损。

大家都知道，泥瓦匠在建造房屋时一定会用到灰泥。他们先将用沙子堆成一个“盆”里，在里面放入一种貌似灼烧过的石块，之后再向其中浇水。很快，那些石头开始发热，仿佛要燃烧起来似的，然后石块裂开化为粉尘。在此过程中，水也消失不见了，它们被石块吸收了，或是受热蒸发掉了。再继续加水吧，直到整堆石块都变成膏状时，将其与沙子搅拌在一起就制成了灰泥。

这种石块就是石灰，它是用一种非常常见的物质——白垩——制成得的。石灰的制作过程非常简单，只要将白垩在石灰窑中加热即可。旧时，石灰窑一般都建在附近有充足燃料和白垩的空旷地带。石灰窑一般高五六米，由耐热的砖块堆砌而成。窑底有一个开口，石灰成品可以方便地从这里取出来。为了有效利用窑内空间，先用大块的白垩在火炉上方堆成一个拱形，然后添入小块的白垩直至填满。燃料可以是木柴、杂草或者煤炭。烧制完成后，只需将石灰堆的拱形结构破坏，石灰便会坍塌散落到底部的开口处。

还有一个更为古老的方法，就是在窑中最底部垫一层木柴，然后将木柴与白垩一层层交替堆起来。点燃底层的木柴，火势就会随着燃料向上蔓延。这种窑的顶部开口处盖有一层草皮，用以缓和火势，保证窑内的火稳定燃烧。

你看，石灰的烧制真是再简单不过了。现在，我们来看看火炉里的热量是如何使白垩变成石灰的。白垩的学名是“碳酸钙”，其实这个名字也就表明了它其中的两种成分——石灰（氧化钙）和二氧化碳。当白垩被开采出来时，这两种物质紧密结合在一起，只能表现出一种特性，并不具备它们各自的性状。热量能打破它们之间的联系，最终石灰留在了窑内，二氧化碳随着燃烧产生的烟雾一起进入了大气。没有了二氧化碳，石灰便显露出了那种原本被禁锢在白垩中的性质，而这种特性正是泥瓦匠们的灰泥所需要的。

所以，火的作用是将在白垩中与石灰结合在一起的二氧化碳释放出来，发生在窑中的过程实际上只是气体和石灰分离的过程。下面我们再来看看灰泥的制作过程。石灰遇水后会变得很烫，紧接着碎裂成粉尘。那些热量便是这两种物质结合时的剧烈反应产生的。还未吸水的石灰被称为生石灰，生石灰与水反应后碎裂成的粉末状物质称为熟石灰。再向熟石灰中加水，它会变成膏状，将其与沙子充分搅拌就制成了灰泥。这便是墙上石块之间的那种灰，它可以使石块紧密黏合，从而加固建筑物。(www.chuimin.cn)

我们可以用一个现象来演示灰泥的作用过程。把混有熟石灰的水静置几天，水面上会形成一层像冰一样的透明硬壳。这层硬壳就是碳酸钙。大家已经知道要制成碳酸钙可分解为两种物质——石灰和二氧化碳，而形成碳酸钙，依然需要它们。在这个实验里，石灰来自于水，二氧化碳来自于大气，二氧化碳溶于水后形成碳酸，碳酸与石灰（也就是氧化钙）反应重新生成了碳酸钙。

灰泥也发生着同样的变化。其中的石灰从空气中吸收二氧化碳后逐渐变成了碳酸钙。灰泥中混有沙子是为了使石灰均匀分散，从而更好地吸收空气中的二氧化碳。当石灰完全变成碳酸钙后，就会将石头牢固地黏结在一起，有时，甚至石头都碎了，泥灰还完好无损。

这里再向大家介绍几种特别的石灰。纯质石灰和水接触后会大量放热，剧烈膨胀，制成的灰泥非常黏稠；玄武石灰却不易发热，碎裂缓慢，膨胀也不明显。前者来自纯度极高的白垩，制作灰泥时需要加入大量沙子，制得的灰泥较多；后者来自含有多种杂质的白垩，制作灰泥时需要的沙子较少，制得的灰泥也较少。两者吸收二氧化碳后都会硬化，变成白垩。还有一种石灰称为水硬石灰，它具有一个宝贵的特点，那就是能够在水中硬化。这种石灰是用含有一定量黏土的白垩制成的。水硬灰泥可用于建造桥梁、运河、蓄水池、地基、地窖等一切在水中或潮湿环境中的建筑。

石灰窑的成分和变化过程

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