灰鈣粉的主要原材料是以CaCO3為主要成分的天然的石灰石,經(jīng)高溫煅燒后成為CaO(半成品),再經(jīng)精選碳化,消化,然后再通過高速風(fēng)選錘式粉碎機(jī)粉碎而成的,細(xì)度在300目左右的高純度Ca(OH)2,表觀潔白細(xì)膩。
灰鈣粉在涂料中能夠?yàn)橥苛辖M分提供一定的黏結(jié)性,并賦予涂料顯著的耐水性。以灰鈣粉為主要活性填料生產(chǎn)的各種建筑涂料具有成本低、耐水性好等特點(diǎn)。在建筑絕熱涂料中,灰鈣粉除了具有這些作用外,還因其在成膜后所形成的涂膜密度很低,而使涂膜具有一定的絕熱能力。
灰鈣粉的主要成分是氫氧化鈣和氧化鈣的混合物。氫氧化鈣含量越高,灰鈣粉的質(zhì)量越好,如含量高達(dá)97%。這種灰鈣粉用于配制建筑涂料,其涂料貯存穩(wěn)定,耐洗刷性和耐水性明顯提高。
石灰具有氣硬性,是因?yàn)槠渲械难趸}轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸},而氫氧化鈣吸收空氣中的二氧化碳形成碳酸鈣結(jié)晶體而產(chǎn)生強(qiáng)度的結(jié)果。
但是,從生石灰(CaO)轉(zhuǎn)變成熟石灰[Ca(OH)2]需要很長的時間,并受到許多物理?xiàng)l件,例如溫度、水-石灰比和有無電解質(zhì)的存在等的制約。由于氧化鈣在水中的溶解度隨著溫度的升高而降低,因而氧化鈣轉(zhuǎn)變成氫氧化鈣的速度也遵循這一規(guī)律。如果水中含有電解質(zhì),例如NaCl、HCl、CaCl2、HNO3等,則可因提高氧化鈣的溶解度而加快其向氫氧化鈣的轉(zhuǎn)變速度。
有些灰鈣粉在生產(chǎn)時考慮到這些因素,在生產(chǎn)時選用適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)溶液,或不同的電解質(zhì)混合溶液,噴灑在塊石灰上并堆積存放,使之充分消化而轉(zhuǎn)變成微細(xì)的氫氧化鈣粉末。這種粉末中的粒子由于非常細(xì)微,因而既有助于降低灰鈣粉生產(chǎn)過程中的粉磨能耗,得到的灰鈣粉又以Ca(OH)2為主要成分而能夠滿足配制涂料的要求。
Ca(OH)2在水中或膠液中沒有進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng),因而涂料貯存穩(wěn)定。而氫氧化鈣在涂料施工成膜后又和空氣中的CO2反應(yīng)生成碳酸鈣填充于涂料膜中并具有一定的黏結(jié)性,使涂膜的耐水性和耐洗刷性能提高。
反之,若灰鈣粉含CaO較多,而CaO的顆粒形態(tài)又比較粗大,在這種情況下配制涂料的程序,如果又不適當(dāng)時,就有可能使涂料貯存不穩(wěn)定(即增稠)。這是因?yàn)椋w粒粗大的CaO[相比較于Ca(OH)2而言]在涂料生產(chǎn)過程中不能夠在短時間內(nèi)全部轉(zhuǎn)化成Ca(OH)2,特別是灰鈣粉在與水接觸時沒有得到充分?jǐn)嚢钑r,部分CaO吸水轉(zhuǎn)變成Ca(OH)2所放出的熱使顆粒表層形成不易透水的密實(shí)層,使水分向顆粒內(nèi)部滲入的速度緩慢,阻礙CaO吸水反應(yīng)生成Ca(OH)2。
但是,這些未轉(zhuǎn)化的CaO在涂料生產(chǎn)成為成品后還會隨著時間的延續(xù)不斷地吸水轉(zhuǎn)變成Ca(OH)2。正是這種轉(zhuǎn)變造成涂料的增稠現(xiàn)象。
氧化鈣轉(zhuǎn)變成氫氧化鈣的前后各物質(zhì)的摩爾比為1:1:1。即
CaO+H2O → Ca(OH)2
上式中各物質(zhì)的相對分子質(zhì)量分別為56(CaO)、18(H2O)、74(Ca(OH)2);則CaO轉(zhuǎn)變成Ca(OH)2要消耗其自身質(zhì)量約32%的水。這就使得
涂料配方中的水顯著減少,
涂料黏度增加。
更為重要的是,CaO轉(zhuǎn)變?yōu)镃a(OH)2后其體積也顯著增加。因?yàn)?/span>
CaO相對密度為3.4,則1 mol CaO的體積為56/3.4=16.5(cm3);
Ca(OH)2的相對密度為2.2,因而1 mol Ca(OH)2所占的體積為74/2.2=33.6(cm3)。
可見,CaO轉(zhuǎn)變?yōu)镃a(OH)2后體積增加近1倍。
這種配方水的大量減少和體積的成倍增加,使得涂料黏度提高甚至變得非常稠厚而失去流動性。因而,對于CaO較多的灰鈣粉,防止涂料在貯存過程中增稠的措施是:
①涂料中灰鈣粉的用量要適當(dāng);
②使用適當(dāng)?shù)闹鷦┎⑴浜线m當(dāng)?shù)墓に嚄l件對灰鈣粉進(jìn)行預(yù)處理。例如,將灰鈣粉投入一定量的電解質(zhì)水溶液中,攪拌30min,使CaO以很快的速度充分轉(zhuǎn)變成Ca(OH)2。
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