石头那么重,烧成石灰为什么那么轻?它之前的重量去哪了?

石灰是一种重要的建筑材料,早在公元前7世纪中国就已经开始使用了。大概是远古先民在开采过程中发现了石料的变化,于是找到了相应的石料进行煅烧,然后掌握了石灰烧制的方法。

钙本身是一种非常活跃的金属。自然界中,基本没有钙的元素金属,地球上存在着各种化合物,类似于镁等碱金属。石灰不是乱石,主要是碳酸钙,碳酸钙是由钙、碳、氧组成的化合物。常温下稳定坚硬,但不耐高温煅烧。1000-1100℃时,碳酸钙在高温下开始分解,二氧化碳析出,只剩下氧化钙。

由于二氧化碳的析出,石灰石煅烧后的质量损失可以很容易的根据化学式计算出来,但是所有的石头都有杂质,所以根据化学式计算出来的结果要高于石头的质量损失,根据其氧化镁含量(限于5%)可以分为钙质石灰和镁质石灰。但它们的性质相似,都是在高温下能释放二氧化碳,变成钙和镁的氧化物。

在煅烧的过程中,因为这里的气体,原来的岩石机制由于气体的冲击而呈现出层状结构,钙质岩石也变得更加柔软,呈现出一定的层次结构。更巧的是,氧化钙和水巧妙反应,释放大量热量生成氢氧化钙,这是一种絮状沉淀,难溶于水,在水的作用下可以像液体一样流动,而氢氧化钙可以吸收空气中的二氧化碳等物质,形成相对更复杂的结构。

碳酸钙和硫酸钙都是失水后变硬,又因为以建筑材料的形状填补了建筑材料的空隙,具有一定的附着力,成为重要的建筑材料。

石灰的应用历史相当悠久,大概是古代先民在采集石材时发现的。古代与现在相比,机械设备不足,但当时的人类也是有智慧的。石材的采集不是靠蛮力,而是靠煅烧和浇水,使石材自然坍塌,破碎成小块,便于搬运和应用。可能是在这个过程中,古人发现了石材的变化,尤其是碳酸钙石。经过观察和研究,人类发现了石灰的应用方式,并用它来建造建筑物。石灰,一种建筑材料,已经在世界上许多地方被发现。公元前7世纪中国使用,公元前8世纪欧洲使用。

石灰石也是现代水泥工业的重要原料。石灰石、粘土、矿渣等。需要在制造水泥时加入,然后放入炉中煅烧。经过复杂的反应,生成氧化钙CaO、二氧化硅SiO2、氧化铁Fe2O3和氧化铝Al2O3(硅酸盐水泥)。和石灰一样,都是无机凝胶状材料,比石灰更耐腐蚀,现代建筑水泥用量也比石灰高很多。大型建筑往往用钢筋混凝土做框架,然后用砖做隔墙。建造建筑物更加高效、方便和坚韧,并具有更好的抗灾能力。

石灰主要用作建筑材料,但也可用于许多其他场景,如膨化食品、蘑菇、木耳等土特产(防腐、防潮),以及仪器仪表、医药、服装、电子电信、皮革、纺织等行业。