ライム：ソース、構成要素、製造および使用|エンジニアリング材料

石灰をセメント材料として使用することは古くから行われてきました。エジプト人とローマ人は、さまざまな建設目的のためにこの材料の注目に値する応用をしました。インドでも、大きな宮殿、橋、寺院、要塞、記念碑などのさまざまな工学的構造物が石灰をセメント材料として建設されており、これらの構造物のいくつかはまだ完全に良好な状態で存在しています。

現在、セメントは石灰に大きく取って代わっています。しかし、石灰が地元で入手可能であり、セメントが急激に不足している場合、石灰は確かに安価で信頼できるセメントの代替品を提供します。

ライムの出所 ：

石灰は通常、自然界では自由な状態では入手できません。

次のいずれかの材料を燃焼させることで調達されます：

（i）石の丘からの石灰石

（ii）古い川の河床からの石灰石の岩

（iii）地下で見つかったカンカー、および

（iv）海の動物の殻。

白いチョークは純粋な石灰岩であり、カンカーは不純な石灰岩であることに注意してください。

石灰岩の成分 ：

石灰を得る主な供給源は自然から得られる石灰石であり、石灰の特性はそれが生成される石灰石の組成に依存します。

このような石灰石の成分は次のとおりです。

（1）粘土：

この成分は、石灰に水分を生成する役割を果たします。また、石灰を水に不溶性にします。それが過剰である場合、それはスレーキングを阻止します。少量の場合、スレーキングを遅らせます。良い石灰を作るには、8〜30パーセントの割合が望ましいです。

（2）可溶性シリカ：

流動性を高めるには、石灰石と化学的に組み合わせてシリカとアルミナを存在させることが不可欠です。カルシウム、マグネシウム、アルミニウムのケイ酸塩が水硬性の原因です。このようなケイ酸塩は、低温では不活性または不活性です。しかし、それらは活性になり、高温で石灰と結合します。

（3）炭酸マグネシウム：

この成分の存在により、石灰がゆっくりと溶けて固まりますが、より強い強度が得られます。さらに、熱の発生と膨張が少なくなります。マグネシアの炭酸塩の含有量が約30％の場合、粘土がなくても水力が石灰になります。

（4）アルカリと金属酸化物：

これらが約5％程度まで少量存在する場合、低温で可溶性ケイ酸塩が形成されるため、流動性が発生します。

（5）硫酸塩：

少量の硫酸塩が存在すると、硬化プロセスが加速し、スレーキング作用が減少します。

（6）アイアン：

鉄が少量存在すると、高温で複雑なケイ酸塩が発生します。しかし、過剰な鉄は好ましくありません。

（7）パイライト：

石灰石の組成に黄鉄鉱を含めることは望ましくありません。したがって、そのような石灰石は拒否されるべきです。

ライムの分類 ：

石灰石の煆焼によって得られる石灰は、大きく次の3つのカテゴリに分類されます。

（1）ファットライム

（2）水硬性石灰

（3）石灰が少ない。

（1）ファットライム：

この石灰は、高カルシウム石灰、純粋な石灰、濃厚な石灰、または白い石灰としても知られています。生石灰の約2倍から2.5倍の量になり、勢いよく生石灰として知られています。

これは、酸化カルシウムの約95％で構成される比較的純粋な石灰の炭酸塩を煆焼することによって調製されます。このような石灰岩に含まれる不純物の割合は5％未満です。

以下はファットライムの特性です：

（i）硬化が非常に遅い。

（ii）可塑性が高い。

（iii）頻繁に交換される水に溶けます。

（iv）その色は完全に白です。

（v）空気の存在下でゆっくりと固まります。

（vi）勢いよくスレークします。

以下はファットライムの使用法です：

（i）壁のしっくいや漆喰に使用されます。

（ii）砂と一緒に、薄い接合部に固まる石灰モルタルを形成します。このようなモルタルは、レンガと石細工の薄い接合部に使用できます。

（iii）surkhiを使用すると、優れた硬化性と水力特性を備えた石灰モルタルを形成します。このようなモルタルは、厚い石積みの壁や基礎などに使用できます。surkhiは、焼けたレンガを粉砕して得られる粉末です。

（2）水硬性石灰：

このライムは、水中に沈むため、ウォーターライムとも呼ばれます。粘土とある程度の酸化鉄が含まれています。

粘土の割合に応じて、水硬性石灰は次の3つのタイプに分類されます。

（i）弱水硬性石灰

（ii）適度に水硬性石灰

（iii）非常に水硬性石灰。

次の事実に注意する必要があります：

（i）粘土の割合が増えると、スレーキングが困難になり、水力特性が向上します。

（ii）粘土が約30％含まれているため、水硬性石灰は天然セメントに似ています。

（iii）水硬性石灰は、水中や空気の自由な循環がない厚い壁に沈む可能性があります。

（iv）水硬性石灰の色は完全に白ではありません。したがって、脂肪石灰よりも衛生的ではないように見えます。

（v）水で薄いペーストを形成します。頻繁に交換されますが、水に溶けません。

（vi）左官工事に水硬性石灰を使用する場合は、微粉末に粉砕してから砂と混合します。このようにして調製したモルタルは、1週間程度ヒープとして保管し、その後再度粉砕します。このようなモルタルは、左官工事に使用できます。

表5-1に、これらのタイプの水硬性石灰の比較ポイントを示します。

（3）貧弱なライム：

この石灰は不純な石灰または赤身の石灰としても知られています。それは30パーセント以上の粘土を含んでいます。それは非常にゆっくりと消えます。それは水と薄いペーストを形成します。頻繁に交換されますが、水に溶けません。それは非常にゆっくりと硬化または硬化します。結合性が悪く、色は濁った白です。

この石灰は非常に貧弱なモルタルになります。このようなモルタルは、劣ったタイプの作業や、良質の石灰が利用できない場所で使用できます。

I.S.ライムの分類 ：

BIS：712-1984（第3改訂版）による建物の石灰は、クラスA、クラスB、クラスC、クラスD、クラスE、クラスFの6つのカテゴリに分類されます。

（1）クラスA：

クラスA石灰は、構造目的で使用される非常に水硬性の石灰であり、水和した形でのみ供給されます。 14日と28日の終わりに重量で比率（1：3）の石灰砂モルタルを使用した場合の最小圧縮強度は、それぞれ1.75 N / mm ² である必要があります。 および2.80N / mm ² 。

（2）クラスB：

クラスB石灰は、石積み作業用のモルタルに使用される半水硬性石灰で​​あり、生石灰または消石灰として供給することができます。 14日と28日の終わりに重量で比率（1：3）の石灰砂モルタルを使用した場合の最小圧縮強度は、それぞれ1.25 N / mm ² である必要があります。 および1.75N / mm ² 。

（3）クラスC：

クラスC石灰は、主に左官工事、白塗りの仕上げコートに使用され、人工油圧モルタルを製造するためにスルキやその他のポゾラン材料などの適切な混合物とともに使用されます。それは水和または迅速な形で供給されるべきです。

（4）クラスD：

クラスD石灰は、漆喰、白塗りなどの仕上げコートに使用されるマグネシウムまたはドロマイト石灰です。水和または迅速な形で供給されます。

（5）クラスE：

クラスE石灰は、石造モルタルに使用されるカンカー石灰であり、水和した形でのみ供給されます。

（6）クラスF：

クラスFは、石膏のアンダーコートとフィニッシングコートに使用される珪質ドロマイト石灰です。それは水和または迅速な形で供給されるべきです。

さまざまなカテゴリーのライムの使用は示唆的なものにすぎないことに注意してください。

各カテゴリの石灰によってコンパイルされる化学的および物理的要件は、BIS：6932-1973に準拠したテスト方法とともに上記のBISに記載されています。

天然水硬性石灰の製造：

天然水硬性石灰の製造には、次の3つの異なる操作が含まれます。

（1）カンカーのコレクション

（2）カンカーの煆焼

（3）生石灰のスレーキングと粉砕。

（1）カンカーのコレクション：

カンカーは不純な石灰石であり、天然の水硬性石灰の製造に使用されます。カンカーは、小結節とブロックの2つの形式で利用できます。

小結節は地表または地表よりわずかに下にあります。

カンカーの根粒は収集しやすく、次の理由から、結節状のカンカーは天然水硬性石灰を製造するための優れた材料と見なされています。

（i）崩壊することなく、熱や雨に耐えることができます。

（ii）粘土の含有率が高いため、水力特性が優れています。

カンカーのブロックは、川や小川の土手の下、またはその近くの地下層から見つかります。ブロックの厚さは通常50mmから300mmです。

カンカーの小結節またはブロックは、つるはしとバールの助けを借りて採石されます。その後、そのようなカンカーは泥や土を取り除き、適切なサイズに変換されます。

（2）カンカーの煆焼：

カンカーの煆焼または真っ赤な熱への燃焼は、脂肪石灰の製造の場合と同様に、クランプまたは窯のいずれかで行われます。

（3）生石灰のスレーキングと粉砕：

水硬性石灰のスレーキングは非常にゆっくりと発生します。したがって、生石灰は、スレーキングのために水が加えられる前に、最初に粉砕乾燥されます。

生石灰の粉砕は、次のいずれかの方法で実行できます。

（i）木製のビーターを使って手で、または

（ii）牛や蒸気動力を扱う工場の助けを借りて、または

（iii）特別な機械の助けを借りて。

ファットライムと水硬性石灰のスレーキングの場合の次の違いに注意する必要があります：

（i）ファットライムの場合、一度に必要な量の水を加えます。水硬性石灰の場合は、徐々に水を加えて完全にスレーキングします。

（ii）生石灰の一部は、消すと、ペースト状で約1.5部、粉末状で2部に変換されます。生石灰の一部は、消すと、ペースト状で約1部、粉末状で1½部に変換されます。

（iii）脂肪石灰を消すのに必要な水の量は、水硬性石灰に必要な量よりも多いです。

（iv）ファットライムからスレークまでの時間は約3〜4時間、水硬性石灰による時間は約12〜48時間です。

人工水硬性石灰の製造 ：

天然原料が水硬性石灰の製造に適していない場合は、水硬性石灰を人工的に調製することができます。実際、脂肪石灰は、必要な割合で粘土を加えることによって水硬性石灰に変換することができます。

以下は、人工水硬性石灰を準備する2つの方法です。

（1）柔らかい石灰岩の変換

（2）硬い石灰石の変換。

（1）ソフトライムストーンの変換：

チョークなどの柔らかい品質の場合、利用可能な石灰石は粉砕され、粉末状に変換されます。それは必要な割合の粘土と混合されます。その後、窯で焼却し、天然水硬性石灰の製造と同様にスレーキングを行います。

（2）硬質石灰岩の変換：

入手可能な石灰石は、硬い品質の場合、最初に焼かれ、消されます。この消石灰に、必要な割合の粘土を加えて、さまざまな水硬性石灰の原料を得ます。

この混合物は適切なサイズのボールに変換され、乾燥後、これらのボールは窯で焼かれます。スレーキングは、天然水硬性石灰の製造の場合と同様に行われます。この石灰は窯で2回燃焼させて作られるため、2回窯としても知られています。

ライムの取り扱いに関する注意事項 ：

事故を避けるために石灰を取り扱う際には以下の予防措置を講じる必要があります：

（1）水との接触：

生石灰は、スレーキングする前に水と接触させないでください。

（2）労働者のための施設：

石灰粉は刺激を引き起こすため、石灰を取り扱う作業者にはゴーグルと呼吸器を提供する必要があります。石灰はまた、特に皮膚が湿っている場合、皮膚のやけどを引き起こします。したがって、火傷を負う可能性のある作業者には、ゴム手袋、長靴、皮膚保護クリームを提供することをお勧めします。

（3）火災の危険性：

生石灰はスレーキング中に莫大な熱を発するため、火災の危険を回避するためにすべての適切な対策を講じる必要があります。

（4）労働者への指示：

石灰を扱った後、作業員は体の露出部分を豊富な真水で洗うように指示されるべきです。同様に、熱い石灰のミルクを扱う労働者は、皮膚のやけどを避けるために毎日皮膚に油をさすようにアドバイスされるべきです。

ライムの使用 ：

石灰は重要なエンジニアリング材料であり、その用途は次のように列挙できます。

（i）水の浄化や下水処理の化学原料として使用されます。

（ii）冶金業界でフラックスとして使用されています。

（iii）コンクリートとモルタルのマトリックスとして使用されます。

（iv）平炉のライニングの耐火材料として使用されます。

（v）ガラスの製造に使用されます。

（vi）石積み用のモルタルを作るために使用されます。

（vii）壁や天井の左官工事に使用されます。

（viii）人工石、石灰砂レンガ、発泡ケイ酸塩製品などの製造に使用されます。

（ix）土壌の安定化と農業目的の土壌改良に使用されます。

（x）しっくいやジステンパーのベースコートとして使用されます。

（xi）ポルトランドセメントと混合すると、モルタルは貴重な特性を獲得し、高価なセメントモルタルの代わりにそのようなモルタルを使用することができます。

石灰岩に対して実施されたテスト ：

石灰石は、それらから得られる石灰の品質を決定するためにテストされます。石灰石の適合性を正確に判断するために、詳細な化学試験が実験室で実施されます。

ただし、一般的な情報として、次の4つの実用的なテストが行​​われます。

（1）物理的性質

（2）熱テスト

（3）酸テスト

（4）ボールテスト。

（1）物理的特性：

純粋な石灰岩は白い色で示されます。水硬性石灰石は、青みがかった灰色、茶色、またはいくつかの暗い色で示されます。水硬性石灰石の味は粘土質で、土臭い香りがします。石灰石の表面にきらめく粒子が存在することは、遊離砂の存在を示しています。しこりの存在は、生石灰または未燃石灰石の兆候を示します。

（2）熱テスト：

乾燥した石灰岩を量り、直火で数時間加熱します。サンプルを再度計量し、重量の減少は二酸化炭素の量を示します。このデータから、石灰石中の炭酸カルシウムの量が計算されます。

（3）酸テスト：

小さじ1杯の粉末石灰を試験管に入れ、希塩酸を注ぎます。内容物を攪拌し、内容物を入れた試験管をスタンドに24時間放置します。

炭酸カルシウムの含有量が多いと、激しい発泡が起こり、残留物の形成が少なくなります。そのような行動は純粋な石灰岩を示します。一方、炭酸カルシウムの含有量が少ないと、発泡が少なくなり、残留物の生成が多くなります。このような行動は、不純または水圧の石灰岩を示します。

内容物の入った試験管を逆さまにしても流れない厚いゲルや半固体の物質が形成されている場合は、クラスAの石灰を示しています。ゲルが完全でない場合厚く、試験管を傾けると流れる傾向があり、クラスBの石灰を示します。ただし、ゲルが形成されていない場合は、クラスCの石灰を示します。

（4）ボールテスト：

この試験では、十分な水を加えて形成された約40mmの硬い石灰のボールを作り、6時間静置します。次に、ボールは水槽に入れられます。水に入れてから数分以内にゆっくりと膨張し、ゆっくりと崩壊する兆候がある場合は、クラスCの石灰を示しています。一方、膨張がほとんどまたはまったくなく、亀裂が多数ある場合は、クラスBの石灰を示しています。