水酸化カルシウムセメントの特徴と用途
水酸化カルシウム(Ca(OH)₂)は、酸化カルシウムに水を加えて起こる「消石灰化」反応で大量に得られる無色結晶または白色粉末です。加熱(580℃以上)すると脱水し、酸化カルシウムに戻ります。
物理的性質
水酸化カルシウムは強塩基で、水への溶解度は非常に低く、100 mLの水に対し約0.2 gしか溶けません。そのため、飽和溶液は弱アルカリ性となり、透明な飽和液は「石灰水」、水中に懸濁させたものは「石灰乳」と呼ばれます。
化学的性質
水酸化カルシウムは固体でも水中懸濁液でも存在し、水と接触すると分解して塩基性を示します。主に水との反応(加水分解)によりアルカリ性を発揮し、さまざまな化学反応の中和や沈殿に利用されます。
主な用途
水酸化カルシウムセメントは、水と様々な粒径の骨材を混合して作る、濃厚なミルクシェイク状のスラリーです。セメントと水の化学反応(水和)により硬化し、結合強度を発揮します。また、下水処理や飲料水・工業廃水の中和・沈殿にも広く用いられています。
建設業界での利用
水酸化カルシウムセメントは、構造用コンクリートの結合、各種材料の表面接合、化学腐食からの保護コーティングなど、多岐にわたる用途でほぼ標準的に使用されています。安価なアルカリとして、白塗り(ホワイトウォッシュ)やモルタル、その他建築材料にも活用されています。
製造プロセス
水酸化カルシウムセメントの製造は、原料を粉砕・混合し、回転式キルンで150 m以上の長さ・直径3.7 mの炉内で加熱してクリンカーを生成し、さらに細粉に粉砕するという複雑な工程です。原料は乾燥粉末または水と混合したペーストとして上部に投入され、下部で熱ガスにより乾燥・加熱されます。炭酸ガスが放出され、1 540〜1 600 ℃の高温で焼成され、約6時間かけてキルンを通過します。その後、急速冷却と粉砕を経て、極細粒子のセメントが得られます。
