Вапна
Вапна з'яўляецца агульным тэрмінам для кальцый-утрымальных неарганічных матэрыялаў, у якіх пераважаюць карбанаты, аксіды і гідраксіды. Строга кажучы, вапна з'яўляецца аксідам кальцыю або гідраксідам кальцыю. Гэта таксама назва прыроднага мінерала (прыроднй вапны) СаО, яки з'яўляецца прадуктам пажараў вугальных пластоў і ў змененых ксеналітах вапняка ў выніку вулканічнага выкіду.
Вапна ў вялікай колькасці выкарыстоўваюцца ў якасці будаўнічага і канструкцыйнага матэрыяла (у тым ліку прадукцыі з вапняка, бетону і ў растворах) і ў якасці хімічнай сыравіны, для рафінавання цукру, і для іншых мэтаў. Вытворчасць вапны і выкарыстанне іншых з атрыманых з яе прадуктаў датуюцца дагістарычнай эпохай як у Старым Свеце, дык і ў Новым Свеце. Вапна шырока выкарыстоўваецца для ачысткі сцёкавых вод з ужываннем сульфату жалеза.
Камяні і мінералы, з якіх атрымаюць вапну, як правіла, з'яўляюцца вапняк або мел, і складаюцца ў асноўным з карбанату кальцыю. Яны могуць быць драблёныя, перацёртыя і хімічна змененыя. Гартаванне (кальцынацыя) пераўтворае іх у вельмі каўстычны матэрыял (аксід кальцыю СаО), а праз наступнае даданнем вады, у менш каўстычную (але ўсё яшчэ моцна шчолачную) гашоную вапну (гідраксіду кальцыю, Са(ОН)2), працэс, які называецца гашэнне вапны. Калі гэты тэрмін сустракаецца ў сельскагаспадарчым кантэксце, ён, верагодна, адносіцца да сельскагаспадарчай вапны. У адваротным выпадку ён часцей за ўсё азначае гашоную вапну, як больш небяспечная форма вапны.
Працэс вытворчасці вапны
Вапняк здабываецца з кар'ераў або шахт. Частку вынятага камня, выбіраюць у адпаведнасці з яго хімічным складам і грануламетрыяй, пракаліваюць пры тэмпературы каля 1000 °С у розных тыпах печы для абпалу вапны.
Нягашоная вапна вырабляецца ў адпаведнасці з рэакцыяй: CaCO3 + цяпло → CaO + CO2.
Нягашоная вапна можа быць вільготнай, гэта значыць, у спалучэнні з вадой. Гашоная вапна, вядомы як гашанай вапны, вырабляецца ў адпаведнасці з рэакцыяй : CaO + H2O → Ca(OH)2.
Цыкл вапны
Гашоную вапну (гідраксід кальцыю) змешваюць у густой завісі з пяском і вадой для атрымання розных відаў раствораў і тынкоўкі для будаўнічых мэтаў. Вапнавым растворам традыцыйна выкарыстоўваўся ў стыках паміж цаглінамі або камянямі ў мурах канструкцыі будынка. Цяпер цэмент звычайна дадаюць да сумесі, каб сфарміраваць больш жорсткі раствор.
Калі мур ужо закладзены, гашоная вапна ў растворы пачынае павольна рэагаваць з дыяксідам вугляроду з утварэннем карбанату кальцыю (вапняку) у адпаведнасці з формулай : Ca ( OH) 2 + CO2 → CaCO3 + H2O. Дыяксід вугляроду, які прымае ўдзел у гэтай рэакцыі, у існуе раствораным у дажджавой вадзе, а не ў газападобнай форме.
Гэты працэс, пры якім вапняк ператвараюць пры награванні ў негашеную вапну, затым шляхам гідратацыі ў гашоную вапну, і ў выніку шляхам карбанізацыі да вапняка вядомы як Цыкл вапны.
Вапна ў Рымскім бетоне
Рымляне рабілі бетон шляхам змешвання вапны і вулканічнай пароды. Для падводных збудаванняў вапна і вулканічны попел змешваліся для атрымання раствора, гэты будаўнічы раствор і вулканічны туф былі памяшчаліся ў драўляныя формы. Марская вада ўвесь час садзейнічала экзатэрмічнай хімічнай рэакцыі. Вапна была гідрыравана - ў яе склад уключаліся малекулы вады і рэагавала з попелам да атрымання ўсёй сумесі цэмента.