Воздушная известь. Способы производства. Твердение. Изделия на основе извести

 

2.5. Гашение извести

Известь воздушная отличается от других вяжущих веществ тем, что может превращаться в порошок не только при помоле, но и путем гашения — действием воды на куски комовой извести.

Гидратация различных видов извести происходит по следующим уравнениям:

кальциевая известь

СаО + Н2О à Са(ОН)2 + Q;

доломитовая известь (при обычном гашении)

СаО + MgO + Н2О à Са(ОН)2 + MgO + Q;

доломитовая известь (при автоклавном гашении)

СаО + MgO + 2Н2О à Са(ОН)2 + Mg(ОН)2  + Q;

Q – количество теплоты, равное 1160 кДж на 1 кг оксида кальция. [4]

Доломитовая известь вследствие пережога MgO гидратуется при высокой температуре 185 oС и давлении 9 атм. [5]

Теоретически для гашения извести в пушонку, необходимо 32,13% воды от веса СаО. Практически в зависимости от состава извести, степени ее обжига и способа гашения количество воды берут в два, а иногда и в три раза больше, так как в результате выделения тепла при гашении происходит парообразование и часть воды удаляется с паром. На скорость гашения извести оказывают влияние температура и размеры кусков комовой извести: с повышением температуры ускоряется процесс гашения; особенно быстро он протекает при гашении паром при повышенном давлении в закрытых барабанах.

По окончании гашения жидкое известковое тесто через сетку сливают в известехранилище, где его выдерживают до тех пор, пока полностью не завершится процесс гашения. Известковое тесто с размером непогасившихся зерен менее 0,6 мм можно применять сразу. Крупные непогасившиеся зерна опасны тем, что среди них могут быть пережженные.

Содержание воды в известковом тесте не нормируется. Обычно в хорошо выдержанном тесте соотношение воды и извести около 1:1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Твердение

 

Процесс твердения очень длительный, и полной карбонизации извести практически не происходит, хотя поверхностная карбонизация протекает достаточно быстро. Существует мнение, что при длительном контакте извести с кварцевым песком в присутствии влаги между этими компонентами происходит взаимодействие с образованием контактного слоя из гидросиликатов. Это также повышает прочность и водостойкость бетонов и кирпичной кладки на извести, имеющих возраст более 200…300 лет.

 

3.1. Твердение гашеной извести

Согласно теории твердения известковых растворов, изложенной Ю. М. Буттом, два одновременно протекающих процесса обуславливают твердение: испарение механически перемешанной воды и постепенная кристаллизация гидрата извести из насыщенного раствора. [5] Карбонизация извести идет так же под действием углекислого газа, который в небольшом количестве содержится в воздухе [6]:

Са(ОН)2 + СО2  + nН2O à СаСО3 + (n+1)Н2O

Процесс карбонизации имеет при твердении извести второстепенное значение. Гораздо важнее испарение воды, сопровождающееся кристаллизацией гидроксида кальция. Высыхание вызывает уплотнение студнеобразной массы с нарастанием прочности твердеющих известковых растворов. Образующиеся кристаллы срастаются друг с другом, с зернами песка и с кристаллами углекислой извести. [5]

 

3.2. Твердение молотой негашеной  извести

Молотую негашеную известь получают путем тонкого размола комовой извести без предварительного гашения.

Гидратационное твердение негашеной молотой извести приводит к быстрому обезвоживанию раствора и его более высокой прочности. При правильно подобранном водоизвестковом отношении (0,9-1,5) кристаллы гидроксида кальция, получившиеся при гидратации окиси кальция непосредственно в материале (CaO.H2O), срастаются между собой и быстро образуют прочный кристаллический сросток. [6]

Отрицательно влияет на гидратное твердение негашеной извести пережог. Замедленная гидратация крупных кристаллов окиси кальция (крупнее 10—20 мкм) в уже затвердевшем известковом камне вызывает дополнительные некомпенсируемые напряжения. Поэтому количество пережога в молотой негашеной извести не должно превышать 3—5%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Материал и требования к нему

 

4.1. Классификация воздушной извести

В зависимости обработки обожженного продукта различают такие виды извести:

- негашеная комовая известь-кипелка, состоящая в основном из CaO;

- негашеная молотая известь  такого же состава;

- гидратная известь-пушонка в виде тонкого порошка, получаемого в результате гашения комовой извести водой и состоящей преимущественно из Ca(OH)2;

- известковое тесто - продукт пластичной консистенции, получаемый при гашении комовой извести избыточным количеством воды, состоящей главным образом из Ca(OH)2.

Строительную воздушную негашеную известь делят на три сорта: 1, 2 и 3-й по ГОСТ 9179-77. Минеральные добавки вводятся в порошкообразную строительную известь в количествах, допускаемых требованиями к содержанию в ней активных СаО + MgО.

Наиболее важными показателями качества извести является: активность – процентное содержание оксидов, способных гаситься, количество непогасившихся зерен (недожог и пережог) и время гашения.

В зависимости от содержания в ней окислов кальция и магния подразделяют на кальциевую (MgO 5%), магнезиальную (MgO = 5-20%) и доломитовую (MgO = 20-40%).

По фракционному составу известь подразделяют на комовую в том числе дробленую и порошкообразную. Порошкообразную известь, получаемую путем размола или гашения (гидратации) комовой извести, подразделяют на известь без добавок и с добавками.

Строительную негашеную известь по времени гашения подразделяют на быстрогасящуюся - не более 8 мин, среднегасящуюся - не более 25 мин, медленногасящуюся - более 25 мин.

5.  Изделия на основе извести

 

Воздушную известь применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов как самостоятельное вяжущее, так и в смеси с цементом; при производстве силикатного кирпича и силикатобетонных изделий; для получения смешанных вяжущих (известково-шлаковых, известково-зольных) и для красок. Выпускаемую на основе комовой молотую известь используют в производстве сухих промышленных смесей, для очистки промышленных и бытовых стоков, в проведении реставрационных работ.

 

5.1. Шлаковый цемент

Шлаковый цемент – это общее название для группы цементов, которые изготавливаются при совместном помоле гранулированных доменных шлаков с добавками-активизаторами (так называют в данном случае известь, строительный гипс, ангидрит). Принято различать два вида шлакового цемента: известково-шлаковый, в состав которого входит 10 - 30% извести, до 5% гипса (от массы цемента), и сульфатно-шлаковый (его состав: 15 - 20% гипса или ангидрида, до 5% портландцемента или до 2% извести). Последний особенно часто используют для производства автоклавных материалов и изделий. Шлаковый цемент рекомендуют использовать в монолитных массивных бетонных и железобетонных конструкциях, которые идут на строительство подземных и подводных сооружений.

 

5.2. Силикатный кирпич

Производство силикатного кирпича осуществляется с применением смеси песка, извести и некоторых дополнительных добавок. Известь применяют в виде молотой негашеной, частично загашенной или гашеной гидратной. Получившуюся субстанцию подвергают влиянию водяного пара при температуре 170-200 градусов и давлении 8-12 атмосфер.

Сегодняшние оборудование и технология производства силикатного кирпича позволяют изготавливать как неокрашенный, т.е. белый силикатный кирпич, так и цветной посредством использования при изготовлении силикатного кирпича различных красителей. Можно придать цвет, как всему кирпичу, так и лицевым поверхностям отдельно. Цветной силикатный кирпич, как правило, используется для облицовки строений.

 

5.3. Ячеистые бетоны

В качестве вяжущего материала для ячеистых бетонов применяют цемент и известь с тонкомолотыми добавками (песка, золы, шлаков), а также гипса. Ячеистые бетоны на основе извести называют пено- и газосиликатными. Для твердения ячеистых бетонов на цементе и извести используют тепловлажностную обработку в автоклаве.

Ячеистые бетоны из-за высокой пористости характеризуются повышенным водопоглощением и соответственно низкой морозостойкостью. Однако из них изготовляют стеновые блоки и панели, поверхность которых защищают от действия воды (применяют окраску, декоративно-защитные покрытия). Эффективно применять ячеистые бетоны в слоистых конструкциях в качестве внутреннего теплоизоляционного слоя.

 

5.4. Штукатурный раствор

Штукатурный раствор - смесь вяжущего материала с мелким наполнителем и чистой водой.

Известковый раствор. На 1 часть известкового теста берут от 1 до 5 частей песка, что зависит от жирности извести. Густое тесто не следует размешивать в чистом виде. В него надо добавить немного песка, облегчающего растирание извести, воды и перемещать, чтобы не было комков. Затем добавляют песок отдельными порциями, каждый раз перемешивая его до тех пор, пока раствор не приобретет нормальную жирность. Применяют раствор для оштукатуривания почти всех видов поверхностей, заделки трещин и щелей.

Сложный цементно-известковый раствор приготовляют из цемента, известкового теста и песка. Раствор пластичен, хорошо прилипает к поверхности и его легко наносить. Цемент с песком смешивают, получая сухую смесь. Известковое тесто разводят водой до густоты сметаны и затворяют им цементную смесь, тщательно все перемешивая.

 

5.5. Газосиликатные блоки

Газосиликатные блоки – современный строительный стеновой материал для кладки стен со швами минимальной величины. Газосиликат (ячеистый бетон) состоит из кварцевого песка, цемента, извести и воды. В эту смесь добавляют алюминиевую пудру, которая служит газообразователем. Эти компоненты смешиваются и поступают в автоклав, где при определенных условиях происходит их вспенивание и последующее твердение. Изделия из ячеистого бетона изготавливаются в заводских условиях и к заказчику поступают в виде готовых к применению блоков, перекрытий и т.д.

Газосиликатные блоки не горят, надежно поглощают звук. Из-за заключённого в порах ячеистого бетона воздуха, газосиликатные блоки обладают прекрасной теплоизоляционной способностью.

Стены из газосиликатных блоков по стоимости в 2-3 раза ниже, чем стены из кирпича, а по качеству значительно выше. Строения из ячеистого бетона являются практически вечными и не требуют ухода.

 

 

 

 

 

 

 

Вывод

 

В данной работе был рассмотрен материал, являющийся основой для изготовления различных видов цемента – воздушная известь. Воздушная известь отличается от всех других вяжущих тем, что может превращаться в порошок не только при помоле, но и при гашении.

 Были рассмотрены различные  виды сырья для производства  воздушной извести (многие разновидности известково-магнезиальных карбонатных пород), их классификация, свойства и химический состав.

Производство воздушной извести состоит из добычи сырья, дробления, сортировки и обжига в шахтных или вращающихся печах. Так же были рассмотрены процессы твердения и гашения воздушной извести.

Известь подразделяется на 3 сорта. Качество воздушной извести оцениваются по разным показателям, основным из которых является содержание в ней свободных оксидов кальция и магния. Чем выше их содержание, тем выше качество извести.

Воздушную известь применяют для приготовления кладочных и отделочных растворов, изготовления штучных бетонных изделий, например известковошлаковых, силикатного кирпича и других известково-песчаных изделий автоклавного твердения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Прокин В. А. Угловский известковый  комбинат / Прокин В. А. // Строительные материалы. 2007. № 10. С.32-33.

2. Монастырев А.В. Опыт обжига мелового сырья на известь строительную в газифицированных шахтных и вращающихся печах / Строительные материалы. 2008. № 2. С. 56-60.

3. Куфтов А. Ф. Совершенствование  оборудования для производства  извести / Куфтов А. Ф., Котельников  Ю. В., Глазунов А. В. // Строительные материалы. 2007. № 10. С. 28-31.

4. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение. Учебное пособие для строит. спец. вузов  /   И.А. Рыбьев − М.: Высшая школв. 2002. − 701 с.

5. Кузьмина В. П. Механоактивация  материалов для строительства. Известь / Кузьмина В. П. // Строительные материалы. 2007. № 10. С. 38-40.

6. Микульский В.Г., Куприянов В.Н., Козлов В.В., Горчаков Г.И. Строительные материалы (Материаловедение. Строительные материалы)^ Учебное пособие / Микульский В.Г. – М.: ИАСВ. 2002. - 536 с.

7. Афанасов В.С. Освоение извести для производства стеновых газосиликатных блоков на Копанищенском КСМ / В.С. Афанасов, О.Ю. Тарарыков, Д.В. Труфанов, И.Я. Гробовенко // Строительные материалы. 2007. № 10. С. 37-40.

8. Кудеярова Н.П. Свойства продуктов гидратации оксида кальция при изменении условий гашения извести /  Известия вузов. Строительство. 2000. № 10. С. 17-19.

9. ГОСТ 9179-77. Известь строительная. Технические условия.