Строительные материалы и изделия

Воздушная известь

Сырьевые материалы для производства воздушной извести дол­жны состоять в основном из углекислого кальция (известняк, мел, мрамор и т. д.), однако известковые породы, как правило, содержат примеси глинистых веществ, углекислого магния, квар­ца и др.

Обжиг извести производится в шахтных или во вращающихся печах при температуре 900... 1 300°С. В зоне обжига происходит диссоциация СаС03 и MgC03 по следующим реакциям:

СаС03 -» СаО + С02 MgC03 -» MgO + С02

Глинистые вещества, обычно присутствующие в известняках, участвуют в твердофазовых реакциях с образованием силикатов, алюминатов и ферритов кальция, присутствие которых замедляет и делает менее полным гашение извести.

Гашение извести — это процесс ее взаимодействия с водой по реакции СаО + Н20 = Са(ОН)2, которая протекает с выделением большого количества теплоты и увеличением в объеме твердой фазы в 2 — 3,5 раза. Температура при гашении достигает 100 °С, вызывая кипение воды, поэтому негашеную известь называют кипелкой. Воздействие паров кипящей воды и увеличение объема продуктов реакции приводит к распаду комьев извести на части­цы тонкого порошка. При производстве строительной извести процесс гашения заменяет помол.

Примеси глинистых минералов и кварца, с одной стороны, уменьшают способность извести к гашению, а с другой стороны — сообщают извести гидравлические свойства. Если содержание этих примесей в известняке превышает 6 %, то продукт обжига являет­ся гидравлической известью. Примесь MgC03, дающая в результате обжига магнезию MgO, также снижает скорость гашения. Воздуш­ную известь в зависимости от содержания MgO подразделяют на кальциевую (до 5 %); магнезиальную (5 ...20 %); доломитовую (свы­ше 20 до 40 %). При гашении извести, регулируя количество до­бавленной воды, можно получить два продукта: сухой порошок — пушонку (около 75 % воды) или тесто (около 250 %).

Помол извести применяют, когда в сырье содержится значи­тельное количество глинистых и магнезиальных примесей. При этом не образуется отходов, неизбежных при гашении извести. Присутствие в извести измельченных силикатов и алюминатов не только не ухудшает качества извести, но и придает ей некоторую водостойкость. Растворы из молотой негашеной извести твердеют быстрее и достигают более высокой прочности, чем растворы из пушонки.

Гидрокарбонатное твердение известковых растворов происхо­дит на воздухе и складывается из двух одновременно протекаю­щих процессов: 1) испарения воды и постепенной кристаллиза­ции гидрата оксида кальция из насыщенного раствора; 2) кар­бонизации Са(ОН)2 углекислотой воздуха по уравнению Са(ОН)2 + + С02= СаС03 + Н20.

Твердение известкового раствора протекает очень медленно из - за образования на поверхности тонкого слоя СаС03, затрудняю­щего испарение воды из раствора и проникновение С02 внутрь.

Гидросиликатное твердение происходит при обработке извест­ково-песчаных изделий в автоклавах (см. подразд. 12.1), где под воздействием пара повышенного давления 0,8... 1,6 МПа и тем­пературы 170...200°С происходит взаимодействие между извес­тью и кремнеземом песка с образованием гидросиликата каль­ция: СаО + Si02 + Н20 -» СаО ■ Si02 • Н20. Помол кварцевого пес­ка приводит к ускорению этой реакции.

Прочность гашеной извести невысока; через 28 сут она состав­ляет 0,5... 1,0 МПа. Прочность молотой негашеной извести при­мерно в 2 — 3 раза выше. Воздушная известь дает при твердении высокую усадку, которую снижают добавлением большого коли­чества песка.

Испытания воздушной извести включают в себя определение степени дисперсности, определение времени гашения, определе­ние содержания непогасившихся зерен, определение влажности гашеной извести.

Оценка качества воздушной извести основана на ее химиче­ском составе и пластических свойствах, а не на прочности. Поэто­му магнезиальная известь, дающая более прочные растворы, рас­ценивается ниже кальциевой извести, а доломитовая — ниже маг­незиальной.

В зависимости от активности (суммарного содержания оксидов кальция и магния) известь подразделяются на три сорта (табл. 8.4).