Известь - греческое слово, которое имеет свое значение. В дословном переводе оно означает «негасимый». Это один из тех материалов, которые существуют с незапамятных времен. Его уже давно человечество использует в своих целях. Как ни странно, его свойства определили совершенно случайно. А вот начали применять материал во многих сферах, посредством ошибок и проб, можно сказать, вслепую. Известь - универсальный материал, который используется и сегодня.

За счет своих свойств, материал употребляется в разных промышленностях, которые отличаются друг от друга. В этой статье мы рассмотрим, как добывают материал, чем отличается гашеная известь от негашеной и в каких областях ее применяют.

История возникновения материала

В древние времена, когда люди еще ничего не понимали относительно кальция и его соединений с кислородом и углем, они кое-что сообразили. Что именно? Путем «научного тыка» было выяснено, что известняк обладает отличными свойствами, особенно в качестве строительного материала. Кроме того, если обжечь некоторые горные породы, такие как тот же известняк, доломит, мел и т. д., то получится вещество, обладающее связующими свойствами.

Если вспомнить историю древнего Китая, то цементом из известняка работники стабилизировали почву и делали кладку своей знаменитой Великой Китайской стены. Ее длина составляет 2500 км. Удивительно то, что она уцелела до наших дней, и сегодня мы можем лицезреть ее величие. С течением времени, известь стала ключевым компонентом для приготовления удобрений, которые применяются в сельском хозяйстве.

Различают два вида материала: гашеная и негашеная известь. Как получается тот или иной вид? Какова между ними разница? Давайте узнаем ответы на эти вопросы.

Производство сырья

Нам уже известно, что известь - это продукт горной породы. Его добывают путем обжига в специальных печах из известняка, доломита и мела. На выходе получается материал в виде белых комков, или как его еще называют - комовая «кипелка». Это и есть негашеная известь. Процесс добычи происходит на специальных фабриках, откуда известь доставляется дальше. «Кипелка» - первоначальный продукт, из которого дальше будет произведены другие виды. Химическая формула материала - CaO (оксид кальция).

Готовое после обжига сырье не используется для растворов и цемента, так как обладает способностью очень сильно абсорбировать влагу, а также способствует образованию на стенах грибковой плесени. Все же, кипелка довольно востребована в строительной промышленности, а именно для изготовления шлакобетона, силикатного кирпича, красящих веществ и смесей для штукатурки.

В зависимости от времени, за которое можно гасить комовую «кипелку», ее делят на 3 вида. Первый из них - быстрогасящаяся известь. Время, которое необходимо для ее погашения - до 8 минут. Второй вид - среднегасящаяся, которая доходит за 25 минут. Ну и последний вид - медленногасящаяся, которой необходимо 25 минут и больше, чтобы дойти до кондиции. Вот так плавно мы перешли к другому виду материала - гашеной извести.

Известь гашеная

Отличия гашеной и негашеной извести, в чем они выражаются? Само название уже показывает, в чем же разница между материалами. Если обычное сырье имеет формулу CaO, то гашеный материал получается в результате добавления воды: CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 . В этом заключается процесс гашения. Примечательно, что при смешивании сырья с водой происходит бурная реакция, при которой выделяется огромное количество тепла и дыма. Вода буквально закипает. Вот поэтому и комовую известь называют «кипелкой». На выходе получается гидратная пушонка.

Из комовой «кипелки» можно получить разные подвиды: молотую негашеную, гидратную пушонку, известняковое тесто или молоко. В зависимости от количества добавляемой для гашения воды, получается тесто или молоко. Например, для получения известнякового теста, жидкости для реакции требуется в 3-4 раза больше, чем самого материала. А если нужно получить известняковое молоко, то количество жидкости увеличивается в 8-10 раз.

Как произвести гашеную пушонку

Для производства гашеной извести, нужно соблюдать некоторые правила. Дегидратацию (процесс гашения) требуется проводить на открытом воздухе. Само сырье нужно поместить в резервуар или емкость. Так как в процессе будет выделяться довольно большое количество пара, нужно защитить себя. Сам материал тоже может причинить вред человеку и даже обжечь кожу. Вот почему требуется защитить кожу рук и всего тела, глаза и дыхательные пути. Вам никак не обойтись без костюма или специальной одежды, перчаток, очков и респиратора. Тогда все пройдет безопасно для вашего здоровья.

Важно помнить, что спешка в этом деле не нужна. Качества негашеной извести могут разниться, одна гасится быстро, другая долго. Если не довести все дело до конца, то возможно такое, что материал будет дымиться в готовой только сделанной штукатурке. Когда вы используете медленногасящуюся известь, то сразу заливать ее водой не рекомендуется. Лучше делать это небольшими порциями. Среднюю и быстрогасящуюся заливают до тех пор, пока пар полностью не исчезнет, чтобы не допустить перегорания.

Обратите внимание! Свежегашеная известь может иметь остатки исходного материала. Их гасят повторно, после чего удаляют.

После дегидратации количество извести будет больше. Из 1 кг негашеного материала можно получить 2 и больше. Известь гашеная и негашеная разница налицо. Но где используют эти материалы?

Применение в строительстве

Основной областью, в которой применяют гашеную и негашеную известь - является строительство. Известь - прекрасный вяжущий материал. Одно из его преимуществ - экологическая чистота и натуральность. Он совершенно невредный для человека. Немного о применении негашеного сырья мы уже говорили, но это не все аспекты. Она необходима для изготовления сухой строительной смеси, раствора и штукатурного состава. Кроме того, за счет добавления извести в бетонные изделия, они становятся гораздо прочнее, влагоустойчивее и плотнее.

А вот как применяют гашеную известь? Именно из нее изготавливают бетон и различные кладочные и штукатурные растворы. Она служит вяжущим веществом. Известковый раствор славится своими адгезионными свойствами. Он отлично схватывается с кирпичной поверхностью, бетонной и деревянной.

Совет! Для деревянной поверхности обязательно нужно делать дранку или ставить строительную сетку.

Другие области применения

Но, строительство - это далеко не единственная грань, в которой используют известь. Вот перечень еще нескольких областей, в которых используют этот универсальный материал:

Заключение

Как видите, гашеная известь нашла применение во многих областях. Мы рассмотрели далеко не все сферы, но они основные. Все это служит доказательством того, что хотя известь - материал который используется с древних времен, он не утратил своей ценности в наши дни.

Это материал, обладающий свойствами вяжущего, который получается в результате обжига с последующей обработкой карбонатных горных пород. В их числе: известково-магнезиальные ископаемые, известняк, мел. Известь, в разных своих проявлениях, используется практически во всех областях деятельности человека, в том числе в строительной отрасли.

В чистом виде она представляет собой бесцветное вещество, которое довольно плохо растворяется в воде. Состоит из двух основных компонентов: СаО и MgO. Известны следующие виды извести:

• Гашеная имеет формулу Ca(OH)2. В свою очередь подразделяется на гидратную или пушенку и известковое тесто.
• Негашеная - СаО. Зависимо от способа обработки после обжига вырабатывают известь комовую или молотую.
• Формула извести хлорной - Ca(Cl)OCl. Эта разновидность является превосходным дезинфицирующим средством.
• Натровая состоит из гашёной извести и каустической соды (гидроксида натрия) NaOH. Имеет специфическое значение и применяется в основном там, где необходима нейтрализация углекислого газа.

В строительной сфере и производстве строительных материалов применяются все модификации гашеной и негашеной извести.

Как правильно гасить известь

Гашеная известь есть в продаже в строительных магазинах, но ее можно приготовить и самостоятельно. Сначала надо разобраться, что это такое гашеная известь. Этот материал получают путем обработки водой комовой негашеной известки.

Важно! Известь является едким веществом, нельзя допускать ее попадания на кожу, в глаза. Поэтому работать с ней следует с применением личных защитных средств: перчаток, очков, респиратора, прочной спецодежды.

Для работы необходимо приготовить емкость достаточного объема, без коррозии. На производствах используют специальные ямы. Нужна будет комовая негашеная известь и приспособление для перемешивания. Можно использовать удобную деревянную палку, подойдет даже черенок от лопаты. Далее:

• В приготовленную емкость укладывают необходимое количество исходного материала.
• Заливают его ХОЛОДНОЙ водой в соотношении 1:1. При первоначальном взаимодействии с водой известь ведет себя очень бурно и сильно нагревается. В этот момент особенно нужно помнить о правилах безопасности.
• Негашеная известь от разных производителей, изготовленная из различного сырья, может отличаться свойствами. Поэтому заливку ее водой лучше выполнять в несколько приемов, чтобы обеспечить равномерное гашение.
• В первые полчаса состав необходимо постоянно перемешивать. Затем емкость нужно закрыть и оставить в покое не менее, чем на две недели. Практика показывает, что чем дольше выдержка - тем качественнее получается пушонка.

Готовить пушонку лучше всего на открытом воздухе, так как гасить известь в домашних условиях, в помещении вредно для здоровья и небезопасно. Непосредственно перед употреблением консистенция гашеной извести может потребовать дополнительного разведения.

Самый простой способ определения готовности смеси - это по следу на палке. Если при перемешивании пушонки на ней остается явный след белого цвета, то состав готов. Как развести известь до нужной плотности? Просто добавить воды и тщательно перемешать. После того, как прошел процесс гашения, материал уже не так опасен.

После приготовления гашеной извести при первой заливке водой обязательно остаются непогашенные кусочки. Они могут образовываться в результате неполного обжига или, наоборот, пережога. Так вот их сразу выбрасывать не стоит. Надо опять залить чистой водой и использовать по назначению. А уже после вторичной обработки - утилизировать.

В чем отличие гашеной извести от негашеной

Обожженный известняк моментально вступает в химическую реакцию с водой, поэтому как вяжущее в чистом виде его использовать нельзя. Однако свое применение негашеная известь нашла при изготовлении шлакобетона, красящих составов, силикатного кирпича, ячеистого и тяжелого силикатного бетона. Без нее трудно обойтись в процессе очистки сточных вод и дымовых газов. Негашеная известь служит отличным удобрением для снижения кислотности почвы и увеличения ее плодородности.

Основная разница извести гашеной и негашеной заключается в их составе и свойствах. Процедура гашения превращает оксид кальция в гидроксид, совершенно меняя характеристики исходного материала. В результате можно получить:

• гидроксид кальция в сухом виде (пушонку);
• известковое тесто;
• известковое молоко;
• известковую воду.

Область применения гашеной извести в строительном производстве и отделочных работах достаточно широка. Приготовление кладочных, штукатурных растворов, силикатного бетона на основе извести делает их особенно пластичными и удобоукладываемыми. Кроме того, ее используют в качестве побелочного материала, а также в производстве хлорной извести, в кожевенной и пищевой промышленности.

Условия безопасного хранения гашеной извести

В отличие от негашеной, гашеная строительная известь может храниться очень долго, не меняя своего состава и свойств. Но при соблюдении определенных правил.

• Хранить материал следует при положительных температурах наружного воздуха.
• Если гашеная известь хранится в уличной яме, то на зиму ее надо покрыть слоем песка, толщиной 200 мм, а сверху засыпать 700 мм грунта.
• Можно для укрытия использовать теплоизоляционные материалы, при наличии.

Известь это материал с высокой степенью влагопоглощения, поэтому при замораживании может терять связующие свойства и способность хорошо сцепляться с другими материалами. Это важный повод для обеспечения нормальных условий хранения.

Первая помощь при ожогах известью

Если все-таки меры предосторожности при гашении не помогли и известь попала на кожу, то меры нужно принимать незамедлительно. При ожогах негашеной известью необходимо освободить пострадавшего от испачканной одежды, сухой салфеткой или ветошью убрать вещество с пораженного участка. Тщательно обмыть это место большим количеством проточной воды. Затем обработать 2% раствором борной кислоты и наложить повязку из стерильного материала с синтомициновой мазью или бальзамом Вишневского. И немедленно обратиться за помощью в медицинское учреждение.

1)Сушка и обжиг керамических изделий. Сушат керамические изделия на конвейерах или вагонетках, в туннельных сушилках. Обжигают в туннельных печах. Температура обжига изделий зависит от количества и типа плавней (полевые шпаты), содержатся в глине или специально добавляемых при производстве изделий, и может быть от 900 до 1380°С.

2)Глазурование керамических изделий. С целью улучшения поверхностей и повышения долговечности керамические изделия могут покрываться глазурью. Глазурь включает в себя белую глину, без примесей гидроксидов железа, плавний (добавки, снижающие температуру плавления) и пигменты (красители). Глазурь наносят на высушенные или обожженные изделия пульверизацией, поливкой, окунанием или другими способами. В процессе последующего обжига глазурный слой плавится, в результате готовое изделие имеет тонкое (0,1-0,2 мм) блестящее стекловидное белое или цветное покрытие – глазурь.

3)Кирпич керамический – получение. Стеновые кирпичи и камни. Их получают из легкоплавких глин, содержащих повышенное кол-во гидроксида железа, являющегося плавнем. Он окрашивает глину в желто-коричневые тона. А готовые изделия в красные вследствие его разложения при обжиге и превращения в оксид железа. Кирпич и камни формируют в основном пластическим способом, реже полусухим, затем сушат и обжигают при 900-1000°С. Кирпич полусухого прессования в некоторых случаях уступает кирпичу пластического формирования при прочности при изгибе и морозостойкости.

4)Кирпич керамический разрезы, прочность, морозостойкость, виды по пустотности. По размерам чаще всего изготавливают следующие изделия: 250х120х65 – кирпич одинарный 250х120х88 – кирпич утолщенный 250х120х140 – камень (двойной кирпич) Реже изготавливают другие изделия: кирпич и камни модульных размеров, крупноформатные камни с размерами 510х250х219 мм. Кирпич и камни по прочности делят на марки 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300 (прочность при сжатии 10-30 МПа). Крупноформатные камни имеют другие марки по прочности. -по морозостойкости – марки F25, F35, F50, F75, F100 (25-100 циклов). -по пустотности изделия делят на полнотелые и пустотелые с пустотами в виде отверстий сквозных (пластическое формование) или несквозных (полусухое).

5) Кирпич керамический лицевой, рядовой. Применение керамического кирпича. Керамические кирпичи и камни делят на лицевые, применяемые для кладки лицевых поверхностей и рядовые – для внутренних стен, перегородок и т.д. К лицевым изделиям применяют более высокие требования по прочности, морозостойкости, отклонениям от размеров. Применение - во всех частях зданий для кладки каменных и армокаменных конструкций в том числе сырых и влажных помещений, подвалах, цоколей, а также дымовых труб.

6)Керамические плитки – виды, сырье, добавки. Керамические плитки бывают 3-х видов: для фасадов, внутренних стен, для пола. Отличаются большим разнообразием по форме и размерам, свойствам. Основным сырьем для плиток служит глина. Широко применяют и плавний (полевой шпат и др.). Отощающие добавки (снижают пластичность и усадку глины (кварцевый песок, обожженная глина и др.)).

7) Керамические плитки – изготовление. В настоящее время керамические плитки формируют преимущественно полусухим прессованием. После формирования плитки сушат, а потом обжигают при температуре от 950-1200°С. При производстве глазурованных плиток после сушки или после обжига наносят глазурь, затем обжигают.

8)Керамогранит – современный облицовочный материал в виде плит или плиток, получаемый более тщательной подготовкой исходных материалов – высококачественной глины, отощающих добавок и плавней, прессуемый при более высоких удельных давлениях – 40-50 МПа и обжигаемых при более высоких температурах – 1200-1300°С. В результате получается керамический материал, сравнимый по свойствам с природным гранитом по прочности, водопоглащению, морозостойкости. Может быть глазурованным и неглазурованным (матовым). Керамогранит применяют для облицовки фасадов, полов, для мощения дорожек.

9)Санитарно-техническая керамика – назначение, виды изделий в зависимости от соотношения сырьевых компонентов. СТК включает более 30 наименований изделий, предназначенных для санитарного благоустройства здания – раковины, унитазы, смывные бочки и др. СТ изделия могут быть фаянсовыми, или полуфарфоровыми, или фарфоровыми. Отличаются разным соотношением сырьевых материалов, основным компонентом которых является беложгущиеся огнеупорные глины – 45-50%. В качестве плавней используют полевой шпат в количестве 2-5% у фаянса, 7-12% у полуфарфора, 18-22% у фарфора, остальное до 100% - отощающие добавки, чаще всего кварц. По мере перехода от фаянса к полуфарфору и фарфору улучшается качество изделий – увеличивается плотность и прочность, уменьшается пористость и водопоглащение.

10)Производство санитарно-технических изделий. Размалывают, мелятся все компоненты, смешивают их друг с другом и с водой (35-45% от массы сухих компонентов), заливают смесь в гипсовые формы, извлекают изделия из форм, сушат, наносят глазурь и обжигают: фаянс при температуре до 1200°С, полуфарфор – до 1350°С, фарфор – до 1380°С.

11)Керамзит – определение, применение. Это пористый материал в виде округлых гранул, получаемый из глины путем её вспучивания во время обжига из глины, воды и добавок (в основном органических – мазут, уголь и др.). керамзит используют как заполнитель в легких бетонах со средней плотностью 800-1200 кг/м³, как теплоизоляционную засыпку для повышения теплоизоляции полов, перекрытий, стен.

12)Керамзит – производство . Готовят пластичную массу, которую выдавливают из пресса через решетку с отверстиями. Полученные гранулы сушат и обжигают в цилиндрической вращающейся слегка наклоненной печи. При температуре 1200-1250°С в печи гранулы расплавляются и вспучиваются парами воды и газами, выделяющимися при сгорании добавок. После охлаждения керамзит рассеивают на фракции: 0-5 мм – песок керамзитовый; 5-40 мм – керамзитовый гравий.

13)Минеральные вяжущие – определение. Это неорганические порошкообразные материалы, которые после смешивания с водой образуют пластичную массу, затвердевающую в результате физико-химических процессов По сути – это клеи, применяются для скрепления между собой зерен-заполнителей – песка, щебня, гравия и других – при получении растворов, бетонов, силикатного кирпича, асбеста цементного изделий и других материалов.

14)На какие виды делят вяжущие вещества в зависимости от способности твердеть и длительно сохранять прочность? Делят на воздушные, гидравлические, автоклавные.

15)Что такое воздушные вяжущие вещества? Воздушные – твердеют и сохраняют прочность только на воздухе (воздушные известь, гипс и др.).

16) Что такое гидравлические вяжущие вещества? Гидравлические – твердеют и сохраняют или даже повышают прочность не только на воздухе, но и в воде (портландцемент и др.).

17) Что такое автоклавные вяжущие вещества? Автоклавные – твердеют в герметических сосудах (автоклавах) в среде насыщенного водяного пара при температуре 175-190°С и давлении 0,9-1,3 МПа (8-12 атмосфер) – известково-песчаные, известково-шлаковые и другие известково-кремнеземистые смеси.

Воздушная известь

18)Химическая формула воздушной извести? Из чего её получают? Это СаО, её получают обжигом известняка СаСО3.

19)Обжиг извести. В каких печах? Реакция при обжиге? Обжиг извести осуществляют преимущественно в шахтных печах (d=3-10 м, h=10-40 м). В печи происходит разложение известняка по реакции: CaCO3(900-1200°C)→CaO+CO2. Перед использование известь гасят или размалывают.

20)Гашение извести. Реакция. Применение гашеной извести. Перед использование известь гасят или размалывают. Гашение – гидратация извести водой: СаО+Н2О=Са(ОН)2. Гашеную известь применяют в качестве вяжущего в штукатурных растворах в качестве пластифицирующей добавки в цементно–известковых растворах, для окраски, побелки.

21)Твердение изделий на основе гашеной извести. Материалы на основе гашеной извести твердеют в результате высыхания, кристаллизации Са(ОН)2 и взаимодействия Са(ОН)2 с атмосферным CO2 в присутствии влаги по реакции: Са(ОН)2+CO2+Н2О=CaCO3+2Н2О.

22)Известь в качестве автоклавного вяжущего. Как получают и применяют? Известь размалывают и используют совместно с молотым кремнеземистым компонентом (песок, шлак, зола и др.) в качестве автоклавного вяжущего при производстве силикатного кирпича и ячеистого бетона.

Строительный гипс

23)Строительный гипс – формула. Получение. Марки по прочности. Строительный гипс – воздушное вяжущее, светлый порошок с химической формулой: CaSO4∙0,5H2O, получают помолом и обжигом (или обжигом и помолом) горной породы гипса: CaSO4∙2H2O (140-160°C)→CaSO4∙0,5H2O+1,5H2O. Строительный гипс делят на марки по прочности: Г-2, Г-3 и т.д. (прочность при сжатии 2МПа, 3Мпа и т.д.).

24) Строительный гипс – твердение. При смешивании строительного гипса с Н2О происходит реакция гидратации, в результате которой полуводный гипс, связывая воду, вновь превращается в двуводный гипсовый камень: CaSO4∙0,5H2O+1,5H2O=CaSO4∙2H2O.

25) Строительный гипс – применение. Для изготовления материалов и изделий, служащих при относительной влажности воздуха не более 60%: перегородные панели и плиты, гипсокартонные и гипсоволокнистые листы, облицовочные материалы, гипсовые растворы и др.

Портландцемент.

26)Что такое портландцемент? Из чего получают портландцементный клинкер? ПЦ – это гидравлическое вяжущее вещество, серый порошок, получаемое совместным помолом ПЦ-го клинкера и около 5% двуводного гипса. ПЦ клинкер получают из известняка (ок. 75%) и глины (ок. 25%).

27)Как готовят сырьевую смесь? Схема шаровой мельницы. Известняк дробят, а затем размалывают вместе с глиной сухим или мокрым (с 35-45% воды) способами в шаровых мельницах (известняк и глина поступают в мельницу, где есть отсеки, перегороженные решетками, в которых лежат стальные шары. В каждом отсеке шары одного диаметра, от крупных до самых мелких. Сам корпус цилиндрический, он вращается. Размолотая сырьевая смесь выходит из отверстия.)

28)Какие применяют печи для обжига клинкера? Что происходит в печи при обжиге клинкера? Полученную сырьевую смесь обжигают во вращающихся печах, аналогичных печам для обжига керамзита, но имеющих значительно большие размеры – длину до 185 м, и диаметр до 5 м. В печи известняк СаСО3 разлагается и образуется СаО. Компоненты глины, разлагаясь, образуют оксиды SiO2, Al2O3 и Fe2O3 (кремнезем, глинозем, оксид железа). СаО взаимодействует с этими оксидами. Max температура в печи - 1450°С. При этой температуре завершается взаимодействие СаО с другими оксидами, в результате чего образуются минералы, называемые клинкерными.

29)Клинкерные минералы. 3CaO∙SiO2(C3S) – трехкальциевый силикат (алит) β-2CaO∙SiO2(β-C2S) – бета-двухкальциевый силикат (белит) 3CaO∙Al2O3(Ca3A) – трехкальциевый алюминат 4CaO∙Al2O3∙Fe2O3(C4AF) – четырехкальциевый алюмоферрит.

30)С чем и в чём размалывают клинкер при получении ПЦ? Клинкер представляет собой округлые гранулы, размером 5-40 мм. Для получения ПЦ клинкер размалывают совместно с двуводным гипсовым комком (CaSO4∙2H2O, ок. 5%) в шаровых мельницах.

31)Назовите марки ПЦ. Что они означают? ПЦ делят на марки: 400, 500, 550, 600 – прочность при сжатии – 40-60 МПа. Образцов из ПЦ и песка в соотношении 1:3 через 28 суток твердения (одни сутки на воздухе и 27 в воде).

32)Твердение ПЦ. Твердение ПЦ обусловлено взаимодействию с водой клинкерных минералов: (C3S, β-C2S, Ca3A, C4AF) + Н2О, образующихся в результате реакции гидратации гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция. Обеспечивают по мере их накопления схватывание и твердение ПЦ.

33)Применение ПЦ . Для получения бетонных и ж/б изделий, растворов, работающих в надземных, подземных и подводных условиях, в промышленном, гражданском, дорожном и гидротехническом строительстве.

34)Что такое ШПЦ? Его марки . Шлакопортландцемент. Если при помоле вместо 21-80% клинкера добавляют гранулированный доменный шлак, то полученный цемент называют ШПЦ. По свойствам он близок к обычному ПЦ и имеет марки: 300, 400, 500, 550.

Цель работы: ознакомление с приборами и методикой определения сорта извести, скорости ее гашения, расчета непогасившихся зерен.

Оборудование и материалы: прибор для гашения извести, термометр, сушильный шкаф, сито №1,25, весы электронные, секундомер, известь негашеная, известь гашеная.

Правила безопасности: с целью предохранения глаз от попадания извести лабораторную работу выполнять в защитных очках.

Внимание! Вначале надо выполнить п. 1-2 радела 4.

Теоретическая часть

Минеральными вяжущими веществами называют искусственно получаемые порошкообразные материалы, которые при затворении водой образуют пластичное вещество, способное в результате физико-химических процессов затвердевать, т.е. переходить в камневидное состояние. Строительные минеральные вяжущие вещества делятся на три категории:

1.Воздушные вяжущие вещества (известь, гипс) характеризуются тем, что, будучи смешанны с водой, твердеют и длительное время сохраняют прочность лишь ввоздушной среде . В случае систематического увлажнения они теряют прочность и разрушаются.

2. Гидравлические вяжущие вещества (портландцемент и др.) характеризуются тем, что, после смешения с водой и предварительного твердения на воздухе способны далее твердеть как в воздушной, так и в водной среде, при этом прочность их увеличивается .

3. Кислотостойкие вяжущие вещества (кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент) представляют собой тонкомолотую смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяемую водным раствором силиката натрия или калия. Это вяжущее вещество начального твердения в воздушной среде может длительное время сопротивляться агрессивному воздействию неорганических и органических кислот , кроме фтористо-водородной.

Воздушные вяжущие вещества.

Строительная известь.

К воздушным вяжущим веществам относится строительная известь , которая будучи затворенная водой, под влиянием протекающих физико-химических процессов, способна постепенно переходить из жидкого или тестообразного состояния в камневидное. При этом она связывает смешанные с ними отдельные куски и мелкие частицы материалов (щебени, песок, опилки) в монолит.

Известью (строительной известью) (формула - СаО ) называется продукт, получаемый обжигом известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород, т.е . мела, известняка, доломита (СаСОз) при температуре 1000 ... 1200 0 С до возможно полного удаления углекислого газа (СО 2 ).

Строительная известь делится на воздушную и гидравлическую. Воздушная известь при затворении водой схватывается, твердеет и сохраняет прочность в воздушно-сухих условиях. Содержание примесей глины в карбонатных породах не должно превышать 6% . Гидравлическая известь , затворенная водой, схватывается на воздухе, но твердеет и сохраняет прочность камня не только на воздухе, но и под водой. В сырье (известняке) для ее производства содержится 6-20% глинистых примесей.

Воздушная известь в зависимости от дальнейшей обработки обожженного продукта делится на:

1. Негашеную комовую известь(кипелку), состоящую главным образом из СаО;

2 . Неегашеную молотую известь - порошкообразный продукт помола комовой извести.

Строительной воздушной известью называется продукт, получаемый из известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород : - мела, известняка, доломита (формула СаСОз ) обжигом их до возможно полного удаления углекислоты. Обжиг обычно ведут при температуре 1000 ... 1200 0 С . Происходит термическая диссоциация СаСОз по уравнению: СаС0 3 = СаО+СО 2 .

Высокодисперсный сухой порошок, полученный гашением комовой, или молотой негашеной извести соответствующим количеством жидкой или парообразной воды. Вода обеспечивает переход оксидов кальция и магния в их гидраты (процесс гидратации ): СаО+Н 2 О=Са(ОН) 2 +15,6 ккал/моль.

Гашеную гидратную известь (пушонку) - тонкий порошок, получаемый в результате гашения комовой извести определенным количеством воды и состоящий в основном из Са(ОН) 2 ; (пушонка названа за «пушистый» вид).

Известковое тесто - тестообразный продукт гашения комовой извести, состоящей в основном из Са(ОН) 2 и механически примешанной воды.

Известковое молоко - белая суспензия, в которой гидроксид кальция находится частично в растворенном, а частично во взвешенном состоянии.

В зависимости от содержания в известняке глинистых и песчаных примесей известь делится на:

- Жирную известь, которая характеризуется большим выходом известкового теста (больше 3,5 л на 1 л негашеной извести), быстро гасится, выделяя при этом много тепла, и дает после гашения жирное, пластичное на ощупь тесто. Жирная известь позволяет получать удобоукладываемые растворы при введении большого количества песка.

- Тощую известь, которая гасится медленно и дает менее пластичное тесто, в котором прощупываются мелкие зерна. Чем больше глинистых и песчаных примесей содержит известняк, тем более тощей получается изготовленная из него известь.

Негашеная известь.

Во время обжига карбонатные породы диссоциируют на окись кальция и углекислый газ , который удаляется.Уравнение процесса обжига следующееСаС0 3 = СаО+СО 2 . Негашеная известь состоит преимущественно из оксида кальция – СаО, который остается в виде комков, поэтому полученная известь называется комовой или негашеной известью . При размоле комовой извести получают молотую негашеную известь .

Известь негашеная комовая, (называемая кипелкой) представляет собой смесь кусков различной величины. По химическому составу она почти полностью состоит из СаО и примесей: MgO, CaCO 3 , силикатов, алюминатов и ферритов кальция.

Известь негашеная молотая – порошкообразный продукт тонкого измельчения комовой извести. По химическому составу она подобна комовой извести, из которой и получена.

Оксид магния MgO содержится в карбонатных породах в широких пределах - от 0,5 до 10 - 20% и более. Присутствуя в извести в количестве до 5...8%, он относительно мало влияет на свойства продукта. При повышенном содержании MgO известь приобретает слабые гидравлические свойства. В зависимости от содержания оксида магния различают следующие виды воздушной извести: кальциевую - не более 5%, MgO,магнезиальную - от 5 до 20% MgO и доломитовую - от 20 до 40%. MgO.

В зависимости от скорости гашения все сорта воздушной негашеной извести делят на три вида:

Быстрогасящуюся со скоростью гашения – не более 8 мин.;

Среднегасящуюся – до 25 мин.;

Медленногасящуюся – до 25 мин.

Гашеная известь.

«Гашение» извести происходит, если комовую или молотую негашеную известь затворить водой. В результате бурной реакции образуется гидрат окиси щелочноземельного металла - кальция Са(ОН) 2 ,или магния Mg(ОН) 2 . Полученная известь называется гашеной , гидратной или пушонкой .

Гашеная или гидратная известь (или пушонка) - высокодисперсный сухой порошок, полученный гашением комовой, или молотой негашеной извести соответствующим количеством жидкой или парообразной воды, обеспечивающих переход оксидов кальция или магния в их гидраты (процесс гидратации ):

СаО+Н 2 О=Са(ОН) 2 +15,6 ккал/моль.

При гашении гидроксид кальция - Са(ОН) 2 распадается на мелкие частицы. Это объясняется значительным тепловыделением при гидратации, повышением температуры материала, испарением воды и образованием водяного пара в порах негашеной комовой извести.

Теоретически для гашения извести в пушонку необходимо 32,16% воды от массы СаО, на практике расход увеличивают в 2-2,5 раза (60-80% воды от массы негашеной извести - кипелки), что объясняется повышением температуры, и испарением воды. При гашении извести в тесто расход увеличивают до 200-300% от массы кипелки. При большем количестве (400...500%) воды можно получить известковое молоко и известковую воду (продукты гашения ).

Твердение извести.

Твердение гидратной извести обусловлено следующими процессами:

а) испарением воды и кристаллизацией Са(ОН) 2 . Испарение воды приводит к росту кристаллов Са(ОН) 2 и их срастанию - образованию каркаса.

б) образованием карбоната кальция по реакции:

Са(ОН) 2 +СО: =СаСОз+Н 2 О .

Испарение влаги и карбонизация протекают весьма медленно из-за образования на поверхности плотной пленки карбоната и невысокой концентрации СО 2 в воздухе (0,03%). Поэтому в начальный период прочность обеспечивается срастанием кристаллов Са(ОН) 2 .

Применение строительной извести.

Строительную известь применяют как в чистом виде, так и в сочетании с цементом для приготовления кладочных и штукатурных растворов, для побелки (7%). Известь применяют для производства силикатного кирпича (26%) и различных строительных деталей, приготавливаемых автоклавным способом; крупных стеновых блоков, облицовочных плит, стеновых панелей, при выплавке стали (50%).

Показатели качества воздушной извести. Качество воздушной извести оценивается по следующим нормируемым показателям:

1. Суммарное содержание в ней активных СаО и MgO, т.е. активности извести;

2. Скорость гашения извести;

3. Тонкость помола извести;

4. Величина предела прочности при сжатии образцов, изготовленных из раствора гидравлической извести;

5. Влажность гидратной извести (пушонки);

6. Количество непогасившихся зерен.

Практическая часть