Строительная известь
Строительная известь это продукт которого используют в строительном деле в качестве вяжущего. Строительная известь и в наши дни остается очень востребованным вяжущим материалом, благодаря своей доступности и полезных в строительном деле свойств.
Известь, которую используют в строительном деле называют строительной известью и получают путем обжига горных пород (мел, мергелистые известняки, известняк, доломит и другие) до удаления углекислоты. Количество алюмоферитов кальция и силикатов содержащиеся в извести определяют ее важные гидравлические свойства. В зависимости от гидравлических свойств строительной извести различают:
1. Воздушную известь.
2. Гидравлическую.
В зависимости от характера и последующей обработки обожженного продукта воздушная известь делится на :
1. Негашенная известь (комовая и молотая).
2. Гидратная известь ( пушонка и тесто).
Читать дальше на http://stroivagon.ru гашение извести
Негашенная известь (называется еще кипелкой) состоит из CaO, а гидратная известь состоит из Ca(OH)2. При этом наряду с содержанием Ca(OH)2 известковое тесто содержит избыток несвязной воды в значительном количестве, придающей ему пластичность. В зависимости от пластичности получаемого продукта связанной с содержанием примесей различают:
1. Жирную и
2. Тощую извести.
Если имеем дело с жирной известью, необходимо знать, что такая известь быстро гасится. В процессе гашения выделяется большое количество теплоты а известковое тесто получается пластичным и жирным на ощупь.
Тощая известь выделяет тепло в процессе гашения намного меньше, а известковое тесто получается менее жирным и пластичным. В таком тесте прощупываются мелкие зерна. Чем больше песчаных и глинистых примесей содержит известняк, тем более тощей получается изготовленная из него известь.
Жирная известь, по сравнению с тощей позволяет получить наиболее удобообрабатываемые и качественные известковые растворы. Такие растворы способны сохранить высокую пластичность даже после добавления большого количества песка. В зависимости от скорости протекания процессов во время гашения, различают:
1. Быстрогасящуюся известь, (скорость гашения не более 8 мин).
2.Среднегасящуюся известь (скорость гашения не более 25 мин).
3. Медленногасящуюся известь (скорость гашения не менее 25 мин).
Требования ГОСТ 9179-77 к различным видам извести для наглядности приведены в таблицу №1.
Таблица №1. Технические требования к извести
Для улучшения строительных свойств в негашеную и гашенную известь вводят молотые добавки минерального происхождения.В качестве добавок могут служить различные шлаки (доменные или топливные), туфы и пеплы, вулканические туфы, трепел, кварцевые пески и другие.
Известь в строительном деле широко используют при производстве штукатурных растворов, при производстве силикатного кирпича, известково-зольного кирпича, известково-шлакового кирпича, при производстве силикатного бетона и других видах строительных материалов.
Воздушная известь
Строительную воздушную известь получают из кальциевомагниевых карбонатных пород. Технологический процесс получения извести состоит из добычи известняка в карьерах, его подготовки (дробления и сортировки) и обжига. После обжига производят помол комовой извести, получая молотую негашеную известь, или гашение комовой извести водой, получая гашеную известь.
Основным процессом при производстве извести является обжиг, при котором известняк декарбонизуется и превращается в известь по реакции СаСО3↔ СаО + СО2. Диссоциация карбонатных пород сопровождается поглощением теплоты (1г-моль СаСО3 требует для разложения примерно 190 кДж). Реакция разложения углекислого кальция обратима и зависит от температуры и парциального давления углекислого газа. Диссоциация углекислого кальция достигает заметной величины при температуре свыше 600°С.
Теоретически нормальной температурой диссоциации считают 900°С. В заводских условиях температура обжига известняка зависит от плотности известняка, наличия примесей, типа печи и ряда других факторов и составляет обычно 1100…1200°С. При обжиге из известняка удаляется углекислый газ, составляющий до 44% его массы, объем же продукта уменьшается примерно на 10%, поэтому куски комовой извести имеют пористую структуру. Обжиг известняка производят в различных печах: шахтных, вращающихся, в «кипящем слое», во взвешенном состоянии и т. д.
Рисунок-1.Шахтная печь для обжига извести:
1-шахта; 2-загрузочный механизм; 3-дымосос; 4-гребень для подачи воздуха; 5-разгрузочный механизм.
Наибольшее распространение получили экономичные по расходу топлива шахтные пересыпные известеобжигательные печи, однако известь в них оказывается загрязненной золой топлива. Шахтная печь (рис. 1) состоит из шахты, загрузочного и выгрузочного устройства, воздухоподводящей и газоотводящей аппаратуры.
Известняк в шахтную печь загружают периодически или непрерывно сверху. Материал по мере выгрузки извести опускается вниз, и навстречу обжигаемому материалу просачиваются горячие дымовые газы. По характеру процессов, протекающих в шахтной печи, различают зоны подогрева, обжига и охлаждения.
В зоне подогрева в верхней части печи с температурой печного пространства не выше 900°С известняк подсушивается, подогревается и в нем выгорают органические примеси. В средней части печи — в зоне обжига, где температура достигает 900…1200°С, — происходит разложение СаСО3 и выделение углекислого газа. В нижней части печи — зоне охлаждения — известь охлаждается поступающим снизу воздухом с 900 до
50…100°С.
Рисунок-2. Схема установки для обжига извести в «кипящем слое»:
1 — подача сжатого воздуха; 2 — воздушная коробка с непровальной решеткой; 3 —горелки; 4 — загрузка известняка; 5 — отвод отходящих газов на очистку; 6 — решетчатый свод;7 — переливная труба; 8 — выгрузка обожженной извести
Газовые печи позволяют получить «чистую» известь, они проще в эксплуатации, процесс обжига в них можно механизировать и автоматизировать.
Во вращающихся печах получают известь высокого качества, но при этом расходуется много топлива.Имеют применение высокопроизводительные агрегаты с обжигом в «кипящем слое». Обжиг в «кипящем слое» (рис.2) производят в реакторе, представляющем собой металлическую шахту, отфутерованную внутри и разделенную по высоте решетчатыми сводами на 3…5 зон.
Передача материала из зоны в зону производится через трубки, имеющие ограничитель. Высота «кипящего слоя» определяется от обреза переливной трубки до решетки. По периферии реактора имеются горелки для газа или мазута. Многозонность реактора позволяет получать известь высокого качества при небольшом расходе топлива. Полученный при обжиге карбонатных пород полупродукт носит название комовой извести-кипелки.В дальнейшем она поступает на помол или гашение.
Молотая негашенная известь
Молотая негашеная известь с добавками производится 1-го и 2-го сортов и гидратная (гашеная) без добавок и с добавками двух сортов:1-го и 2-го.Воздушная известь должна удовлетворять требованиям(смотри таблицу-2). В соответствии с требованиями ГОСТ 9179—77 негашеную известь следует измельчать до тонкости, при которой остаток при просеивании пробы через сита № 02 и № 008 должен быть соответственно не более 1,5 и 15%.
Таблица-2. Технические требования к воздушной извести
Обычно заводы выпускают известь, характеризующуюся остатками на сите № 008 до 2…7%, что примерно соответствует удельной поверхности 3500…
5000 см²/г. Молотую негашеную известь транспортируют в герметически закрытых металлических контейнерах или в бумажных битуминизированных мешках. Хранить молотую известь до употребления можно не более 10…15 сут в сухих складах.
При работах с известью необходимо соблюдать требования по охране труда. Попадание частиц молотой извести в легкие, а также на слизистые оболочки, особенно глаз, опасно. Молотую негашеную известь применяют без ее предварительного гашения, что имеет ряд преимуществ: исключаются отходы в виде непогасившихся зерен, используется тепло, которое выделяется при гидратации извести, что ускоряет процессы твердения извести.
Изделия из этой извести имеют и большую плотность, прочность и водостойкость. Для ускорения твердения растворных и бетонных смесей на молотой негашеной извести в их состав вводят хлористый кальций, а для замедления твердения в начальный период (схватывания) добавляют гипс, серную кислоту и сульфитно-спиртовую барду. Добавка гипса и хлористого кальция, кроме того, повышает прочность растворов и бетонов, а добавки замедлителей твердения предупреждают образование трещин, что возможно при отсутствии определенных условий твердения.
Гидратная известь
Известь воздушная отличается от других вяжущих веществ тем, что может превращаться в порошок не только при помоле, но и путем гашения — действие воды на куски комовой извести с выделением значительного количества тепла по реакции СаО + Н2О = Са(ОН)2 + 65,5 кДж.
1 г-моль СаО выделяет 65,5 кДж тепла, 1 кг извести-кипелки— 1160 кДж.
Стехиометрически для гашения извести в пушонку необходимо 32% воды от массы СаО. Практически в зависимости от состава извести, степени ее обжига и способа гашения количество воды берут в 2, а иногда и в 3 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 процесс гашения протекает при гашении паром при повышенном давлении в закрытых барабанах.
В зависимости от скорости гашения различают строительную негашеную известь: быстрогасящуюся со скоростью гашения не более 8 мин; среднегасящуюся со скоростью гашения до 25 мин и медленногасящуюся со скоростью гашения не менее 25 мин. Содержание активных CaO + MgO для гидратной извести должно быть не менее 70%, а влажность — не более 4%.
Гашение извести в пушонку производят в специальных машинах — гидраторах. Для гашения извести-кипелкив известковое тесто применяют известегаситель ЮЗ, в котором комовая известь одновременно размалывается, перемешивается с водой до образования известкового молока и сливается в сепаратор отстойник. После отстаивания известкового молока образуется известковое тесто.
Нельзя применять известковое тесто с большим содержанием непогасившихся зерен извести, так как гашение этих зерен может произойти в кладке, что приведет к растрескиванию затвердевшего известкового раствора. Измельчение извести в гасителе ЮЗ способствует практически полному гашению извести, тогда как в других машинах количество непогасившихся зерен (отходов) может достигать 30%. Твердение извести может происходить только в воздушно-сухих условиях.
Испарение воды (что имеет место при этом) вызывает слипание мельчайших частиц Са(ОН)2 в более крупные и их кристаллизацию. Кристаллы Са(ОН)2 срастаются друг с другом, образуя каркас, окружающий частицы песка. Наряду с этим происходит карбонизация гидрата оксида кальция за счет поглощения углекислоты воздуха по реакции:
Са (ОН) 2 + СО2 +nН2О = СаСО3 +(n + 1) Н2О
Таким образом, твердение известковых растворов есть следствие их высыхания и образования кристаллического сростка Са(ОН)2, а также процесса образования углекислого кальция на поверхности изделия. Твердеет гашеная известь медленно, и прочность известковых растворов невысокая. Это объясняется тем, что кристаллизация гидрата оксида кальция происходит не интенсивно и кристаллы слабо связаны друг с другом.
Кроме того, образовавшаяся на поверхности корка СаСО3 препятствует прониканию воздуха внутрь известкового раствора и тормозит дальнейшее развитие процесса карбонизации. Гидрат оксида кальция кристаллизуется тем быстрее, чем интенсивнее испаряется вода, поэтому для твердения извести необходима положительная температура.
Воздушную известь широко применяют для приготовления строительных растворов в производстве известково-пуццолано-вых вяжущих, для изготовления искусственных каменных материалов — силикатного кирпича, силикатных и пеносиликатных изделий, шлакобетонных блоков, а также в качестве покрасочных составов.
Транспортируют комовую известь навалом, защищая от увлажнения и загрязнения, а молотую — в специальных бумажных мешках или металлических закрытых контейнерах. Известковое тесто перевозят в специально для этого приспособленных кузовах самосвалов. Известь негашеная должна храниться в закрытых складах, защищенных от попадания влаги. Гидратную известь можно хранить непродолжительное время в мешках и сухих складах. Молотую известь не следует хранить более 30 сут, так как она постепенно гасится влагой воздуха и теряет активность.
Гидравлическая известь
Гидравлическая известь широко используется в строительном деле. Получают гидравлическую известь путем умеренного обжига при температуре 900-1100 °С мергелистых известняков которые содержат от 6 до 20 % глинистых примесей.В процессе обжига мергелистых известняков углекислый кальций содержащийся в породе разлагается а часть образовавшегося CaO в твердом состоянии соединяется с оксидами SiO2, Al2O3, Fe2O3, содержащимися в минералах глины.В результате и образуются силикаты (2CaO • SiO2), алюминаты (CaO • Al2O3) и ферриты кальция (2CaO•Fe2O3), способные твердеть на воздухе и в воде.
Для характеристики химического состава сырья (глина и известняк) а также готового вяжущего вещества пользуются гидравлическим или основным модулем составляющим для гидравлической извести 1,7-9:
m= (%CaO) : %(SiO2+Al2O3 +Fe2O3)
Гидравлическую известь различают двух видов:
1. Слабогидравлическую с модулем 4,5…9,
2. Сильногидравлическую с модулем 1,7 … 4,5 МПа.
Затворенная водой гидравлическая известь после предварительного твердения на воздухе продолжает твердеть и в воде при этом физико-химические процессы воздушного твердения продолжают сочетаются с гидравлическими. При испарении влаги происходит постепенная кристаллизация гидроксида кальция а под действием углекислого газа подвергается карбонизации.
Гидравлическое твердение затворенной водой извести происходит путем гидратации силикатов, ферритов кальция и алюминатов (также как и в портландцементе).При этом предел прочности испытуемых образцов через 28 суток твердения должен составлять для слабогидравлической извести при изгибе не менее 0,4 МПа.
Для сильногидравлической извести не менее 1,0 МПа
При сжатии для слабогидравлической извести не менее 1,7 МПа
Для сильногидравлической извести 5,0 МПа
Также как и обычная известь используется для изготовления кирпичей, различных стеновых блоков из силикатных бетонов а также и других строительных изделий.Такая известь отличается от извести описанной выше тем, что после того как ее затворили водой продолжает и способна твердеть в воде.
*****
Добавить комментарий