Вопрос: Воздушная известь.

- одно из древнейших вяжущих, широко применяемых в строительстве и промышленности. Известь -продукт умеренного обжига кальциевых и кальциево-магниевых карбонатных пород до возможно полного удаления углекислого газа. В результате обжига образуется продукт белого цвета, называемый негашеной комовой известью (кипелкой).

Производство. Сырьем для получения извести являются распространенные осадочные горные породы: известняки, доломиты, мел, доломитизированные известняки, содержащие не более 8 % глины. В сырье преобладает карбонат кальция СаС03, в небольшом количестве содержатся карбонат магния MgCCb и некоторые примеси. Сырье обжигают в шахтных или вращающихся печах при температуре 900... 1200 °С:

СаСОз - СаО + C02t; MgC03 - MgO + C02t.

Неравномерность обжига может привести к образованию в извести недожога или пережога. Недожог (неразложившийся СаС03), получающийся при слишком низкой температуре обжига, снижает качество извести, так как не обладает вяжущими свойствами. Пережог образуется при слишком высокой температуре обжига в результате сплавления СаО с примесями кремнезема и глинозема. Зерна пережога гасятся медленно, а поскольку при гашении увеличиваются в объеме, то могут вызвать растрескивание и разрушение уже затвердевшего материала.

После выхода из печи комовую известь (мелкопористые куски размером 5... 10 см), как правило, гасят водой

СаО + Н20 = Са(ОН)2 + 1160 кДж/кг.

При смачивании водой куски извести бурно реагируют с ней, превращаясь в тонкий порошок, а при избытке воды - в пластичное тесто. Этот процесс, сопровождающийся сильным выделением теплоты и разогревом воды вплоть до кипения, называют гашением извести, а негашеную известь - кипелкой.

При гашении куски комовой извести значительно увеличиваются в объеме и распадаются на мельчайшие (до 0, 001 мм) частицы.

В зависимости от времени гашения различают быстрогасящуюся известь (время гашения - до 8 мин), среднегасящуюся (до 25 мин) и медленногасящуюся (свыше 25 мин).

В зависимости от количества воды, взятой для гашения, получают гидратную известь - пушонку (50...70 % воды от массы извести, т. е. в количестве, необходимом для протекания реакции гидратации - процесса гашения); известковое тесто - воды берут в три-четыре раза больше, чем извести; известковое молоко - воды берут в восемь-десять раз больше, чем требуется теоретически.

Виды воздушной извести. По содержанию оксидов кальция и магния воздушная известь бывает кальциевая (примеси MgO не более 5 %), магнезиальная (MgO - 5...20 %) и доломитовая (MgO-20...40%).

На строительство поставляют воздушную известь в виде негашеной комовой (кипелки), негашеной порошкообразной (молотой кипелки) и гашеной (гидратной) порошкообразной (пушонки).

Комовая негашеная известь - полуфабрикат для получения молотой извести, гидратной извести (пушонки), известкового теста и молока. Комовую известь перевозят навалом в закрытых вагонах и автомашинах. Хранят комовую известь в сухом складе с деревянным полом, приподнятым над землей на 30 см. Попадание воды на известь вызывает сильный саморазогрев вплоть до 300 °С и при контакте с легковоспламеняющимися материалами (такими, как опилки, стружка) может вызвать пожар.

Негашеную порошкообразную (молотую) известь получают помолом комовой извести в шаровых мельницах. В известь часто вводят при измельчении 10...20 % гидравлических добавок (шлак, зола). Как и комовую, молотую известь без добавок делят на три сорта, с добавками - на два. Степень измельчения извести характеризуют полными остатками на ситах № 02 и № 008, которые должны составлять соответственно не более 1, 5 и 15 % от массы просеиваемой пробы.

Преимущество порошкообразной извести перед комовой состоит в том, что при затворении водой она ведет себя подобно гипсовым вяжущим: сначала образует пластичное тесто, а через 20...40 мин схватывается. Это объясняется тем, что вода затворения, образующая тесто, частично расходуется на гашение извести. При этом известковое тесто густеет и теряет пластичность. Благодаря меньшему количеству свободной воды материалы на основе порошкообразной извести менее пористые и более прочные.

Гидратная известь (пушонка) - гашеная известь в виде белого порошка заводского изготовления. Влажность гидратной извести должна быть не более 5 %; насыпная плотность - 400......450 кг/м3. Остатки на ситах № 063 и № 008 должны быть соответственно не более 2 и 10 %. Ее выпускают двух сортов. Хранят известь в силосах или бункерах; перевозят в цементовозах, контейнерах, бумажных мешках и навалом.

Известковое тесто - паста плотностью 1300..Л400 кг/м3 -образуется при гашении комовой извести избыточным количеством воды. Нормально гашеная известь, которая увеличилась в объеме не менее чем в три раза, называется жирнощ известь, увеличившаяся в объеме менее чем в 2, 5 раза, - тощей. Чем жирнее и чище от примесей известковое тесто, тем оно больше присоединяет к себе песка при приготовлении растворов. Перевозят известковое тесто и молоко в автоцистернах.

Гашение извести можно производить как на стройплощадке, так и централизованно. В последнем случае гашение совмещается с мокрым помолом непогасившихся зерен, что увеличивает выход извести и улучшает ее качество.

На стройплощадке известь гасят в гасильных ящиках. Быст-рогасящуюся известь заливают сразу большим количеством воды, чтобы не допустить перегрева и кипения воды, медленнога-сящуюся - небольшими порциями, следя за тем, чтобы известь не охладилась. Из 1 кг извести в зависимости от ее качества получается 2...2, 5 л известкового теста.

По окончании гашения жидкое известковое тесто через сетку сливают в известехранилище, где его выдерживают обычно не менее двух недель (пока не завершится процесс гашения). Известковое тесто с размером непогасившихся зерен менее 0, 63 мм можно применять сразу. Крупные непогасившиеся зерна опасны тем, что среди них могут быть пережженные зерна (пережог).

Содержание воды в известковом тесте не нормируется. Практика показывает, что в хорошо выдержанном тесте соотношение воды и извести около 1.

Твердение. Известковое тесто состоит из насыщенного водного раствора Са(ОН)2 и нерастворившихся мельчайших частиц извести. По мере испарения из него воды образуется пересыщенный раствор Са(ОН)2, из которого выпадают кристаллы, скрепляющие отдельные частицы в единый монолит. Поэтому известковое тесто, защищенное от высыхания, неограниченно долго сохраняет пластичность, т. е. у извести отсутствует процесс схватывания.

Затвердевшее известковое тесто при увлажнении вновь переходит в пластичное состояние, т. е. известь - неводостойкий материал.

На воздухе известь реагирует с углекислым газом, образуя нерастворимый в воде и довольно прочный карбонат кальция, т. е. обратно переходит в известняк:

Са(ОН)2 + С02 - СаСОз + Н20.

Этот процесс называют карбонизацией, он протекает длительное время. При карбонизации выделяется вода, поэтому каменную кладку и штукатурку на известковых растворах подвергают сушке.

Для получения водостойкого материала к извести добавляют активные гидравлические добавки: золы ТЭС, доменный шлак, молотую пемзу и др. Последние содержат аморфные кремнезем Si02 и глинозем А1203, которые способны в присутствии воды образовывать с известью нерастворимые гидросиликаты и гидроалюминаты:

Са(ОН)2 + Si02 + Н20 -> яСаО • Si02 • rnH20.

Твердение сопровождается значительным уменьшением объема известкового теста - усадкой, поэтому известь применяют в смеси с заполнителем - песком. Схема получения, гашения и твердения воздушной извести приведена на 39.

Применение. Строительную воздушную известь применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов, бетонов низких марок, работающих в сухих условиях, силикатного кирпича, ячеистобетонных изделий автоклавного твердения, известковых красок, смешанных гидравлических вяжущих и других материалов.

Молотую известь с активными минеральными добавками применяют в штукатурных растворах для подземной части зданий и в растворах, твердеющих во влажных условиях.

Воздушная известь всех видов - довольно сильная щелочь. Поэтому при работе с ней необходимо принимать меры, предотвращающие контакт извести с открытыми участками кожи и особенно дыхательными путями и глазами.