3. Известковые вяжущие

Строительную известь получают путем обжига (до удаления углекислоты) кальциево-магниевых горных пород -мела, известняка, доломитизированных и мергелистых из­вестняков, доломитов.

В зависимости от характера и последующей обработ­ки обожженного продукта воздушная известь делится на негашеную; (комовую и молотую) и гидратную (пушонку и тесто). Негашеная известь, иногда называемая кипелкой, состоит из СаО, а гидратная - из Са(ОН)₂, причем извест­ковое тесто наряду с Са(ОН)₂ содержит значительный из­быток несвязанной воды, придающей ему пластичность.

В зависимости от пластичности получаемого продук­та, связанной с содержанием примесей, различают жирную и тощую извести. Жирная известь быстро гасится, вы­деляя при этом много теплоты, и дает после гашения пластичное, жирное на ощупь тесто. Тощая известь га­сится медленно и дает менее пластичное тесто, в нем прощупываются мелкие зерна. Чем больше глинистых и песчаных примесей содержит известняк тем более то­щей получается изготовленная из него известь Жирная известь позволяет получать удобообрабатываемые строи­тельные растворы при введении большого количества пес­ка. По скорости гашения различают быстрогасящуюся (ско­рость гашения не более 8 мин), среднегасящуюся (не бо­лее 25 мин) и медленногасящуюся (не менее 25 мин).

В молотую негашеную, а также гашеную известь можно вводить молотые минеральные добавки: доменные и топливные шлаки и золы, вулканические пемзы, туфы и пеплы, кварцевые пески, карбонатные породы, цемянки, трепел.

Гидравлическая известь - продукт умеренного обжига при температуре 900-И 100 °С мергелистых известняков, содержащие 6-5-20 % глинистых примесей. При обжиге мергелистых известняков после разложения углекислого кальция часть образующейся СаО соединяется в твердом состоянии с оксидами Si0₂, А1₂Оз, Ре₂Оз, содержащимися в минералах глины, образуя силикаты 2CaOxSi0₂, алюми­наты СаО><А1₂Оз и ферриты кальция 2СаОхре₂Оз, обла­дающие способностью твердеть не только на воздухе, но и в воде.

Таблица 5 Технические требования к извести

		Содержание,	% по мас<	;е
Известь	Г активный С°РТ СаО + MgO не менее	активный MgO не более	С02не более	непогасившихся зерен не более
1 Негашеная:
кальциевая	I 90	5	3	7
	II 80	5	5	11
	III 70	5	7	14
магнезиальная	I 85	20(40)*	5	10
	II 75	20(40)*	8	15 .
	III 65	20(40)*	11	20
Гидратная	I 67	—	3	—
	II 60	—	5

* В скобках указано предельное содержание MgO в доломитовой из­вести

Для характеристики химического состава сырья, в которое входят известняк и глина, а также готового вяжу­щего вещества обычно пользуются гидравлическим или ос­новным модулем, составляющим для гидравлической из­вести 1,7...9:

%СаО

т--

%(Si0₂+Al₂0₃ +Fe₂0₃)Различают гидравлическую известь двух видов: слабо­гидравлическую с модулем 4,5...9 и сильногадравлическую с модулем 1,7. ..4,5.

Гидравлическая известь, затворенная водой, после предварительного твердения на воздухе продолжает твер­деть и в воде, при этом физико-химические процессы воз­душного твердения сочетаются с гидравлическими. Гидро-ксид кальция при испарении влаги постепенно кристалли­зуется, а под действием углекислого газа подвергается карбонизации. Гидравлическое твердение извести происхо­дит в результате гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция так же, как и в портландцементе. Предел прочности образцов через 28 сут. твердения дол­жен быть не менее: для слабогидравлической и сильногид­равлической соответственно при изгибе - 0,4 и 1,0 МПа и при сжатии - 1,7 и 5,0 МПа.

Известково-пуццолановым вяжущим (ИПВ) веществом называют гидравлическое вяжущее, получаемое путем со­вместного или раздельного (с последующим тщательным сме­шений) помола гидравлической добавки с известью (воз­душной или гидравлической, негашеной или гашеной в пу­шонку) и гипсом Для улучшения физико-механических свойств вяжуще в смеси разрешается вводить до 5 % доба­вок (солей СаО, MgCl₂, NaCl и др.).

При твердении ИПВ в условиях обычных температур в основном образуется тоберморитоподобный однокальцие-вый гидросиликат типа CSH(B). Выпускают известесо-держащие вяжущее марок 50, 100, 150 и 200, при этом пре­дел прочности образце испытанных в 7- и 28-суточном воз­расте, должен быть не ниже значений, приведенных в табл. 6

Таблица 6. Марочная прочность известково-пуццолановых вяжущих

Марка вяжущего	Пре	дел прочности	, МПа, не Mei	iee
	при и:	тибе	при с	жатии
	через 7 сут	через 28 сут	через 7 сут	через 28 сут
50	0,6	1,5	2	5
100	1,5	3,5	4	10
150	2	5	_7_	15
200	3	6,5	10	20

Начало схватывания вяжущих должно наступать не раньше чем через 25 мин, а конец — не позднее чем через 24 ч с момента затворения. Вяжущие должны выдерживать испытание на равномерность изменения объема при про-паривании.4. Жаростойкие материалы на основе вяжущих из природных и техногенных стекол

Разработаны алюмосиликатные вяжущие цеолитовой структуры путем гидротермального омоноличивания кис­лых вулканических стекол: перлитов, обсидианов, липари­тов, литоидной пемзы и других и жароупорные бетоны на их основе. '

Природные высококремнеземистые стекла по своему химическому составу (табл. 7) можно отнести к алюмоси-ликатным системам.

Таблица 7 Химический состав перлитов, %

Месторож­дение Арагошское Береговское Мухор-Талинское

Si02 72,3...74,3 72 69...70,5

А1203 13,4...14,7 12,4 15,2...16,2

Fe203 + +FeO 0,15...1,4 1,1 0,8...1,5

СаО 0,1...1,1 1 0,8...1,7

~ Na20 + Mg° +к2о 0,4...0,6 5,2...8,6 0,25 5,8 0,4...1,3 6,4...6,6

so3 0,2...0,3 0,3 0,2

При дисперсности S_yfl - 450 м /кг перлитовые породы проявляют химическую активность вяжущего компонента. Такие вяжущие возможно легировать путем добавления в него таких микронаполнителей, как корунд, технический глинозем, тонкомолотый шамот и др. Это позволяет в ши­роких пределах менять химический и фазовый состав вя­жущего, в частности соотношение основных оксидов Si0₂ и А1₂0з и соответственно термические свойства изделий

Алюмосиликатные вяжущие обладают рядом сущест­венных достоинств, обусловливающих техническую и эко­номическую целесообразность их применения: повышение прочности после нагрева на рабочую температуру; высо­кая реакционная способность при нагреве, позволяющая за счет применения специальных добавок управлять струк­турой синтезируемого вяжущего, возможность регулирова­ния огнеупорности и термомеханических характеристик вяжущего изменения содержания кремнеземистого и ще­лочного компонентов.

На основе разработанного вяжущего и различных ог­неупорных заполнителей получены жаростойкие и огне­упорные бетоны с температурой применения до 1550°С, в частности шамотный перлитобетон, легкие шамотные ке-рамзитоперлитобетоны и ячеистые бетоны, муллитокорун-довые, цирконовые и другие виды бетонов, которые харак­теризуются высокими термомеханическими эксплуатаци­онными показателями, несложностью технологии, низкой энергоемкостью производства и себестоимостью. Достоин­ствами этих бетонов также являются: возможность форси­рованного первого разогрева на рабочую температуру со скоростью до 500 °С в час; отказ от предварительной суш­ки перед началом монтажа, что обусловлено низкой влаж­ностью изделий после автоклавной обработки; отсутствие для большинства изделий снижения прочности в интерва­ле температур 600-^900°С; высокая прочность после разо­грева на рабочую температуру.

Поэтому применение природных вулканических стекол в качестве компонента вяжущего наиболее предпоч­тительно при получении алюмосиликатных жаростойких и огнеупорных бетонов. Эксплуатационные свойства такие материалы приобретают в процессе первого разогрева на рабочую температуру.

В жаростойких бетонах в процессе первого разо­грева на рабочую температуру происходит перерождение вяжущего в керамический черепок.

Жаростойкий шамотный перлитобетон получают из гидро-алюмосиликатного вяжущего на основе кислых вул­канических стекол и шамота (табл. 8).

Таблица 8 - Составы шамотных перлитобетонов, % по массе__

Назначение	Kon	шоненты ]	шжущего	Заполнител с	ь шамот кла фракций, mn	icca «А», %, [
бетона	перлит	глинозем	тонкомолотый шамот	3...7	3...5	0.5...2
Футеровка	12,5	12,5	25	40		10
Этажерочные плиты	10	12	25	—	38	15

Основные физико-механические показатели жаро­стойкого шамотного перлитобетона, изготовленного на ос­нове сырьевой шихты оптимального состава при использо­вании в качестве затворителя 8 %-ного раствора NaOH и раствора силиката натрия М_с= 2,8, приведены в табл. 9.Таблица 9 - Физико-механические свойства шамот­ных перлитобетонов

	Вид зат	ворителя
Наименование показателей	8 % -ный раствор NaOH	раствор Na20*2,8 SiQ2
Максимальная температура примене­ния при одностороннем нагреве, °С	1500	1500
Прочность бетона, МПа	15	60
Средняя плотность, кг/смЗ	1980	2000
Прочность, МПа, после обжига при температуре °С:
1250	35	80
1400	45	70
Пористость кажущаяся, %	23	22'
Огневая усадка, %	0,5	0,8
Огнеупорность, °С, не менее	1750	1750

Из приведенных данных следует, что жаростойкий шамотный перлитобетон по всем показателям, особенно по показателю термостойкости, превосходит мелкоштучные керамические изделия (ГОСТ 390—83), которые применяют в качестве футеровки обжиговых вагонеток предприятий строительной керамики.

4