6. Воздушная известь. Технология получения и основные положения теории твердения известковых вяжущих.

Воздушная известь представляет собой вяжущее, получаемое путем обжига относительно чистых известняков, мела и подобных им пород. Известь бывает в виде негашеной комовой, негашеной молотой, гашеной (пушонки) и известкового теста.

Производство. Сырье — карбонатные породы (известняки, мел, доломиты), содержащие не более 6...8 % глинистых примесей, обжи­гают в шахтных или вращающихся печах при температуре 1000... 1200° С. В процессе обжига СаСО₃ и MgCO₃, содержащиеся в исходной породе, разлагаются на оксиды кальция СаО и магния MgO и углекислый газ. Неравномерность обжига может привести к образованию в извести недожога и пережога.

Недожог (неразложившийся СаСО₃), получающийся при слишком низкой температуре обжига, снижает качество извести, так как не гасится и не обладает вяжущими свойствами.

Пережог образуется при слишком высокой температуре обжига в результате сплавления СаО с примесями кремнезема и глинозема. Зерна пережога медленно гасятся и могут вызвать растрескивание и разрушение уже затвердевшего материала.

Куски обожженной извести — комовая известь — обычно подвер­гают гашению водой:

СаО + Н₂О → Са(ОН)₂ + 1160 кДж/кг

Выделяющаяся при гашении теплота резко повышает температуру извести и воды, которая может даже закипеть (поэтому негашеную известь называют кипелкой). При гашении куски комовой извести увеличиваются в объеме и распадаются на мельчайшие (до 1 мкм) частицы.

В зависимости от количества взятой для гашения воды получают: гидратную известь - пушонку (35…40 % воды от массы извести, т. е. в количестве, необходимом для протекания реакции гидратации — про­цесса гашения); известковое тесто (воды в 3...4 раза больше, чем извести), известковое молоко (количество воды превышает теоретиче­ски необходимое в 8... 10 раз).

По содержанию оксидов кальция и магния воздушная известь бывает:

•  кальциевая — MgO не более 5 %;

•  магнезиальная — MgO > 5...20 %;

•  доломитовая — MgO > 20...40 %.

В 1923 г. была сформулирована теория твердения А.А. Бажова. В процессе твердения три периода: период подготовительный — образование раствора, пересыщенного по отношению к продуктам гидратации; период коллоидации (схватывание), когда возникающие новообразования не могут растворяться в насыщенной жидкой фазе и выделяются в виде тонкодисперсных коллоидных частиц, минуя растворение. При этом масса теряет пластичность, но не приобретает пока прочности, так как между гидратными частицами отсутствует прочное сцепление; Период кристаллизации (твердение), в течение которого происходит перекристаллизация коллоидных частиц в кристаллы, которые со временем растут и срастаются друг с другом.

7. Гипсовые вяжущие. Низкообжиговые гипсовые вяжущие. Получение, свойства.

Вяжущее – тонкодисперсные минеральные вещества, способные при перемешивании с водой (с водными растворами солей) образовывать пластичную массу, которая самопроизвольно набирает прочность с течением времени.

Гипсовые вяжущие получают из горной породы (гипсовый камень) путем термической обработки. В зависимости от температуры обработки гипсовые вяжущие делятся на низкообжиговые (строительный, формовочный и высокопрочный гипс) и высокообжиговые (ангидритовый цемент, эстрих-гипс).

Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества получают при нагревании двуводного гипса CaSO₄-2H₂O до температуры 150...160°С с частичной дегидратацией двуводного гипса и переводом его в полуводный гипс CaSO₄-0,5H₂O.

Строительный гипс в основном состоит из β-модификации полуводного гипса. Для этого нагрев строительного гипса производят в открытых емкостях, при этом вода интенсивно испаряется, что приводит к измельчению частиц вяжущего.

Формовочный гипс используется в керамической промышленности, машиностроении. Состоит из смеси кристаллов α и β модификаций. Отличается от строительного гипса более высокой прочностью (14-18 МПа)

Высокопрочный гипс состоит из α-модификации, для его получения используют герметичные котлы, а процесс получения ведут при температуре в 120-130 С и при повышенном давлении (10-13 атм), либо в растворах солей (хлористый кальций или калий) с последующей сушкой и помолом.

Особенности термической обработки предопределяют испарение воды в жидко-капельном состоянии, поэтому средний размер кристаллов гипса α-мод выше, чем β-мод. Это позволяет снизить количество воды, необходимой для получения гипсового теста нормальной густоты.

Теоретически для твердения строительного гипса достаточно 19% воды от массы вяжущего. Однако по технологическим причинам на практике количество воды состовляет 50-60 %.