2.7. Властивості і застосування повітряного вапна

Кристали чистого оксиду кальцію відносяться до кубічної сингонії. Їх густина складає 3,34 г/см³ (істинна густина негашеного вапна 3,1-3,3 г/см³, середня густина – 1,6-2,6 г/см³), твердість 3-4, температура топлення 2570 ^оС. При випалі вапна гексагональна ґратка CaCO₃ переходить в кубічну CaO із зменшенням об’єму кристалічної ґратки майже в 2,25 рази. Насправді об’єм кусків невипаленого вапна лише трохи менший кусків вихідного вапняку. Тому негашене вапно має велику пористість, яка в залежності від умов випалу складає 18-48 % загального об’єму її кусків. З підвищенням температури і збільшенням тривалості випалу об’єм пор в кусках негашеного вапна зменшується, а їх розміри збільшуються. У вапні, випаленому при 900 ^оС, кристали оксиду кальцію мають розмір близько 1 мкм, при 1000 ^оС – до 10 мкм, а намертво випаленого вапна (при 1650 ^оС і вище) – до 100 мкм. Звичайне вапно, випалене в заводських умовах, складається головно з кристалів розміром 5-12 мкм. Наявність у вапні кристалів розмірами 50-100 мкм свідчить про його перепал. Час, необхідний для гасіння (гідратації) вапна при розмірах кристалів СаО до 5 мкм, складає 2-3 хвилини, а при величині 40-50 мкм – 23-30 хвилин.

Властивості повітряного будівельного вапна регламентуються ДСТУ Б В.2.7.-90-99.

Якщо за окремими показниками вапно може належати до різних сортів, то сорт його визначається за значенням показника, що відповідає нижчому сорту.

Залежно від вмісту оксидів кальцію і магнію вапно поділяється на кальцієве, магнезіальне і доломітове.

За фракційним складом вапно поділяється на грудкове, подрібнене (з розмірами кусків не більше 20 мм) і порошкоподібне. Ступінь дисперсності порошкоподібного повітряного вапна і гідравлічного повинен бути таким, щоб при просіювання через сита № 02 і № 008 проходило відповідно не менше 98,5 % і 85 % маси проби, які просіювали.

Маса 1 м³ вільно насипаного вапна-порохнянки складає 400-450 кг, а в ущільненому стані – 500-700 кг. Маса 1 м³ вапняного тіста складає 1300-1400 кг. З 1 м³ негашеного вапна отримують 1,5-2,4 м³ вапняного тіста, яке зазвичай містить близько 50 % води.

Пластичність вапняного тіста залежить від розміру частинок Ca(OH)₂, кількості води і наявності в ній розчинених речовин. Дифузійні оболонки з молекул води навколо частинок Ca(OH)₂, зменшують тертя між цими частинками чим збільшують рухомість зерен і надають вапняному тісту пластичність. Чим грубіші в тісті частинки вапна, тим менша водопотреба, тим тонші дифузійні гідратні шари на частинках і, отже, менш пластичним є тісто. Наявні в рідкій фазі аніони SiO₃^2-, Cl^-, SO₄^2-, OH^-, СО₃^2- розряджаючи колоїдні утворення, руйнують дифузійні шари, що понижує пластичність вапняного тіста.

При висиханні вапняне тісто через сильне зсідання розтріскується, тому його використовують у вигляді вапняно-піщаного розчину, додаючи 2-4 об’ємні частини піску. Пісок в такому розчині служить скелетом, що при висиханні розчину перерозподіляє об’ємні зміни вапняного тіста, яке окутує зерна піску. Пісок також здешевлює розчин і полегшує видалення з нього води, а також доступ всередину вуглекислого газу з повітря.

Вапняні розчини використовують головно для мулярських робіт. Для цього часто використовують і змішані розчини, які складаються з вапна, портландцементу і піску. Такі розчини міцніші від чисто вапняних і більш пластичні від цементних. Вапняні розчини також використовують для тинькувальних робіт як в суміші з будівельним гіпсом, так і без нього. Вапняно-гіпсові розчини тужавіють повільніше від гіпсових, але тверднуть швидше від вапняних. Для тинькувальних робіт використовують і вапняно-цементні розчини.

Як зв’язний компонент вапно використовують для виготовлення низькомарочних бетонів а також у виробництві виробів автоклавного тверднення. В суміші з активними мінеральними додатками повітряне вапно використовують для приготування вапняно-пуцоланових, вапняно-шлакових та інших видів змішаних зв’язних. В суміші з крейдою, барвниками, а також в чистому вигляді повітряне вапно використовують для білення і фарбування стін і стель, а також для інших декоративних робіт.

Використовують вапно у виробництві кальцинованої соди, в нафтохемічній, шкіряній, текстильній, харчовій (для виробництва цукру), целюлозо-паперовій, металургійній та інших галузях промисловості, в сільському господарстві.