6.3. Известь воздушная: сырьё и принципы производства, виды и области применения

Строительная воздушная известь неорганическое вяжущее вещество, являющееся продуктом умеренного обжига при температуре 1000-1200 °С кальциево-магниевых горных пород (мела, известняков, доломита, доломитизированных известняков), содержащих не более 6 % глинистых примесей.

Основной составляющей известняка является карбонат кальция (СаСО₃). Обжигают известняк при температуре 1000-1200 °С до возможно более полного удаления углекислоты СО₂ по реакции:

СаСО₃=СаО+СО₂

Продукт обжига содержит кроме СаО (основной составной части) также и некоторое количество оксида магния, образовавшегося в результате термической диссоциации карбоната магния:

MgCO₃=MgO+CO₂

Чем выше содержание основных оксидов (СаО+MgO) в извести, тем пластичнее известковое тесто и тем выше ее сорт. Содержание непогасившихся частиц, к которым относятся частицы недожога и пережога, снижает качество извести.

Производство воздушной извести. Технологический процесс производства воздушной извести состоит из добычи в карьере карбонатной породы (известняка или мела), дробления и сортировки ее и последующего обжига в шахтных (рисунок 20) или вращающихся печах. В случае использования в качестве сырья плотных известняков их обжигают, как правило, в шахтных печах непрерывного действия. Шахтные печи бывают двух типов — пересыпные и газовые.

В результате обжига образуется продукт в виде кусков белого цвета, называемый негашеной комовой известью.

Комовую известь превращают в порошкообразную двумя путями: механическим – размолом в мельницах (молотая негашеная известь) или путем гашения водой (гашеная известь).

Воздушную известь используют для приготовления известково-песчаных и смешанных строительных растворов, применяемых для каменной кладки и штукатурки, в производстве силикатных изделий. Кроме того, воздушную известь употребляют при производстве известково-пуццолановых и известково-шлаковых цементов, которые обладают гидравлическими свойствами.

Рисунок 20. Шахтная печь для обжига извести

1. шахта; 2 – загрузочные механизм; 3 – дымосос; 4 – подача воздуха;

5 - разгрузочный механизм

6.4. Сырьевые материалы, состав, свойства, принципы производства и области применения известково-шлаковых и известково-пуццолановых, магнезиальных вяжущих веществ, жидкого стекла.

Получение известково-шлаковых вяжущих основано на способности тонкоизмельченных гранулированных доменных шлаков твердеть при добавке извести. Обычно шлак размалывают совместно с воздушной известью, содержание которой в вяжущем составляет 20-30%. При помоле добавляют до 3-5% гипса для улучшения процессов твердения. Добавляемый гипс реагирует в водном растворе с алюминатами кальция, образуя гидросульфоалюминат кальция. В результате этих процессов возрастает прочность вяжущего.

Известково-шлаковые вяжущие схватываются и твердеют медленно, но при тепловлажностной обработке твердение ускоряется. Они стойки в пресной воде, но имеют невысокую морозостойкость. Известково–шлаковые вяжущие применяют в бетонах невысоких марок и в строительных растворах.

Известково-пуццолановые вяжущие изготавливают путем совместного помола трепела, диатомита и других активных минеральных добавок с известью. При твердении смешанного вяжущего во влажных условиях образуются низкоосновные гидросиликаты кальция. На воздухе в сухих условиях гидросиликаты способны дегидратироваться, при этом прочность изделия может сильно снижаться. Прочность этих вяжущих невысока, и они применяются там же, где известково-шлаковыфе вяжущие.

Магнезиальные вяжущие вещества представляют собой тонкомолотые порошки, содержащие оксид магния и твердеющие при затворении водными растворами хлористого или сернокислого магния. Магнезиальные вяжущие вещества в зависимости от применяемого сырья разделяют на два вида: каустический магнезит и каустический доломит.

Каустический магнезит — порошок, состоящий в основном из оксида магния. Его получают обжигом горной, породы магнезита МgСО₃—в шахтных или вращающихся печах при 700—800 °С с последующим измельчением продукта обжига в тонкий порошок. При обжиге магнезит разлагается по реакции МgСО₃ = МgО+СО₂.

Каустический доломит — порошок, состоящий из оксида магния и углекислого кальция, получаемый обжигом природного доломита СаСО₃·МgСО₃ с последующим измельчением в порошок. В связи с содержанием инертного СаСО₃ каустический доломит по качеству уступает каустическому магнезиту. Марки каустического доломита 100, 150, 200 и 300.

Жидкое стекло и кислотоупорный цемент

К воздушным вяжущим веществам относятся жидкое стекло и затворяемый им кислотоупорный цемент.

Жидкое стекло представляет собой натриевый Nа₂·nSiO₂ или калиевый силикат К₂O·nSiO₂ желтого цвета, который получают сплавлением в стекловаренных печах при 1300—1400°С измельченного чистого кварцевого песка с содой Na₂СО₃ или поташем К₂СO₃. Образовавшиеся после быстрого охлаждения расплава прозрачные куски и глыбы синеватого, зеленоватого и желтоватого цвета под действием пара (в автоклаве) под давлением 0,4—0,6 МПа растворяются, превращаясь в вязкий раствор, обычно называемый жидким стеклом. На строительство жидкое стекло (преимущественно натриевое, как более дешевое) поступает с истинной плотностью 1,32— 1,50 г/см³. Оно твердеет только на воздухе.

Кислотоупорный цемент — тонкоизмельченная смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворенная жидким стеклом.