Лекции / Лекция 8

чением ее в объеме в 2…3 раза, то это может привести к растрескиванию и разрушению изделий.

П р и м е ч а н и е ‒ Все нетвердеющие, в т. ч. непогасившиеся частицы CaO, вещества или вредные или бесполезные.

Чем больше суммарное содержание в извести оксидов кальция и магния (СаО+МgО), тем выше ее активность, а, следовательно, и качество. Чем выше активность извести, тем быстрее она гасится и тем больше выход известкового теста. Активность высококачественных сортов маломагнезиальной извести может достигать 93…97%, негашеной извести с добавками – 55…65%.

В зависимости от качественных характеристик, в т. ч. и от содержания активных CaO и MgO и других показателей, воздушная кальциевая известь без добавок делится на три сорта:

I сорт – CaO + MgO должно быть не менее 90 %; II сорт – не менее 80 %;

III сорт – не менее 70 %.

По СТБ ЕН 459-1 в зависимости от суммарного содержания СаО+МgО известь классифицируется на виды: кальциевая CL 70; CL 80; CL 90, и доломитовая DL 80; DL 85 (цифры указывают минимально допустимое содержание активных оксидов).

Тонкость помола извести (дисперсность) характеризуется остатком на ситах №02 и №08. Для всех сортов извести остаток на ситах с сетками №02 и №08 не должен превышать соответственно 1,0 и 15%. Дисперсность негашеной извести оказывает существенное влияние на ее свойства, особенно при наличии пережога.

П р и м е ч а н и е ‒ Номер сетки – это номинальный размер ячейки в свету в миллиметрах.

За скорость гашения извести принимается время, прошедшее от момента приливания воды к извести до начала снижения максимальной температуры. В зависимости от скорости гашения различают известь:

быстрогасящуюся (со скоростью гашения не более 8 минут);

среднегасящуюся (до 25 минут);

медленногасящуюся (не менее 25 минут).

Скорость гашения и качество полученной извести в значительной степени зависит от содержания CaO и степени обжига. Ускорить или замедлить процесс гашения извести можно введением добавок, в частности солей: хлористые соли ускоряют скорость гашения, сернокислые – замедляют.

Прочность строительной воздушной извести стандартами не нормируется, поскольку ее прочность (например, извести кипелки и пушонки) невелика и составляет через 28 суток твердения 0,5…1,0 МПа, а молотой негашеной – несколько больше – до

21

1,0…5,0 МПа. Прочность растворов и бетонов на воздушной извести зависит, прежде всего, от условий твердения. При обычных температурах твердения (10…20ºС) в течение месяца они приобретают относительно невысокую прочность – 0,5…1,5 МПа, в тоже время при автоклавном твердении – 30…40 МПа и более.

Плотность извести. Истинная плотность негашеной извести составляет 3,1…3,3 г/см3 в зависимости от температуры обжига, наличия примесей, недожога и пережога. Истинная плотность гидроксида кальция – 2,08…2,23 г/см3. Средняя плотность комовой негашеной извести в куске зависит от температуры обжига и находится в пределах от 1,6 г/см3 (tобж – 800ºС) до 2,9 г/см3 (tобж – 1300ºС). Насыпная плотность: молотой негашеной извести в рыхлом состоянии – 900…1100 кг/м3, в уплотненном – 1100…1300 кг/м3, гидратной извести (пушонки) в рыхлом состоянии – 400…500 кг/м3,

вуплотненном – 600…700 кг/м3, известкового теста – 1300…1400 кг/м3.

Пр и м е ч а н и е ‒ 1. Важным свойством извести является еще ее способность обеспечивать высокую пластичность смесей. Объясняется это наличием на поверхности погашенных зерен извести адсорбционных слоев воды, уменьшающих трение между ними. И чем активнее известь и чем полнее она погашена, тем пластичнее получается известковое тесто.

2. Воздушная негашеная известь без добавок подразделяется на три сорта (1, 2 и 3), негашеная порошкообразная с добавками и гидратная (гашеная) без добавок и с добавками – на два сорта

(1 и 2).

Твердение извести. Различают три типа твердения извести: гидратное, карбонатное и гидросиликатное (в том числе автоклавное).

При гидратном твердении известковое тесто превращается в твердое состояние по мере испарения воды и кристаллизации гидроксида кальция. В результате потери влаги образуется перенасыщенный раствор Са(ОН)2, мельчайшие частички которого, сближаясь между собой, образуют кристаллы, сращиваются и превращаются в относительно прочный кристаллический сросток. Кристаллизация гидроксида кальция Са(ОН)2 идет тем быстрее, чем интенсивнее испаряется влага. Поэтому для нормального процесса твердения извести необходимо обеспечить благоприятные условия – положительную температуру и низкую влажность окружающей среды. Гидратное твердение негашеной молотой извести из-за интенсивного выделения тепла в первые сроки твердения приводит к быстрому обезвоживанию известкового теста (раствора) и его более высокой прочности. В дальнейшем процесс твердения молотой негашеной извести развивается по той же схеме, что и гашеной

Если на затвердевшее известковое тесто будет действовать влага, то оно вновь может перейти в пластичное состояние. Однако при длительном твердении (десятилетиями) известь приобретает довольно высокую прочность и удовлетворительную водостойкость, потому что наряду с кристаллизацией в твердеющем известковом тесте (растворе) происходит процесс карбонизации. Он заключается в соединении извести Са(ОН)2 в присутствии воды с углекислым газом, находящимся в воздухе, хотя и в небольших количествах (около 0,03%)

22

Са(ОН)2 + СО2 + nН2О = СаСО3 + (n+1)Н2О

В результате этой реакции образуется углекислый кальций СаСО3. Кристаллы образующегося СаСО3 срастаются друг с другом, с частичками Са(ОН)2 и песка и создают искусственный камень, т. е. обусловливают твердение. При этом объем твердой фазы увеличивается, что приводит к дополнительному уплотнению и упрочнению твердеющего раствора. Кроме того, углекислый кальций намного прочнее кристаллов гидроксидов кальция. Прочность известкового теста или раствора на таком вяжущем увеличивается примерно в 5…7 раз. Но процесс карбонизации проходит очень медленно, так как на поверхности карбонизированных зерен образуется плотный слой (корка) из углекислого кальция, затрудняющая проникновение углекислого газа СО2 внутрь зерен. Через год после начала твердения корочка углекислой извести СаСО3 не превышает 1…2 мм. Этим объясняется медленное, длящееся десятками и сотнями лет, твердение известковых растворов, приводящее в итоге к высокой конечной прочности, что имеет место в кладочных растворах старинных зданий и сооружений.

Поскольку процесс твердения извести растягивается на годы и десятилетия, и в реальные сроки строительства прочность затвердевшей извести сравнительно низкая (не превышает 0,5…5 МПа), то нормативными документами она, как правило, не нормируется. Тем не менее, прочность воздушной извести тоже является важной характеристикой и не учитывать ее нельзя.

Однако, как видно из реакции, одновременно с образованием СаСО3 выделяется и вода. Это является и отрицательным фактором в случае использования извести в строительных растворах. В этом случае в помещениях, построенных с помощью таких растворов, долгое время сохраняется повышенная влажность. Хотя в целом использование извести в строительных растворах дает положительный эффект.

Кроме того, при длительном контакте извести с кварцевым песком в присутствии влаги между ними происходит реакция с образованием контактного слоя из си-

ликатов и гидросиликатов (гидросиликатное твердение)

Ca(OH)2 + SiO2 = CaSiO3 + H2O

CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2

Это тоже повышает прочность и водостойкость бетонов и растворов на извести, например, в кирпичной кладке, имеющей возраст более 200…300 лет.

В условиях же повышенной температуры и давления водяного пара в автоклавах гидросиликатное твердение значительно ускоряется. На гидросиликатном твердении извести основано получение силикатных материалов (бетонов и кирпича) с прочностью 30…40 МПа и выше. Такое твердение называют еще «автоклавным».

Таким образом, прочность и другие свойства (водо- и морозостойкость) во многом зависят от характера и условий твердения изделий на основе извести. Наибольшее

23

значение эти показатели имеют при гидросиликатном и наименьшее при карбонатном твердении. Через месяц твердения при обычной температуре (10…20ºС) растворы на гашеной извести приобретают прочность при сжатии 0,5…1,5 МПа, на молотой негашеной – 2…3 МПа и более. При гидросиликатном твердении возможно получение из- вестково-песчаных (силикатных) бетонов прочностью при сжатии 30…40 МПа и более.

Твердение известкового теста, прежде всего из-за большого содержания воды, сопровождается значительным уменьшением объема – усадкой с образованием трещин. Поэтому воздушная известь никогда не применяется без заполнителя – песка, который препятствует усадочным деформациям.

Транспортирование и хранение извести. При транспортировании и хранении,

известь необходимо защищать от увлажнения и засорения. Особенно подвержена действию влаги порошкообразная известь-кипелка. Максимальный срок хранения молотой извести – 25 суток. Срок хранения извести в герметической таре (металлические барабаны) – не ограничен.

Попадание воды на известь (негашеную) при ее хранении недопустимо, так как это может вызвать ее разогрев и пожар. Тушить пожар водой на складах извести запрещается, поскольку это только усилит пожар. Кроме того, негашеная известь способна разъедать руки, одежду, обувь

Транспортировать комовую известь можно навалом в закрытых вагонах и автомашинах. Порошкообразную известь-кипелку транспортируют и хранят затаренной в бумажных мешках. Кроме того, для порошкообразной извести-кипелки, пушонки и известкового теста применяют специальные автоцистерны.

При транспортировании и хранении извести следует помнить, что известь – это довольно сильная щелочь, и соблюдать правила техники безопасности. Известковая пыль раздражающе действует на органы дыхания и влажную кожу.

Применяется строительная известь для приготовления сухих строительных смесей, силикатных бетонов и строительных растворов (кладочных, штукатурных, реставрационных и др.), изготовления строительных материалов и изделий, таких как автоклавный ячеистый бетон, силикатный кирпич и др. Для получения сухих строительных смесей, широко распространенных в настоящее время, применяется преимущественно известь-пушонка.

П р и м е ч а н и е ‒ 1. Кроме того, известь также используется при производстве стекла, сахара, соды, очистке воздуха и сточных вод, в лакокрасочной, металлургической, химической и других отраслях промышленности

2. Производителями извести в РБ являются:

ОАО «Красносельскстройматериалы»,

«Гродненский комбинат строительных материалов»,

«Забудова»,

ПРУП «Белорусский цементный завод». Выпускает известь разновидностей: строительная комовая 2 и 3 сорта; строительная молотая порошкообразная 2 и 3 сорта.

24

Примерная тематика учебно-исследовательских работ

1.Производство строительной извести в Республике Беларусь.

2.Композиционные гипсовые вяжущие.

3.Повышение водостойкости гипсовых вяжущих веществ и расширение области их применения.

4.Производство гипсовых вяжущих в Республике Беларусь.

5.Модификация свойств строительного гипса.

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Приведите классификацию неорганических вяжущих веществ.

2.Что представляют собой воздушные вяжущие вещества?

3.В чем принципиальное отличие воздушных вяжущих от гидравлических?

4.Что представляют собой магнезиальные вяжущие вещества? Их производство, свойства и применение.

5.В чем заключается особенность получения жидкого стекла? Опишите свойства жидкого стекла.

6.Что представляют собой растворимое (жидкое) стекло и изготавливаемый на его основе кислотоупорный цемент?

7.Опишите технологическую схему производства гипсовых вяжущих. Укажите их свойства и области применения.

8.Сравните по химическому составу и структуре гипсовые вяжущие α- и β- модификации; определите свойства и назовите их применение в строительстве.

9.Какими показателями оценивается качество гипсового вяжущего?

10.Охарактеризуйте основные свойства гипсового вяжущего (Г6 II А) и определите область его применения.

11.Из какого сырья и как получают воздушную известь (приведите химическую реакцию)?

12.Какие химические реакции лежат в основе получения и гашения извести?

13.Какую известь называют «кипелкой», а какую – «пушонкой»?

14.По каким показателям оценивают качество воздушной извести?

15.Что понимается под активностью извести?

16.Какие виды извести применяют в строительстве? Запишите основные виды реакции получения, гашения и твердения извести.

17.Опишите процессы, происходящие при твердении известковых вяжущих и композиционных составов на их основе в естественных и искусственных условиях.

18.Что значит «вяжущие автоклавного твердения»?

25