книги из ГПНТБ / Александровский А.В. Материаловедение для штукатуров, плиточников, мозаичников учебник

Строительная воздушная известь поступает на стройки негаше­ ной в виде комовой или молотой или в гашеном виде (гидратная, известковое тесто или молоко).

Негашеная комовая известь

Комовая известь — продукт умеренного (не доводимого до спе­ кания) обжига горных пород: известняков, мела, доломита, доломитизированных известняков, ракушечника, содержащих значи­ тельное количество углекислого кальция (СаС03), небольшое коли­ чество углекислого магния (MgC03) и не более 6% глинистых при­ месей.

По химическому составу эти породы отличаются одна от другой лишь разным количественным соотношением между окисью каль­ ция (СаО) и окисью магния (MgO).

Для приготовления извести используют также отходы некото­ рых химических производств. Комовую известь получают, обжигая горные породы в шахтных или вращающихся печах.

Обжиг извести происходит при температуре 1000—1200° С. При этой температуре углекислый кальций и углекислый магний разла­ гаются (диссоциируют) на окись кальция (СаО), окись магния (MgO) и углекислый газ (СОг). Последний удаляется из печи вме­ сте с воздухом и остальными газообразными продуктами горения:

СаС03-*СаО + С02,

MgC03-*Mg0+C02.

Выделение углекислого газа (декарбонизация) — это эндотер­ мическая реакция, т. е. реакция, которая происходит с поглощени­ ем тепла. Полученная таким образом комовая негашеная известь состоит из пористых кусков с плотностью около 3,l-f-3,3 и объем­ ной массой 1600—2900 кг/м3.

Окись кальция и окись магния (CaO+MgO) являются активны­ ми составляющими извести; их количеством определяется качество полученного материала как вяжущего вещества. Кроме того, в ко­ мовой извести обычно имеется некоторое количество недожога и пережога. Недожог, представляющий собой неразложившийся угле­ кислый кальций (СаС03), получается в тех случаях, когда в печь загружают куски известняка слишком больших размеров или когда недостаточно высока температура обжига. Недожог почти не обла­ дает вяжущими свойствами и поэтому является посторонней при­ месью. Пережог получается в результате сплавления окиси каль­ ция с примесями кремнезема, глинозема и окисью железа под дей­ ствием слишком высокой температуры. Зерна пережога гасятся очень медленно.

Негашеная комовая известь в зависимости от количества входя­ щих в нее активных составляющих бывает трех сортов (табл. 5).

Негашеная известь легко соединяется с водой (гасится). Реак­ ция соединения окиси кальция с водой начинается при обычной температуре и сопровождается выделением большого количества

30

тепла. Выделяющееся тепло резко повышает температуру извести и воды, которая может даже закипеть. Поэтому негашеную известь называют кипелкой.

Комовая негашеная известь бывает быстрогасящаяся — со ско­ ростью гашения не более 8 мин, среднегасящаяся — со скоростью

гашения 20 мин и медленногасящаяся — со скоростью гашения не менее 20 мин.

На стройки негашеную комовую известь отправляют в специ­ ально оборудованных закрытых вагонах навалом. Ее можно до­ ставлять также в контейнерах или какой-нибудь таре. Хранят ее в закрытых складах с полом, поднятым над уровнем земли. При транспортировании, хранении, погрузке и выгрузке негашеную из­ весть необходимо предохранять от увлажнения и засорения.

Так как при соединении извести с водой развивается высокая температура, на складе, где хранится известь, всегда должны быть противопожарные средства: ящики с песком (один ящик на каж­ дые 100 м2 пола склада), лопаты, пенные огнетушители и др. Тушить пожар водой на складах извести запрещается.

Негашеная известь, попав на кожу человека или на слизистые оболочки, вызывает ожоги, иногда очень сильные. Поэтому при перегрузке извести рабочие должны надевать закрытые костюмы и пользоваться очками, респираторами и рукавицами.

Применяют негашеную комовую известь для производства изве­ сти негашеной молотой, гашеной гидратной (пушонки) и извест­ кового теста, а также известково-шлаковых, гипсоизвестковых и Других вяжущих веществ.

31

Гидратная известь (пушонка) и известковое тесто

Для получения известкового вяжущего комовую негашеную из­ весть гасят или размалывают в мелкий порошок. Процесс соедине­ ния извести с водой протекает по следующей реакции:

СаО + Н20= С а (ОН)2+ 15,5 ккал.

При гашении комовой извести можно получить два вида строи­ тельной товарной извести: гидратная (пушонка) и известковое тесто.

Гашеная гидратная известь (пушонка). Для гашения извести в пушонку воды берут 40—70% массы извести с расчетом на нор­ мальное протекание реакции и на испарение (в зависимости от ка­ чества извести). При этом объем извести увеличивается в несколь­ ко раз. Получаемый продукт — пушонка представляет собой белый порошок с очень малым размером частиц. Ее плотность 2,1, объ­ емная масса в рыхлом состоянии — 400—500 кг/л3, а в уплотнен­ ном— 600—700 кг/м3.

Для гашения извести в пушонку применяют известегасильные барабаны или лопастные гидраторы.

Комовую известь загружают в барабан через люк, герметически закрыв крышку люка, приводят барабан во вращение и туда пода­ ют пар под давлением 3—4 ат, а также воду. По окончании гаше­ ния снимают давление и останавливают барабан. Готовую пушон­ ку выгружают, затем цикл гашения повторяют.

Полученную известь просеивают через сита.

Техническими условиями разрешается вводить в порошок гидратной извести активные минеральные добавки. Известь с добав­ ками приобретает свойства гидравлического вяжущего вещества.

Гидратную известь выпускают двух сортов. Требования к каж­ дому сорту приведены в табл. 6.

32

Гидратную известь хранят в силосах или бункерах. Перевозят ее в бумажных мешках, контейнерах или цементовозах. Гидратную известь применяют в качестве вяжущего в штукатурных и кладоч­ ных растворах для надземной части зданий; для получения изве­ стковых красок и в качестве разбелителя в цветных растворах; для производства известково-шлаковых и других вяжущих веществ.

Известковое тесто. Для гашения извести в тесто воды берут в 3—4 раза больше, чем извести. Тесто получается белым, густым и пластичным; его объемная масса составляет 1300—1400 кг/м3.

Рис. 4. Схема установки для безотходного гашения извести:

В хранилище известь некоторое время выдерживается, пока не завершится полностью процесс гашения. Длительность выдержки определяется в лаборатории. Обычно при механизированном гаше­ нии известь выдерживается в течение 1—2 суток, при гашении вручную — не менее двух недель.

Употреблять известковое тесто без выдержки можно при усло­ вии, что размер непогасившихся частиц не превышает 0,6 мм.

Гашение и вызревание извести можно ускорить, вводя в нее по указанию лаборатории специальные добавки — соляную кислоту или хлористый кальций. Время выдержки и количество отходов можно резко сократить, если процесс гашения совместить с мокрым помолом комовой извести в шаровой мельнице. На рис. 4 показана возможная схема такой установки.

Комовую известь со склада 1 ленточным транспортером 2 пода­ ют в щековую дробилку 3. Из дробилки известь поступает в при­ емный бункер 4 и вторым ленточным транспортером 5 подается в шаровую мельницу 6, в которую поступает вода. Полученное изве­ стковое молоко через лоток 7 сливается в известковый отстойник 8.

Механизированное гашение извести с одновременным размалы­ ванием непогасившихся частиц значительно увеличивает выход го­ товой продукции и улучшает ее строительные качества.

Небольшие количества извести можно гасить в гасильных ящи­ ках (творилах).

В ящик загружают комовую известь на Уз его высоты (толщи­ на слоя обычно около 10 см) и заливают рассеянной струей воды из шланга, непрерывно размешивая граблями или веслом. Быстрогасящуюся известь заливают сразу большим количеством воды, чтобы не допустить ее сильного разогрева и парообразования. Мед­

ленногасящуюся известь сначала только увлажняют; когда куски извести начинают распадаться, понемногу добавляют воду, следя за тем, чтобы известь не охладилась.

По окончании гашения известковое молоко сливают через сетку в хранилище. Непогасившиеся куски и частицы «пережог» и «недо­ жог», оставшиеся на сетке, выбрасывают и ящик загружают новой порцией негашеной извести. Из хранилища известковое тесто извлекают насосами и перевозят на специальных автомаши­ нах.

Гашение извести в тесто так же, как и в пушонку, сопровожда­ ется увеличением ее объема до 3,5 раза. Увеличение объема изве­ сти принято характеризовать выходом известкового теста, который равен объему теста в литрах, полученного гашением 1 кг извести. Хорошо прогасившаяся известь, которая увеличилась в объеме не менее чем в 3 раза, называется жирной; известь, увеличившаяся в объеме менее чем в 2,5 раза, называется тощей.

Выход известкового теста зависит от содержания в комовой извести окиси кальция, количества посторонних примесей и каче­ ства обжига.

Наличие в извести непогасившихся частиц, а также пережога приводит к тому, что процесс гашения продолжается в готовой штукатурке, в ней появляются раковины («дутики») и штукатурный слой разрушается.

Влажность известкового теста не нормируется. Практикой уста­ новлено, что хорошо выдержанное тесто содержит примерно 50% воды и 50% извести.

Техника безопасности. Как уже указывалось, реакция соедине­ ния извести с водой часто проходит очень бурно. Пар, накапли­ вающийся в кусках извести, иногда разрывает их. Разлетающиеся при этом капли горячей воды и частицы извести весьма опасны для окружающих. Поэтому работающие на гашении извести должны пользоваться респираторами и защитными очками, надевать рези­ новые сапоги и рукавицы, наглухо застегивать комбинезон. После работы нужно хорошо вымыть лицо и руки.

Твердение извести. Действие извести как вяжущего основано на том, что гидрат окиси кальция Са(ОН) 2 на воздухе кристалли­ зуется, превращаясь в твердое вещество. Кристаллы надежно свя­ зывают частицы заполнителя в единое целое. Для нормального течения этой реакции необходимо, чтобы в известковом растворе было достаточно воды. При недостаточном количестве воды полу­ чается пересушенная штукатурка и реакция в ней прекращается. В результате осыпается штукатурный слой. Чтобы избежать этог.о, штукатурку увлажняют.

Твердение известкового теста сопровождается значительным уменьшением его в объеме — усадкой, что приводит к образованию трещин. Усадку уменьшают, добавляя к тесту инертные наполни­ тели, чаще всего песок.

Наряду с кристаллизацией в твердеющем известковом растворе происходит процесс карбонизации. Он заключается в соединении

34

Оптимальное водоизвестковое отношение определяют подбором. Для этого из известкового теста с разным водоизвестковым отно­ шением приготовляют несколько лепешек диаметром 7—8 см, тол­ щиной 1 см и определяют, какая затвердеет раньше других и без трещин. Тесто, из которого сделана эта лепешка, имеет оптималь­ ное водоизвестковое отношение.

Небольшие отклонения от оптимального водоизвесткового отно­ шения вызывают некоторые изменения в объеме известкового те­ ста: при недостатке воды объем теста меньше первоначального, а при избытке воды — больше. Однако величина этих изменений относительно мала. Эти свойства молотой негашеной извести позволяют не гасить ее перед приготовлением раствора, а засыпать непосредственно в растворосмеситель, где она гасится в процессе приготовления раствора.

Растворы на молотой извести твердеют значительно быстрее обычных известковых и обладают большей прочностью, плотностью и водостойкостью; кроме того, их можно применять и при отрица­ тельных температурах наружного воздуха благодаря тому, что во время приготовления и нанесения раствора выделяется большое количество тепла и он быстро твердеет. Выделяющееся тепло спо­ собствует испарению из раствора лишней влаги.

Для ускорения твердения растворных смесей на молотой изве­ сти в их состав добавляют хлористый кальций. Замедлить тверде­ ние в начальный период (схватывания) можно добавкой гипса, серной кислоты, сульфатно-спиртовой барды (ССБ). Добавкой хлористого кальция и гипса повышают прочность затвердевшего раствора. Добавка замедлителей твердения позволяет избежать появления трещин на поверхности штукатурки. Кроме того, регу­ лирование скорости твердения может быть достигнуто в известных пределах количеством воды затворения. Уменьшение количества воды ускоряет твердение, а увеличение замедляет.

Однако у молотой извести есть существенный недостаток: она жадно соединяется с водой, в том числе и с влагой воздуха, пре­ вращаясь в пушонку. Поэтому молотую негашеную известь перево­ зят на дальние расстояния в герметически закрытых контейнерах или битумированных бумажных мешках. Хранят ее на специальных складах, защищенных от влаги.

Максимальный срок хранения негашеной молотой извести в бу­ мажных битумированных мешках — 25 суток. Срок хранения моло­ той извести в герметической таре не ограничивается.

Известковая пыль очень вредна для человека, поэтому все работы по перегрузке молотой извести должны быть меха­ низированы. Помещения, где находится эта известь и где при­ готовляют растворы, оборудуют приточно-вытяжной вентиляцией, чтобы концентрация известковой пыли в воздухе не превыша­ ла 2 мг/м3.

Лица, работающие с молотой известью, обеспечиваются пыле­ защитной одеждой, резиновыми или брезентовыми рукавицами, защитными очками и респираторами.

36

Применяют негашеную молотую известь в строительных раство­ рах, используемых для надземной кладки и штукатурки; для про­ изводства известковых вяжущих и красок; в качестве добавки к растворам для ускорения твердения (особенно при пониженных температурах); для отделочных известково-гипсовых растворов.

Негашеная молотая известь с активными минеральными добав­ ками может применяться в кладочных и штукатурных растворах как для подземной части зданий, так и для растворов, твердеющих во влажных условиях.

Карбонатная известь

Карбонатную известь получают при совместном помоле негаше­ ной извести (30—40%) и необожженного известняка (70—60%). В извести должно быть не менее 30 %' активных составляющих (CaO+MgO), считая на сухое вещество, а окиси и гидроокиси кальция (СаО + Са(ОН)2) не менее 20%. Составляющие измель­ чают в шаровых мельницах.

По тонкости помола карбонатная известь должна удовлетворять таким же требованиям, как и молотая негашеная известь.

Карбонатной известью можно заменять молотую негашеную или гашеную известь в тех же дозах. Растворы на карбонатной извести твердеют и в сухой и во влажной средах. Их приготовляют с меньшим количеством воды, чем растворы на обычной извести, благодаря этому сокращаются сроки сушки известковой штука­ турки.

Для хранения и транспортирования карбонатной извести уста­

ИЗВЕСТКОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ МАТЕРИАЛЫ И РОМАНЦЕМЕНТ

Строительная гидравлическая известь

Строительная гидравлическая известь (ГОСТ 9179—70) — про­ дукт умеренного обжига мергелистых доломитизированных и недоломитизированных известняков.

Обжигают эти известняки в таких же шахтных печах, как и при

окиси кальция соединяется с окисью кремния Si02 (кремнеземом), алюминия А120 3 (глиноземом) и железа Fe2C>3 , которые содержат­ ся в глине. В результате образуются силикаты, алюминаты и фер­ риты кальция, придающие гидравлической извести способность твердеть в воде.

Гидравлическая известь, только смоченная водой, полностью или частично гасится и рассыпается в порошок, а залитая доста­ точным количеством воды образует тесто, которое, начав твердеть на воздухе, продолжает твердеть в воде и без доступа воздуха.

37

Н е г а ш е н а я г и д р а в л и ч е с к а я и з в е с т ь представляет собой порошок плотностью 2,5—2,9. Тонкость помола ее должна быть такой, чтобы при просеивании через сито № 008 остаток изве­ сти, предварительно просушенной при 105—110° С, не превышал 10% по массе, а на сите № 02 — 1 %.

По гидравлическим свойствам различают слабогидравлическую и сильногидравлическую извести (табл. 7).

Т а б л и ц а 7

Гидравлическая известь

Для определения марки извести образцы, изготовленные из рас­ твора строительной гидравлической извести, испытывают на сжа­ тие и растяжение.

Т е с т о из г и д р а в л и ч е с к о й и з в е с т и следует употреб­ лять сразу же после приготовления. Хранить его больше суток нельзя, так как оно быстро затвердевает.

Гидравлическую известь применяют в штукатурных и кладоч­ ных растворах. Высококачественную гидравлическую известь мож­ но употреблять как вяжущее в бетонах низких марок и шлако­ бетоне.

Гидравлическая известь дает растворные смеси менее пластич­ ные, чем воздушная. Растворы на гидравлической извести тверде­ ют равномернее и получаются более плотные, поэтому они более морозоустойчивы и менее разрушаются под действием воды.

Уложенные в дело растворы, приготовленные на гидравлической извести, необходимо выдержать в воздушновлажной среде 1—2 не­ дели, так как непосредственное механическое действие поступаю­ щей извне воды на свежие растворы может привести к их разру­ шению.

На строительство гидравлическую известь обычно доставляют в виде измельченного и просеянного порошка. Если же доставляют

33

комовую гидравлическую известь, то ее гасят в специальных известегасилках, снабженных устройством для помола извести одно­ временно с гашением, иначе получается большое количество непогасившихся частиц.

Транспортируют гидравлическую известь в цементовозах, кон­ тейнерах или в бумажных, пропитанных битумом мешках.

Известковые вяжущие материалы

Смешивая воздушную известь с неорганическими веществами, которые вместе с ней образуют химические соединения, не раство­ ряющиеся в воде, получают гидравлические вяжущие материалы. Иногда вместо воздушной извести применяют для этой цели и гидравлическую известь. Получаемые вяжущие материалы облада­ ют относительно невысокой прочностью — не более 150—200 кгс/см2. Однако при наличии на месте материалов, добавляемых к извести, применение известковых вяжущих материалов может дать значи­ тельный экономический эффект за счет уменьшения расхода изве­ сти и сокращения затрат на транспорт.

В зависимости от вида добавляемых минеральных веществ (гид­ равлической добавки) различают известково-пуццолановые и изве­

(ГОСТ 2544—44) получают совместным помолом комовой негаше­ ной извести с гидравлической добавкой. В качестве последней применяют осадочные или вулканические породы, характеризую­ щиеся наличием активного, т. е. способного вступать в химические реакции кремнезема SiC^. Если в качестве добавки применяют топливную золу и шлаки, то такие вяжущие материалы называют известковозольными. Вместо совместного помола возможно смеши­ вание в надлежащей пропорции исходных материалов.

Содержание извести в этих вяжущих материалах составляет 15—35%. Если требуется повысить воздухостойкость растворов на этом вяжущем материале, то количество извести увеличивают до 50%' и более. Однако при этом снижается их водостойкость.

Для повышения морозостойкости вяжущих материалов в них добавляют 15—25% по массе портландцемента, а для регулирова­ ния сроков схватывания — около 5% гипса. Гипс, кроме того, улуч­ шает процесс твердения.

Тонкость помола вяжущих должна быть такова, чтобы через сито № 008 проходило не менее 85 %' массы просеиваемой пробы.

Известково-пуццолановые вяжущие материалы выпускаются следующих марок: 25, 50, 100 и 150. Марка вяжущего материала определяется пределом прочности образцов при сжатии в кгс/см2 в возрасте 28 суток.

Твердение известково-пуццолановых вяжущих материалов про­ исходит в основном за счет двух факторов:

кристаллизации гидрата окиси кальция с последующим образо­ ванием углекислого кальция, так же как и при твердении извести;

39