Строительные материалы

Удельная поверхность (Sуд) такого порошка достигает очень высокой величины порядка 100000…300000 см2/г (для сравнения: у портландцемента Sуд = 3000 см2/г). Такая громадная удельная поверхность частиц обусловливает большую водоудерживающую спо-

собность и пластичность известкового теста.

При гашении извести в пушонку (сухой порошок) теоретически требуется 32,13 % воды, но практически ее берется в 2 раза больше, т. к. часть испаряется. При расходе воды примерно 2,5 л на 1 кг извести образуется известковое тесто, которое содержит около 50 % Са (ОН)2 в твердой фазе и 50 % воды.

Строительные растворы на гашеной извести обладают высокими формовочными свойствами, легко укладываются и не расслаиваются, к ним можно добавлять значительное количество песка.

На реакционную способность СаО оказывает влияние температура обжига. Если нормально обожженная известь гасится за минуты, то в случае пережога до спекания частицы Са (ОН)2 уплотняются на поверхности, и скорость гашения замедляется (время гашения растягивается на месяцы и годы), что может привести в затвердевших готовых строительных изделиях к появлению трещин и даже разрушению (т.н. «дутик»). Поэтому для снижения опасности пережога на практике обычно применяют молотую негашеную известь.

Воздушная известь относится к классу воздушных вяжущих, потому что при обычных температурах и без добавок она твердеет лишь в воздушной среде, а в воде растворяется (1,3 г/л).

Твердение гашеной извести на воздухе идет очень медленно (годы) под влиянием двух одновременно протекающих процессов:

1)испарения воды;

2)кристаллизации Са (ОН)2;

3)карбонизации под действием углекислого газа воздуха:

В производстве силикатных бетонов применяется другой метод твердения (в среде водяного пара при давлении не менее 0,8 МПа и температуре 175 С), заключающийся во взаимодействии извести с кристаллическим кремнеземом (тонкомолотым кварцевым песком):

Са (ОН)2 + SiО2 + nН2О = СаO SiО2 mН2О. (6.5)

141

Термообработка длится 8…12 часов. Гидросиликат кальция (СаO SiО2 mН2О) обеспечивает высокую прочность, водостойкость и долговечность полученных изделий.

При транспортировке и хранении известь должна быть защищена от воздействия влаги.

Качество извести должно соответствовать техническим условиям ГОСТ 9179. Методы испытаний строительной воздушной извести изложены в ГОСТ 22688.

Из воздушной извести изготовляют:

1)кладочные и штукатурные растворы и бетоны, работающие в воздушно-сухих условиях;

2)плотные и ячеистые силикатные (автоклавные) изделия;

3)смешанные гидравлические вяжущие вещества (известковошлаковые и известково-пуццолановые цементы);

4)дешевые красочные составы.

Задания

Задание 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОГО СОДЕРЖАНИЯ АКТИВНЫХ СаО + МgО В КАЛЬЦИЕВОЙ ИЗВЕСТИ

Приборы и материалы

1.Коническая колба вместимостью 250 мл.

2.Стеклянная воронка.

3.Стеклянные бусы или оплавленные стеклянные палочки длиной 5…7 мм (15…20 шт.).

4.Аппарат для нагрева колбы с водой типа электроплитки.

5.Соляная кислота по ГОСТ 3118 (1н-раствор).

6.Фенолфталеин (индикатор) по ГОСТ 5850 (1 %-ный раствор).

7.Бюретка со штативом.

8.Фарфоровая или агатовая ступка.

9.Весы технические с разновесами.

10.Цилиндр для отмеривания воды.

11.Дистиллированная вода.

142

Методика испытаний

В соответствии с ГОСТ 22688, для определения содержания СаО + МgО в непогашенной извести используется метод титрования, основанный на реакции нейтрализации гашеной извести соляной кислотой:

От пробы извести отбирают 4…5 г и растирают в фарфоровой ступке в мелкий порошок (до отсутствия крупинок). Навеску измельченной извести, равную 1 г, помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, наливают 150 мл дистиллированной воды, закрывают стеклянной воронкой и нагревают 5…7 мин, не доводя до кипения. Раствор охлаждают, стенки колбы и воронку смывают дистиллированной водой, добавляют 2…3 капли 1 %-ного раствора фенолфталеина. Раствор в колбе приобретает малиновый цвет. В бюретку заливают однонормальный (1н) раствор соляной кислоты. Один литр 1 н раствора содержит 1 грамм-эквивалент растворенного вещества (НCl).

Соляную кислоту добавляют (титруют) в колбу при постоянном взбалтывании раствора до его полного обесцвечивания. Титрование считается законченным, если по истечении 8 мин содержимое колбы останется бесцветным.

Метод титрования. Содержание активных СаО + МgО (в процентах) по массе (А) вычисляется по формуле

где VHCl – количество 1 н НCl, израсходованное на титрование, мл;

THClCaO – титр НCl по СаО, т. е. количество СаО в г, которое нейтрализуется 1 мл 1 н НCl;

mизв = масса извести, mизв = 1 г.

143

Определение THCl CaO . Вещества взаимодействуют в эквива-

лентных соотношениях, поэтому в нашем случае 1 г-э НCl взаимодействует с 1 г-э СаО, то есть 1 г-э СаО нейтрализуется 1 л 1 н НCl. Для определения 1 г-э СаО необходимо грамм-молекулярную массу СаО разделить на валентность металла. Таким образом, 1 г-э

СаО = 56, 08/2 = 28,04 г. Отсюда THCl CaO = 28,04/1000 = 0,02804 г.

Если соляная кислота приготавливается не из фиксанала (строго определенное количество НCl, запаянной в стеклянную емкость), ее точная концентрация устанавливается в соответствии сГОСТ22688 (п. 2.1.1).

Расчет титра:

СаО + 2НCl + Н2О= СаСl2 + 2Н2О;

56 = 2 г-э;

(6.8)

28 = 1 г-э или 1000 мл 1 н НCl; 0,028 1 мл 1 н НСl.

Результаты испытаний

Результаты испытаний вычисляют по формуле (6.7) и оформляют в произвольной форме:

VHCl = ______ А = ______ %;

m изв = 1 г.

Заключение

Проанализировать полученные результаты.

Вывод: по содержанию активных СаО +МgО известь относится к _____ сорту.

144

Задание 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НЕПОГАСИВШИХСЯ ЗЕРЕН В ИЗВЕСТИ

В извести, кроме активных зерен СаО + МgО, могут оказаться негасящиеся частицы.

Непогасившиеся зерна представляют собой:

1)различные примеси пустой породы, присутствующие в исходном сырье (например, кварцевый песок, глина, оксиды железа);

2)продукты горения твердого топлива (зола, топливо);

3)куски неразложившегося в процессе обжига СаСО3 (недожженные зерна);

4)оплавленные в процессе обжига зерна СаО (пережженная известь).

Чем меньше таких частиц, тем выше сорт извести.

Наиболее нежелательно в составе извести присутствие пережженных зерен, которое может привести к неравномерному изменению объема и растрескиванию готового изделия в связи с тем, что они будут медленно гидратироваться с увеличением в объеме в уже затвердевшем изделии (кладка или штукатурка в готовых строительных объектах).

Приборы и материалы

1.Металлический сосуд цилиндрической формы вместимостью 8…10 л с крышкой.

2.Сито с сеткой № 063 (144 отв./см2).

3.Стеклянная палочка с резиновым наконечником.

4.Фарфоровая чашка.

5.Сушильный шкаф.

6.Весы технические с разновесами.

Методика испытаний

Для определения содержания непогасившихся зерен в металлический сосуд наливают 3…3,5 л горячей воды и всыпают 1 кг извести, непрерывно перемешивая смесь до окончания интенсивного выделения пара. Тесто выдерживают 2 часа, затем разбавляют холодной водой до консистенции известкового молока и промывают на

145

сите № 063 слабой непрерывной струей воды, слегка растирая мелкие кусочки стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Остаток на сите высушивают до постоянной массы.

Затем исследуют внешний вид непогасившихся зерен, их возможный минералогический состав. Для этого на зерна капают раствор соляной кислоты; вскипание отдельных кусочков свидетельствует о том, что эти зерна являются недожогом.

Результаты испытаний

Содержание непогасившихся зерен вычисляют по формуле (6.9) и записывают в табл. 6.1.

Заключение

По результатам испытания сделать вывод: известь по содержанию непогасившихся зерен относится к _________ сорту.

Описатьвнешнийвиднепогасившихсязерен и их отношениек НCl:

_______________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

146

Задание 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ИЗВЕСТКОВОГО ТЕСТА

Приборы и материалы

1.Стандартный металлический мерный сосуд цилиндрической формы вместимостью 1 л.

2.Весы технические.

3.Известковое тесто.

Методика испытаний

Плотность известкового теста определяют с помощью стандартного мерного металлического сосуда цилиндрической формы вместимостью 1 л.

Перед определением плотности определяют массу сосуда, заполняют его известковым тестом вровень с краями и снова определяют массу.

Плотность известкового теста ρо рассчитывают по формуле

где m1 масса сосуда, кг;

m2 масса сосуда с известковым тестом, кг; V вместимость сосуда, м3.

Результаты испытаний

Результаты измерения и вычислений заносят в табл. 6.2.

Т а б л и ц а 6.2

147

Окончание табл. 6.2

Заключение

Сравнить плотность известкового теста с плотностью исходного сырья (известняка); сделать выводы.

Задание 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ

ВИЗВЕСТКОВОМ ТЕСТЕ Приборы и материалы

1.Бюкс с крышкой для известкового теста и бюкс для натронной извести.

2.Натронная известь – смесь гашеной извести с едким натром, сильно поглощающая воду и диоксид углерода (СО2) из воздуха.

3.Стакан для взвешивания.

4.Весы технические с разновесами.

5.Сушильный шкаф.

Методика испытаний

Для определения содержания воды в известковом тесте используют предварительно высушенный бюкс, в который помещают около 10 г теста, взвешивают, сушат при температуре 105…110 С. Контрольные взвешивания производят через 2 часа сушки и охлаждения

вэксикаторе с интервалом 30 мин до достижения постоянной массы.

Всушильном шкафу должен быть бюкс с натронной известью для улавливания СО2 воздуха.

Содержание воды в известковом тесте W вычисляют по формуле

148

где m масса известкового теста, г;

m1 масса материала после высушивания, г.

Результаты испытаний

Результаты испытаний записывают в табл. 6.3.

Т а б л и ц а 6.3

Задание 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВРЕМЕНИ ГАШЕНИЯ ИЗВЕСТИ

Приборы и материалы

1.Двустенный сосуд с теплоизоляционной прокладкой и пробкой вместимостью 150…500 мл.

2.Термометр со шкалой до 150 С и удлиненной до 100…150 мм нижней частью.

3.Фарфоровая или агатовая ступка.

4.Весы технические с разновесами.

5.Мерный цилиндр на 25…100 мл.

6.Секундомер.

Методика испытаний

Реакция гашения извести СаО + Н2О Са(ОН)2 сопровождается выделением тепла 1160 кДж на 1 кг реагирующей извести, которое повышает температуру гасящейся массы до определенного максимума. Следовательно, момент начала снижения температуры реагирующей смеси можно считать признаком прекращения реакции гашения извести.

149

Строительную негашеную известь по времени гашения разделяют на:

1)быстрогасящуюся – не более 8 мин;

2)среднегасящуюся – не более 25 мин;

3)медленногасящуюся – более 25 мин.

Для определения температуры и времени гашения извести может быть использован бытовой термос вместимостью 250…500 мл. При отсутствии термоса можно воспользоваться прибором простой конструкции. Стеклянную колбу емкостью 150 мл закрывают пробкой со вставленным термометром и помещают в фарфоровый стакан. Пространство между сосудами заполняют теплоизоляционным материалом (пенопластом, асбестом и др.).

Известь предварительно измельчают в фарфоровой ступке. Массу навески извести m в граммах рассчитывают по формуле

гдеА– содержаниеактивныхСаО+МgОв %(см. результатзадания1). Навеску m тонкоизмельченной извести помещают в термос или термосную колбу собранной установки, вливают 25 мл воды при температуре 20 С, засекают время, быстро перемешивают смесь, закрывают пробкой с плотно вставленным термометром и оставляют в покое. Ртутный шарик термометра должен быть погружен в реагирующую смесь. Отсчет температуры смеси ведут через каждую минуту до максимальной температуры и начала ее падения.

За время гашения принимают время с момента добавления воды к извести до начала периода, когда рост температуры не превышает 0,25 С в минуту.

Одновременно можно провести испытания с различным количеством воды (например, 20 мл и 30 мл).

Результаты испытаний

Результаты испытаний заносят в табл. 6.4. Масса навески негашеной извести m = ________ г.

150