1.5. Воздушная известь

Воздушную известь в зависимости от со­держания MgO делят на: 1)кальциевую (≤5),2)магнезиальную (5…20),3)доломитовую (свыше 20 до 40 %). По активности (содержанию СаО+MgO) известь делят на три сорта:I– (не менее 90 для кальциевой и 85 для магнезиальной и доломитовой извести);II– (не менее 80 и 75, соответственно);III– (не менее 70 и 65 %).

Сырьевые материалыдля производства воздушной извести должны состоять в основном из углекислого кальция (известняк, мел, мрамор и т. д.), однако, известковые породы, как правило, содержат при­меси глинистых веществ, углекислого магния, кварца и др.

Обжиг известипроизводится в шахтных или во вращающихся печах при температуре900…1300^оС. В зоне обжига происходит диссоциация МgСО₃и СаСО₃согласно реакций:

СаСО₃→ CaO + СО₂и МgСО₃→ МgO + СО₂.

Глинистые вещества, обычно присутствующие в известняках, участвуют в твердофазовых реакциях с образованием силикатов, алюминатов и ферритов кальция, присутствие которых замедляет и делает менее полным гашениеизвести.

Гашение извести– это процесс взаимодействия с водой по реакции СаО+Н₂О=Са(ОН)₂, которая протекает с выделением большого количества тепла и увеличением в объеме твердой фазы в 2…3,5 раза. Температура при гашении достигает 100^оС, вызывая кипение воды, почему негашеную известь называют кипелкой. Воздействие паров кипящей воды и увеличение в объеме продуктов реакции приводит к распадению комьев извести на частицы тонкого порошка. В производстве строительной извести процесс гашения заменяет помол.

Примеси глинистых минералов и кварца, с одной стороны, уменьшают способность извести к гашению, а с другой стороны, сообщают извести способность к гидравлическому твердению. Если содержание этих примесей в известняке превышает 6 %, продукт обжига назы­вается гидравлической известью. Примесь MgCO₃, дающая в результате обжига магнезию MgO, также снижает скорость гашения. При гашении извести, регулируя количество добавленной воды, можно получить два продукта: сухой порошок –пушонку(~75 % воды) илитесто(~250 %).

Помол известиприменяют, когда в сырье содержится значительное количество глинистых и магнезиальных примесей. При этом не образуется отходов, неизбежных при гашении извести. Присутствие в извести измельченных силикатов и алюминатов не только не ухудшает качества извести, но и придает ей некоторую водостой­кость. Растворы из молотой негашеной извести твердеют быстрее и достигают более высокой прочности, чем растворы из пушонки.

Гидрокарбонатное твердениеизвестковых растворовскладывается из двух одновремен­но протекающих процессов: 1) испарения воды и постепенной кристаллизации гидрата окиси кальция из насыщенного раствора и 2) карбонизации Ca(ОН)₂углекислотой воздуха по уравнению:

Ca(ОН)₂+СО₂=СаСО₃+Н₂О.

Твердение известкового раствора протекает медленно из-за образования на поверхности тонкого слоя СаСО₃, затрудняющего испарение воды из раствора и проникновение СО₂внутрь.

Гидросиликатное твердение происходит при обработке известково-песчаных изделий в автоклавах (например, при получениисиликатного кирпича), где под воздействием пара повышенного давления 0,8…1,6 МПа и температуры 170…200 °С, происходит взаимодействие между известью и кремнеземом кварцевого песка с образованием гидросиликатов кальция:

CaO + SiO₂ + H₂O → CaO·SiO₂·H₂O.

Помол кварцевого песка приводит к ускорению этой реакции, и является одним из основных способов повышения прочности силикатных изделий. Соотношение молотого кварца и извести в силикальците составляет обычно 1:1. Содержание извести в общей массе силикатного бетона равно 8…12 %.

Прочностьгашеной извести невысока и через 28 суток составляет 0,5…1,0 МПа. Прочность молотой негашеной извести примерно в 2…3 раза выше. Воздушная известь дает при твердении высокую усадку, которую снижают добавлением большого количества песка.