Минеральные вяжущие вещества

Определение. Минеральными вяжущими веществами называют искусственно получаемые порошкообразные материалы, которые при затворении водой образуют пластичное тело, способное в результате физико-химических процессов затвердевать, т.е. переходить в камневидное состояние.

Это свойство минеральных вяжущих веществ позволяет широко использовать их для приготовления строительных растворов и бетонов, а также для производства различных безобжиговых искусственных каменных материалов, изделий и деталей.

Минеральные вяжущие вещества подразделяют на воздушные, гидравлические и вяжущие автоклавного твердения.

4. Строительная воздушная известь

Определение. Строительной воздушной известью называют вяжущее вещество, получаемое обжигом карбонатных горных пород, способное твердеть и сохранять прочность только на воздухе (в воздушно-сухих условиях).

Воздушная известь – продукт умеренного обжига (ниже температуры спекания) до полного удаления СО₂ из дробленых карбонатных (кальциево-магнезиальных) пород (мела СаСО₃, известняка СаСО₃, доломита СаСО₃·MgCO₃), содержащих не более 6 % глинистых компонентов (примесей).

Технические требования к воздушной извести изложены в ГОСТ 9179-77 “Известь строительная. Технические условия”.

В соответствии с ГОСТ 9179-77 воздушную известь подразделяют:

• по содержанию в ней окиси магния MgO на:

- кальциевую (MgO < 5 %);

- магнезиальную (MgO – от 5 до 20 %);

- доломитовую (MgO – от 20 до 40 %).

• по способу обработки на:

- негашеную;

- гидратную (гашеную).

• по фракционному составу на:

- комовую;

- порошкообразную.

Строительную негашеную известь по времени гашения подразделяют на быстрогасящуюся – с продолжительностью гашения не более 8 мин, среднегасящуюся – не более 25 мин, медленногасящуюся – более 25 мин.

Строительная известь может находиться в виде:

- негашеной (негидратированной) комовой (в кусках) и молотой негашеной извести-кипелки, состоящей в основном из оксида кальция СаО;

- гашеной (гидратированной) извести-пушонки, состоящей из порошкообразного Са(ОН)₂ с ограниченным количеством воды;

- известкового пластичного теста, содержащего кроме Са(ОН)₂ около 50 % свободной воды;

- известкового молока – водного раствора извести).

Строительную воздушную известь применяют для приготовления известково-песчаных и смешанных (обычно, с портландцементом) строительных растворов, в производстве силикатных изделий и т.д.

Испытания воздушной извести выполняют согласно ГОСТ 22688-77 “Известь строительная. Методы испытаний”.

Технические требования к строительной воздушной извести приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Технические требования к строительной воздушной извести

Примечания:1. В скобках указано содержание МgO для доломитовой извести. 2. СО₂ в извести с добавками определяют газообъемным методом с использованием кальциметра. 3. Влажность гидратной извести не должна превышать 5 %.

4.1. Отбор проб извести для проведения испытаний

При поступлении молотой извести в мешках пробу отбирают из 10 мешков по 2 кг из каждого мешка. Пробу комовой извести отбирают примерно равными частями не менее чем из 5 различных мест по 2 кг из каждого места.

Пробу комовой или молотой извести квартуют и отобранное количество делят на две равные части, примерно по 10 кг в каждой. Одну из проб извести подвергают испытанию, другую – помещают в герметически закрываемый сосуд, который опечатывают и хранят в течение 15 сут. на случай необходимости повторных испытаний. Комовую известь перед квартованием измельчают в куски размером не более 1 см.

Из пробы последовательным квартованием отбирают навеску извести 1000 г, которую измельчают до полного прохождения извести сквозь сито с сеткой № 09.

От просеянной пробы отбирают (квартованием) около 150 г извести, которую растирают в ступке до полного прохождения сквозь сито с сеткой № 008, помещают в герметически закрытый сосуд и используют для проведения испытаний.

4.2. Суммарное содержание в извести активных СаО + MgO

Суммарное содержание в извести активных CaO+MgO в кальциевой извести^ определяют титрованием навески извести соляной кислотой НСl до тех пор, пока частицы СаО и MgO не будут нейтрализованы кислотой по реакции:

СаО + 2НСl = CaCl₂ + H₂O.

MgO + 2НСl = MgCl₂ + H₂O (4.1)

Для этого из герметически закрытого сосуда отбирают 4-5 г извести, которую предварительно растирают в течение 5 мин в фарфоровой или агатовой ступке. Растертую известь в количестве 1 г (гидратную известь в количестве 1-1,2 г) помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, наливают 150 мл дистиллированной воды, закрывают стеклянной воронкой (или часовым стеклом) и нагревают содержимое колбы в течение 5-7 мин, не доводя до кипения.

Затем раствор охлаждают до температуры 20-30 ⁰С. После остывания смывают стенки колбы и стеклянную воронку (или часовое стекло) кипяченой дистиллированной водой, добавляют 2-3 капли 1 %-го спиртового раствора фенолфталеина. Раствор в колбе приобретает малиновый цвет. В бюретку заливают однонормальный (1 Н) раствор соляной кислоты (1 л однонормального раствора содержит 1 грамм-эквивалент (или 1г-э) растворенного НСl, равный 36 г).

______________

^ принцип определения содержания активных CaO+MgO в магнезиальной, доломитовой и гидравлической извести аналогичен.

Соляную кислоту добавляют в колбу при постоянном взбалтывании раствора до его полного обесцвечивания. Титрование считается оконченным, если по истечении 8 мин содержимое колбы останется бесцветным. Титрование следует производить медленно, добавляя кислоту в известковый раствор по каплям.

Содержание активных оксидов CaO+MgO по массе А, %, вычисляют по формуле:

, (4.2)

где V_HCl – объем 1 Н раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование, мл; Т_HCl/СаО = 0,02804 г/мл – титр HCl по СаО, т.е количество СаО, г, которое нейтрализуется 1 мл 1 Н раствором соляной кислоты; m_изв. – масса навески извести, г, взятая для титрования.

Титр HCl по СаО вычисляют следующим образом. Вещества взаимодействуют в эквивалентных соотношениях, т.е. в соответствии с реакцией (4.1) одна молекула извести (молекулярная масса М_СаО = 56,08 г) нейтрализуется двумя молекулами соляной кислоты или 2 г-э HCl:

56,08  2 г-э HCl

или

28,04  1 г-э HCl

или

28,04  1000 мл 1 Н HCl. (4.3)

Из (4.3) следует, что Т_HCl/СаО = 0,02804 г, т.е. 1 мл 1 Н HCl нейтрализует 0,002804 г СаО.