10.3. Производство гипса и извести

Гипсовые вяжущие вещества (гипс) получают в результате тепловой обработки сырья и его помола, в основном состоящего из полуводного гипса или ангидрида. Сырьем для производства гипса служит природный гипсовый камень CaSO₄·2H₂O и природный ангидрид CaSO₄, а также отходы химической промышленности, содержащие соединения кальция.

Как и цемент, гипс обжигается в печах, затем размалывается в мельницах. Различают гипс: строительный, формовочный, высокопрочный. Гипс – быстросхватывающее и быстротвердеющее вяжущее вещество. Сроки схватывания – до 15 мин (марка А), до 30 мин (марки Б) и свыше 30 мин (марки В).

Строительный гипс применяют для производства гипсовых и гипсобетонных строительных изделий и материалов для внутренних элементов зданий и сооружений (панелей и плит для перегородок, сухой штукатурки, для декоративных и отделочных материалов).

Строительной известью называется вяжущее вещество, получаемое в результате умеренного обжига (не до спекания) и последующего помола кальциево-магниевых карбонатных горных пород – известняка, мела, доломита.

Технологический процесс производства строительной извести состоит из подготовки сырья (дробления, сортировки), обжига, помола или гашения комовой извести.

Обжиг извести ведут во вращающихся шахтных печах диаметром до 4 и высотой до 20 м. Средняя зона – зона обжига, куда подается топливо (газ) и где развивается температура 1000-1200°С. В результате обжига получают негашеную комовую известь, которая поступает на помол или гашение. Молотая негашеная известь получается путем тонкого измельчения комовой извести на мельницах, куда и вводят минеральные добавки. Наиболее важные показатели качества извести: активность (зависящая от процентного содержания отходов магния, способных гаситься), продолжительность гашения.

Гидратная (гашеная известь) представляет собой тонкодисперсный порошок белого цвета и получается путем добавления в негашеную известь воды 70-100% от массы извести. При взаимодействии оксидов кальция и магния с водой образуются их гидрооксиды, процесс сопровождается выделением большого количества тепла.

Твердение извести может происходить только в воздушно-сухой среде в результате испарения воды и кристаллизации гидрооксидов кальция и магния. Твердеет гашеная известь медленно, и прочность ее камня невысока.

Строительная известь применяется для изготовления искусственных каменных материалов – силикатных бетонов и кирпичей, приготовления строительных растворов, в производстве гидравлических вяжущих – известково-шлаковых цементов, в качестве покрасочных составов.

10.4. Производство безобжиговых каменных материалов

Искусственные безобжиговые каменные строительные материалы и изделия получают из растворных или бетонных смесей путем их формования с последующим твердением. В качестве вяжущих применяют цемент, известь, гипс, магнезит. Заполнителями служат кварцевый песок, шлак, пемза, древесные опилки и др. Для повышения прочности при изгибе изделия армируют волокнистыми материалами (асбестом, древесиной, стальной арматурой и др.).

В зависимости от вида вяжущего вещества искусственные безобжиговые материалы и изделия разделяют на 4 группы:

1. Силикатные материалы и изделия, получаемые на основе извести: силикатный кирпич, известково-шлаковые, известково-зольные блоки внутренних несущих стен зданий, панели перекрытий и несущих перегородок, лестничные ступени, плиты, балки и др.

2. Гипсовые и гипсобетонные изделия, получаемые на основе строительного гипса: панели и плиты перегородочные, листы обшивочные, плиты теплоизоляционные, камни для кладки наружных стен, изделия для перекрытий, облицовочные плиты, вентиляционные блоки, огнезащитные изделия и др.

3. Материалы и изделия на основе магнезиальных вяжущих: теплоизоляционный фибронит для утепления стен, полов и перекрытий и конструктивный для заполнения стен, перегородок и перекрытий каркасных зданий, фибролитовая фанера, используемая в качестве штукатурки, ксилолит для устройства сплошных бесшовных и плиточных полов и др.

4. Асбоцементные изделия, получаемые на основе портландцемента с добавлением асбеста: кровельные панели и плиты, покрытия и подвесные потолки, стеновые панели и плиты, перегородки, электротехнические дугостойкие панели и др.

При автоклавной обработке известково-песчаных смесей при давлении пара 0,8 МПа и температуре 170°С и выше могут быть получены очень прочные, водостойкие и долговечные материалы. Это объясняется тем, что в среде насыщенного пара при указанной температуре кремнезем химически взаимодействует с известью, образуя гидросиликаты кальция – прочное и водостойкое вещество. Этим способом изготавливают силикатный кирпич, камни для кладки стен, крупноразмерные сборные железобетонные изделия.