6.2.2. Воздушная известь

Воздушная известь - вяжущее вещество, получаемое в результате обжига ниже температуры спекания кальциево-магниевых карбонатных горных пород (известняка, мела, доломитизированного известняка и др.), состоящее преимущественно из оксида кальция. Известь, как и гипс, - очень древнее вяжущее вещество, которое было известно за несколько тысяч лет да нашей эры.

Сырьем для воздушной извести являются указанные выше горные породы при содержании примеси глины в них не более 6%.

Производство известковых вяжущих включает следующие основные технологические операции:

- добыча сырья;

- подготовка сырья и топлива к обжигу (дробление, сортировка по крупности и проч.);

- обжиг при температуре 900-1200 ⁰С;

- превращение продукта обжига в порошок путем гашения или помола;

- упаковка готового продукта.

Обжиг известняка производят в шахтных или вращающихся печах. Применяют также установки для обжига известняка “в кипящем слое”. Обжигают известняк до возможно более полного удаления СО₂ по реакциям:

СаСО₃ = СаО + СО₂ -Q

MgCO₃ = MgO + СО₂ -Q

Процесс декарбонизации эндотермический, то есть сопровождается поглощением тепла. Выделяющийся при данной реакции углекислый газ СО₂ , составляет 44% от массы СаСО₃, поэтому образующаяся комовая негашеная известь получается в виде пористых кусков, активно взаимодействующих с водой.

Гашение воздушной извести протекает с выделением такого большого количества тепла, что смесь закипает, поэтому комовую негашеную известь называют известью-кипелкой:

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂ + Q

Продукт гашения – гашеная известь из-за испарения воды самопроизвольно рассыпается в тонкодисперсный порошок, который называют известью-пушонкой (от слова «пух»).. Воздушная известь – единственное вяжущее, которое можно перевести в тонкодисперсное состояние не только помолом, но и гашением.

Таким образом, из комовой негашеной извести можно получить:

- при измельчении механическим путем (размолом в мельницах) - молотую негашеную известь;

- при измельчении химическим путем (гашении водой) - гашеную известь. В зависимости от количества воды затворения можно получить: гидратную известь-пушонку (60-80% Н₂О; = 400-450 кг/м³; частицы размером 5-20 мкм и менее); известковое тесто (2-3 части Н₂О на 1 часть извести-кипелки; 1400 кг/м³); известковое молоко (Н₂О более 3 частей; < 1300 кг/м³).

Твердение гашеной извести происходит медленно, на воздухе, ускоряется сушкой и обусловлено несколькими одновременно протекающими процессами:

- высыханием раствора, сближением кристаллов Са(ОН)₂ и их срастанием;

- карбонизацией за счет поглощения углекислоты из воздуха:

Са(ОН)₂ + СО₂ + nН₂О = СаСО₃ + (n+1) Н₂О;

- ростом кристаллов, увеличением площади контактов их срастания и повышением прочности камня.

Основные свойства воздушной извести:

- высокая пластичность известкового теста в т.ч. в смеси с песком, причем чем выше содержание основных оксидов (СаО + MgО) в извести, тем пластичнее известковое тесто и тем выше ее сорт;

- активность - процентное содержание активных, т.е. способных к гашению СаО и MgO;

- количество непогасившихся зерен: недожога – неразложившегося при обжиге СаСО₃, пережога - остеклованного трудногасящегося СаО.

- время гашения; различают: быстрогасящуюся известь - до 8 мин, среднегасящуюся - до 25 мин, медленногасящуюся - более 25 мин.

- прочность известковых растворов невелика: предел прочности при сжатии составляет 0.4 - 1,0 МПа - на гашеной извести, до 5,0 МПа - на молотой негашеной извести. Поэтому известь не делится на марки по прочности, а делится на сорта по показателям химического состава.

Воздушную известь применяют в растворах для каменной кладки без добавок и с добавками цемента, для штукатурных работ, как составную часть смешанных вяжущих (известково-шлаковые, известково-пуццолановые и проч.), для бетонов низких марок при работе конструкций в воздушно-сухих условиях, для изготовления силикатного кирпича и силикатных бетонов.