Вопрос 29.

Промышленность строительных материалов – одна из наиболее материалоемких отраслей экономики. Качество сырьевой базы, правильный выбор состава шихты предопределяют качество вяжущего, производительность печей, расход топлива и т.д.

Для производства гидравлической строительной извести используются особый вид карбонатного сырья. А именно, мергелевые карбонатные породы – переходная горная порода от известняков к глинам. [3]

Мергель - осадочная горная порода, представляющая собой тесную смесь глины, СаСО₃ или доломита. При содержании глинистых частиц менее 10-16 % порода называется глинистым (мергелистым) известняком, а если содержание глинистых частиц свыше 80-65 % - известковистой (мергелистой) глиной. Мергели можно разделить на три группы (Г.И. Теодорович, 1950): глинистый мергель (70-50 % глинистых частиц), типичный мергель (50-30 % глинистых частиц) и карбонатный мергель (от 30 до 12,5-10 глинистых частиц). М. представляют собой твердые глинисто-карбонатные породы, которые в отличие от глин лишены пластичности, но в то же время часто сцементированы не очень прочно. Малоглинистые разности мергелей, а именно карбонатные мергели, представляют сырье для производства гидравлической извести, а часть их может идти на производство портландцемента без добавок; разности последнего типа получили название цементных мергелей или натуральных цементов. В России наиболее известны цементные мергели района Новороссийска, Амвросиевки (Донецкая область) и с. Подгорного (Воронежская область).

Вопрос 30.

Гидравлической известью называют продукт, получаемый обжигом не до спекания мергелистых известняков, содержащих 6—25 % глинистых и тонкодисперсных песчаных примесей.

По ГОСТ 9179—77, строительную гидравлическую известь выпускают в виде тонкоизмельченного порошка, при просеивании которого остаток частиц на ситах № 02 и 008 не превышает соответственно 1 и 15%.

Мергелистые известняки, кроме глинистых примесей, обычно содержат включения углекислого магния и некоторые другие примеси. Так как гидравлическую известь изготовляют из природного сырья без специальной переработки в искусственные смеси однородного состава, то для ее получения необходимо применять мергелистые известняки с возможно равномерным распределением в них глинистых и других включений. При этом также учитывают, в виде каких соединений находятся в известняке те или иные примеси, так как от этого в значительной мере зависит качество получаемого продукта.

Гидравлическую известь обычно характеризуют гидравлическим или основным модулем (ОМ), представляющим собой отношение процентного содержания по массе оксида кальция к процентному содержанию кислотных оксидов:

ОМ = СаО/(SiO₂ + А1₂O₃ + Fе₂O₃).

Для гидравлической извести численное значение основного модуля колеблется в пределах 1,7—9. В зависимости от этого модуля различают сильногидравлическую и слабогидравлическую известь. У первой гидравлический модуль равен 1,7—4,5, у второй - 4,5—9. При гидравлическом модуле меньше 1,7 получают романцемент, а если он больше 9, то воздушную известь.

Гидравлическая известь после предварительного твердения на воздухе твердеет в воде и во влажной среде.

При схватывании и твердении молотой гидравлической извести протекают физико-химические процессы, характерные для твердения молотой негашеной извести, с одной стороны, и гидравлических вяжущих веществ, с другой. Вначале, как и при воздушном твердении молотой негашеной извести, содержащийся в гидравлической извести оксид кальция гидратируется в Са(OH)₂.Затем при твердений во влажной среде силикаты, алюминаты и ферриты кальция постепенно гидратируются, образуются соответствующие гидраты в гелевидном состоянии. Протекающие при этом физические процессы, как и при твердении других гидравлических вяжущих веществ, способствуют их постепенному уплотнению и росту прочности.

Специфические свойства этой извести обусловливают необходимость обеспечивать вначале воздушно-сухие условия твердения, а затем — влажные (для гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция). При этом чем больше в извести свободного оксида кальция, тем более продолжительным должно быть начальное твердение в воздушной среде.

Свойства гидравлической извести. Истинная плотность 2,6—3 г/см³, насыпная плотность в рыхлом состоянии 700—800 кг/м³, в уплотненном—1000—1100 кг/м³.

Пластичность и удобообрабатываемость строительных растворов на гидравлической извести при прочих равных условиях меньше, чем растворов на воздушной извести. Гидравлическая известь — медленносхватывающееся вяжущее вещество. В зависимости от содержания в ней свободного оксида кальция сроки схватывания колеблются до начала схватывания в пределах 0,5—2 и до конца —8—16 ч.

Равномерность изменения объема при твердении зависит, главным образом, от содержания в гидравлической извести грубоизмельченных зерен свободного СаО, а также МgO. Содержание активной МgО в гидравлической извести указано в табл. 1

Таблица 1.

Химический состав слабо- и сильногидравлической извести (по ГОСТ 9179-77)

	Известь
Показатели	слабогидравли-ческая	сильногидра-влическая
Содержание активных СаО+МgО на сухое
вещество, %:
не менее	40	5
» более	65	40
Содержание активного МgО, %, не более	6	6
Содержание СO2, %, не более	6	5

Равномерность изменения объема при твердении гидравлической извести устанавливают обычно испытанием образцов в виде лепешек, изготовленных из теста.

При правильно выбранном режиме твердения строительные растворы и бетоны на гидравлической извести обладают более высокой прочностью, чем на воздушной. На гидравлической извести можно готовить растворы пластичной консистенции с прочностью при сжатии через 28 сут твердения 1,5—2,5 МПа и больше.

По ГОСТ 9179—77, при испытании гидравлической извести образцы-кубы размером 7,07X7,07X7,07 см из малопластичного раствора состава 1 : 3 (по массе) с нормальным вольским песком должны иметь прочность при сжатии: сильногидравлическая известь через 28 сут комбинированного хранения—5 МПа, слабогидравлическая через 28 сут — не менее 1,7 МПа.

Гидравлическую известь наряду с воздушной используют для изготовления штукатурных и кладочных растворов. Однако в отличие от воздушной извести на ней можно получать растворы, пригодные для эксплуатации как в сухих, так и во влажных средах. Употреблять гидравлическую известь можно при изготовлении легких и тяжелых бетонов низких марок, применяемых в различных частях зданий. На ее основе изготовляют смешанные цементы — известково-шлаковые, известково-пуццолановые и др.