Вяжущие вещества — вещества, способные затвердевать в результате физико-химических процессов. Переходя из тестообразного <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BE_%D1%86%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B5> в камневидное состояние, вяжущее вещество скрепляет между собой камни либо зёрна заполнителя. Это свойство вяжущих используется для изготовления строительных растворов — кладочных, штукатурных и специальных, а также бетонов <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BD>, силикатного кирпича, асбоцементных и других необожжённых искусственных материалов. Вяжущие вещества по составу делятся на органические и неорганические (минеральные).
К органическим относятся битумы, дёгти, животный клей, полимеры. Они переходят в рабочее состояние нагреванием, расплавлением или растворением в органических жидкостях. К неорганическим относятся известь <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%B2%D0%B5%D1%81%D1%82%D1%8C>, цемент <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82>, строительный гипс, магнезиальный цемент <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%86%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82>, жидкое стекло и др. Они обычно затворяются водой, реже водными растворами солей. В свою очередь делятся на воздушные, гидравлические, кислостойкие вяжущие вещества и вяжущие автоклавного твердения. [5]
Органические (битумные и дёгтевые) вяжущие представляют собой сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных, изменяющие свои физико-химические свойства в зависимости от температуры. Битумные и дёгтевые вяжущие делят на следующие группы:
- битумные, состоящие из нефтяных битумов или сплавов нефтяных и природных битумов;
- дёгтевые — смесь каменноугольных и сланцевых дёгтей или сплавов с дёгтевыми маслами;
- гудрокамовые;
- тебитумно-полимерные. [3]
Неорганическими (минеральными) вяжущими веществами называют порошкообразные тонко измельченные вещества, которые при смешивании с водой (иногда с растворами солей) образуют пластическое тесто, которое в дальнейшем затвердевает и соединяет в монолит разрозненные сыпучие материалы.
Все минеральные вяжущие получаются по следующей технологии:
- добыча исходного сырья;
- подготовка исходных материалов (магнитная сепарация, дробление, промывка);
- обжиг сырьевых компонентов, который осуществляется при различных температурах;
- помол полученного вяжущего вещества.
Все минеральные вяжущие подразделяют на 4 группы:
Органические вяжущие вещества (Битум)
... линиях непрерывного действия. Битумные вяжущие вещества 1. Состав и строение битумов Битумы относятся к наиболее распространенным органическим вяжущим веществам. Элементарный состав битумов колеблется в пределах: углерода ... получение битумных эмульсий и паст. 2. Свойства битумов Физические свойства органических и неорганических вяжущих веществ и материалов, изготовляемых на их основе, различны; ...
Воздушные вяжущие вещества. Это вяжущие, которые после смешивания с водой затвердевают и длительно сохраняют свои свойства только на воздухе. Связано это с тем, что образующиеся новые гидратные соединения хорошо растворимы в воде. Воздушные вяжущие вещества необходимо использовать только в воздушных сухих условиях. Примеры: гипс, воздушная известь, магнезиальные вяжущие и др.
Гидравлические вяжущие вещества — это вяжущие вещества, которые твердеют и длительно сохраняют свои свойства в воде. Они могут длительно эксплуатироваться в водной среде, потому что образуют гидратные соединения, которые устойчивы к водной среде. Примеры: романцемент, портландцемент и др.
Кислотостойкие вяжущие вещества — это вяжущие вещества, которые могут длительно эксплуатироваться при воздействии кислот. Пример: кислотоупорные, кремнефтористые, кварцевые цементы и др.
Автоклавные вяжущие вещества — это вяжущие вещества, которые затвердевают только при обработке в автоклавах, т.е. при температуре 170-300 °С и давлении от 8 до 16 атмосфер. Пример: все вяжущие полученные на основе извести и любого кремнеземистого или глиноземистого компонента.
Процессам твердения вяжущих веществ было посвящено много исследовательских работ, в результате которых были разработаны теории твердения. Наиболее известными работами в этой области являются работы французского ученого Ле Шателье, немецкого — Михаэлиса и российских академиков А. А. Байкова и П. А. Ребиндера. Не вдаваясь в подробности каждой из теорий твердения, следует сказать, что основополагающей в настоящее время является теория твердения, разработанная академиком А. А. Байковым и дополненная П. А. Ребиндером и его научной школой.
1. Известь
Известь — вяжущий материал, получаемый обжигом и последней переработкой известняка, мела и др. известково-магнезиальных горных пород. Чистая известь — бесцветный продукт; плохо растворяется в воде (около 0,1% при 20°С); плотность около 3,4 г/см 3. В зависимости от химического состава и условий твердения известь подразделяют на воздушную, твердеющую в воздушно-сухих условиях, и гидравлическую, которая твердеет на воздухе и в воде. В зависимости от содержания в породе MgO различают следующие виды извести: кальциевую (содержит до 5% по массе MgO), магнезиальную (5-20%) и доломитовую (20-40%).
В зависимости от способа обработки обожженного продукта получают негашеную комовую (кипелка), негашеную молотую и гашеную (гидратную) известь, или пушонку, а также известковое тесто. Первая представляет собой смесь кусков различной величины, образующихся после грубого помола продукта обжига. По химическому составу она состоит из СаО и MgO с небольшой примесью неразложившегося при обжиге СаСО3, а также из силикатов, алюминатов и ферратов Са. Негашеная молотая известь — продукт тонкого помола комовой извести. Гашеная известь — высокодисперсный сухой порошок, получаемый взаимодействием комовой или молотой негашеной извести с небольшим количеством воды или пара (гашением); состоит преимущественно из Са(ОН)2 и Mg(OH)2 с примесью СаСО3. При гашении извести большим количеством воды образуется пластичная тестообразная масса, так называемое известковое тесто. Активность воздушной извести, как вяжущего материала определяется общим содержанием оксидов Са и Mg. Наибольшей активностью обладает кальциевая известь, содержащая 93-97% оксидов. Высококачественные сорта извести («жирная известь») характеризуются большим выходом известкового теста (больше 3,5 л на 1 кг негашеной извести); чем выше выход теста, тем оно пластичнее и может принять большее количество песка при приготовлении строительных растворов. Известь с низким выходом известкового теста называется «тощей». По скорости гашения различают быстрогасящуюся (длительность процесса не более 8 мин), среднегасящуюся (не более 25 мин) и медленногасящуюся известь (более 25 мин).
Гипсовые вяжущие вещества
... 1300-1700 кг/м3. Твердение строительного гипса Схватывание и твердение вяжущего вещества заключается в ... производства гипсовых изделий, которые изготовляются из гипсового теста или гипсовых растворов и бетонов. Растворы на основе строительного гипса используются также для штукатурных и кладочных работ. Формовочный гипс ... кроме ангидрита, образуется свободная известь, которая и служит катализатором. ...
За скорость гашения принимается время от момента смешивания порошка извести с водой до момента достижения максимальной температуры смеси. Твердение воздушной извести происходит в результате испарения воды и кристаллизации Са(ОН)2 из насыщенного водного раствора, а также при взаимодействии с СО2 воздуха с образованием кристаллов СаСО3. Воздушную известь применяют для изготовления вяжущих строительных растворов, предназначенных для наземной кладки кирпича, искусственных камней и штукатурки, а также при получении известково-шлаковых, известково-пуццолановых и др. смешанных вяжущих. В смеси с красителями известь используется в качестве декоративного материала. Гидравлическая известь — тонкомолотый порошок, получаемый обжигом при 900-1100°С мергелистых известняков, содержащих 6-20% глинистых и тонкодисперсных песчаных примесей. Образующиеся при этом силикаты (2СаО·SiO2), алюминаты (СаО·Аl2О3·5СаО + 3Аl2О3) и ферраты (2CaO·Fe2O3) кальция придают этой извести способность длительно сохранять прочность в воде после предварительного твердения на воздухе. По содержанию свободных оксидов Са и Mg гидравлическая известь подразделяют на слабогидравлическую (15-60% оксидов) и сильногидравлическую (1-15%).
Гидравлическая известь, в отличие от воздушной, характеризуется большей прочностью при меньшей пластичности. [6]
2. Строительная (воздушная) известь
Сырьем для производства извести служат карбонатные горные породы: мел и различные виды известняков, основой которых является углекислый кальций. В зависимости от содержания в известняках углекислого магния они подразделяются на чистые с содержанием этого компонента до 5 % и доломитизированные — до 25 %. По содержанию песчано-глинистых примесей указанные породы подразделяются:
- на чистые известняки с содержанием примесей до 2 %;
- мергелистые известняки — от 2 до 10 %;
- известняковые мергели — от 10 до 25 %;
- мергели — от 25 до 60 %.
Для получения извести используют как чистые, так и доломитизированные известняки с содержанием в них песчано-глинистых примесей не более 8 %. Чем более чистые используются известняки, тем более качественная получается строительная известь.[1]
Технология производства извести
... карбонатные отходы сахарного и содового производства, гидратная известь от производства ацетилена и др.). [4] 1.3 ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ Строительную известь получают путем обжига (до ... известь. Известь воздушная отличается от других вяжущих веществ тем, что может превращаться в порошок не только при помоле, но и путем гашения -- действие воды на куски комовой извести ...
Воздушную известь получают обжигом известняка с малым содержанием глины (до 8%) при 1100-1300°С в шахтных или вращающихся обжиговых печах. При этом карбонаты, входящие в состав породы, разлагаются, например:
3 = CaO + CO2 (1)
Воздушная известь — одно из древнейших вяжущих, широко применяемых в строительстве и промышленности. Известь — продукт умеренного обжига кальциевых и кальциево-магниевых карбонатных пород до возможно полного удаления углекислого газа. В результате обжига образуется продукт белого цвета, нарываемый негашеной комовой известью (кипелкой).[7]
2.1 Производство воздушной извести
Сырьем для получения извести являются распространенные осадочные горные породы: известняки, доломиты, мел, доломитизированные известняки, содержащие не более 8 % глины. В сырье преобладает карбонат кальция СаСО 3, в небольшом количестве содержатся карбонат магния МgСОз и некоторые примеси. Сырье обжигают в шахтных или вращающихся печах при температуре 900…1200 °С:
з = СаО + СО2; МgСО3 = МgО+С (2)
Неравномерность обжига может привести к образованию в извести недожога или пережога. Недожог (неразложившийся СаСО 3), получающийся при слишком низкой температуре обжига, снижает качество извести, так как не обладает вяжущими свойствами. Пережог образуется при слишком высокой температуре обжига в результате сплавления СаО с примесями кремнезема и глинозема. Зерна пережога гасятся медленно, а поскольку при гашении увеличиваются в объеме, то могут вызвать растрескивание и разрушение уже затвердевшего материала.
После выхода из печи комовую известь (мелкопористые куски размером 5…10 см), как правило, гасят водой
2 О= Са(ОН)2 + 1 160 кДж/кг (3)
При смачивании водой куски извести бурно реагируют с ней, превращаясь в тонкий порошок, а при избытке воды — в пластичное тесто. Этот процесс, сопровождающийся сильным выделением теплоты и разогревом воды вплоть до кипения, называют гашением извести, а негашеную известь — кипелкой.
При гашении куски комовой извести значительно увеличиваются в объеме и распадаются на мельчайшие (до 0,001 мм) частицы.
В зависимости от времени гашения различают быстрогасящуюся известь (время гашения — до 8 мин), среднегасящуюся (до 25 мин) и медленногасящуюся (свыше 25 мин).
В зависимости от количества воды, взятой для гашения, получают гидратную известь — пушонку (50…70 % воды от массы извести, т. е. в количестве, необходимом для протекания реакции гидратации — процесса гашения); известковое тесто — воды берут в три-четыре раза больше, чем извести; известковое молоко — воды берут в восемь-десять раз больше, чем требуется теоретически.[7]
Устранение жёсткости воды
... жесткости для воды. У нас в стране вода классифицируется по жесткости таким образом: 3.Устранение жёсткости воды на промышленных предприятиях. ... о содово-известковом способе можно получить, умягчая воду для ... устранения запаха сегодня уже не требуется воду отстаивать или кипятить. Фильтры на основе активированного угля в форме насадок на ... изменилась на прямо противоположную. Свою воду ругали с тем же ...
2.2 Виды воздушной извести
По содержанию оксидов кальция и магния воздушная известь бывает кальциевая (примеси МgО не более 5 %),магнезиальная (МgО — 5…20 %) и доломитовая (МgО — 20…40%).
На строительство поставляют воздушную известь в виде негашеной комовой (кипелки), негашеной порошкообразной (молотой кипелки) и гашеной (гидратной) порошкообразной (пушонки).
Комовая негашеная известь — полуфабрикат для получения молотой извести, гидратной извести (пушонки), известкового теста и молока. Комовую известь перевозят навалом в закрытых вагонах и автомашинах. Хранят комовую известь в сухом складе с деревянным полом, приподнятым над землей на 30 см. Попадание воды на известь вызывает сильный саморазогрев вплоть до 300 °С и при контакте с легковоспламеняющимися материалами (такими, как опилки, стружка) может вызвать пожар.
Негашеную порошкообразную (молотую) известь получают помолом комовой извести в шаровых мельницах. В известь часто вводят при измельчении 10…20 % гидравлических добавок (шлак, зола).
Как и комовую, молотую известь без добавок делят на три сорта, с добавками — на два. Степень измельчения извести характеризуют полными остатками на ситах N 02 и N 008, которые должны составлять соответственно не более 1,5 и 15 % от массы просеиваемой пробы.
Преимущество порошкообразной извести перед комовой состоит в том, что при затворении водой она ведет себя подобно гипсовым вяжущим: сначала образует пластичное тесто, а через 20…40 мин схватывается. Это объясняется тем, что вода затворения, образующая тесто, частично расходуется на гашение извести. При этом известковое тесто густеет и теряет пластичность. Благодаря меньшему количеству свободной воды материалы на основе порошкообразной извести менее пористые и более прочные.
Гидратная известь (пушонка) — гашеная известь в виде белого порошка заводского изготовления. Влажность гидратной извести должна быть не более 5 %; насыпная плотность — 400… …450 кг/м 3. Остатки на ситах N 063 и N 008 должны быть соответственно не более 2 и 10 %. Ее выпускают двух сортов. Хранят известь в силосах или бункерах; перевозят в цементовозах, контейнерах, бумажных мешках и навалом.
Известковое тесто — паста плотностью 1300..1400 кг/м 3 -образуется при гашении комовой извести избыточным количеством воды. Нормально гашеная известь, которая увеличилась в объеме не менее чем в три раза, называется жирной; известь, увеличившаяся в объеме менее чем в 2,5 раза, — тощей. Чем жирнее и чище от примесей известковое тесто, тем оно больше присоединяет к себе песка при приготовлении растворов. Перевозят известковое тесто и молоко в автоцистернах.[7]
2.3 Гашение извести
Гашение извести можно производить как на стройплощадке, так и централизованно. В последнем случае гашение совмещается с мокрым помолом непогасившихся зерен, что увеличивает выход извести и улучшает ее качество.
Воздушная известь: получение, разновидности, применение, твердение
... виду воздушную известь подразделяют на негашеную комовую, негашеную молотую, гидратную (пушонку) и известковое тесто. ПРОИЗВОДСТВО СТРОИТЕЛЬНОЙ ВОЗДУШНОЙ ИЗВЕСТИ Принципиальная технологическая схема производства строительной воздушной извести представлена на рисунке: Сырьем для производства воздушной извести служат ...
На стройплощадке известь гасят в гасильных ящиках. Быстрогасящуюся известь заливают сразу большим количеством воды, чтобы не допустить перегрева и кипения воды, медленногасящуюся — небольшими порциями, следя за тем, чтобы известь не охладилась. Из 1 кг извести в зависимости от ее качества получается 2…2,5 л известкового теста.
По окончании гашения жидкое известковое тесто через сетку сливают в известехранилище, где его выдерживают обычно не менее двух недель (пока не завершится процесс гашения).
Известковое тесто с размером непогасившихся зерен менее 0,63 мм можно применять сразу. Крупные непогасившиеся зерна опасны тем, что среди них могут быть пережженные зерна (пережог).
Содержание воды в известковом тесте не нормируется. Практика показывает, что в хорошо выдержанном тесте соотношение воды и извести около 1.[7]
2.4 Технические свойства извести (кипелки)
Основными стандартными показателями качества комовой извести «кипелки» служат:
- содержание оксида магния, по которому известь подразделяется на кальциевую (до 5 %), магнезиальную (от 5 до 20 %) и доломитизированную (от 20 до 40 %);
- содержание активных оксидов (СаО + MgO), которое колеблется по требованию стандарта в пределах от 70 до 90 и более процентов;
- содержание непогасившихся зерен от 0 до 14 % в зависимости от качества извести;
- скорость гашения извести, по которой она разделяется на быстрогасящуюся со скоростью гашения до 8 мин, среднегасящуюся до 25 мин и медленногасящуюся более 25 мин;
- тонкость помола (для молотой «кипелки») по остатку на сите № 063 не более 2 %, а по остатку на сите № 008 не более 10 %.
Следует иметь в виду, что при определении непогасившихся зерен извести в их состав входят песчано-глинистые примеси, «недожог» и «пережог». Что касается «недожога», то он представляет собой неразложившийся известняк при обжиге из-за недостаточной температуры при диссоциации углекислого кальция. Таким образом, «недожог» в извести является, по сути дела, «балластом», ухудшающим качество извести.
В то же время «пережог» оказывает вредное влияние на свойства извести и при определенном содержании делает известь непригодной к употреблению. Объясняется это тем, что при обжиге известняка при повышенной температуре образовавшийся оксид кальция в извести начинает переходить в расплав и после охлаждения обожженного продукта он закристаллизовывается в более устойчивое состояние, чем СаО, обожженный при нормальной температуре.[1]
3. Производство извести
Известь получают путем обжига сырья в различных тепловых агрегатах, наиболее распространенным из которых являются шахтные печи.
Рисунок 1. Шахтная печь для обжига извести: 1 — шахта печи; 2 — механизм для передачи известняка и топлива; 3 — зона подогрева; 4 — зона обжига; 5 — зона охлаждения; 6 — подача воздуха; 7 — разгрузочный механизм [2]
Эти печи представляют собой вертикально смонтированные усеченные металлические конусы, соединенные основаниями друг с другом и офутерованные с внутренней стороны огнеупорным материалом. Высота печи составляет около 20 м. С верхней части печи через загрузочный механизм загружаются послойно при пересыпном способе куски известняка размером от 5 до 20 см и твердое топливо (кокс).
Под собственным весом вся загрузочная масса продвигается вниз печи навстречу горячим газам и обжигается в зоне сгорания топлива при температуре от 800 до 1 000°С, поступая в выгрузочную часть печи. На выходе из печи получают обожженный продукт в виде кусков от белого до серого цвета, который называют комовой известью «кипелкой». При нагревании углекислый кальций диссоциирует по реакции:
Биологическая роль кальция и магния
... Жёсткость воды и способы её устранения. Растворимые соли кальция и магния обуславливают общую жёсткость воды. Если они присутствуют в воде в небольших количествах, то вода называется мягкой. ... воздуха и превращается в карбонат кальция. Это свойство гашеной извести много веков использовалось в строительстве: гашеная известь как основной компонент входила в состав строительных известковых растворов, ...
3 = СаО + СO2 (4)
Оксид кальция является основой извести, в состав которой помимо СаО входит оксид магния и различные примеси, которые содержались в известняке. По содержанию оксида магния в комовой извести она подразделяется:
— на кальциевую — до 5 % MgO;
— магнезиальную — до 20 %;
— доломитизированную — до 40 %.
Одним из основных требований к растворам и бетонам является получение однородной структуры с распределением вяжущего в ней в виде тонких слоев, что приводит в общем случае к получению материала с максимальной прочностью. Естественно, добиться такого распределения вяжущего в случае использования комовой извести — задача весьма проблематичная, поэтому комовая известь является, по сути дела, полуфабрикатом, который необходимо перевести в состояние, когда оно могло быть легко и равномерно перемешано с заполнителями.
На практике это достигается двумя путями: химическим и механическим. Химический путь заключается в затворении комовой извести «кипелки» водой, при этом можно получить три вида продуктов перевода:
— порошкообразную гидратную известь «пушонку»;
— известковое тесто;
— известковое молоко.
Для получения порошкообразной извести «пушонки» комовую известь затворяют водой, количество которой принимают из расчета, чтобы воды хватило только на химическую реакцию, которая протекает по схеме
2O = Са(ОН)2 (5)
В производственных условиях гидратную известь «пушонку» получают гашением в специальных аппаратах, называемых гидраторами. Такая известь с заполнителями перемешивается в сухом состоянии и затворяется водой. При затворении комовой «кипелки» большим количеством воды, больше чем необходимо на химическую реакцию, получается известковое тесто, которое представляет собой пластичную массу, содержащую около 50 % воды и 50 % гидратной извести «пушонки». Известковое молоко получается затворением комовой извести еще большим количеством воды, чем для получения теста. Второй путь — механический, состоит в помоле комовой извести в тонкий порошок, т. н. известь молотую «кипелку», основой которой является, также как и комовой извести, оксид кальция. [1]
4. Твердение извести
При смешивании гидратной «пушонки» с заполнителями и затворении смеси водой или при перемешивании теста с заполнителями происходят физико-химические процессы, в целом отличные от других минеральных вяжущих, а именно: известковое тесто — коллоидный раствор, полученный при затворении комовой «кипелки» или «пушонки» водой. Этот раствор представляет систему с коагуляционной структурой, связь между частицами которой обусловливается межмолекулярными силами взаимодействия, действующими через тонкие прослойки воды.
Строительные растворы
... строительных растворов. Растворы для каменной кладки.Составы кладочных растворов и вид исходного вяжущего зависят от характера конструкций и условий их эксплуатации.Строительные кладочные растворы изготовляют трех видов: Цементные, цементно-известковые и известковые. Цементные растворы ... в цементные растворы вводят известь в виде теста. Добавка извести в цементных растворах повышает водоудерживающую ...
Для перехода системы к кристаллизационной структуре необходимо, чтобы вода из системы была удалена и частицы сблизились на расстояние ионных радиусов. А так как испарение воды при нормальной температуре из теста происходит медленно, то и процесс твердения извести замедленный.
Чтобы ускорить его, необходимо повышение температуры среды, что практически трудно осуществить. Однако советский ученый И. В. Смирнов решил эту задачу путем применения молотой извести «кипелки».
При затворении молотой извести процесс твердения идет по гидратационной схеме, т. е. стадии растворения и гидратации, коллоидации и кристаллизации развиваются непрерывно. Причем, в стадии растворения и гидратации выделяется большое количество тепла, которое ускоряет процесс испарения воды из теста или раствора, тем самым увеличивая скорость нарастания прочности. Исследованиями установлено, что строительные растворы, приготовленные на известковом тесте или на извести «пушонке», набирают в месячном возрасте 0,7-1,0 МПа, в то время как на молотой «кипелке» — 2,7-3,0 МПа. Независимо от применяемого вида извести процесс набора прочности растворов на этом не прекращается.
Весь процесс набора прочности известковых растворов проходит в три стадии. На первой стадии, которая длится месяц, прочность раствора обусловливается образованием кристаллического сростка гидроксида кальция, химизм образования которого происходит по реакции
2О = Са(ОН)2 (6)
2 за счет карбонизации его углекислотой, присутствующей в атмосфере по реакции
2 + СО2 = СаСО3 + Н2О (7)
2 вглубь раствора. Однако и этот слой значительно повышает прочность раствора.
2 с кремнеземом песка, образуя при этом гидросиликат кальция по реакции
2 + SiО2 = CaO·SiО2·H2О (8)
Полученное соединение обладает высокой прочностью и становится водостойким. Имеются примеры, которые свидетельствуют, что при разрушении зданий, просуществовавших 90-100 лет, кирпичная кладка разрушается по кирпичу, а не связывающему ее известковому раствору. [1]
Известковое тесто состоит из насыщенного водного раствора Са(ОН) 2 и нерастворившихся мельчайших частиц извести. По мере испарения из него воды образуется пересыщенный раствор Са(ОН)2, из которого выпадают кристаллы, скрепляющие отдельные частицы в единый монолит. Поэтому известковое тесто, защищенное от высыхания, неограниченно долго сохраняет пластичность, т. е. у извести отсутствует процесс схватывания.
Затвердевшее известковое тесто при увлажнении вновь переходит в пластичное состояние, т. е. известь — неводостойкий материал.
На воздухе известь реагирует с углекислым газом, образуя нерастворимый в воде и довольно прочный карбонат кальция, т. е. обратно переходит в известняк:
Вяжущие воздущные вещества и их применение в городском хозяйстве
... различные смеси. Вот основные из них. Гипс (природный гипсовый камень) Известь (воздушная, молотая, комовая) - воздушное вяжущее вещество, которое получается в результате обжига (при температуре от 1000 ... более энергоемкий процесс, зато получаемый материал становится намного прочнее. Высокопрочный гипс используют там, где требуется вяжущее с быстрым схватыванием и твердением, например, для ...
2 + СО2 = СаСОз + Н2О (9)
Этот процесс называют карбонизацией, он протекает длительное время. При карбонизации выделяется вода, поэтому каменную кладку и штукатурку на известковых растворах подвергают сушке.
Для получения водостойкого материала к извести добавляют активные гидравлические добавки: золы ТЭС, доменный шлак, молотую пемзу и др. Последние содержат аморфные кремнезем SiO 2 и глинозем Аl2О3, которые способны в присутствии воды образовывать с известью нерастворимые гидросиликаты и гидроалюминаты:
Са(ОН) 2 +SiO2 + Н2О =nСаО SiO2 mН2О (10)
Твердение сопровождается значительным уменьшением объема известкового теста — усадкой, поэтому известь применяют в смеси с заполнителем — песком.
исунок 2. Схема получения, гашения и твердения воздушной извести.[7]
5. Гидравлические известосодержащие вяжущие
Низкая водостойкость извести всегда побуждала людей искать пути ликвидации этого недостатка. Еще в Древнем Риме был найден способ получения водостойкого вяжущего на основе извести. Помог римлянам вулкан Везувий. При добавлении вулканического пепла к извести образующаяся смесь после твердения на воздухе в течение 7…14 суток далее могла твердеть в воде (более того, именно влажные условия были обязательны для набора прочности).
Это было первое гидравлическое вяжущее. Добавки из вулканических пород (пепла, туфа и т. п.) впоследствии получили название гидравлические или пуццолановые (по названию местечка у подножия Везувия, где они добывались).[7]
5.1 Смешанные вяжущие вещества
Смешанные вяжущие получают совместным измельчением негашеной извести (10…30 %), гидравлической добавки (85…70 %) и гипса (до 5 %).
В качестве добавки используют горные породы, содержащие активный кремнезем: вулканический пепел, пемзу, туф, диатомит, трепел и др. Такие вяжущие называют известково-пуццолановыми. Если в качестве добавки взят доменный гранулированный шлак, то эти вяжущие называют известково-гилаковыми. Известесодержащие гидравлические вяжущие на начальной стадии (до 7 сут.) должны твердеть в сухих условиях, а затем — во влажных
Известесодержащие гидравлические вяжущие применяют для приготовления растворов для кладки подземных частей зданий и бетонов. Срок хранения таких вяжущих из-за наличия в них негашеной извести не должен превышать 30 сут., причем их необходимо обязательно предохранять от увлажнения
Марки вяжущего — 75 и 100, начало схватывания — не ранее 45 мин, конец — не позднее 12ч. Вяжущее применяют для изготовления неармированных бетонов класса В 12,5 и ниже и неармированных строительных растворов (кладочных, штукатурных и облицовочных) для малоэтажного строительства.[7]
2 Строительная гидравлическая известь
Строительная гидравлическая известь — вяжущее, получаемое в результате умеренного обжига при температуре 900… 1100 °С мергелистых известняков с содержанием в них глины и песчаных примесей от 6 до 20 %. В результате обжига образуется не только свободная известь СаО, но и ее химические соединения с оксидами глины — силикаты, алюминаты и ферриты кальция, способные твердеть не только на воздухе, но и в воде.
Известь выпускают в виде тонкоизмельченного порошка плотностью 2500…2900 кг/м3, при просеивании которого остаток на сите N 008 не должен превышать 10 %. Характеристикой сырья и готовой извести является гидравлический модуль т — отношение содержания оксида кальция к суммарному содержанию диоксида кремния, оксида алюминия и оксида железа:
т = %(СаО) / %(SiO2 + Аl2О3 + Fе2О3) (11)
Для гидравлической извести этот модуль колеблется в широких пределах: от 1,7 до 9. Стандарт различает слабогидравлическую (т — 4,5…9) и сильногидравлическую (т = 1,7…4,5) известь. Если продукт обжига имеет гидравлический модуль более 9, его считают воздушной известью, если менее 1,7 — относят к романцементу (т = 1,1… 1,7).
Обычную гидравлическую известь применяют для приготовления штукатурных и кладочных растворов, высококачественную — в бетонах низких марок и шлакобетоне как в сухой, так и во влажной среде. Растворные смеси на гидравлической извести менее пластичны и подвижны, чем растворы на воздушной извести. Зато твердеют они быстрее и равномерно, получаются плотными, водо- и морозостойкими, предел прочности при сжатии их достигает 5 МПа. Растворы и бетоны на гидравлической извести после укладки их в конструкцию необходимо выдержать в воздушно-влажной среде около двух недель и только после этого помещать в воду.
На строительную площадку гидравлическую известь в виде готового порошка доставляют в цементовозах, бумажных битуминизированных или многослойных мешках. Комовую гидравлическую известь гасят в известегасилках, в которых гашение совмещается с помолом, так как при гашении в творилах образуется много отходов в виде непогасившихся частиц.[7]
6. Применение, хранение, транспортировка извести
Строительная воздушная известь широко применяется для кладочных и штукатурных, простых и сложных растворов. Ее используют для производства изделий автоклавного твердения: силикатного кирпича, плотных и ячеистых армированных и неармированных изделий в виде блоков, панелей, маршей лестничных клеток, балок и т. п.
Транспортируют комовую известь навалом, предохраняя ее от попадания влаги, а молотую — в закрытой таре. Хранение комовой извести осуществляется в закрытых складах, гидратная «пушонка» также хранится в этих же складах, но упакованная в крафтовых или бумажных мешках. Молотую «кипелку» рекомендуется хранить не более месяца.[1]
Гидравлическую известь используют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, пригодных для эксплуатации в сухих и влажных средах, легких и тяжелых бетонов, низких марок, фундаментов и сооружений, подвергающихся действию воды. Все виды извести применяют также в химической промышленности (для получения хлорной извести, соды, нейтрализации кислот и кислых газов в промышленных сбросах и др.), металлургии (флюсы, при выплавлении чугуна из железных руд), сахарном производстве (для очистки свекловичных соков), сельском хозяйстве (для известкования почв,) и др. Кроме того, известь широко используется для производства силикатного кирпича и силикатных автоклавных изделий. [6]
Строительную воздушную известь применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов, бетонов низких марок, работающих в сухих условиях, силикатного кирпича, ячеистобетонных изделий автоклавного твердения, известковых красок, смешанных гидравлических вяжущих и других материалов.
Молотую известь с активными минеральными добавками применяют в штукатурных растворах для подземной части зданий и в растворах, твердеющих во влажных условиях.
Воздушная известь всех видов — довольно сильная щелочь. Поэтому при работе с ней необходимо принимать меры, предотвращающие контакт извести с открытыми участками кожи и особенно дыхательными путями и глазами.[7]
строительный известь гидравлический вяжущий
Заключение
Известь — вяжущий материал, получаемый обжигом и последней переработкой известняка, мела и др. известково-магнезиальных горных пород. В зависимости от химического состава и условий твердения известь подразделяют на воздушную, твердеющую в воздушно-сухих условиях, и гидравлическую, которая твердеет на воздухе и в воде. В зависимости от содержания в породе MgO различают следующие виды извести: кальциевую (содержит до 5% по массе MgO), магнезиальную (5-20%) и доломитовую (20-40%).
В зависимости от способа обработки обожженного продукта получают негашеную комовую (кипелка), негашеную молотую и гашеную (гидратную) известь, или пушонку, а также известковое тесто. По скорости гашения различают быстрогасящуюся (длительность процесса не более 8 мин), среднегасящуюся (не более 25 мин) и медленногасящуюся известь (более 25 мин).
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/izvest-stroitelnaya/
1)http://forpsk.ru/index.php/stati/materialy/24-mineralnye-vyazhushchie-veshchestva/12-obshchie-svedeniya-o-mineralnyz-vyazhushchikh
2)http://gardenweb.ru/neorganicheskie-vyazhushchie-veshchestva
3)http://vuz-referat.ru/book/106-materialovedenie-referat/7-mineralnye-vyazhushhie-veshhestva.html
4)http://msd.com.ua/stroitelnye-materialy/vozdushnye-vyazhushhie-veshhestva/
5)https://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%FF%E6%F3%F9%E8%E5_%E2%E5%F9%E5%F1%F2%E2%E0
6)http://www.edudic.ru/hie/2182
http://tehlib.com/stroitel-ny-e-materialy/vozdushnaya-izvest-gidravlicheskie-iz/
