ВОЗДУШНЫЕ ВЯЖУЩИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Классификация известковых вяжущих

По областям применения известковые вяжущие разделяют на строительную известь и известь, предназначенную для других отраслей промышленности. Кроме того, известковые вяжущие делятся на строительную известь и известъсодер- жащие вяжущие.

Строительной известью называют вяжущее вещество, получаемое умеренным обжигом, не доводимым до спекания, карбонатных пород (известняков, мела, доломита) и последующим помолом. Ее изготавливают в соответствии с ГОСТ 9179—2018.

В зависимости от химического состава исходного сырья и условий твердения строительную известь подразделяют на:

• — воздушную, получаемую из карбонатных пород, содержащих не более 6 % глинистых и других примесей, и обеспечивающую твердение строительных растворов и бетонов и сохранение ими прочности в воздушно-сухих условиях;
• — гидравлическую, которую получают из карбонатных пород, содержащих более 6 % глинистых и других примесей. Она обеспечивает твердение строительных растворов и бетонов и сохранение ими прочности, как на воздухе, так и в воде.

По химическому составу воздушная известь бывает:

• — негашеная;
• — гашеная (гидратная).

В свою очередь, негашеную известь делят по гранулометрическому составу на комовую и молотую.

Комовая негашеная известь, называемая кипелкой, представляет собой кусковую обожженную известь с включениями из мелких частиц. В основном она состоит из свободных оксидов кальция и магния с преимущественным содержанием СаО. В небольших количествах в ней могут присутствовать нераз- ложившийся карбонат кальция, а также силикаты, алюминаты и ферриты кальция и магния, образовавшиеся при взаимодействии глины и кварцевого песка с оксидами кальция и магния.

По скорости гашения комовую известь различают:

• — быстрогасящуюся — не более 8 мин;
• — среднегасящуюся — не более 25 мин;
• — медленногасящуюся — более 25 мин.

Молотая негашеная известь — это порошкообразный продукт, полученный тонким помолом комовой извести. По химическому составу она соответствует комовой извести.

Гидратная известь представляет собой высокодисперсный сухой порошок, который получают путем гидратации комовой или молотой негашеной извести небольшим количеством воды, обеспечивающим переход оксидов кальция и магния в их гидраты. Гидратная известь состоит в основном из гидроксида кальция Са(ОН)₂.

По состоянию различают три вида гидратной извести: известковое молоко, известковое тесто, порошок извести — пушонка.

По пластичности получаемого теста вследствие гидратации различают жирную и тощую извести.

Жирная известь (высокая пластичность) быстро гасится, выделяя при этом много тепла, и дает после гашения пластичное жирное на ощупь тесто. Отличается большей пескоемкостью, т. е. позволяет получать удобообрабатываемые строительные растворы при введении большего количества песка.

Тощая известь (низкая пластичность) гасится медленно и дает менее пластичное тесто, в котором прощупываются мелкие зерна, не распавшиеся при гашении.

Кроме того, пластичность известкового теста зависит от содержания глинистых и песчаных примесей. Так, чем их больше содержит карбонатное сырье, тем более тощей получается изготовленная из него известь.

Гидравлическая известь — это продукт умеренного обжига карбонатных пород, содержащих глинистые примеси или кремнезем в количестве 8—20 % и более, подвергнутый в последующем гидратации до порошкообразного состояния. Иногда для ее получения используется в качестве сырья смесь карбонатов кальция и глины или мергелей.

Гидравлическая известь состоит главным образом из оксида кальция, силикатов и алюминатов кальция. Такая известь приобретает гидравлические свойства (слабые или сильные) и схватывается и твердеет как на воздухе, так и под водой. Присутствующий в атмосферном воздухе диоксид углерода ускоряет процесс твердения.

Природная гидравлическая известь с дополнительным материалом является специальным видом известковых вяжущих, в состав которой входит до 20 мае. % соответствующих пуццо- лановых и гидравлических добавок.

ВОЗДУШНЫЕ ВЯЖУЩИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Известь — один из древних вяжущих материалов, использовавшихся еще за 3000 лет до н. э., получаемый обжигом и последующей переработкой кальциево-магниевых карбонатных пород — мела, известняков, доломитов, доломитизирован-ных известняков и пр.

Известняки не имеют строгой классификации по химическому составу или по физико-механическим свойствам и являются осадочными горными породами, основной частью которых является минерал кальцит Са(Ю₃, содержание которого может различаться в широких пределах. Кроме кальцита, в известняках содержатся в качестве примесей различные формы свободной двуокиси кремния (кварц, халцедон и твердый гидрогель — опал). Постоянным спутником карбоната кальция является карбонат магния М§С0₃, который образует с карбонатом кальция изоморфную смесь, либо входит в известняк как составная часть минерала доломита (СаСОу 1У^С0₃). Известняки также содержат глину. А содержащие глинистого вещества более 20 %, используют для производства портландцемента, а при содержании глин от 12 до 20 % носят название мергелистых известняков.

Присутствие других примесей к известнякам (пирита -Ре8₂, апатита Са₅(Р0₄)₃ X, где X — С1 ”, Р ”, ОН «, оксидов железа, битумных соединений) придает известнякам окраску от чисто белой до почти черной. Наиболее чистые разновидности известняка обладают белым цветом или слегка желтой окраской от оксидов железа. Почти чистым карбонатом кальция является осадочная горная порода — мел, где содержание СаСОз нередко достигает 99 %. Мел обладает малой прочностью высокой природной дисперсностью и легко диспергируется в водной среде. Он используется как пигмент в малярном деле и заменяет известняк при получении извести, цемента, силикатного кирпича и др.

В результате перекристаллизации карбонатных горных пород при высоких температуре и давлении образовался мрамор, представляющий собой уплотненные зерна кальцита или доломита или смеси этих двух минералов. Из примесей имеются и другие минералы, присутствующие в исходных карбонатных породах. Белый мрамор в основном состоит из СаСО_э. Мрамор используют как строительный отделочный материал для скульптурных работ. Он хорошо полируется, имеет высокую механическую (на сжатие колеблется от 100 до 300 МПа) и диэлектрическую прочности.

Для получения строительной извести кальциевомагниевые карбонатные породы обжигают (декарбонизируют), после чего получается продукт, обладающий вяжущими свойствами:

Технологический процесс производства воздушной извести состоит из добычи в карьере карбонатной породы (известняка или мела), дробления и сортировки ее и последующего обжига в шахтных или вращающихся печах. Температура обжига составляет 1100-1200 °С, процесс обжига эндотермический (АН>0) и скорость реакции зависит от температуры и парциального давления С0₂. Для смещения равновесия вправо или для увеличения выхода продукта необходимо удалять выделяющийся диоксид углерода, т. е. давление С0₂ превышает атмосферное давление только при температуре, значительно превышающей 800 °С. Однако бывает достаточно тяги горячих газов, чтобы вызвать необходимое снижение давления. Обжиг при слишком высокой температуре (пережог), помимо лишней затраты топлива, вызывает спекание оксида кальция с примесями — кремнеземом, глиноземом и оксидом железа. Зерна пережога гасятся очень медленно и наличие их в извести опасно, т. к. гашение их в затвердевшем известковом растворе приводит к появлению трещин в штукатурке, силикатных изделиях и т. д.

Недожог — неразложившийся СаС0₃ получается при загрузке в печь слишком больших кусков известняка или недостаточно высокой температуре обжига. Недожог почти не обладает вяжущими свойствами и поэтому является балластом.

При обжиге из известняка удаляется С0₂, достигающий до 44 % его массы, а объем продукта (т. е. кусков извести) уменьшается на 10-12 %, т. е. негашеная известь (СаО) имеет весьма пористую структуру, обладает большим избытком энергии и повышенной реакционной способностью. Полученный при обжиге карбонатных пород полупродукт с плотностью 900-1100 кг/м 3 называется комовой известью (кипелкой) и в дальнейшем идет на помол или гашение.

При помоле в шаровых мельницах из дробленых кусков комовой извести-кипелки получают негашеную молотую известь, которая в отличие от гашеной извести быстро схватывается и твердеет. В процессе помола комовой извести-кипелки вводятся различные добавки — шлак, зола, песок, известняк, пемза, улучшающие ее свойства и снижающие стоимость. Таким способом, например, получают карбонатную известь, состоящую из 30-40 % негашеной извести и 70-60 % необожженного известняка. Её используют для приготовления саморазо-гревающихся строительных растворов, применяемых в зимних условиях.

Гашение извести. При обработке негашеной комовой извести водой оксид кальция превращается в гидроксид по реакции: СаО + Н₂0 = Са(ОН)₂.

Процесс сопровождается выделением большого количества теплоты (АНО) и интенсивным парообразованием. Поэтому негашеную комовую известь и называют кипелкой. В зависимости от количества воды, взятой при гашении, получают: гидратную известь (пушонку), известковое тесто или известковое молоко.

Гидратная известь (пушонка) получается, когда для гашения кипелки берут 60-70 % воды. При этом 32 % воды участвует в химической реакции, а остальная вода испаряется в процессе гашения. В результате объем полученной извести увеличивается в 2-3 раза по сравнению с исходным. Получаемая гидратная известь представляет собой белый пылеобразный аморфный порошок с плотностью 400-450 кг/м 3 .

Для получения известкового теста расход воды увеличивают до 2-3 частей по массе на 1 часть извести. Получается пластическая масса белого цвета плотностью до 1400 кг/м 3 . При еще большем количестве воды получают известковое молоко — суспензию гидроксида кальция в известковой воде, используемую для побелки потолков, стен и т. д.

На специализированных заводах товарного раствора и крупных стройках известь-кипелку гасят в известегасилъных машинах, где гашение часто совмещают с ее измельчением, что ускоряет гашение и сокращает количество отходов. Получающееся при этом известковое молоко сливают в металлические баки или специально оборудованные ямы, отстаивают, а затем автоцистернами доставляют к месту использования.

Гидратацию извести ускоряют добавлением в воду 0,2-1,0 % хлористых солей (СаС1₂, КаС1 и т. д.), а замедляют добавлением сернокислых солей (гипса, N82864 и др.) и некоторых поверхностно-активных веществ.

Твердение извести. Известь, как правило, применяют в виде строительного раствора (смесь с песком). Известковый раствор постепенно затвердевает на воздухе, превращаясь в искусственный камень. При твердении раствора, приготовленного на гашеной извести, протекает одновременно несколько процессов. В результате испарения из раствора избытка влаги мельчайшие частицы Са(ОН)₂ сближаются между собой, кристаллизуются и образуют прочные сростки, связывая зерна песка в монолитное тело. Наряду с этим, из-за взаимодействия гидроксида кальция с углекислым газом воздуха, происходит процесс карбонизации с выделением воды:

Образующийся в результате этой реакции углекислый кальций обладает высокой прочностью, а наличие песка в смеси облегчает доступ С0₂ в толщу материала. В сухой среде известь практически не карбонизируется. Поэтому известковые штукатурки и краски нельзя наносить на сухое основание в жаркую сухую погоду.

В присутствии большого количества воды известь тоже практически не карбонизируется. Поэтому для смещения реакции вправо воду надо удалять из сферы реакции. Образующаяся плотная корка СаСО_э на поверхности слоя известкового раствора затрудняет проникновение углекислого газа внутрь. Этим объясняется исключительно медленное нарастание прочности известковых растворов.

Очень медленно (при обычной температуре) идет взаимодействие гидроксида кальция с диоксидом кремния, содержащимся в песке (присутствие влаги в этих случаях тоже необходимо). При этом на образование гидросиликатов кальция уходят десятилетия. Процесс резко ускоряется, если отформованную смесь извести с песком подвергнуть тепловлажностной обработке в среде насыщенного водяного пара при температуре (около 180 °С) и давлении до 9 атм. При этой обработке известково-песчаных систем воздушная известь становится материалом значительно более высокой качественной категории, чем в обычных строительных известково-песчаных растворах.

Область применения, транспортирование и хранение. Воздушную известь используют для приготовления известковопесчаных и смешанных строительных растворов, применяемых для каменной кладки и штукатурки, в производстве силикатных изделий, а также в качестве связующего вещества для малярных красочных составов. Кроме того, молотую воздушную известь и пушонку применяют в производстве известково-пуццолановых и известково-шлаковых цементов, которые обладают гидравлическими свойствами.

Технические характеристики и свойства извести, область ее использования и виды

В производстве стройматериалов и как сырье для обработки некоторых поверхностей широко используется известь. Известь производится путем обжига в специальных оборудованных печах при температуре от 1000 до 1200 градусов карбонатных горных пород. Термически обработанная известь приобретает вид кусков неправильной формы, которые в процессе дальнейшего использования подвергаются различной переработки.

Химическая формула и состав извести

Для производства извести не применяется никаких химических катализаторов, главное условие ее получения только соответствующий термический режим. Благодаря этому в процессе изготовления изготавливается полностью натуральный материал, допускается содержание в извести небольших примесей глины.

Известняк имеет формулу CaCO3, так как преимущественно состоит из кальция. В процессе температурного воздействия углекислый газ высвобождается и произведенное сырье имеет формулу CaO.

Процесс контакта кусковой извести с водой выглядит так — CaO + H2O ? Ca(OH)2, существует определенный термин этой реакции, обозначаемый как гашение извести.

Разгашенная известь может находиться в нескольких состояниях:

• Пушонка или мелкий порошок получается в результате смешивания кусков извести с водой, причем процент влаги должен составлять от 60 до 70%.
• Известковое тесто — это соединение исходного материала с водой, ее требуется примерно в 3,5 раза больше. В результате такого гашения образуется плотная масса, используемая в разных сферах.
• Если развести куски извести с водой в соотношении 1:10, то можно получить известковое молоко. Такую гашеную известь используют для побелки внутренних помещений зданий, фасадов, хозяйственных пристроек.
• Если гашеная известь долгое время не используется, то происходит обратный процесс, то есть раствор поглощает углекислый газ и твердеет. В продаже чаще всего можно встретить известь – пушонку или кусковую.

Фото молотой строительной извести

Технические свойства

К изготовлению гашеной и негашеной извести предъявляются особые требования, регулируемые государственным стандартом (ГОСТ 9179-77):

1. При производстве извести используется только карбонатные породы и некоторое количество минеральных добавок. Объем добавок не должен превышать количество, указанное в стандартах для определенного сорта извести.
2. Негашеная известь подразделяется на три сорта и не должна содержать добавок, порошкообразная с добавками выпускается двух сортов, гашеная может иметь или не иметь добавок и распределяется на два сорта.
3. В кальциевой извести основным компонентом является кальций, процент МgО не должен быть более 5.
4. Доломитизированаяя известь содержит МgО до 20%
5. Доломитовая до 40% МgО.
6. В гидравлическую может входить кремнезем, окислы железо, небольшое количество глины.

Свойства извести определяются применямыми при обжиге породами и самим процессом изготовления. В результате термической обработки известняка из печей выходят прочные куски негашеной извести, ее цвет зависит от присутствующих добавок, чем белоснежнее оттенок, тем выше сорт материала. Доломитовая и гидравлическая известь имеют сероватый оттенок.

Негашеная известь – это известное практически всем вещество, которое востребовано в разных сферах. Она незаменима при получении бетона, строительного раствора, вяжущих веществ, искусственного камня, всевозможных деталей и т. д.

При контакте с водой высвобождается углекислый газ и известь переходит в жидкое состояние, концентрация которого зависит от количества воды. В зависимости от технологического процесса обжига и температуры можно получить различную по прочности известь — твердо обоженную, промежуточный вариант и мягко обоженную.

Как строительный материал большей распространенностью пользуется мягко обоженная, она отличается следующими характеристиками:

• Наименьшим размером зерна.
• Меньшей плотностью.
• Наименьшим временем периода гашения. Твердо обоженная переходит в жидкое состояние за 10 минут, мягко обоженная за три минуты.

В процессе гашения извести выделяется тепло, поэтому при несоблюдении техники безопасности можно получить и сильный ожог.

Плотность негашеной извести зависит от используемой температуры в печах. Известь, обожженная при 800 градусах, имеет плотность 1,6, увеличение температуры до 1300 градусов позволяет получить куски сырья с плотностью в 2,9 гр /см3.

По классу опасности известь относится к малоопасным веществам. Но к ее хранению и транспортировке предъявляются определенные требования. Негашеная известь должна защищаться от увлажнения, так как попадание влаги и выход тепла могут вызвать пожар.

Сертификат соответствия извести должен содержать информацию о ее сорте, процентах примесей, состоянии. Сертификат выдается определенным организациям, которые соблюдают ГОСТ по изготовлению этого строительного материала.

Известь считается экологически безопасным и чистым материалом. Гашеная известь хорошо дезинфицирует помещения, не дает развиться грибкам и негативно влияет на паразитов. Побелка стен и потолка обеспечивает микроскопическое проникновение воздуха, поэтому влажность в таких помещениях всегда будет на нормальном уровне.

Хорошо известь переносится людьми с аллергическими заболеваниями дыхательных путей. Но в тоже время не нужно забывать о том, что при гашении материала возможно получение ожогов, а выделяемые в это время пары опасны для слизистых дыхательных путей и глаз. При соблюдении мер безопасности при работе с известью она полностью безопасна и не вредна для здоровья.

Гашеная известь получается при смешивании с водой извести не гашеной, название последней оксид кальция. Химический процесс гашения сопровождается повышением температуры

Марки и некоторые виды извести

Известь подразделяется и по сортам и по используемому первичному сырью.

Видом и маркой извести определяется и основная сфера ее применения:

• Строительная известь производится из кальциевых и магниевых пород. Применяют известь строительную для введения как пластификатора в бетонные смеси, растворы. Строительная известь выпускается в комках, в виде мелкой пушонки или известкового теста.
• Гидравлическая известь — продукт обжига известняков содержащих от 6 до 20% примесей глины. Используют этот вид извести для производства бетона низких марок, так как наравне с высокой прочностью она имеет низкую пластичность. Гидравлическая известь часто используется при возведении построек, эксплуатация которых предусматривает нахождение во влажной среде.
• Комовая известь это полуфабрикат, используемый для изготовления порошкообразного сырья или растворов. Комки извести хранят на закрытых складах, предохраняя от влажности. Комовая известь поступает в продажу для приготовления растворов для побелки.
• Садовая известь необходима для обогащения кислых почв. В кислых почвах содержание кальция минимально, что приводит к плохому росту и развитию растений. Введение гашеной и негашеной извести в почву осуществляют весной или осенью и желательно во время дождей, так известняк лучше растворяется. Не вносят известь одновременно с использованием других удобрений, а во время работы обязательно нужно защищать глаза и руки.
• Натровая (натронная) известь — пористая белая масса, представляющая собой смесь едкого натра и гашеной извести. Натровая известь используется как поглотитель углекислого газа и влаги из воздуха. Применяется в химических лабораториях, для производства противогазов, водолазного снаряжения. В медицине используется как сорбент для аппаратов наркоза и барокамер.
• Хлорная известь получается в процессе сложного сочетания свободного хлора и гидроксида кальция. Хлорная известь обладает сильными дезинфицирующими свойствами, ранее в чистом виде использовалась в учреждениях здравоохранения. На сегодня хлорка применяется для обеззараживания туалетов, выгребных ям, для производства растворов для дезинфекции. Хлорная известь обладает и свойствами отбеливания.

Фото натронной и хлорной извести

Упаковка натронной извести Натронная известь Упаковка хлорной извести Хлорная известь

Источник https://studme.org/399251/tovarovedenie/klassifikatsiya_izvestkovyh_vyazhuschih

Источник https://studref.com/312281/stroitelstvo/vozdushnye_vyazhuschie_stroitelnye_materialy

Источник http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/izvest