Известь

Известь известна двух видов: воздушная и гидравлическая.

Они отличаются по химико-минералогическому составу, что обуславливает для первой – воздушное, для второй гидравлическое твердение.

2.1.1. Сырьевые компоненты и технология производства. Для производства воздушной извести используют карбонатные горные породы (известняки, мел, ракушечники и др.), содержащие карбоната кальция (СаСО₃) не менее 85 %, карбоната магния (МgСО₃) не более 7 %, глинистых примесей не более 3 %. Основным технологическим процессом при получении воздушной извести является обжиг известняка. Термическая диссоциация (разложение) карбоната кальция происходит при температуре обжига 850-950 ⁰С в зависимости от крупности кристаллов СаСО₃. Чем мельче кристаллы, тем ниже температура разложения. Термическое разложение карбоната магния происходит при более низкой температуре - 650-700 ⁰С, поэтому примеси МgСО₃ существенно влияют на температуру обжига известняка. Термическое разложение карбонатов происходит по следующим реакциям:

850-950 ⁰С:

СаСО₃ → СаО + СО₂,

650-750 ⁰С:

Мg СО₃ → МgО + СО₂.

Для производства воздушной извести чаще всего используют вертикальные шахтные печи при прочном крупнокусковом сырье или горизонтальные вращающиеся печи при малопрочном мелком сырье. В шахтные печи загружается карбонатная порода кусками размером не менее 40 мм, во вращающиеся печи - малопрочная порода (мел, ракушечник) кусками не более 10 мм. После обжига получают комовую воздушную известь. Подвергая комовую известь последующему помолу, получают молотую известь.

Сырьем для производства гидравлической извести являются мергелистые известняки, содержащие СаСО₃ не менее 70 %, МgСО₃ не более 5 %, глинистых, кремнеземистых и железистых примесей (Аl₂О₃ + SiО₂ + + Fе₂О₃) от 7 до 25 %. Необходимо, чтобы кремнеземистые примеси (кварц SiО₂) находились в сырье в тонкодисперсном состоянии и были равномерно распределены в объеме сырья, иначе SiО₂ останется в извести балластом. Сырье для гидравлической извести характеризуется гидравлическим модулем, выраженным отношением содержания СаО к суммарному содержанию кислых оксидов:

CaO

m = SiO₂ + Al₂O₃ + Fe₂O₃.

Гидравлический модуль сырья должен быть в пределах от 9, 0 до 1, 7. Чем ниже гидравлический модуль, тем ярче проявляется способность извести к гидравлическому твердению; чем он выше, тем ближе известь к воздушной. При m от 9, 0 до 4, 5 образуется слабогидравлическая известь, при m от 4, 5 до 1, 7 – сильногидравлическая. По мере приближения модуля к значению1, 7 известь по свойствам приближается к простейшим цементам, например, романцементу. Такую известь называют цементной.

Гидравлическую известь получают обжигом при температуре 900-1200 ⁰С в зависимости от вида и состава сырья. Обжиг производят в шахтных или вращающихся печах с последующим обязательным помолом полученного продукта до порошкообразного состояния (остаток на сите с отверстиями 0, 08 мм составляет не более 5-7 %.

2.1.2. Процесс твердения. Твердение извести может происходить по следующей схеме:

· гашение извести ограниченным количеством воды (теоретическое – 32, 13 %, фактическое с учетом испарения – около 70 % от массы СаО с получением гидратной извести (пушонки): СаО + Н₂О = Са(ОН)₂;

· затворение извести-пушонки водой с образованием известкового теста, которое используют в строительных растворах и бетонах;

· твердение известкового теста в результате его высыхания и сопуствующей медленной кристаллизации Са(ОН)₂;

· упрочнение известкового теста за счет постепенной карбонизации;

· Са(ОН)₂ при взаимодействии с СО₂ с образованием прочных карбонатов кальция в присутствии воды:

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

2.1.3. Свойства. Основные технические свойства строительной воздушной извести нормируются ГОСТом 9179. По этому стандарту воздушная известь подразделяется на кальциевую (MgО до 5 %), магнезиальную (МgО от 5 до 20 %) и доломитовую (МgО от 20 до 40 %). Основным показателем качества является содержание в ней активных оксидов СаО + МgО. По этому показателю воздушная известь делится на сорта, с понижением содержания СаО и МgО сортность (качество) извести понижается.

Воздушная негашеная известь выпускается в виде комовой или молотой. Общими для них основными свойствами являются:

- содержание активных СаО + МgО (70-90 % в зависимости от сорта);

- содержание непогасившихся зерен (7-12 % в зависимости от сорта);

- скорость гашения, по которой известь делится на быстрогасящуюся (до 8 мин), среднегасящуюся (8-25 мин) и медленногасящуюся (более 25 мин);

- тонкость помола для молотой извести (остаток на сите 0, 08 мм не более 10 % по массе);

- выход теста при гашении 1 кг (у жирной извести – 2, 5-3, 5 л/кг, тощей – 1, 8-2, 5 л/кг).

Воздушная гашеная известь (гидратная, пушонка) является продуктом гашения комовой или молотой извести при нормированном расходе воды затворения (около 70 %) и представляет собой тонкодисперсный порошок, который обычно упаковывают в водонепроницаемую тару. Ее свойства аналогичны свойствам негашеной извести.

2.1.4. Области применения. Строительная воздушная известь широко используется в строительстве, так как часто является местным минеральным вяжущим из широко распространенного карбонатного сырья. Области ее применения:

· приготовление кладочных и штукатурных растворов;

· приготовление низкомарочных бетонов;

· получение смешанных цементов (известково-пуццолановых, известково-шлаковых и др.);

· укрепление грунтов в дорожном строительстве;

· улучшение свойств и качества дорожных асфальтовых бетонов (частичная замена минерального порошка).