Известь строительная воздушная.

Воздушная известь — продукт умеренного обжига кальциево-магниевых карбонатных горных пород: мела, известняка, доломитизированного известняка, доло-мита с содержанием глины не более 6%. Известняк состоит в основном из карбо-ната каль­ция СаСО₃. Обжигают известняк при 900 - 1200° С до возможно более полного удаления СО₂ по реакции СаСО₃ = СаО + СО₂.

Продукт обжига содержит кроме СаО (главной составной части) также и не-которое количество оксида магния, образо­вавшегося в результате термической дис-социации содержаще­гося в известняке MgCO₃ = MgO + СО₂. Чем выше суммар­ное содержание свободных оксидов кальция и магния, тем выше качество извести.

В зависимости от содержания оксида магния различают следующие виды воздушной извести: кальциевую — MgO не более 5%, магнезиальную — от 5 до 20%, доломитовую — от 20 до 40%.

В сложившейся отечественной практике твердые карбонат­ные породы обжи-гают в шахтных и вращающихся печах, а мягкие —карбонатные породы —пре-имущественно во вращающихся печах.

При температурах обжига, более 1200°С, образуются крупные кристаллы оксида кальция и магния, происходит уп­лотнение продукта обжига. Такая известь в обычных услови­ях медленно или совсем не взаимодействует с водой и назы­вается «пережогом». Наличие пережога в извести вредно вли­яет на ее качество. Запозда-лое его взаимодействие с водой, протекающее уже в затвердевшем растворе или бетоне, вызывает увеличение в объеме и появление в них растягиваю­щих напряже-ний, что может привести к образованию тре­щин и разрушению.

При недостаточно высокой температуре обжига, менее 900°С, или в тех слу-чаях, когда часть кусков сырья имела круп­ные размеры, возможно образование «не-дожога», т.е. неразложившегося углекислого кальция, который является баллас­том в извести, ухудшая ее свойства.

Известь, выходящую из печи обычно в виде кусков раз­личной величины (ко-мья), называют комовой негашеной из­вестью. Это — полупродукт, который для превращения в вя­жущее предварительно измельчают механическим путем — размолом в мельницах (молотая негашеная известь) или хи­мическим путем — га-шением водой (гашеная известь).

Гашение извести заключается в том, что вода, соприкаса­ясь с кусками нега-шеной извести, поглощается ею, всасыва­ясь в поры, и одновременно химически взаимодействует с ок­сидами кальция и магния, образуя их гидраты:

СаО + Н₂О = Са (ОН)₂,

MgO + Н₂О = Mg (OH)₂.

В отечественной практике выработка гидратной (гашеной) извести незначи-тельна — она составляет около 1 % общего вы­пуска извести в стране. Основная часть выпуска извести осу­ществляется вращающимися печами. На другие типы (шахт­ные противоточные, карусельные типа «Кальциматик», печи с кипящим сло-ем) падает около 15% объема производства.

При помоле комовой извести для получения молотой извести-кипелки мож-но вводить различные добавки (шлаки, золы, песок, пемзу, известняк и др.), кото-рые улучшают сме­шанные известковые вяжущие.

Наиболее важными показателями качества извести являют­ся: активность (со-держание СаО + MgO, способных гаситься), количество непогасившихся зерен (недожог и пережог), время гашения. В соответствии с техническими требованиями известь делится на три сорта: содержание активных СаО+MgO не ме­нее 90, 80, 70%, количество непогасившихся зерен соответствен­но не более 7, 11, 14% со-ответственно для I, II, III сортов.

В процессе гашения куски негашеной извести самопроиз­вольно диспергиру-ются, распадаясь на тонкие частицы Са(ОН)₂ размером в несколько микронов (тонь-ше, чем у цемента). Воз­душная известь отличается от других вяжущих веществ тем, что превращается в тонкий порошок не только при помоле, но и путем гашения водой.

Громадная удельная поверхность частиц Са(ОН)₂ обуслов­ливает большую во-доудерживающую способность и пластич­ность известкового теста. Каждая частица известкового теста окружена тонким слоем адсорбированной воды, играющей роль своеобразной гидродинамической смазки. Высокая пластич­ность известкового те-ста в смеси с песком — это свойство, которое высоко ценится при изготовлении строительных рас­творов.

Гашение сопровождается разогревом массы вследствие выделения значите-льного количества теплоты, что также ис­пользуется при каменной кладке на извест-ковом либо цемент­но-известковом растворе в зимнее время.

При этом 1 кг извести-кипелки выделяет 1160 кДж тепла, которое перево-дит часть воды в парообразное состояние. Пар вызывает в кусках внутренние растя-гивающие напряжения, под действием которых происходит измельчение извести в тон­кий порошок.

В зависимости от количества воды, взятой при гашении, можно получить ги-дратную известь (пушонку), известковое тесто или известковое молоко.

Для получения извести-пушонки, представляющей собой тонкий белый порошок, теоретически достаточно 32, 13% воды от массы извести-кипелки. Практически воды берут в 2-3 раза больше (60-80%), так как при гашении часть ее испаряется. Порошок извести-пушонки состоит из очень тонких частиц и в 2-3 раза и более превышает объем исходной извести-кипел­ки. Плотность извести-пушонки 400-450 кг/м³.

При гашении извести в тесто расход воды увеличивают до 2-3 ч (по массе) на 1 ч извести-кипелки; при еще большем количестве воды получают известко-вое молоко.

Известковое тесто в виде пастообразной концентрирован­ной водной суспен-зии (плотность около 1400 кг/м³) содержит примерно 50% воды и 50% очень мелких частиц гидроксидов кальция и магния. Известковое молоко имеет вид жид-кости и плотность менее 1300 кг/м³.

По скорости (времени) гашения воздушная известь быва­ет: быстрогасящая-ся со скоростью гашения не более 8 мин; среднегасящаяся — до 25 мин и мед-ленногасящаяся — не ме­нее 25 мин.

Преимущество порошкообразной извести (извести-кипел­ки) перед комовой состоит в том, что при затворении водой она ведет себя подобно гипсовым вяжу-щим: 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. Благо-даря меньшему количе­ству свободной воды материалы на основе порошкообраз-ной извести менее пористые и более прочные.

Растворы и бетоны на гашеной извести твердеют на возду­хе при обычных те-мпературах в результате двух одновремен­но протекающих процессов — карбони-зации и кристаллиза­ции гидроксида кальция, вызванной испарением воды.

Процесс карбонизации происходит по схеме:

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

Испарение воды способствует сближению мельчайших кри­сталлов гидроксида кальция, их срастанию между собой и об­разованию кристаллличееких сростков, связывающих зерна заполнителя в монолитное тело. Образование СаСО₃ и кристал-лизация Са(ОН)₂ происходят только при положительной температуре и низкой влаж-ности и протекают очень медленно. Кроме того, карбонизация за­хватывает только поверхностный слой, что объясняется малой концентрацией СО₂ в воздухе (0, 03%) и большой плотностью пленки образующегося карбоната кальция, затрудняющей про­никание углекислоты во внутренние слои раствора. Образую­щийся при этом ка-рбонат кальция срастается с кристаллами Са(ОН)₂ и упрочняет известковый раствор.

Прочность при сжатии растворов на гашеной извести че­рез 28 суток тверде-ния на воздухе составляет 0, 5-1, 0 МПа, редко выше. При длительном твердении (десятки и даже сот­ни лет) прочность возрастает до 5-7 МПа и более.

Гидратная известь (известь-пушонка) является одной из главных составляю-щих сухих строительных смесей, а также в производстве шпатлевок, побелок, за-мазок, красок.

Воздушную известь используют и в производстве мест­ных вяжущих. Гид-равлические известесодержащие вяжущие получают совместным измельчением негашеной извести (10-30%), гидравлической добавки (70-85%) и гипса (до 5%). В качестве добавки используют горные породы, содержа­щие активный кре-мнезем: вулканический пепел, пемзу, туф, диатомит, трепел и др. Такие вяжущие называют известково-пуццолановыми, а при добавке доменного гранулирован­но-го шлака — известково-шлаковыми. Их гидравлические свойства обусловлены образованием нерастворимых гидро­силикатов и гидроалюминатов по схеме

Са(ОН)₂ + SiO₂ + Н₂О = СаО∙ SiO₂ ∙ m H₂O.

Известесодержащие гидравлические вяжущие на началь­ной стадии (до 7 су-ток) должны твердеть в сухих условиях, а затем во влажных.

Известь-пушон­ку и молотую известь транспортируют в металлических кон­тейнерах и бумажных битуминизированных мешках. Известковое тесто пе-ревозят в автосамосвалах со специально приспособленными кузовами, а извест-ковое молоко — в ав­тоцистернах.

Склады для извести-кипелки и пушонки должны быть за­крытыми и иметь пол, возвышающийся над землей. Чтобы качество извести-пушонки существенно не изменялось, хра­нить ее более месяца, а молотую известь ― более 15 суток не следует.