Традиционным является использование извести для изготовления кладочных и штукатурных растворов, эксплуатируемых в воздушно-сухих условиях. Широкое применение воздушная известь нашла в производстве различных плотных и ячеистых автоклавных материалов в виде силикатного кирпича и крупных изделий (см. гл. 8). Воздушную известь используют также в производстве местных вяжущих веществ и для получения дешевых красочных составов.
При работе с известью на всех стадиях ее изготовления и применения необходимо учитывать, что она является щелочью. Попадание извести на кожу, слизистые оболочки и в легкие вредно для здоровья человека, поэтому при работе с известью необходимо принимать меры безопасности.
Транспортирование комовой извести осуществляют в ограниченные сроки навалом в железнодорожных вагонах или автосамосвалах, защищенных от увлажнения. Известь-пушонку и молотую известь транспортируют в металлических контейнерах и бумажных битуминизированных мешках. Известковое тесто перевозят в автосамосвалах со специально приспособленными кузовами, а известковое молоко — в автоцистернах.
Склады для извести-кипелки и пушонки должны быть закрытыми и иметь пол, возвышающийся над землей. Чтобы качество извести существенно не изменялось, хранят ее не более месяца, а молотую известь не более 15 сут.
25.Гипсовым вяжущим -называют воздушное вяжущее вещество,состоящее преимущественно из полуводного гипса и получаемое путем тепловой обработки гипсового камня при температуре 150 ... 160 ° С. При этом двуводный гипс CaSO4 • 2H2O, содержащийся в гипсовом камне, дегидратирует по уравнению
CaSO4 • 2Н2О = CaSO4 • 0,5 Н2О + 1,5 Н2О.
Сырьемдля производства гипсовых вяжущих служат природный гипсовый камень и природный ангидрид CaSO4, а также отходы химической промышленности, содержащие двуводный или безводный сернокислый кальций, например фосфогипс. Возможно применение гипсосодержащего природного сырья в виде сажи и глиногипса.
Производство гипса складывается из дробления, помола и тепловой обработки (дегидратации) гипсового камня. Имеется несколько технологических схем производства гипсового вяжущего: в одних помол предшествует обжигу, в других помол производится после обжига, а в третьих помол и обжиг совмещаются в одном аппарате. Последний способ получил название обжига гипса во взвешенном состоянии. Тепловую обработку гипсового камня производят в варочных котлах, сушильных барабанах,шахтных или других мельницах.Дальнейшее увеличение прочности гипса происходит вследствие высыхания твердеющей массы и более полной кристаллизации при этом .
Твердение гипса можно ускорить сушкой , но при температуре не выше 65 ° С во избежание обратной дегидратации двуводного гипса .Быстрое схватывание гипса затрудняет в ряде случаев его использование и вызывает необходимость применения замедлителей схватывания ( кератинового , известково - кератинового клея ,сульфитно - дрожжевой бражки в количестве 0,1 ... 0,3% от массы гипса ).Замедлители схватывания уменьшают скорость растворения полуводного гипса и замедляют диффузионные процессы .При необходимости ускорить схватывание гипса к нему добавляют двуводный гипс , поваренную соль , серную кислоту .
Гипсовое вяжущее является быстросхватывающим и быстротвердеющим вяжущим веществом . По срокам схватывания ГОСТ 125-79 предусматривает выпуск вяжущих : быстротвердеющего ( индекс А ) с началом схватывания не ранее 2 мин ,концом - не позднее 15 мин ; нормальнотвердеющего ( индекс Б )с началом схватывания не ранее 6 мин , концом - не позднее 30 мин ; медленнотвердеющего ( индекс Б ) с началом схватывания не ранее 20 мин,конец схватывания не нормируется.В зависимости от степени помола различают вяжущие грубого,среднего и тонкого помола с максимальным остатком насите с размером ячеек в свету 0,2 мм не более 23 , 14 и 2%(обозначаемые соответственно индексами I, II и III).Марку гипсовых вяжущих характеризуют по прочности при сжатии образцов - балочек 40 × 40 × 160 мм в возрасте 2 ч после затворения водой . Минимальный предел прочности каждой марки должен соответствовать значениям, приведенным в табл. 5.1.Четкое индексирование различных сортов гипсовых вяжущих позволяет давать большой объем информации в сокращенной форме. Например, гипсовое вяжущее с прочностью при сжатии 5,2 МПа, началом схватывания 5 мин, концом схватывания 9 мин и остатком на сите 0,2 мм 9%, т. е. вяжущее марки Г-5,быстротвердеющее, среднего помола, может быть записано в виде сокращенного обозначения Г-5АП.
Гипсовые вяжущие применяют при производстве гипсовой штукатурки , перегородочных стеновых плит и панелей , вентиляционных коробов и других деталей в зданиях и сооружениях,работающих при относительной влажности воздуха не выше 65%. Изделия из них обладают небольшой плотностью , несгораемостью и рядом других ценных свойств,но при увлажнении прочность их снижается .Для гипсовых строительных изделий всех видов рекомендуются марки Г -2 ... Г- 7 всех сроков твердения и степеней помола ;для тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей может использоваться гипс тех же марок , но только тонкого и среднего помола ,быстрого и нормального твердения.При штукатурных работах и заделке швов применяют марки Г -2 ... Г- 25 нормального и медленного твердения . Гипс марок Г -5 ... Г- 25 - нормального и медленного твердения . Гипс марок Г -5 ... Г- 25 тонкого помола с нормальными сроками твердения служит для изготовления форм и моделей в керамической ,машиностроительной промышленности ,а также в медицине.
26. Каустический магнезит получают при обжиге горной породы магнезита MgCO3 в шахтных или вращающихся печах при 650 ...850 ° С . В результате MgCO3 разлагается по схеме MgCO3 = MgO + CO2 . Оставшееся твердое вещество ( окись магния ) из мельчают в тонкий порошок .Каустический доломит MgO и СаСО3 получают путем обжига природного доломита СаСО3 · MgCO3 с последующим измельчением его в тонкий порошок.При обжиге доломита СаСО3 не разлагается и остается инертным как балласт,что снижает вяжущую активность каустического доломита по сравнению с каустическим магнезитом.Магнезиальные вяжущие затворяют не водой , а водными растворами солей сернокислого или хлористого магния.Магнезиаль ные вяжущие,затворенные на растворе хлористого магния,дают большую прочность , чем на растворе сернокислого магния . Магнезиальные вяжущие,являясь воздушными,слабо сопротивляются действию воды . Их можно использовать только при затвердении на воздухе с относительной влажностью не более 60%.Каустический магнезит легко поглощает влагу и углекислоту из воздуха , в результате чего образуются гидрат оксида магния и углекислый магний . В связи с этим каустический магнезит хранят в плотной герметической таре . На основе магнезиальных вяжущих в прошлом времени изготовляли ксилолит (смесь вяжущего с опилками ) , используемый для устройства полов , а также фибролит и другие теплоизоляционные материалы . В настоящее время применение магнезиальных вяжущих резко сократилось.
Строительную известь получают путем обжига ( до удаления углекислоты ) из кальциево - магниевых горных пород - мела , известняка , доломитизированных и мергелистых известняков , доломитов .Для производства тонкодисперсной строительной извести гасят водой или размалывают негашеную известь , вводя при этом минеральные добавки в виде гранулированных доменных шлаков ,активные минеральные добавки или кварцевые пески .Строительную известь применяют для приготовления строительных растворов и бетонов , вяжущих материалов и в производстве искусственных камней , блоков и строительных деталей .В зависимости от условий твердения различают строительную известь воздушную , обеспечивающую твердение строительныхрастворов и бетонов и сохранение ими прочности в воздушно -сухих условиях , и гидравлическую , обеспечивающую твердение растворов и бетонов и сохранение ими прочности как на воздухе ,так и в воде.Воздушная известь по виду содержащегося в ней основного оксида бывает кальциевая , магнезиальная и доломитовая.Воздушную известь подразделяют на негашеную и гидратную ( гашеную ),получаемую гашением кальциевой , магнезиальной и доломитовой извести.Гидравлическую известь делят на слабогидравлическую и сильногидравлическую . Различают гидравлическую известь комовую и порошкообразную . Порошкообразная известь бывает двух видов : молотая и гидратная ( гашенная вода ).Комовую известь выпускают без добавок и с добавками .
Строительную негашеную известь по времени гашения делят на быстрогасящуюся - не более 8 мин,среднегасящуюся – не более 25 мин , медленногасящуюся - более 25 мин.Строительную воздушную известь получают из кальциево-магниевых карбонатных пород . Технологический процесс получения извести состоит из добычи известняка в карьерах , его подготовки ( дробления и сортировки ) и обжига.После обжига производят помол комовой извести,получая молотую негашеную известь , или гашение комовой извести водой , получая гашеную известь.Основным процессом при производстве извести является обжиг,при котором известняк декарбонизуется и превращается в известь по реакции СаСО3 ↔ СаО + СО2 . Диссоциация карбонатных пород сопровождается поглощением теплоты (1 г – моль СаСО3 требует для разложения примерно 190 кДж ) . Реакция разложения углекислого кальция обратима и зависит от температуры и парциального давления углекислого газа . Диссоциация углекислого кальция достигает заметной величины при температуре свыше 600 ° С . Теоретически нормальной температурой диссоциации считают 900 ° С.В заводских условиях температура обжига известняка зависит от плотности известняка , наличия примесей , типа печи и ряда других факторов и составляет обычно 1100 ... 1200 ° С .При обжиге из известняка удаляется углекислый газ , составляющий до 44% его массы , объем же продукта уменьшается примерно на 10% , поэтому куски комовой извести имеют пористую структуру . Обжиг известняка производят в различных печах : шахтных , вращающихся , в « кипящем слое » , во взвешенном состоянии и т . д . Наибольшее распространение получили экономичные по расходу топлива шахтные пересыпные известеобжигательные печи , однако известь в них оказывается загрязненной золой топлива .Шахтная печь состоит из шахты , загрузочного и выгрузочного устройства,воздухоподводящей и газоотводящей аппаратуры.Известняк в шахтную печь загружают периодически или непрерывно сверху.Материал по мере выгрузки извести опускается вниз,и навстречу обжигаемому материалу просачиваются горячие дымовые газы . По характеру процессов , протекающих в шахтной печи,различают зоны подогрева , обжига и охлаждения . В зоне подогрева в верхней части печи с температурой печного пространства не выше 900 ° С известняк подсушивается,подогревается и в нем выгорают органические примеси .В средней части печи - в зоне обжига , где температура достигает 900 ... 1200 ° С, - происходит разложение СаСО3 и выделение углекислого газа . В нижней части печи-зоне охлаждения-известь охлаждается поступающим снизу воздухом с 900 до 50 ... 100 ° С .
Молотая негашеная известь с добавками производится 1-го и 2-го сортов и гидратная (гашеная) без добавок и с добавками двух сортов: 1-го и 2-го. Воздушная известь должна удовлетворять требованиям табл. 5.4.В соответствии с требованиями ГОСТ 9179-77 негашеную известь следует измельчать до тонкости, при которой остаток при просеивании пробы через сита № 02 и № 008 должен быть соответственно не более 1,5 и 15%. Обычно заводы выпускают известь, характеризующуюся остатками на сите № 008 до 2 ... 7%,что примерно соответствует удельной поверхности 3500 ...5000 см2 / г.
Молотую негашеную известь транспортируют в герметически закрытых металлических контейнерах или в бумажных битумини-зированных мешках.Хранить молотую известь до употребления можно не более 10 ... 15 сут в сухих складах.При работах с известью необходимо соблюдать требования по охране труда . Попадание частиц молотой извести в легкие ,а также на слизистые оболочки ,особенно глаз , опасно .Молотую негашеную известь применяют без ее предварительного гашения , что имеет ряд преимуществ : исключаются отходы в виде непогасившихся зерен , используется тепло , которое выделяется при гидратации извести , что ускоряет процессы твердения извести.Изделия из этой извести имеют и большую плотность ,прочность и водостойкость .Для ускорения твердения растворных и бетонных смесей на молотой негашеной извести в их состав вводят хлористый кальций ,а для замедления твердения в начальный период ( схватывания ) добавляют гипс,серную кислоту и сульфитно – спиртовую барду.Добавка гипса и хлористого кальция,кроме того,повышает прочность растворов и бетонов,а добавки замедлителей твердения предупреждают образование трещин , что возможно при отсутствии определенных условий твердения .
Гидратная 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 с выделением значительного количества тепла по реакции СаО + Н2О = Са (ОН ) 2 + 65,5 кДж .1 г - моль СаО выделяет 65,5 кДж тепла , 1 кг извести - кипелки -1160 кДж .Стехиометрически для гашения извести в пушонку необходимо 32% воды от массы СаО . Практически в зависимости от состава извести , степени ее обжига и способа гашения количество воды берут в 2 , а иногда и в 3 раза больше,так как в результате выделения тепла при гашении происходит парообразование и часть воды удаляется с паром . На скорость гашения извести оказывают влияние температура и размеры кусков комовой извести . С повышением температуры ускоряется процесс гашения.Особенно быстро процесс гашения протекает при гашении паром при повышенном давлении в закрытых барабанах .В зависимости от скорости гашения различают строительную негашеную известь : быстрогасящуюся со скоростью гашения не более 8 мин;среднегасящуюся со скоростью гашения до 25 мин и медленногасящуюся со скоростью гашения не менее 25 мин.Содержание активных CaO + MgO для гидратной извести должно быть не менее 70% , а влажность - не более 4%.
Гашение извести в пушонку производят в специальных машинах-гидраторах . Для гашения извести - кипелки в известковое тесто применяют известегаситель ЮЗ , в котором комовая известь одновременно размалывается , перемешивается с водой до образования известкового молока и сливается в сепаратор-отстойник.После отстаивания известкового молока образуется известковое тесто.Нельзя применять известковое тесто с большим содержанием непогасившихся зерен извести , так как гашение этих зерен может произойти в кладке , что приведет к растрескиванию затвердевшего известкового раствора . Измельчение извести в гасителе ЮЗ способствует практически полному гашению извести,тогда как в других машинах количество непогасившихся зерен ( отходов ) может достигать 30%.
Твердение извести может происходить только в воздушно-сухих условиях . Испарение воды ( что имеет место при этом ) вызывает слипание мельчайших частиц Са ( ОН) 2 в более крупные и их кристаллизацию . Кристаллы Са ( ОН) 2 срастаются друг с другом , образуя каркас , окружающий частицы песка . Наряду с этим происходит карбонизация гидрата оксида кальция за счет поглощения углекислоты воздуха по реакции Са (ОН ) 2 = СО2 пН2О СаСО3 ( п 1) Н2О Таким образом,твердение известковых растворов есть следствие их высыхания и образования кристаллического сростка Са (ОН ) 2, а также процесса образования углекислого кальция на поверхности изделия.Твердеет гашеная известь медленно,и прочность известковых растворов невысокая.Это объясняется тем,что кристаллизация гидрата оксида кальция происходит не интенсивно и кристаллы слабо связаны друг с другом.Кроме того,образовавшаяся на поверхности корка СаСО3 препятствует прониканию воздуха внутрь известкового раствора и тормозит дальнейшее развитие процесса карбонизации.Гидрат оксида кальция кристаллизуется тем быстрее,чем интенсивнее испаряется вода,поэтому для твердения извести необходима положительная температура .
Воздушную известь широко применяют для приготовления строительных растворов в производстве известково-пуццолановых вяжущих,для изготовления искусственных каменных материалов-силикатного кирпича,силикатных и пеносиликатных изделий , шлакобетонных блоков ,а также в качестве покрасочных составов .Транспортируют комовую известь навалом , защищая от увлажнения и загрязнения , а молотую - в специальных бумажных мешках или металлических закрытых контейнерах.Известковое тесто перевозят в специально для этого приспособленных кузовах самосвалов.Известь негашеная должна храниться в закрытых складах , защищенных от попадания влаги.Гидратную известь можно хранить непродолжительное время в мешках и сухих складах . Молотую известь не следует хранить более 30 сут ,так как она постепенно гасится влагой воздуха и теряет активность.
27. Это растворы на кислотоупорном жидкостекольном вяжущем, применяемые для устройства антикоррозионных покрытий конструкций, которые в процессе эксплуатации подвергаются воздействию кислот.
В качестве вяжущего в этих растворах применяют жидкое стекло: натриевое с силикатным модулем 2,4...2,8 и плотностью 1,38... 1,40 г/см3 и калиевое с силикатным модулем З...3,2 и плотностью 1,30... 1,32 г/см3 (параграф 9.6). Заполнителем служит природный кварцевый или искусственный песок, получаемый дроблением кислотостойких горных пород (андезита, бештаунита, гранита). В песке не должно быть глинистых примесей, зерен карбонатных пород и примесей органических веществ.
В кислотоупорные растворы кроме песка вводят тонкомолотый наполнитель - порошок из кислотостойких пород (андезита, диабаза). В наполнителе должно быть не менее 70 % зерен размером до 0,075 мм.
Для повышения водостойкости используют специальные тонкомолотые добавки, содержащие реакционноспособный кремнезем - силикагель, диатомит, трепел, аглопорит, кислую золу ТЭС. Кислотостойкость наполнителей должна быть не ниже 96 %, при этом активного кремнезема (способного взаимодействовать со щелочью) должно быть 84...97 %. Расход активной добавки составляет примерно 5...22 % от массы тонкомолотого наполнителя.
Для повышения водонепроницаемости кислотоупорных растворов применяют полимерные добавки, например фуриловый спирт.
Вопрос 28.