Классификация минеральных вяжущих веществ. Известь строительная

Минеральными вяжущими называются порошкообразные вещества, которые при смешивании (затворении) с водой дают пластичное тесто, способное с течением времени под влиянием физико-химических процессов затвердевать и переходить в камневидное состояние. При способности твердеть минеральные вяжущие вещества классифицируют на воздушные и гидравлические.

Воздушные вяжущие. Они могут затвердевать и длительно сохранять прочность только на воздухе. К ним относятся: воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие, а также жидкое стекло.

Гидравлические вяжущие. Они твердеют и сохраняют свою прочность как на воздухе, так и в воде. Однако начальный период твердения (процесс схватывания), как правило, должен протекать на воздухе или в среде, изолированной от воды. К гидравлическим вяжущим относятся все виды цементов, гидравлическая известь, гипсоцементно-пуццолановое вяжущее и др. Кроме указанных воздушных и гидравлических вяжущих веществ существуют кислотостойкие вяжущие вещества, а также вяжущие автоклавного твердения, твердеющие при температуре 170 ... 200 °С и давлении 0,9 ... 1,2 МН/м2, изготовляемые на основе извести.

Воздушная известь как вяжущее была известна человечеству за несколько тысяч лет до нашей эры. Ее получают умеренным обжигом известняков, мела, доломитизированных известняков и доломитов, содержащих не более 6 % глины. Технология получения воздушной извести состоит из добычи известняков в карьерах, их дробления, сортировки и обжига. Обжиг осуществляют, как правило, в шахтных печах при максимальной температуре в зоне обжига 1000 ... 1200 °С. При такой температуре происходит термическая диссоциация СаСО3 по уравнению:

(где q - количество теплоты, требуемой на разложение 1 моль СаСО3, равное 180 кДж).

После обжига куски извести имеют пористую структуру вследствие удаления СО2 из известняков. Такая известь называется комовой негашеной. Полученная после обжига комовая известь либо подвергается помолу для получения порошкообразной извести-кипелки (СаО), либо гасится водой для получения гашеной извести Са(ОН2). Воздушная известь по виду содержащегося в ней основного оксида разделяется на кальциевую, магнезиальную и доломитовую. Строительная воздушная негашеная известь подразделяется на три сорта: 1, 2 и 3-й. Негашеная комовая или молотая известь должна соответствовать требованиям, указанным в таблице ниже:

Негашеная комовая или молотая известь
Примечание: в скобках указано содержание MgO для доломитовой извести

При действии воды на комовую известь происходит гидратация оксида кальция:


Процесс гашения извести чрезвычайно экзотермичен, поэтому осуществляется в специальных известигасильных установках и машинах. При гашении большим количество воды, в 3 .. .4 раза превышающим массу извести-кипелки, известь гасится в известковое тесто, ограниченным количеством воды (60 ... 70 % от массы извести-кипелки) в известь-пушонку. Гашеная известь в виде теста имеет среднюю плотность до 1400 кг/м3. Известковое тесто представляет собой сметанообразную массу белого цвета.

Известь-пушонка, или гидратная известь, представляет собой белый тонкодисперсный порошок. Средняя плотность ее в рыхлом состоянии доходит до 450 кг/м3, в уплотненном - до 700 кг/м3. Гидратную известь транспортируют затаренной в мешках или навалом, погрузку и разгрузку осуществляют в мешках автопогрузчиками, навалом - посредством различного рода пневмоприспособлений. В таблице ниже приведены требования, предъявляемые к гидратной извести:

Требования, предъявляемые к гидратной извести

Комовая известь транспортируется навалом, молотая известь-кипелка аналогично гидратной - навалом или в мешках. При транспортировке, погрузке и разгрузке порошкообразной и комовой извести нужно соблюдать большую осторожность: известь, особенно негашеная, раздражающе действует на мокрую кожу, слизистые оболочки носа, глаз и дыхательный путей. Молотая известь при хранении гасится, забирая влагу из воздуха, при этом отчасти карбонизируется и теряет свои свойства.

Воздушная известь широко применяется для приготовления известково-песчаных и смешанных растворов, используемых при штукатурных и каменных работах, а также в качестве связующего при производстве малярных работ. Воздушную известь нельзя применять во влажных помещениях. Условия ее применения ограничены не только незначительной влагостойкостью, но и длительностью твердения в естественных условиях. Процесс твердения обусловливается, главным образом, карбонизацией по реакции:

Применяется известь также в производстве силикатного кирпича и изделий из силикатных бетонов. Заводы-изготовители извести должны гарантировать свойства извести и сопровождать каждую партию соответствующим паспортом.

Гидравлическая известь - продукт умеренного обжига мергелистых известняков, содержащих 6 ... 20 % глинистых примесей. При обжиге (t = 900 ... 1000 °С) после разложения углекислого кальция (СаСО3) часть образующегося оксида кальция (СаО) соединяется с окислами Si02, Al203 и Fе203, содержащимися в минералах глины, образуя силикаты, алюминаты и ферриты кальция по реакциям:


Эти соединения кальция придают способность гидравлической извести твердеть как на воздухе, так и в воде.

Гидравлическая известь вследствие большого содержания в ее составе свободного оксида кальция при действии на него воды подвергается гашению. Чем больше в гидравлической извести свободных оксида кальция и магния, тем меньше ее способность к гидравлическому твердению. В зависимости от содержания активных СаО и MgO в пересчете на сухое вещество гидравлическая известь подразделяется на слабогидравлическую (содержание свободных СаО + MgO не менее 40 % и не более 65 %) и сильногидравлическую (содержание свободных СаО + MgO не менее 5 % и не более 40 %). Процесс получения гидравлической извести состоит из добычи сырья, его обжига и помола или гашения.

К гидравлической извести предъявляются следующие требования: по тонкости помола - на сите № 008 не должно оставаться более 10 % , по прочности контрольных образцов на сжатие - для сильногидравлической через 28 суток - не менее 5,0 МПа, для слабогидравлической - не менее 1,7 МПа.

Используют гидравлическую известь при приготовлении растворов для каменной кладки и штукатурки, а также при приготовлении низкомарочных бетонов. Растворы и бетоны, изготовленные на гидравлической извести, некоторое время должны твердеть на воздухе.