Материал: Лекция 8

продукте обжига и их остеклованию. Такая известь медленно взаимодействует с водой, и процесс гашения может продолжаться даже после того, как она была использована по назначению. А поскольку при гашении известь увеличивается в объеме, то повышенное содержание в ней пережога может стать причиной появления дефектов в конструкциях, вплоть до внештатного их разрушения.

Взависимости от содержания оксидов кальция и магния воздушную известь подразделяют на кальциевую (содержание МgО не более 5%), магнезиальную (МgО не более 20%) и доломитовую (МgО – 20…40%).

Всоответствии с СТБ EN 459-1 воздушная известь подразделяется на кальциевую (CL) с содержанием МgО менее 5% и доломитовую (DL) – с содержанием МgО более 5%.

Комовая негашеная известь является полуфабрикатом, из которого в зависимости от принятой схемы (помол или гашение) получают соответственно:

порошкообразную (молотую), в т. ч. дробленую – оксид кальция СаО, т. е путем помола или дробления комовой;

гашеную известь (гидратную) – гидроксид кальция Са(ОН)2 (рис. 8.4).

Рис. 8.4. Комовая негашеная известь и известь-пушонка (гашеная известь)

П р и м е ч а н и е ‒ Для облегчения помола комовую известь предварительно дробят до размера 15…20 мм. Помол осуществляется в мельницах различной конструкции:

шаровых (одно- и двухкамерных);

валковых;

роликовых;

вибромельницах и др.

16

Молотая негашеная известь обладает определенными преимуществами по сравнению с гидратной. При гидратации СаО химически связывает сравнительно много воды, что уменьшает количество свободной (испаряющейся) воды и пористость, образующуюся при испарении. Снижение пористости приводит к увеличению прочности изделий. Растворные смеси быстрее схватываются и твердеют. При твердении негашеной извести выделяется значительное количества тепла, что способствует быстрому набору прочности изделий и возможности использования для производства работ при отрицательных температурах воздуха.

При помоле комовой извести для повышения водостойкости и улучшения других свойств в ее состав могут вводиться различные добавки (шлаки, золы, песок, пемзу, известняк и др.). Они, как правило, улучшают качество смешанного известкового вяжущего. Поэтому различают порошкообразную известь с добавками и без добавок. Однако указанные преимущества могут дать положительные результаты только при строгом соблюдении технологии производства работ и ряда других условий.

Гашение извести. Воздушная известь отличается от всех других вяжущих тем, что может превращаться в тонкодисперсное состояние (порошок) не только при помоле, но и самопроизвольно или при гашении водой, т. е. химическим путем. Гашением называют обработку продукта обжига известняка (комовой, дробленой или молотой извести) определенным количеством воды (рис. 8.5). При этом процесс гашения сопровождается выделением большого количества тепла и значительным увеличением продукта гашения в объеме (в 2,5…3 раза) и протекает по реакции:

СаО + Н2О = Са(ОН)2 + q↑,

где q – количество теплоты, равное 1160 кДж на 1 кг оксида кальция. Поэтому негашеную известь называют еще «кипелка» из-за бурной химической реакции с водой, которая может закипеть.

Рис. 8.5. Схема гашения извести

17

П р и м е ч а н и е ‒ В ХIХ веке и ранее комовую известь называли еще жженой, едкой, жгучей, живой известью. Едкой известь называли потому, что при неосторожном обращении она разъедает руки, одежду и т.д. Живой известь называли не только из-за бурной химической реакции с водой, которая может закипеть, но и в силу того, что температура может повышаться до 300…450оС, что бывало достаточно при благоприятных условиях для воспламенения дерева и возникновения пожаров.

Различают два способа гашения извести:

мокрый (называют гашением в известковое тесто – сметанообразную массу)

и сухой (в известь-пушонку или гидратный порошок). На ощупь пушонка – сухой порошок размером зерен до 0,01 мм.

И в том и в другом случае получается гашеная известь – гидроксид кальция

Са(ОН)2.

П р и м е ч а н и е ‒ 1. «Пушонка» применяется, главным образом, для получения сухих смесей, широко распространенных в настоящее время.

2. Если гашеная известь долго не используется, то происходит обратный процесс, т. е. раствор поглощает углекислый газ и твердеет.

Теоретически для гашения извести необходимо немногим более 32% воды от массы извести-кипелки. Практически для гашения извести воды берут 70...75% (до 100%, так как значительная ее часть испаряется) и получают тонкий рыхлый порошок со значительным увеличением в объеме (в 2,5…3 раза), называемый «известьпушонка». При этом часть воды испаряется, а некоторое ее количество (3…5 %) расходуется на смачивание образующегося порошка CaO.

П р и м е ч а н и е ‒ При недостаточном количестве воды при гашении извести, которое способно вызвать лишь начало реакции, но не является достаточным для завершения всего процесса гашения, происходит т. н. «сгорание» извести – переход ее в более плотную модификацию оксида кальция CaO. Называют такую известь «мертвой» и она уже не будет гаситься при дальнейшем добавлении воды. Ее нужно обжигать повторно. «Сгорание» извести при ее гашении объясняется уплотнением частиц, как следствие воздействия высокой температуры, развивающейся при гашении, и недостаточным количеством воды на гидроксид кальция Са(ОН)2.

При избытке воды (в 3…4 раза больше, чем извести) продукт гашения переходит в «известковое тесто», состоящее из гашеной извести и воды (≈ 50%). Если воды берут в 5…7 раз больше (до 10) – получают «известковое молоко или прыск» ‒ водную известковую суспензию. При этом качество гашеной извести по мокрому способу получается выше.

П р и м е ч а н и е ‒ 1. В древности известь подвергалась гашению в течение очень длительного времени (2…3 лет) с периодическим интенсивным перемешиванием, разминанием и другими операциями. Известно также, что для получения определенного эффекта известь гасили не водой, а вином. У древних строителей существовали специальные правительственные постановления, запрещающие употреблять для штукатурки известь, гашеную менее, чем за три года до начала

18

строительства. Известь, гасившуюся длительное время называли «морянкой».

2. Известковое молоко или прыск – так называли в старину цементное в т. ч. известковое молоко (суспензию), где твердое вещество распределено в виде мельчайших частиц в жидком веществе во взвешенном (не осевшем) состоянии.

В производственных условиях процесс гашения извести занимает от 30…40 мин. до нескольких часов. Гашение извести может производиться как в условиях строительного объекта, так и централизованно – с помощью известегасильных установок периодического и непрерывного действия (рис. 8.6). В последнем случае гашение совмещается с мокрым помолом непогасившихся зерен. Это увеличивает выход извести, улучшает ее качество и сокращает продолжительность гашения. По окончанию гашения жидкое известковое тесто через сетку сливают в известехранилище, где выдерживают не менее 2-х недель, пока не завершится процесс гашения. Однако употреблять известковое тесто можно и сразу после гашения, при условии, что размер непогасившихся зерен не превышает 0,6 мм.

Рис. 8.6. Известегасильные установки

Гашеная известь Са(ОН)2 или известковое тесто имеет, как правило, очень мелкие частички размером в несколько микрон, а, следовательно, обладает большой удельной поверхностью, гидрофильностью, пластичностью и большой водоудерживающей способностью.

После отстаивания известковое тесто содержит примерно по 50% твердых частиц и воды, которая играет роль своеобразной смазки. Это и обеспечивает высокую пластичность известковому тесту и композиционным смесям с ее использованием.

Выход известкового теста определяется его количеством, получаемым при

19

гашении 1 кг извести. Чем активнее известь и полнее гасится, тем больше выход известкового теста. Чем выше выход теста и дисперснее частички извести, тем оно пластичнее и тем больше его пескоемкость. Высококачественные сорта извести (с содержанием более 90% СаО) при правильном гашении характеризуются выходом теста в 2,5…3,5 литра и больше на 1 кг негашеной извести (кипелки). Такую известь по традиции называют жирной. Известь с меньшим выходом теста и большим количеством примесей называют тощей (с выходом менее 2 кг на 1 кг).

В зависимости от последующей технологии обработки продукта обжига различают следующие виды воздушной извести:

негашеная комовая (в кусках) известь-кипелка, состоящая из оксида кальция (и некоторого количества МgО);

негашеная молотая известь того же состава – порошкообразный продукт помола комовой извести;

гашеная (гидратная) известь:

известь-пушонка в виде молекулярно-тонкого порошка, состоящего в основном из Са(ОН)2 – сухой гидроксид кальция с размером частичек не более

5…20 мкм;

известковое тесто, состоящее из гашеной извести и механически примешанной воды (≈50%);

известковое молоко – белая водная суспензия, состоящая из гашеной извести и большего содержания воды, чем в известковом тесте (гидроксид кальция находится частично в растворенном, а частично во взвешенном состоянии).

Гашеную известь называют еще мертвая, морянка (которая гасилась длительное

время). Гашеную известь можно хранить много лет. От продолжительности хранения свойства извести могут даже улучшиться.

П р и м е ч а н и е ‒ Мировой выпуск извести составляет ≈350 млн. т, из которых на долю Китая приходится >60% (62%). Затем США, Индия, Россия. В России выпускается немногим более 10 млн. т (11,1 млн. т), в РБ – ≈700… 800 тыс. т.

Свойства извести. Основными техническими характеристиками извести являются активность, скорость гашения, количество непогасившихся зерен, выход известкового теста, тонкость измельчения, прочность и другие показатели.

Активность извести определяется содержанием в ней активных CaO и MgO, способных гаситься. Неактивная часть состоит из негасящихся частиц (недожога и примесей других минералов) и частиц, гасящихся медленно (пережог), Как недожог, так и пережог, образуются из-за неравномерного распределения температур в печи обжига. При этом недожог является балластом и не оказывает слишком вредного воздействия на качество извести, а лишь уменьшает выход известкового теста. Зерна пережога очень медленно гасятся (годами) и процесс гашения может продолжаться в затвердевшем материале. А поскольку процесс гашения извести сопровождается увели-

20