§ 20. Воздушная известь

Известь применяли еще три-четыре тысячи лет тому назад. Сырьем для получения извести служат осадочные горные породы: известняк, доломит, мел, в составе которых преобладает карбонат кальция СаСО₃. Куски пород прокаливают на огне, при этом карбонат кальция переходит в оксид кальция:

После прокаливания куски становятся пористыми (с углекислым газом они теряют около половины своей массы) и при смачивании водой превращаются в тонкий порошок. Этот процесс, сопровождающийся сильным выделением теплоты и разогревом воды вплоть до кипения, называется гашением извести. При избытке воды образуется пластичное тесто, которое используют в качестве вяжущего. При испарении воды тесто загустевает и переходит в камневидное состояние. Недостаток извести - медленное твердение: процесс набора прочности твердеющей известью растягивается на годы и десятилетия. В реальные сроки строительства прочность затвердевшей извести, как правило, не превышает 0,5...2 МПа.

Производство. Известь получают следующим образом. Карбонатные породы (известняки, мел, доломиты), содержащие не более 6...8% глинистых примесей, обжигают в шахтных или вращающихся печах при температуре 1000...1200°С. В процессе обжига СаСО₃ и MgCО₃, содержащиеся в исходной породе, разлагаются на оксиды кальция СаО и магния MgO и углекислый газ. Неравномерность обжига может привести к образованию в извести недожога и пережога.

Недожог (неразложившийся СаСО₃), получающийся при слишком низкой температуре обжига, снижает качество извести, так как не обладает вяжущими свойствами. Пережог образуется при слишком высокой температуре обжига в результате сплавления СаО с примесями кремнезема и глинозема. Зерна пережога медленно гасятся и могут вызвать растрескивание и разрушение уже затвердевшего материала.

Куски обожженной извести - комовая известь - обычно подвергают гашению водой:

Выделяющаяся при гашении теплота резко повышает температуру извести и воды, которая может даже закипеть (поэтому негашеную известь называют кипелкой).

При гашении куски комовой извести сильно увеличиваются в объеме и распадаются на мельчайшие (до 0,001 мм) частицы.

В зависимости от количества взятой для гашения воды получают: гидратную известь - пушонку (50...70% воды от массы извести, т. е. в количестве, необходимом для протекания реакции гидратации - процесса гашения); известковое тесто (воды в три - четыре раза больше, чем в извести), известковое молоко (количество воды превышает теоретически необходимое в восемь - десять раз).

Виды воздушной извести. По содержанию оксидов кальция и магния воздушная известь бывает кальциевая (примеси MgO не более 5%), магнезиальная (MgO - 5...20%) и доломитовая (MgO - 20...40%).

По виду поставляемого на строительство продукта воздушную известь подразделяют на негашеную комовую (кипелку), негашеную порошкообразную (молотую кипелку) и гидратную (гашеную, или пушонку).

Негашеная комовая известь представляет собой мелкопористые куски размером 5...10 см, получаемые обжигом известняка. В зависимости от содержания активных CaO + MgO и количества негасящихся зерен комовую известь (ГОСТ 9179 - 77) распределяют на три сорта.

По скорости гашения комовая известь бывает быстроте более 8 мин), средне- (8...25 мин) и медленногасящаяся (свыше 25 мин).

Негашеную порошкообразную известь получают помолом комовой в шаровых мельницах в тонкий порошок. Часто в известь во время помола вводят активные добавки (гранулированные доменные шлаки, золы ТЭС и т. п.) в количестве 10...20% от массы извести. Как и комовая, порошкообразная известь делится на три сорта.

Преимущество порошкообразной извести перед комовой состоит в том, что при затворении водой она ведет себя подобно гипсовым вяжущим: 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. Благодаря меньшему количеству свободной воды материалы на основе порошкообразной извести менее пористые и более прочные. Кроме того, известь при гашении разогревается, что облегчает работу с ней в холодное время.

При использовании порошкообразной извести воды берут 100...150% от массы извести в зависимости от качества извести и количества активных добавок в ней. Определяют количество воды опытным путем.

Гидратная известь (пушонка) - тонкий белый порошок, получаемый в заводских условиях гашением комовой извести с последующим отсевом крупных непогасившихся частиц. Влажность гидратной извести должна быть не более 5%.

Гашение извести можно производить как на строительстве объекта, так и централизованно. В последнем случае гашение совмещается с мокрым помолом непогасившихся частиц, что увеличивает выход извести и улучшает ее качество.

На строительстве известь гасят в гасильных ящиках (творилах). В ящик загружают комовую известь не более чем на 1/3 его высоты (толщина слоя обычно около 100 мм). Это требование вызвано тем, что при гашении известь увеличивается в объеме в 2,5...3,5 раза. Быстро- гасящуюся известь заливают сразу большим количеством воды, чтобы не допустить перегрева и кипения воды, медленногасящуюся - небольшими порциями, следя за тем, чтобы известь не охладилась. Из 1 кг извести в зависимости от ее качества получается 2...2,5 л известкового теста. Этот показатель называют "выход теста".

По окончании гашения жидкое известковое тесто через сетку сливают в известехранилище, где его выдерживают до тех пор, пока полностью не завершится процесс гашения (обычно не менее двух недель). Известковое тесто с размером непогасившихся зерен менее 0,6 мм можно применять сразу. Крупные непогасившиеся зерна опасны тем, что среди них могут быть пережженные зерна (пережог).

Содержание воды в известковом тесте не нормируется. Практика показывает, что в хорошо выдержанном тесте соотношение воды и извести около 1.

Твердение. Известковое тесто пластично, состоит из насыщенного водного раствора Са(ОН)₂ и мельчайших нерастворившихся частиц извести. По мере испарения из него воды образуется пересыщенный раствор Са(ОН)₂, из которого выпадают кристаллы, скрепляющие отдельные частицы в единый монолит. Поэтому известковое тесто, защищенное от высыхания, неограниченно долго сохраняет пластичность, т. е. у извести отсутствует процесс схватывания.

Затвердевшее известковое тесто при увлажнении вновь переходит в пластичное состояние, т. е. известь - неводостойкий материал.

Однако при длительном твердении (десятилетия) известь приобретает довольно высокую прочность и относительную водостойкость (например, кладка старых зданий). Это объясняется тем, что на воздухе известь реагирует с углекислым газом, образуя нерастворимый в воде и довольно прочный карбонат кальция, т. е. как бы обратно переходит в известняк:

Процесс этот очень длительный, и полной карбонизации извести практически не происходит.

Для получения водостойкого материала на Руси добавляли к извести молотый кирпич. Подобные добавки называются активными гидравлическими добавками. К ним относятся молотый доменный шлак, золы теплоэлектростанций, вулканические пеплы, молотая пемза и др. Состоят активные добавки в основном из кремнезема SiО₂ и глинозема Аl₂О₃ в аморфном виде, которые способны в присутствии воды образовывать с известью нерастворимые гидросиликаты и гидроалюминаты:

Твердение сопровождается значительным уменьшением объема известкового теста - усадкой, поэтому известь применяют в смеси с заполнителем - песком.

Применение, транспортирование, хранение. Воздушную известь применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов как самостоятельное вяжущее, так и в смеси с цементом; при производстве силикатного кирпича и силикатобетонных изделий; для получения смешанных вяжущих (известково-шлаковых, известково-зольных и др.).

Негашеную известь, особенно порошкообразную, при транспортировании и хранении предохраняют от увлажнения и засорения. Порошкообразная известь-кипелка гасится даже влагой, содержащейся в воздухе. Максимальный срок хранения молотой извести в бумажных мешках 25 сут, в герметичной таре (металлические барабаны) - не ограничен.

Комовую известь транспортируют навалом в закрытых вагонах и автомашинах, порошкообразную - в бумажных мешках, а также в специальных автоцистернах. В таких же цистернах перевозят пушонку и известковое тесто.

Хранят комовую известь в сараях с деревянным полом, поднятым над землей на 30 см. Недопустимо попадание на известь воды, так как это может вызвать ее разогрев и пожар. На складах извести тушение пожара водой запрещается.

Техника безопасности. Воздушная известь всех видов - довольно сильная щелочь. Поэтому при работе с ней необходимо принимать меры, предотвращающие контакт извести с открытыми участками кожи и особенно дыхательных путей и глаз. Особенно опасна негашеная известь. Концентрация известковой пыли в воздухе не должна превышать 2 мг/м³.

Молотую известь необходимо предохранять от попадания воды, так как в этом случае из-за бурного выделения теплоты и вскипания воды возможен выброс порошка извести.

Во время погрузочно-разгрузочных работ, а также во время гашения извести рабочие должны быть в резиновой обуви, защитной одежде, рукавицах, плотно прилегающем головном уборе, защитных очках и респираторах.

Стропы стп на сайте http://komplektacya.ru/gruzopodjemnoe-oborudovanie/stropy-gruzovye/tekstilnye/petlevye-/