§ 8. Будівельне повітряне вапно
Загальні відомості. Будівельне повітряне вапно (ГОСТ 9179-70) -це в'яжучий матеріал, який отримують шляхом випалу кальціевомагніевих (карбонатних) гірських порід: вапняків, крейди, доломіту, доломітізірованних і мергелистих вапняків, черепашнику містять вуглекислий кальцій Сас03, вуглекислий магній MgC03 і не більше 6-8 % глинистих домішок Для отримання вапна використовують також відходи деяких хімічних виробництв.
Вапно отримують, випалюючи карбонатні породи шахтних або обертових печах при температур ЮОО-1200 ° С. У процесі випалу вуглекислий кальцій і вуглекислий магній розкладаються (дисоціюють) на оксиди кальцію СаО і магнію MgO і вуглекислий газ СО2, який випаровується з печі разом з повітрям і іншими газоподібними продуктами горіння:
Сас03 → СаО + C02; MgC03 → MgO + C02
При нерівномірному розподілі температури в печі іноді відбувається «недожог» або «перевитрата» грудок вапна, що є порушенням технології випалу. Під «недожогом» розуміють розклалися частина вуглекислого кальцію СаС03, одержувану в тих випадках, коли в піч завантажують шматки вапняку занадто великих розмірів або коли недостатньо висока температура випалу. «Недожог» в вапна знижує її якість, так як він не володіє терпкими властивостями. «Перевитрата» утворюється в результаті сплаву окису кальцію з домішками кремнезему, глинозему і окисом заліза під дією занадто високої температури. Зерна пережога дуже повільно гасяться.
Використання вапна в якості в'яжучого речовини засноване на тому, що після виходу з печі вапно легко з'єднується з водою. Реакція сполуки оксидів кальцію і магнію з водою починається при звичайній температурі і супроводжується виділенням великої кількості тепла. Вирізняється тепло різко підвищує температуру вапна і води, яка може навіть закипіти (тому негашене вапно називають кіпелкой). Процес з'єднання вапна з водою (реакція гідратації) протікає за наступною реакції:
СаО + Н20 → Са (ОН) 2 + 15,5 ккал.
Отриманий після гасіння гідрат окису кальцію Са (ОН) г на повітрі кристалізується, перетворюючись у тверду речовину. Для нормального перебігу цієї реакції необхідно, щоб в вапняному розчині було достатньо води. При недостатній кількості води реакція припиняється і виходить пересушена штукатурка, в результаті штукатурний шар обсипається. Щоб уникнути цього, штукатурку зволожують.
Поряд з кристалізацією в твердіє вапняному розчині відбувається процес карбонізації. Він полягає в з'єднанні гідрату окису кальцію з вуглекислим газом, що знаходиться в повітрі:
В результаті цієї реакції утворюється вуглекислий Кальцій, т. Е. Те саме речовина, з якого була
отримана вапно. Вуглекислий кальцій набагато міцніше кристалів гідрату окису кальцію. Процес карбонізації відбувається дуже повільно, так як на поверхні штукатурного шару утворюється кірка з вуглекислого кальцію СаСОз, що утрудняє проникнення вуглекислого газу С02 всередину. Цим пояснюється виключно мед 'ленное, що триває десятками років наростання міцності вапняних розчинів.
Види повітряного вапна. По виду основного оксиду повітряне вапно поділяється на кальцієву, магнезіальних, доломітове
Кальцієва вапно містить 70-90% CaO і в межах 5% MgO; отримують її випалюванням чистих кальцієвих вапняків. Магнезіальних вапно містить до 20% MgO, а доломітове до 40% MgO. Ці види вапна отримують випалюванням доломітізірованних вапняків і доломіту в печах, що забезпечують отримання MgO в активній формі, т. Е. Здатністю гаситися водою в звичайні терміни.
Будівельну повітряну вапно випускають наступних видів: негашене грудкове (кипелку), негашене мелене спільно з мінеральними добавками або без них, гашене (гідратне) або пушонку.
Негашене комове вапно - це повітряне вапно після її виходу з обпалювальної печі.
Негашене мелене вапно отримують помелом у кульових або вібраційних млинах комовой вапна. Одночасно в вапно вводяться активні мінеральні добавки.
Гашене вапно отримують шляхом впливу певної кількості води на негашене вапно; в результаті утворюється продукт у вигляді порошку (пушонки) вапняного тесту або вапняного молока.
Гидратная вапно (пушонка) - білий порошок, який отримують, якщо при чення використовують стільки води, скільки необхідно для протікання реакції гідратації
Вапняне тісто отримують шляхом гасіння комовой вапна надмірною кількістю води (води беруть в з-4 рази більше, ніж вапна).
Вапняне молоко утворюється при використанні води в кількості, що перевищує теоретично необхідне в 10 разів.
Вапно застосовують в якості основного в'яжучого матеріалу для штукатурних розчинів, а також як пластифікуючі добавку до цементних розчинів, наприклад при плиткових роботах.
Негашене комове вапно. Негашене комове вапно складається з пористих шматків розміром 5-10 см щільністю 3,1. 3,3 г / см3 і об'ємною масою 1600- 2900 кг / см3.
Залежно від змісту активних CaO + MgO негашене комове вапно буває трьох сортів: 1, 2 і 3-го (табл. 3).
Таблиця 3 Технічна характеристика негашеним комовой і меленої вапна
Негашене комове вапно поділяється на Бистрогасящуюся - час гасіння не більше 8 хв, середовищ негасящуюся - час гасіння не більше 25 хв і медленногасящуюся - час гасіння не менше 25 хв.
Негашене грудкове вапно транспортують навалом у критих вагонах, в контейнерах або закритих автомашинах. Зберігають її в закритих приміщеннях, в яких стать піднятий над рівнем землі, або в ємностях, При транспортуванні, зберіганні, навантаження і вивантаження негашене вапно необхідно оберігати від зволоження та засмічення.
Так як при з'єднанні вапна з водою розвивається висока температура, на складі, де зберігається вапно, завжди повинні бути протипожежні засоби: ящики з піском (один ящик на кожні 100 м2 підлоги складу), лопати, пінні вогнегасники та ін. Гасити пожежу водою на складах вапна забороняється.
Негашене комове вапно є основою для виробництва вапна негашеного меленої, гашеного гідратної (пушонки) і вапняного тесту, а також ізвестковошлакових, гіпсоізвесткових та інших в'яжучих речовин.
Негашене мелене вапно. Після помелу в млинах в спеціальних сепараторах струменем повітря дрібні частинки меленої вапна відокремлюють від більших, які пройшли через млин. Готову дрібну мелене вапно подають на склад готової продукції, великі частки йдуть на вторинну переробку.
Переваги меленого негашеного вапна: має підвищену швидкість гідратації, зберігає обсяг при замішуванні оптимальною кількістю води, практично не дає відходів.
Гаситься мелене вапно дуже швидко - за 30-40 хв. Пояснюється це тим, що загальна поверхня частинок меленої вапна досить велика і завдяки цьому різко збільшується число молекул, одночасно вступають в реакцію взаємодії з водою. Гасіння меленої вапна супроводжується значно більшим підвищенням температури, ніж гасіння комовой вапна. При замішуванні негашеного меленої вапна певним оптимальною кількістю води одночасно з гасінням відбувається і її схоплювання. Схоплюється вапно протягом 30-40 хв. Потім вона продовжує тверднути, швидко набираючи міцність і зберігаючи свій обсяг.
Кількість води, необхідне для гасіння і схоплювання вапна, залежить від активності і складу вапна, а також від тонкощі її помелу. Зазвичай води потрібно 100-150% від маси вапна, т. Е. Ставлення маси води замішування до маси вапна (водоізвестковое відношення) повинна дорівнювати 1,0-1,5. Оптимальне водоізвестковое ставлення визначають підбором. Для цього з вапняного тесту з різними водоізвестковим ставленням готують кілька коржів діаметром 7-8 см, товщиною 1 см і визначають, яка затвердіє раніше інших і без тріщин. Тісто, з якого зроблена ця коржик, володіє оптимальним водоізвестковим ставленням. Невеликі відхилення від оптимального водоізвесткового відносини викликають незначні зміни в обсязі вапняного тесту: при нестачі води обсяг тесту менше початкового, а при надлишку води - більше.
Властивості негашеного меленої вапна швидко гаситися і схоплюватися при замішуванні оптимальною кількістю води дозволяють не гасити її перед приготуванням розчину, а засипати безпосередньо в растворосмеситель, де вона гаситься в процесі приготування розчину.
Розчини з використанням меленого вапна твердіють значно швидше звичайних вапняних і мають більшу міцність, щільністю і водостійкість; крім того, їх можна застосовувати і при негативних температурах зовнішнього повітря завдяки тому, що під час приготування і нанесення розчину виділяється велика кількість тепла і він швидко твердне. Вирізняється тепло сприяє випаровуванню з розчину зайвої вологи.
Для прискорення твердіння розчинних сумішей на меленої вапна в їх склад додають хлористий кальцій. Уповільнити твердіння в початковий період (схоплювання) можна добавкою гіпсу, сірчаної кислоти, сульфатноспіртовой барди (ССБ). Добавкою хлористого кальцію і гіпсу підвищують міцність затверділого розчину. Добавка сповільнювачів твердіння дозволяє уникнути появи тріщин на поверхні штукатурки. Крім того, швидкість твердіння регулюють кількістю води замішування: зменшення кількості води прискорює твердіння, а збільшення - уповільнює.
Однак у меленої вапна є істотний недолік: вона швидко з'єднується з водою, в тому числі і з вологою повітря, перетворюючись в гідрадну вапно. Тому негашене мелене вапно перевозять на далекі відстані в герметично закритих контейнерах або паперових багатошарових мішках. Зберігають її на спеціальних складах, захищених від вологи. Максимальний термін зберігання негашеного меленої вапна в паперових мішках - 25 діб. Термін зберігання меленої вапна в герметичній тарі не обмежується.
Вапняна пил дуже шкідлива для людини, тому всі роботи з перевантаження меленої вапна повинні бути механізовані. Приміщення, де знаходиться ця вапно і де готують розчини, обладнають припливно вентиляцією, щоб концентрація вапняного пилу в повітрі не перевищувала 2 мг / м3. Особи, що працюють з меленої вапном, забезпечуються пилезащитной одягом, гумовими або брезентовими рукавицями, захисними окулярами і респіраторами.
Застосовують негашене мелене вапно в будівельних розчинах, які використовуються для надземної кладки і штукатурки, для виробництва вапняних в'яжучих і фарб, як добавки до розчинів для прискорення твердіння (особливо при знижених температурах), для оздоблювальних ізвестковогіпсових розчинів.
Негашене мелене вапно з активними мінеральними добавками може застосовуватися в кладок і штукатурних розчинах як для підземної частини будівель, так і для розчинів, що твердіють у вологих умовах. Різновид меленої вапна - карбонатна вапно.
Гидратная вапно (пушонка). У будівництві вапно використовують найчастіше в гасінні вигляді. Для гасіння вапна в пушонку води беруть 40-70% від маси вапна з розрахунком на нормальне протікання реакції і на випаровування (в залежності від якості вапна). При цьому обсяг вапна збільшується в кілька разів.
Гасіння вапна в пушонку виробляють в ізвестегасілках барабанного типу або лопатевих гідратор. Для цього комовую вапно завантажують в барабан через люк. Герметично закривши кришку люка, барабан приводять в обертання, а потім в нього подають пар під тиском 3-4 кгс / см2, а також воду. Після закінчення гасіння знімають тиск і зупиняють барабан. Готову пушонку вивантажують, потім цикл гасіння повторюють. Отриману вапно просівають через сита.
Технічними умовами дозволяється вводити в порошок гідратного вапна активні мінеральні добавки. Вапно з добавками набуває властивостей гідравлічного в'яжучого речовини.
Гідрадну вапно випускають двох сортів. Технічна характеристика гашеного вапна приведена в табл. 4.
Гідрадну вапно зберігають у силосах або бункерах. Перевозять її в паперових мішках, контейнерах або цементовозах. Гідрадну вапно застосовують в якості в'яжучого в штукатурних і кладок розчинах для надземної частини будівель; для отримання вапняних фарб і як роздільник в кольорових розчинах; для виробництва ізвестковошлакових та інших в'яжучих речовин.
Технічна характеристика гідратного вапна
Гасіння вапна. Гасіння і визрівання вапна можна прискорити, вводячи в неї за вказівкою лабораторії спеціальні добавки - соляну кислоту або хлористий кальцій. Час витримки і кількість відходів можна різко скоротити, якщо процес гасіння поєднати з мокрим помелом комовой вапна в кульової млині. На рис. 7 показана можлива схема такої установки. Комовую вапно зі складу 1 стрічковим конвеєром 2 подають в щековую дробарку 3. З дробарки вапно надходить в приймальний бункер 4 і другим стрічковим конвеєром 5 подається в кульову млин 6, в яку надходить вода. Отримане вапняне молоко через лоток 7 зливається в вапняний відстійник 8.
Механізоване гасіння вапна з одночасним розмелюванням непогашених частинок значно збільшує вихід готової продукції і покращує її будівельні якості.
Невелика кількість вапна гасять в гасильну ящиках (творілах). В ящик завантажують комовую вапно на 7з його висоти (товщина шару зазвичай близько 10 см) і заливають розсіяним струменем води з шланга, безперервно розмішуючи граблями або веслом. Бистрогасящуюся вапно заливають відразу великою кількістю води, щоб не допустити її сильного розігріву і пароутворення. Медленногасящуюся вапно спочатку тільки зволожують; коли грудки крейди починають розпадатися, потроху додають воду, стежачи за тим, щоб вапно не остудили.
Мал. 7. Схема установки для безвідходного гасіння вапна:
1 - склад вапна, 2 і 5 - стрічкові конвеєри, 3 - дробарка, 4 - бункер, 6 - кульова млин, 7 -лоток, 8 - відстійник
Після закінчення гасіння вапняне молоко зливають через сітку в сховище. Непогашених шматки і частки «перевитрата» і «недожог», що залишилися на сітці, викидають і ящик завантажують новою порцією негашеного вапна. У сховищі вапно деякий час витримується, поки не завершиться повністю процес гасіння. Тривалість витримки визначають в лабораторії. Зазвичай при механізованому гасінні вапно витримують протягом 1-2 діб, при гасінні вручну - не менше двох тижнів. Вживати вапняне тісто без витримки можна за умови, що розмір непогашених частинок не перевищує 0,6 мм. Зі сховища вапняне тісто витягують насосами і перевозять на спеціальних автомашинах.
Гасіння вапна в тісто так само, як і в пушонку, супроводжується збільшенням її обсягу в 3,5 рази. Збільшення обсягу вапна прийнято характеризувати виходом вапняного тесту, який дорівнює обсягу тесту в літрах, отриманого гасінням 1 кг вапна. Вихід вапняного тесту залежить від змісту в комовой вапна окису кальцію, кількості сторонніх домішок і якості випалу.
Добре Погашене вапно, яка збільшилася в обсязі не менше чоти в 3 рази, називається жирної;
вапно, що збільшилася в обсязі менш ніж в 2,5 рази, називається худої.
Наявність в вапна непогашених частинок, а також «перепалу» призводить до того, що процес гасіння продовжується в готовій штукатурці, в ній з'являються раковини ( «дутики») і штукатурний шар руйнується.
Вологість вапняного тесту не нормується. Практикою встановлено, що добре витримане тісто містить приблизно 50% води і 50% вапна.
Твердіння вапняного тесту супроводжується значним зменшенням його в обсязі - усадкою, що призводить до утворення тріщин. Усадку знижують, додаючи до тесту інертні наповнювачі, найчастіше пісок.
Техніка безпеки. Реакція сполуки вапна з водою часто проходить Дуже бурхливо. Пар, що накопичується в шматках вапна, іноді розриває їх. Розлітаються при цьому краплі гарячої води і частинки вапна дуже небезпечні для оточуючих. Тому що працюють на гасінні вапна повинні користуватися респіраторами та захисними окулярами, надягати гумові чоботи і рукавиці, наглухо застібати комбінезон. Після роботи слід добре вимити обличчя і руки.
Інші розділи, з основного розділу "Глава 3. Неорганічні в'яжучі матеріали і добавки до них для приготування будівельних розчинів":
> · § 8. Будівельне повітряне вапно
· § 9. Будівельна гідравлічне вапно
· § 10. Ізвестесодержащіе в'яжучі матеріали і романцемент
· § 11. Гіпсові і ангідридні в'яжучі матеріали
· § 12. гипсоцементнопуццолановом скорозшивач
· § 13. Глина
· § 14. Рідке скло
· § 15. Цементи
· § 16. Магнезіальні в'яжучі матеріали
· § 17. Добавки до неорганічних