Максимальный размер кусков воздушной
дробленой извести должен быть не более
20 мм.
Процесс получения
извести
Производство извести состоит из следующих
основных операций: добычи и подготовки
сырья и топлива, обжига, превращения продукта
обжига в порошок путем гашения или помола.
Добыча известняка обычно осуществляется открытым способом
в карьерах после удаления верхних покрывающих
и непродуктивных слоев.
Плотные известняково-магнезиальные
породы взрывают. В зависимости от расстояния
между карьером и заводом полученную массу
в виде крупных и мелких кусков доставляют
автомобильным, железнодорожным или водным
транспортом.
Перед обжигом породу соответствующим
образом подготавливают: сортируют по
размеру кусков и , если необходимо, дробят.
Обжигают известь в основном в шахтных или вращающихся
печах, но могут применяться также установки
обжига во взвешенном состоянии (кипящем
слое) и обжиг на спекательных решетках.
В зависимости от качеств сырья меняются
температура обжига, производительность
печей и свойства конечного продукта.
В производственных условиях известняки
обжигают при температурах 1000-1200оС, доломиты – при температуре 750-900оС.
При производстве воздушной извести
известняк декарбонизируется по схеме
Для разложения 1 кг СаСО3 необходимо затратить 1786 кДЖ тепла.
Процесс диссоциации углекислого газа
– обратимый процесс, который зависит
от температуры и парциального давления
СО2.
Выходящий из печи обожженный материал
– комовая негашеная известь – может
отгружаться потребителю или подвергаться
дальнейшей переработке до порошкового
состояния. В отличие от других вяжущих
известь превращается в порошок не только
при помоле, но и самопроизвольно рассыпаться
при затворении ее водой (гашении).
Из комовой негашеной извести получают
различные продукты: при помоле – молотую
негашеную известь и при гашении - гашеную.
Помол извести осуществляют обычно в шаровых мельницах.
Для тонкого измельчения (удельная поверхность
– 5000 – 7000 см2/г) применяют вибрационные мельницы.
Затраты на помол составляют 115-150 МДж/т.
Гашение извести происходит при добавлении
к ней воды:
При гашении извести выделяется значительной
количество теплоты: 1160 кДж на 1 кг СаО.
В зависимости от количества воды конечным
продуктом является известь-пушонка, известковое
тесто или известковое молоко.
Для гашения извести в пушонку теоретически
необходимо 32,13% воды от массы кипелки.
Практически воды берут в 2-3 раза больше,
так как значительная часть ее испаряется.
Количество воды, необходимое для гашения
извести в тесто, зависит от качества извести,
способа гашения и составляет около 2,5
л на 1 кг кипелки. Содержание воды в конечном
продукте не превышает 50%..
Гашение извести в промышленных масштабах
производят в гираторах различной конструкции,
к ним относятся гасильные барабаны (цилиндрической
и бочкообразной формы), чашечные гидраторы,
многобарабанные лопастные гидраторы
и др. Для ускорения гашения применяют
горячую воду или пар, так как при повышении
температуры на каждые 10оС скорость гашения увеличивается
в 2 раза.
Область применения
Строительная известь применяется в
различных отраслях промышленности
Что представляет
собой расширяющийся цемент и для чего
он применяется в строительстве?
Портландцемент и материалы
на его основе при твердении на воздухе
обнаруживают усадку. Так, тесто на портландцементе
при В/Ц = 0,45 имеет усадку на воздухе около
2,5 мм/м, а раствор на том же цементе ≈ 1мм/м.
Из-за этого при бетонировании протяженных
конструкций, например, покрытий полов,
на них появляются трещины. В то же время
растрескивание бетона абсолютно недопустимо,
например, для конструкций, работающих
под давлением воды, таких, как трубы, резервуары
и т.п. Для этих целей применяют специальные
расширяющиеся и безусадочные цементы
Расширяющиеся цементы
даже при твердении на воздухе имеют небольшое
увеличение в объеме при твердении. Безусадочные
цементы – это расширяющиеся цементы,
у которых расширение только компенсирует
усадку. Поэтому такие цементы как бы сами
уплотняют себя, делая бетон водонепроницаемым.
А в случае, если расширяющиеся цементы
используются в железобетонных конструкциях,
эффект расширения вяжущего может вызывать
натяжение арматуры и сжатие самого бетона,
что дополнительно защитит тбетон от образования
трещин. Такие цементы называются напрягающими.
Эффект расширения
вяжущего может быть достигну различными
методами. Например, путем образования
газовых пузырьков в твердеющем тесте
вяжущего или с помощью реакции гашения
добавляемого в цемент СаО при переходе
в Са (ОН)2.
Для строительных целей
в основном используют цементы, в которых
расширение достигается с помощью образования
эттрингита – гидросульфоалюмината кальция.
Образование эттрингита возможно при
взаимодействии алюминатов и сульфатов
кальция в водной среде. В состава эттрингита
входит большое количество воды. Именно
это обстоятельство обеспечивает эффект
расширения: исходные твердые продукты,
взаимодействуя друг с другом и гидратируясь
(т.е. присоединяя воду), увеличиваются
в объеме в 2…2,5 раза.
В твердеющем материале
на расширяющемся цементе протекают два
процесса – расширение, обусловленное
процессом кристаллизации эттрингита
с увеличением объема новообразований
и ростом внутренних растягивающих напряжений,
и препятствующий расширению процесс
- рост прочности самого цементного камня.
Если образование эттрингита
будет протекать раньше, чем у цементного
камня появится хотя бы небольшая прочность,
от эттрингит будет сжимать податливую
гелеобразную массу и заметного расширения
не произойдет.
Если эттрингит будет
образовываться в то время, когда цементный
камень набрал достаточно высокую прочность,
то напряжения, обусловленные ростом кристаллов
эттрингита в ограниченном объеме, могут
вызвать падение прочности и даже разрушение
цементного камня, как это имеет место
при сульфатной коррозии.
Таким образом, главная
задача при разработке составов расширяющихся
и безусадочных вяжущих – правильный
выбор не только количества образующегося
эттрингита, но и момента его образования
относительно процесса формирования структуры
цементного камня. Для различных видов
расширяющихся цементов период наиболее
интенсивного и безопасного расширения
цементного камня составляет от 12 ч до
3…7 суток в зависимости от свойств основного
структурообразующего вяжущего.
Основными вяжущими
в расширяющихся цементах могут быть:
· алюминатные цементы
(глиноземистый и др.)
· силикатные цементы
(портландцемент и др.)
· сама расширяющая
система (эттрингит).
Виды расширяющихся
и безусадочных цементов:
На основе портландцемента
получают:
Расширяющийся портландцемент
(РПЦ) – гидравлическое вяжущее вещество,
получаемое в процессе тонкого измельчения
смеси, состоящей из портландцементного
клинкера (60%), глиноземистого клинкера
или шлака (6%), доменного гранулированного
шлака или другой активной минеральной
добавки (25%) и гипса (9%). РПЦ характеризуется
высокой плотностью, быстрым твердением
при кратковременном пропаривании, водонепроницаемостью
до 1,2 Мпа и более, а также повышенной морозостойкостью
цементного камня. Главным достоинством
этого цемента служит способность цементного
теста в начальный период твердения переходить
в цементный камень с линейным расширением
0,3-0,4 %т при постоянном увлажнении ( в течение
трех суток).
Напрягающий цемент
(НЦ), разработанный В. В. Михайловым, получают
совместным помолом клинкера портландцемента
(65…75 %), двуводного гипса (6…10%) и высокоглиноземистого
компонента (13…20 %). Сроки схватывания:
начало – не ранее 30 мин, конец – не позднее
4 ч. Прочность через 1 сутки – не менее
15 Мпа; через 28 суток – не менее 50 Мпа.
В случае изготовления
железобетонной конструкции на напрягающем
цементе энергия расширения вяжущего
частично идет на создание растягивающих
напряжений в арматуре. Реакция арматуры
вызывает в бетоне сжимающиеся напряжения.
Таким образом, получаются самостоятельные
железобетонные конструкции высокой плотности
и трещиностойкости. Такой метод самонапряжения
используется при бетонирвании емкостей
для хранения газов и жидкостей, устройстве
гидроизоляционных слоев.
На основе алюминатных
вяжущих производят:
Расширяющийся водонепроницаемый
цемент получают способ тщательного перемешивания
(или совместного помола) глиноземистого
цемента (около 70%), гипса (20%) и молотого
высокооснового гидроалюмината кальция
(примерно 10%). Он является быстросхватывающимся
и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим
веществом. Важный его компонент – высокоосновный
гидроалюминат кальция – изготавливают
отдельно путем совместного помола смеси
глиноземистого цемента и извести-пушонки,
взятых в равных отношениях. Полученную
смесь обрабатывают в гипсоварочном котле
и высушивают. Готовый продукт С4АН13 –
требуемый компонент (10-11%) данного цемента.
Расширение на воздухе через 1 сутки –
не менее 0,05%, через 28 суток – не менее
0,02 %.
Гипсоглиноземистый
цемент (разработан И.В. Кравченко) получают
совместным помолом высокоглиноземистых
шлаков (70%) и двуводного гипса (30%). Этот
цемент схватывается в течение 2…4 ч и
быстро твердеет; R сж через 3 суток – 40..50
Мпа. Расширение через 28 суток при твердении
на воздухе = не менее 0,1 %.
В последнее время
в роли безусадочных и расширяющихся вяжущих
стали использовать гипсоалюминатные
системы, основным и часто единственным
продуктом твердения которых является
эттрингит. Бетоны и растворы на таких
вяжущих быстро твердеют, достигая прочности
30…50 Мпа через 1…3 суток в воздушно-сухих
условиях. Прототипом таких смесей является
гипсоглиноземистый цемент И.В. Кравченко.
Для обеспечения образования
эттрингита в смесях с безусадочными и
расширяющимися цементами должна присутствовать
вода в продолжение всего времени твердения.
Эттрингит при нагреве выше 80…100оС начинает
отдавать кристаллизационную воду, что
сопровождается снижением прочности.
Эти обстоятельства необходимо учитывать
при использовании расширяющихся цементов.
Перспективная область
применения бетонов и растворов на расширяющихся
и безусадочных вяжущих – бесшовные тонкослойные
стяжки или лицевые покрытия полов большой
площади. С помощью полимерных модификаторов
таким смесями придают свойство самовыравнивания,
а эффект безусадочности гарантирует
трещиностойкость. Быстрое твердение
и защитные полимерные добавки обеспечивают
необходимое количество воды для протекания
полной гидратации без какого-либо специального
ухода.