О свойствах карбонатной извести (часть 1)

Пантелеев А.С. Строительные материалы, №9, 1960 г.

Многие районы страны, в которых ведется большое строительство, до сих пор испытывают недостаток в цементе. В ряде мест ощущается также нехватка извести, особенно для производства различного рода строительных изделий из силикатного бетона. Между тем большое количество этих вяжущих все еще расходуется на приготовление кладочных и штукатурных растворов, хотя в данном случае чаще всего можно использовать местные материалы.

К такого рода доступным и дешевым материалам относится карбонатная известь, представляющая собой тонкомолотую смесь из 30-40% извести-кипелки и 70-60% известняка или мела. Выпуск карбонатной извести может быть легко налажен на многих известковых заводах, что даст возможность значительно увеличить их производственную мощность.

Для широкого внедрения карбонатной извести в практику строительства необходимо, чтобы производственники и строители имели достаточно подробное представление о свойствах этого вяжущего материала.

Как известно, в ряду соединений, обладающих вяжущими свойствами, окись кальция наиболее склонна к гидратации.

Скорость гидратации извести зависит от температуры обжига, а также содержания в ней примесей и, прежде всего, окиси магния. Повышая температуру обжига, можно замедлить скорость гидратации, что приведет к получению более прочных растворов. Но есть основания опасаться, что в их составе окажется значительное количество непогасившихся частиц CaO и MgO, которые, как известно, с той или другой скоростью будут в дальнейшем гидратироваться с увеличением объема в затвердевшем растворе.

Если таких частиц немного, а скорость их гидратации сравнительно невелика, то разрушения затвердевшего раствора может и не быть, так как возникающие объемные изменения будут уравновешены возможностями самой системы. Если же имеется значительное количество непогашенных частиц CaO и MgO, а скорость их гидратации относительно высока, то прочность таких растворов со временем может снизиться до нуля из-за избыточных объемных деформаций в течение короткого времени.

Следовательно, чем меньше взято воды для приготовления раствора на молотой негашеной извести, тем больше негидратированных частиц CaO и MgO остается в нем и тем быстрее твердеет раствор, а, стало быть, больше вероятность его разрушения. При использовании сильнообожженой извести с повышенным содержанием окиси магния и других примесей требуется меньше воды для получения удобообрабатываемых растворов. Растворы, приготовленные на такой извести, могут разрушиться. Таким образом, высокие гидратационные свойства окиси кальция в обычных условиях не могут быть в полной мере использованы из-за разрушительных объемных деформаций, появляющихся вследствие гидратации CaO и MgO в затвердевших растворах или изделиях.

Теоретически можно предполагать, что путем введения в растворы на негашеной извести сильных замедлителей гидратации можно и при небольшом содержании воды в растворе настолько уменьшить объемные деформации, что они не будут заметно проявляться достаточно длительное время. Гидратация CaO и MgO пройдет далеко не до конца и система как бы застынет в ложном равновесии. Но такая система очень ненадежна и может при определенных условиях разрушиться. Некоторые замедлители гашения извести, например двуводный гипс, повышают прочность растворов на негашеной извести и устойчивость их во времени. Но это происходит только в случае, когда содержание непогасившихся CaO и MgO в затвердевшем растворе не превышает определенного значения.

Для получения устойчивых растворов на молотой негашеной извести нужно вводить в раствор столько воды, сколько необходимо для того, чтобы реакция гидратации CaO и MgO проходила, главным образом, до затвердения раствора. Такие известково-песчаные растворы в обычных условиях будут иметь невысокую прочность, но зато они относительно устойчивы во времени. Однако из-за условий удобообрабатываемости не всегда можно ввести необходимое количество воды. Растворы на сильно обожженной извести, а также на извести, содержащей повышенное количество MgO и других примесей, требуют для получения необходимой удобообрабатываемости небольшого количества воды и поэтому, как уже было отмечено, склонны разрушаться.

Количество воды на единицу веса CaO и MgO можно увеличить путем снижения содержания извести в растворе. Но простое уменьшение количества извести делает этот раствор неудобообрабатываемым. Поэтому, уменьшая содержание извести, надо ввести в раствор тонкодисперсное вещество (известняк, мел, мрамор), которое делает его удобообрабатываемым и в необходимой мере прочным. Так получается карбонатная известь, состоящая главным образом из окиси кальция и карбоната кальция.

В природе карбонат кальция довольно широко распространен в виде кальцита (CaCO₃). Изредка встречается гидратная форма карбоната кальция — CaCO₃∙6H₂O. Следовательно, карбонат кальция при соответствующих условиях способен гидратироваться с образованием довольно устойчивого гидратного соединения CaCO₃∙6H₂O.

следующая страница >>