О свойствах карбонатной извести (часть 2)

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

<< предыдущая страница

В Московском химико-технологическом институте им. Д.И. Менделеева проводились исследования процессов, протекающих в системе CaO-CaCO3-H2O, с целью установления взаимодействия между составляющими и определения вяжущих свойств этой системы.

Определение адсорбции Ca(OH)₂ на частицах CaCO₃ и термографический анализ смесей Ca(OH)₂ и CaCO₃ в водной среде. Однако характер этого взаимодействия остается пока невыясненным. Возможно, что наличие на кривой нагревания смеси эндотермического эффекта в пределах 340-345º объясняется появлением в системе гидратной формы CaCO₃ или комплексного соединения типа Ca(OH)₂·CaCO₃·2H₂O. Но уже один факт адсорбции Ca(OH)₂ на частицах CaCO₃ свидетельствует о некотором сродстве между CaCO₃ и Ca(OH)₂, могущем сыграть положительную роль в твердении известково-песчаных растворов, содержащих в своем составе CaCO₃.

Таким образом, твердение известково-песчаных растворов на карбонатной извести в первые сроки обуславливается гидратацией составляющих известь соединений, непрореагировавших до укладки раствора в дело, а также взаимодействием гидрата окиси кальция с карбонатом кальция с возможным присоединением шести молекул воды. Твердение в последующие сроки объясняется процессом карбонизации гидрата окиси кальция и получением новых частиц CaCO₃, образующих с частицами известняка прочные кристаллические конгломераты.

Большой практический интерес представляет физико-механические свойства карбонатной извести. Для выявления этих свойств вяжущее изготавливалось неполным обжигом известняка при различных температурах с последующим сухим или мокрым помолом до остатка 6-8% на сите 0085, а также совместным помолом известняка с известью-кипелкой или обожженной при различных температурах синтетической смесью.

Карбонатная известь испытывалась на равномерность изменения объема. С этой целью из известкового теста нормальной густоты готовились стандартные лепешки, которые затем хранили сутки в нормальных условиях и далее в воздушно-влажной среде (с относительной влажностью 95-98%) при комнатной температуре. Перед определением нормальной густоты тесто выдерживалось в течение 10 минут.

Вяжущее сухого помола, содержащее до 3% MgO (по весу) и до 2% SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃, обожженных в течение 2 часов при температуре 1200º, выдерживает испытания на равномерность изменения объема. То же можно сказать и о карбонатной извести мокрого помола, приготовленной из известняков любого состава.

Введение гипса в карбонатную известь сухого помола существенно уменьшает возможность неравномерного изменения объема.

Для механических испытаний вяжущего при сжатии и растяжении готовились пластичные образцы из извести и нормального вольского песка при отношении 1:3. Образцы хранили в лаборатории и во влажной среде с относительной влажностью 95%. Результаты испытаний приводятся в таблице.

Мокрый помол карбонатной извести, особенно содержащей повышенные количества окиси магния, а также силикатов, алюминатов и ферритов кальция, имеет преимущества перед сухим. Он позволяет получить высокодисперсную однородную массу с малым содержанием прореагировавших соединений.

Карбонатная известь, приготовленная сухим помолом на основе сильно обожженной извести-кипелки, содержащей свыше 6% окиси магния, неравномерно изменяет свой объем, а затвердевшие растворы, приготовленные на такой извести, склонны разрушаться. Поэтому известь, показавшая при испытаниях неравномерность изменения объема, следует применять в строительстве в погашенном виде. При сухом помоле предварительная сушка известняка необязательна, так как влага поглощается в ходе реакции частичного гашения извести в мельнице.

Карбонатная известь применяется для приготовления штукатурных и кладочных растворов одна или в смеси с цементом, а также строительным (полуводным) гипсом. Перед смешением с цементом карбонатную известь целесообразно погасить, если ее содержание в смеси более 15% по весу.

Положительное влияние на строительные свойства карбонатной извести оказывает гипс. Он уменьшает возможность нарушения прочностной структуры затвердевших растворов из-за неравномерного изменения объема. Поэтому рекомендуется вводить в карбонатную известь при ее помоле двуводный гипс (гипсовый камень). Содержание активных окисей кальция и магния в продукте после помола должно быть не менее 20% по весу.

Для производства карбонатной извести подходят все виды известняка, мела, мрамора. С экономической точки зрения особый интерес представляет использование известняковых и мраморных отходов от обжига и распиловки.

В разрабатываемых проектах вновь строящихся известняковых заводов предусматривается выпуск карбонатной извести в количестве до 2/3 от общей мощности завода.

Нужно, чтобы этот доступный вяжущий материал, обладающий многими полезными свойствами, вырабатывался повсеместно. Для организации производства карбонатной извести на действующих заводах необходимо лишь дополнительно оснастить их помольно-дробильным оборудованием. Если учесть, что вместо каждой тонны обычной извести можно в этом случае получать 2-2,5 тонны карбонатной, то станет очевидным возможность значительного расширения производственных мощностей предприятий известковой промышленности при минимальных затратах на капитальное строительство.