9.Производство вяжущих материалов.Физико-химические свойства вяжущих.

Минеральные вяжущие имеют способность  твердеть и сохранять прочность на воздухе или в воде. Эти свойства позволяют разделить их  на два вида: воздушные вяжущие (гипсовые вяжущие, воздушная известь и др.) и гидравлические вяжущие (портландцемент, цементы на его основе и др.)

 Между ними существуют некоторые отличия. Например, воздушные вяжущие способны затвердевать и продолжительное время сохранять прочность только на воздухе, а гидравлические вяжущие, также затвердевая, долгое время сохраняют прочность (в некоторых случаях даже увеличивают ее) как  на воздухе, так и в воде.

 Для того, чтобы готовый продукт приобрел определенные новые свойства, а также в целях корректировки уже имеющихся свойств в вяжущие вещества вводят различные добавки. Производство вяжущих материалов подразумевает следование определенной технологии (температура и время действия на обрабатываемое сырье).

 Необходимая температура обжига сырья существенно влияет на строительно-технические свойства вяжущих. Кроме того, для каждого минерального сырья, необходимого для производства вяжущих, есть своя температура обжига. К примеру, при обжиге известняков или доломитизированных известняков  при температуре 900- 1300°С получают воздушную известь, при обжиге природного гипсового камня при температуре 130-1900C - гипсовое вяжущее,  при обжиге мергелистых известняков при температуре 900-1100°С - гидравлическую известь .

 К  воздушным вяжущим веществам причисляют гипсовые, известняковые и магнезиальные вяжущие.

 Гипсовые вяжущие вещества. В качестве сырья для изготовления гипсовых вяжущих используют горную породу - гипсовый камень. Гипсовое вяжущее представляет собой воздушное вяжущее вещество, получаемое при обработке природного гипсового камня, подвергающегося измельчению до или после обработки. Обработка природного гипса подразумевает его обезвоживание: в результате обжига двуводного гипса при температуре 140-1700C он стремительно разлагается на полуводный гипс и воду.

10.Воздушные вяжущие.Известковые вяжущие.

Воздушные вяжущие вещества делятся на гипсовые вяжущие вещества,воздушную строительную известь,магнезиальные вяжущие вещества,растворимое(жидкое)стекло.

Гипсовые вяжущие вещества

Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служат сульфатные горные породы, содержащие преимущественно минерал двуводный гипс.

При тепловой обработке природный гипс постепенно теряет часть химически связанной воды, а при температуре от 110 до 180°С становится полуводным гипсом. После тонкого измельчения этого продукта обжига получают гипсовое вяжущее вещество.

При тепловой обработке природного гипса в герметически закрытых аппаратах и, следовательно, при повышенном давлении пара химически связанная вода выделяется в капельно-жидком состоянии с образованием при температуре примерно 95 ... 100°С а-модификации полуводного гипса.<.P>

Обе модификации полуводного гипса отличаются между собой: модификация полугидрата отличается крупнокристаллическим строением.

Гипсовые вяжущие вещества условно разделяют на строительный, формовочный и высокопрочный гипсы.

Гипс строительный является продуктом обжига тонкоизмельченного двуводного гипса. На отдельных заводах после обжига гипс подвергают вторичному помолу. Он относится к мелкокристаллической разновидности гипсового вяжущего вещества, что увеличивает водопотребность при затворении строительного гипса водой до стандартной консистенции теста. В отвердевшем состоянии обладает невысокой прочностью — 2 ... 16 МПа. Но прочность на сжатие уменьшается с увлажнением образцов.

Воздушная строительная известь.

Сырьем для производства воздушной извести служат плотные известняки, ракушечники, мел, доломитизированные известняки при условии, что содержание глинистых примесей в них не превышает 6%. Сырье обжигают при температуре 1000 ... 1200°С до полного удаления углекислого газа. Обжиг известняка производится в печах различных конструкций: шахтных, вращающихся, с «кипящим» слоем, в циклонно-вихревых печах во взвешенном состоянии, а также на движущихся агломерационных решетках. Распространен обжиг в шахтных печах, которые надежны в эксплуатации, позволяют использовать местные виды топлива и требуют меньшего его расхода, После обжига получают комовую известь или известь-кипелку (так ее называют из-за бурной химической реакции с водой). Это вещество обладает сильно развитой внутренней микропористостью и большим запасом свободной внутренней энергии, что проявляется при гашении комовой извести, т. е. присоединении воды с выделением большого количества теплоты.

Известняки при обжиге разлагаются на известь СаО и углекислый газ, который полностью удаляется. Реакция разложения известняка обратимая. Молекулярная масса СаСОз составляет 100, а извести — 56, т. е. 44% массы теряется с углекислым газом, поэтому комовая известь обладает значительной пористостью.

Магнезиальные вяжущие вещества.

Сырьем для магнезиальных вяжущих служат магнезит и доломит. Обжиг магнезита производится при температуре 750 ... 800°С (во вращающихся печах до 1000°С) до полного разложения MgСОз на MgO и СО2 с удалением углекислого газа. После помола MgO представляет собой воздушное вяжущее вещество, называемое каустическим магнезитом, оно имеет предел прочности при сжатии 40 ... 60 МПа, достигая иногда до 100 МПа.

Обжиг доломита производят при более низких температурах <в интервале 650 ... 750сС, так как при повышении температуры обжига начинает разлагаться и СаСОз с образованием извести. Особенностью применения магнезиальных вяжущих веществ является затворение их водными растворами магнезиальных солей, причем начало схватывания наступает не позднее 20 мин, а конец — не позднее 6 ч. Магнезиальные вяжущие вещества имеют хорошее сцепление с органическими заполнителями и применяются для производства ИСК либо с древесными опилками (ксилолита), либо с древесной шерстью — узкой и длинной древесной стружкой (фибролита). Ксилолит используется для изготовления бесшовных полов и облицовочной плитки, фибролит — для производства теплоизоляционных изделий и перегородок помещений в поселковом строительстве.

Растворимое (жидкое) стекло.

Для производства растворимого стекла сырьем служат в основном чистый кварцевый песок и кальцинированная сода или сернокислый натрий, значительно реже вторым компонентом является поташ.

Тщательно перемешанную сырьевую смесь расплавляют в стекловаренных печах при температуре 1300 ... 1400°С, а затем стекломассу выгружают в вагонетки. При быстром охлаждении она твердеет и раскалывается на куски, именуемые силикат-глыбой. Лучше всего растворять силикат-глыбу в автоклавах при давлении 0,6 ... 0,7 МПа и температуре 150°С, превращая ее в сиропообразную жидкость. Жидкое (растворимое) стекло применяют для производства кислотоупорных цементов, жароупорных бетонов, силикатных красок и обмазок, для пропитки (силикатизации) грунтовых оснований.

Известковые вяжущие

Строительную известь получают путем обжига (до удаления углекислоты) калыдиевомагниевых горных пород — мела, известняка, доломитизированных и мергелистых известняков, доломитов. В зависимости от характера и последующей обработки обожженного продукта воздушная известь делится на негашеную (комовую и молотую) и гидратную (пушонку и тесто). Негашеная известь, иногда называемая кипелкой, состоит из СаО, а гидратная — из Са(ОН)2, причем известковое тесто наряду с Са(ОН)2 содержит значительный избыток несвязанной воды, придающей ему пластичность. В зависимости от пластичности получаемого продукта, связанной с содержанием примесей, различают жирную и тощую извести. Жирная известь быстро гасится, выделяя при этом много теплоты, и дает после гашения пластичное, жирное на ощупь тесто. Тощая известь гасится медленно и дает менее пластичное тесто, в нем прощупываются мелкие зерна. Чем больше глинистых и песчаных примесей содержит известняк, тем более тощей получается изготовленная из него известь. Жирная известь позволяет получать удобообрабатываемые строительные растворы при введении большого количества песка. По скорости гашения различают быстрогасящуюся (скорость гашения не более 8 мин), среднегасящуюся (не более 25 мин) и медленногасящуюся (не менее 25 мин). В молотую негашеную, а также гашеную известь можно вводить молотые минеральные добавки: доменные и топливные шлаки и золы, вулканические пемзы, туфы и пеплы, кварцевые пески, карбонатные породы, цемянки, трепел.