Содержание
- 2. Содержание Модуль 2. Неорганические строительные материалы. Лекция 7 Воздушные и гидравлические вяжущие вещества. Известь. Гипсовые вяжущие.
- 3. Воздушную известь получают путем обжига известняка, состоящего главным образом из минерала кальцита СаСО3 в кристаллической или
- 4. Получение извести В целях ускорения процесса обжиг известняка проводят при более высоких температурах: в зависимости от
- 5. Реакции получения извести Минералы глин, представляющие собой главным образом водные силикаты алюминия, при 450–600 ºС подвергаются
- 6. Негашеная известь Продукт обжига называется негашеной известью и состоит главным образом из СаО, а в качестве
- 7. Гашеная известь Предварительно известь гасят, т. е. проводят ее химическое взаимодействие с водой по уравнению: СаО
- 8. Продукты гашения извести В зависимости от количества избыточной воды, содержащейся в продукте реакции гашения, последний может
- 9. Твердение извести Воздушная известь является относительно медленно твердеющим вяжущим веществом, процесс твердения которого происходит по сквозьрастворному
- 10. Твердение извести Для обеспечения достаточной скорости карбонизации стараются поддерживать некоторый оптимальный уровень влажности схватившейся массы, избегая
- 11. Процесс твердения извести Значительное ускорение силикатизации может быть достигнуто путем частичной замены песка на активный кремнезем,
- 12. Процесс твердения Другим способом активизации процесса силикатизации является автоклавная обработка свежеотформованных изделий из известково-песчаного теста. При
- 14. Скачать презентацию
Содержание
Модуль 2. Неорганические строительные материалы.
Лекция 7 Воздушные и гидравлические вяжущие
Содержание
Модуль 2. Неорганические строительные материалы.
Лекция 7 Воздушные и гидравлические вяжущие
Воздушную известь получают путем обжига известняка, состоящего главным образом из минерала
Воздушную известь получают путем обжига известняка, состоящего главным образом из минерала
Основной химической реакцией при обжиге является реакция разложения карбоната кальция:
СаСО3 = СаО + СО2↑.2CaO∙SiO2∙H2O
Реакция – эндотермичная (ΔН° = 178 кДж/моль), необходимую температуру в печи поддерживают за счет сгорания кокса (традиционная вертикальная печь), мазута или природного газа (наклонная вращающаяся печь). Данная реакция фактически начинается уже при 550 °С, а при 895 °С давление выделяющегося диоксида углерода достигает 1 атм. (0,1 МПа).
Воздушные вяжущие вещества. Воздушная известь
Получение извести
В целях ускорения процесса обжиг известняка проводят при более
Получение извести
В целях ускорения процесса обжиг известняка проводят при более
С другой стороны, повышение температуры обжига имеет и отрицательные последствия, так как ведет к росту размера частиц СаО (от 0,5 мкм при 900 °С до 15 мкм при 1300 °С), что сильно замедляет последующую стадию гашения извести. Кроме того, при температурах выше 1300 °С в системе появляется жидкая фаза (расплав алюминатов кальция) и происходит спекание продукта обжига.
Примеси, содержащиеся в известняке, также подвергаются химическим превращениям в процессе обжига. Доломит частично декарбонизируется при 350–650 °С с образованием оксида магния:
СаМg(СO3)2 = СаСО3 + МgО + СO2↑.
Реакции получения извести
Минералы глин, представляющие собой главным образом водные силикаты
Реакции получения извести
Минералы глин, представляющие собой главным образом водные силикаты
А12О3∙ xSiO2∙уН2O = А12О3 + xSiO2 + уН2O↑.
Образующиеся оксид алюминия (химически активная гамма-модификация) и аморфный кремнезем при 900–1200 °С вступают в реакции с СаО с образованием алюминатов и силикатов кальция:
СаО + А12О3 = СаО ∙А12О3.
2СаО + SiO2 = 2СаO∙ SiO2.
Алюминаты кальция (СаО∙А12О3 и 2СаО СаО∙А12О3) образуют между собой относительно легкоплавкую эвтектику, вызывающую спекание реакционной смеси при нагревании ее выше 1300 °С.
Негашеная известь
Продукт обжига называется негашеной известью и состоит главным образом
Негашеная известь
Продукт обжига называется негашеной известью и состоит главным образом
При обжиге известняка вместе с СO2 уходит почти половина массы вещества. В то же время объем кусков породы при этом уменьшается всего на 10–12%. Поэтому негашеная известь получается в виде разрыхленных пористых кусков, обладающих сильно развитой внутренней поверхностью и повышенным запасом энергии, а следовательно, повышенной химической активностью.
Из-за слишком бурной реакции с водой негашеная известь не применяется непосредственно в качестве вяжущего вещества.
Гашеная известь
Предварительно известь гасят, т. е. проводят ее химическое взаимодействие с
Гашеная известь
Предварительно известь гасят, т. е. проводят ее химическое взаимодействие с
СаО + Н2O = Са(ОН)2.
Реакция гашения сопровождается выделением значительного количества теплоты (ΔН° = – 65 кДж/моль) и увеличением объема продукта примерно на 10%. При этом продукт реакции – гашеная известь – получается в мелкодисперсном состоянии в результате разрыва частиц негашеной извести парами, воды, образующимися внутри них за счет теплоты реакции гашения. Таким образом, воздушная известь – это единственное вяжущее вещество, не требующее механического размола для последующего применения.
Скорость реакции гашения зависит в значительной степени от размера частиц СаО: чем они крупнее, тем медленнее идет гашение. Кроме того, примеси в негашеной извести реагируют с водой значительно медленнее, чем основное вещество. Так, время реакции оксида магния с водой по уравнению:
МgО + Н2O = Мg(ОН)2
на несколько порядков больше, чем в случае СаО, и реакция завершается, как правило, уже в затвердевшем изделии, вызывая рост внутренних напряжений. Сходным образом ведут себя силикаты и алюминаты кальция.
Продукты гашения извести
В зависимости от количества избыточной воды, содержащейся в продукте
Продукты гашения извести
В зависимости от количества избыточной воды, содержащейся в продукте
В строительстве воздушная известь применяется в виде пушонки, смешиваемой с песком и водой, либо – известкового теста, в которое вводится песок. В обоих случаях массовое отношение песок/гашеная известь берется равным 2–3. Роль песка заключается в упрочнении камня, уменьшении усадки и ускорении твердения, а также в удешевлении строительного раствора.
Твердение извести
Воздушная известь является относительно медленно твердеющим вяжущим веществом, процесс твердения
Твердение извести
Воздушная известь является относительно медленно твердеющим вяжущим веществом, процесс твердения
Твердение (кристаллизация) происходит в течение месяцев и связано главным образом с реакцией карбонизации под действием диоксида углерода, содержащегося в воздухе:
Са(ОН)2 + СO2 = СаСО3 + Н2O.
Твердение извести
Для обеспечения достаточной скорости карбонизации стараются поддерживать некоторый оптимальный уровень
Твердение извести
Для обеспечения достаточной скорости карбонизации стараются поддерживать некоторый оптимальный уровень
Кроме того, очень медленно (на протяжении десятков и сотен лет) между известью и кристаллическим диоксидом кремния, составляющим основу песка, происходит реакция силикатизации с образованием различных полуаморфных гидросиликатов кальция с волокнистой структурой, в частности так называемой фазы C-S-H:
Са(ОН)2 + SiO2 = CaO∙SiO2∙H2O.
Силикатизация приводит к значительному упрочнению камня и повышению его химической стойкости, но ввиду чрезвычайно низкой скорости не имеет практического значения в условиях современного строительства.
Процесс твердения извести
Значительное ускорение силикатизации может быть достигнуто путем частичной замены
Процесс твердения извести
Значительное ускорение силикатизации может быть достигнуто путем частичной замены
Процесс твердения
Другим способом активизации процесса силикатизации является автоклавная обработка свежеотформованных изделий
Процесс твердения
Другим способом активизации процесса силикатизации является автоклавная обработка свежеотформованных изделий
В результате автоклавного процесса получают механически прочные и химически стойкие минералы (например, белый силикатный кирпич), широко применяемые в строительстве.