Гидравлическая известь, технологические основы производства, минеральный состов и свойства.

Гидравлической известью называют продукт, получаемый обжигом не до спекания мергелистых известняков, содержащих 6—25 % глинистых и тонкоднсперсных песчаных примесей.

По ГОСТ 9179—77, строительную гидравлическую известь выпускают в виде тонкоизмельченного порошка, при просеивании которого остаток частиц на ситах № 02 и 008 ие превышает соответственно 1 и 15 %.

Мергелистые известняки, кроме глинистых примесей, обычно содержат включения углекислого магния и некоторые другие примеси. Так как гидравлическую известь изготовляют из природного сырья без специальной переработки в искусственные смеси однородного состава, то для ее получения необходимо применять мергелистые известняки с возможно равномерным распределением в них глинистых и других включений. При этом также учитывают, в виде каких соединений находятся в известняке те или иные примеси, так как от этого в значительной мере зависит качество получаемого продукта.

Гидравлическую известь обычно характеризуют гидравлическим или основным модулем (ОМ), представляющим собой отношение процентного содержания по массе оксида кальция к процентному содержанию кислотных оксидов:

ОМ = CaO/(Si02 I- А1203 + Fe203).

Для гидравлической извести численное значение основного модуля колеблется в пределах 1,7—9. В зависимости от этого модуля различают сильногидравлическую и слабогидравлическую известь. У первой гидравлический модуль равен 1,7—4,5, у второй—4,5—9. При гидравлическом модуле меньше 1,7 получают ромаицемент, а если он больше 9, то воздушную известь.

Гидравлическая известь после предварительного твердения на- воздухе твердеет в воде и во влажной среде.

Производство гидравлической извести включает следующие основные операции: добычу и подготовку мергелистого известняка, его обжиг и помол. Добывают, дробят и сортируют мергелистый известняк теми же способами и с помощью таких же механизмов, как и при производстве воздушной извести. Обжигают мергелистый известняк в зависимости от его состава и структуры при 900—1100°С.

Температура обжига тем ниже, чем больше в сырье глинистых и магнезиальных примесей. При обжиге мергелистых известняков, как и при обжиге воздушной извести, углекислые кальций и магний разлагаются, происходит также взаимодействие между этими соединениями и оксидами кальция и магния и песчаными и глинистыми примесями. Эти реакции происходят, главным образом, в твердом состоянии.

В результате обжига сырья при 900—1100 °С получается продукт, состоящий обычно из свободного оксида кальция, неразложивщегося углекислого кальция, а также ' р-дву-хкальциевого силиката C2S, образующегося преимущественно при взаимодействии СаС03 с примесями тонкодисперсного кварца. При наличии в исходном сырье углекислого магния обжиг приводит к образованию, кроме указанных соединений, также CaO-MgO--S1O2 и свободного оксида магния. Гидравлическая активность извести и прочность при твердении прямо зависят от наличия C2S, C2AS, железистых соединений и отчасти сульфата кальция.

Для обжига гидравлической извести применяют шахтные и вращающиеся печи. Расход условного топлива при, обжиге гидравлической извести ниже, чем при обжиге воздушной, и составляет обычно для шахтных печей 12— 14 % по массе готового продукта.

Обожженную известь дробят и затем измельчают в мельницах обычно до остатка на сите № 008 не более 5-7%.

При схватывании и твердении молотой гидравлической извести протекают физико-химические процессы, характерные для твердения молотой негашеной извести, с одной стороны, и гидравлических вяжущих веществ, с другой. Вначале, как и при воздушном твердении молотой негашеной извести, содержащийся в гидравлической извести оксид кальция гндратируется в Са(ОИ)2. Затем при твердении во влажной среде силикаты, алюминаты и ферриты кальция постепенно гндратируются, образуются соответствующие гидраты в гелевидном состоянии. Протекающие при этом физические процессы, как и при твердении других гидравлических вяжущда веществ, способствуют их постепенному уплотнению и росту прочности.

Специфические свойства этой извести обусловливают необходимость обеспечивать вначале воздушно-сухие условия твердения, а затем — влажные (для гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция). При этом,чем больше в извести свободного оксида кальция, тем более продолжительным должно быть начальное твердение в воздушной среде.