Экономические основы технологии производства строительной воздушной извести

Величина спада прочности зависит от водотвёрдого отношения (В/Т) в твердеющей пасте. Чем больше это отношение, тем значительнее снижается прочность уже сформировавшегося твердеющего известкового вяжущего.

Если раствор хранят в сухих условиях, прочность не уменьшается, так как вода в порах испаряется и Са(ОН)2 переходит в устойчивый карбонат.

Гидросиликатное твердение.

Известково-песчаные изделия в условиях автоклавной обработки твердеют благодаря образованию гидросиликатов кальция. Такое твердение называется гидросиликатным. Тепловлажностная обработка проходит обычно в автоклавах при давлении 0,9-1,6 МПа, что соответствует температуре 174,4-200оС. Известно, что растворимость Са(ОН)2 уменьшается с повышением температуры. В то же время растворимость SiO2 резко возрастает, начиная со 150оС. Так при 25оС растворимость SiO2 составляет 0,006, а при 175оС - 0,18 г/л, т. е. превышает растворимость Са(ОН)2. Следовательно, до температуры 100-130оС жидкая фаза известково-кремнеземистых изделий будет насыщена в основном гидроксидом кальция, а при дальнейшем повышении температуры произойдёт её насыщение и SiO2. При взаимодействии кварца с известью разрываются связи Si - O - Si и под действием гидроксила образуются группы ? SiOH, которые в последующем образуют с ионами кальция гидросиликаты кальция. Сначала возникают высокоосновные гидросиликаты кальция (1,8-1,5) СаО *SiO2 * (1-1,25) Н2О. Этот гидросиликат представляет С2SН (А). Кристаллизуется он в форме призматических пластинок размером до 10-20 мкм. На этом же этапе появляется и гидросиликат (1,5-2)СаО *SiO2 * nН2О, обозначаемый С2SН2. В дальнейшем при понижении концентрации Са(ОН)2 в растворе и увеличении концентрации SiO2, создаются условия для образования менее основных гидросиликатов кальция. Возникают гидросиликаты (0,8-1,5)СаО * SiO2 * (0.5-2) H2O или CSH (B). Низкоосновные гидросиликаты кристаллизуются в виде тончайших пластинок, которые свёртываются в трубки, имеющие вид волокон. При длительной автоклавной обработке образуется тоберморит 5СаО * 6SiO * 5H2O (C5S6H5).



3. Характеристика готового продукта и его экономическое назначение

Кальциево-карбонатные породы

Добыча сырья

(станки для бурения, взрывчатка)

Дробление

(ударно-центробежные дробилки; T, мин; d, мм)

Классификация

Помол Обжиг Гашение

(шаровая мельница; (шахтные печи; T, час; t,° C) (гидратор, силусы)

тонкость помола, см2/г; T, мин)

Молотая не гашенная Комовая известь Гашенная известь

известь

Рисунок 3- технологическая схема производства строительной воздушной извести

3.1 Свойства воздушной извести и области её применения

сырьевой строительный известь складирование

Истинная плотность негашёной извести колеблется в пределах 3,1-3,3 г/см3 и зависит, главным образом, от температуры обжига, наличия примесей, недожога и пережога. Истинная плотность гидроксида зависит от степени её кристаллизации и равна для Са(ОН)2, кристаллизованной в форме гексагональных пластинок, 2,23 и аморфной 2,08 г/см3. Средняя плотность комовой негашеной извести в куске в большей мере зависит от температуры обжига и возрастает с 1,6 до 2,9 г/см3. Насыпная плотность для извести других видов следующая: для молотой негашёной в рыхлонасыпном состоянии - 900 - 1100, в уплотнённом - 1100 - 1300 кг/м3; для гидратной извести (пушонки) в рыхлонасыпном состоянии 400-500, а в уплотнённом - 600-700 кг/м3; для известкового теста - 1300-1400 кг/м3.

Пластичность, обуславливающая способность вяжущего придавать строительным растворам и бетонам удобообрабатываемость, - важнейшее свойство извести. Пластичность извести связана с её высокой водоудерживающей способностью. Тонкодисперсные частички гидроксида кальция, адсорбционно удерживая на своей поверхности значительное количество воды, создают своеобразную смазку для зёрен заполнителей в растворной или бетонной смеси, уменьшая трение между ними. Вследствие этого известковые растворы обладают высокой удобообрабатываемостью, легко и равномерно распределяются тонким слоем на поверхности кирпича или бетона, хорошо сцепляются с ними, отличаются водоудерживающей способностью даже при нанесении на кирпичные и другие пористые основания.

Всё это благоприятно отражается на производительности труда при кладочных и штукатурных работах, на их качестве, а также на долговечности кладки и штукатурки. Известь до сих пор является одним из основных материалов для изготовления чисто известковых и сложных строительных растворов.

Чем активнее известь и полнее она гасится, чем больше выход известкового теста из 1 кг комовой извести, чем дисперснее частички извести, тем больше её пластичность.

Водопотребность и водоудерживающая способность строительной извести высоки и зависят от вида извести и дисперсности её частиц. Расход воды 300-350 л и более на 1 м3 кладочного известкового раствора. Повышенной водопотребностью и водоудерживающей способностью обладает гашёная известь в виде порошка или теста, пониженной - молотая негашёная, поэтому из негашёной молотой извести можно приготовлять растворы и бетоны с пониженным водосодержанием, более высокой плотностью и, следовательно, прочностью. Удобообрабатываемость же растворимых смесей на молотой негашёной извести меньше, чем на гашёной.

Скорость схватывания. Растворы на гашёной извести схватываются очень медленно. Образцы размером 7,07 х 7,07 х 7,07 см из раствора на этом виде извести приходится выдерживать в формах в течение 5-7 суток до приобретения ими некоторой прочности, позволяющей их расформовывать. Схватывание несколько ускоряется при сушке образцов. Растворы на молотой негашёной извести схватываются через 15-60 минут после затворения. Скорость их схватывания зависит от скорости гидратации оксида кальция и условий твердения.

Объёмные изменения. При твердении растворов и бетонов, изготовленных на строительной воздушной извести, возможны объёмные изменения в основном трёх видов: неравномерное изменение объёма, обусловленное замедленной гидратацией частичек пережога, усадка и набухание, температурные деформации.

Неравномерные изменения объёма весьма опасны для сохранности растворов, бетонов или изделий из них, так как пережжённые частицы СаО и MgO гидратируются с увеличением объёма в уже затвердевшем известковом камне. Возникающие при этом напряжения достигают критических значений и вызывают растрескивание изделий, деформацию кладки и т. п. При значительном содержании в извести негасящихся зёрен её целесообразно перед употреблением тонко измельчать, а при гашении применять наиболее совершенные способы и аппараты или гасить известь в барабанах под давлением пара.

При твердении на воздухе известковые растворы и бетоны, особенно изготовленные на гашёной извести, дают значительную усадку. Это объясняется тем, что при испарении воды уплотняется известковый раствор: в нём образуются сетка пор и тончайшие капилляры, частично заполненные водой, в которых возникают силы капиллярного давления, стягивающее частички вяжущего вещества и заполнителей. Чем выше содержание вяжущего и воды в растворах и бетонах, тем больше их усадка при высыхании во время твердения в воздушной среде. При длительном действии воды растворы и бетоны на извести теряют прочность.

Температурные деформации в начальный период схватывания и твердения наиболее характерны для бетонов и растворов на молотой негашёной извести. При её взаимодействии с водой происходит интенсивное тепловыделение, в результате которого в ряде случаев изделия разогреваются до 60-70оС и более. Так как при этом условия для рассеивания теплоты на наружных поверхностях почти всегда лучше, чем внутри, то в изделии неизбежно возникают перепады температуры, а следовательно, и неравномерные температурные деформации. В результате более холодные поверхностные слои изделия оказываются в растянутом состоянии, что сопровождается зачастую появлением трещин.

Интенсивность тепловыделения и температурных деформаций возрастает с увеличением тонкости помола извести, снижением водоизвесткового отношения и, наоборот, уменьшается при введении в смесь добавок, замедляющих скорость гидратации оксида кальция.

При твердении извести зимой желательно интенсивное тепловыделение. Высокая экзотермичность молотой негашёной извести предотвращает быстрое замерзание растворов и бетонов и ускоряет их высыхание.

Прочность растворов и бетонов на строительной воздушной извести прежде всего зависит от условий её твердения. Медленно твердеют при обычных температурах и через месяц приобретают небольшую прочность растворы на гашёной извести. Гидратное твердение растворов на молотой негашёной извести даёт возможность через 28 суток воздушного твердения достичь прочности при сжатии до 2-3 МПа. При автоклавном твердении можно легко изготовлять плотные известково-песчаные бетоны с прочностью при сжатии до 30-40 МПа и более. Прочность растворов и бетонов на строительной извести возрастает также с увеличением её активности и уменьшением до некоторого предела водоизвесткового отношения.

Долговечность известковых растворов и бетонов зависит от вида извести и условий её твердения.

Известковые растворы и бетоны - вполне воздухостойкие материалы. В воздушно-сухих условиях создаются наиболее благоприятные условия для их упрочнения вследствие карбонизации гидроксида кальция углекислотой воздуха. Во влажных условиях известковые строительные растворы и бетоны, отвердевшие в обычных температурных условиях, постепенно теряют прочность и разрушаются. Разрушение при этом наступает особенно быстро, если бетоны то замерзают, то оттаивают. Чем активнее в растворах и бетонах прошли процессы карбонизации извести, тем они более водостойки и морозостойки.

Известково-песчаные бетоны и изделия автоклавного твердения, особенно изготовленные на молотой негашёной извести, характеризуются высокой водо - и морозостойкостью. В этом отношении они практически равноценны изделиям из бетонов на цементах.

Из строительной воздушной извести изготовляют растворы, предназначенные для наземной кладки частей зданий и штукатурок, работающих в воздушно-сухих условиях. Широкое применение извести в строительстве обусловлено тем, что она является местным вяжущим веществом. Сырьё и топливо для её получения имеются почти повсюду, а организация производства связана с относительно невысокими капиталовложениями.

3.2 Основные производители строительной извести в России

Это:

1.«Экстор», п. Видное, Московская обл. (15000…18000т/год)

2. «Угловский известковый комбинат», п.Угловка, Новгородская обл. (20000…24000 т/год)

3.«КОА-ГАЗ» п. Красково, Московская обл.(10000…12000т/год)

4.«Урализвесть», г. Екатеринбург (10000…12000т/год)

5. «Завод производства извести», Мелихово, Владимирская обл.

(5000…6000т/год)

6. «Елецизвесть», г. Елец, Липецкая обл.(5000…6000т/год)

7. «Оскольский метолургический комбинат», Ст. Оскол, Белгородская обл. (5000…6000 т/год)

8. «Копанищенский комбинат строительных материалов», Копанище, Воронежская обл. (2000 т/год)

Возможно, есть еще производители, но они в большинстве своем производят только для своих нужд или в небольшом количестве. Например, в основном для себя делает гидратную известь Комбинат ЖБИ, Ленинградской обл. (2000…3000 тонн)

Выше перечисленные предприятия являются на сегодняшний день основными производителями строительной извести для внутреннего рынка России.



Заключение

Строительную известь получают путем обжига кальциево-магниевых горных пород - мела и известняков. В результате обжига при 1000 - 1200 ° С образуется комовая известь (CaO, MgO). После обжига проводят размола комовой извести и получают негашеную молотую известь или проводят гашения комовой извести водой и получают гашеную известь.

Негашеную молотую известь можно применять без предварительного тушения. При этом используется тепло, образующееся при гашении извести, увеличивается прочность, водостойкость и плотность изделий. Молотый негашеную известь нельзя хранить длительное время, потому что оно постепенно гасится влагой воздуха и теряет свою активность.

Гашения извести производится водой: СаО + Н2О = Са (ОН) 2. Процесс сопровождается выделением большого количества тепла и пара. Объем извести увеличивается в 2 - 3 раза. Увеличивая количество воды получают известковое молоко.

Известковый раствор с песком на воздухе постепенно затвердевает, превращаясь в искусственный камень. При этом мелкие частицы Са (ОН) 2 срастаются между собой и образуют каркас, окружающий зерна песка. Раствор затвердевает тем быстрее, чем интенсивнее испаряется вода.

Строительная известь применяется для производства силикатного кирпича, силикатных и пиносиликатних блоков, для изготовления строительных растворов и смесей и для беления зданий и сооружений. Растворы и изделия на воздушном извести не следует применять во влажных помещениях и при строительстве фундаментов, потому что они не водостойкие.

Список литературы

1. Болдырев А.С., Золотова П.П. Строительные материалы. Справочник.

2. ГОСТ 22688-77. Известь строительная. Методы испытаний ,2008.

3. Дарков А. В., Шапошников Н. Н. Строительная механика; Лань - Москва, 2008. - 656 c.

4. Дыховичный, А.И. Строительная механика; М.: Стройиздат; Издание 2-е, перераб. - Москва, 2006. - 284 c.

5. Комар А.Г. Технология производства строительных материалов, 2006.

6. Комар А.Г., Ю.М. Баженов, Л.М. Сулименко «Технология производства строительных материалов» «Высшая школа» 2007.

7. Константинов И. А., Лалин В. В., Лалина И. И. Строительная механика; Проспект - Москва, 2009. - 958 c.

8. Константинов И. А., Лалин В. В., Лалина И. И. Строительная механика; Проспект - Москва, 2010. - 432 c.

9. Микульский В.Г., Куприянов В.Н., Сахаров Г.П. и др. Строительные материалы. - М: Изд-во АСВ, 2005. - 536 с.

10. Миронович Н.М. Производственные технологии. Основы технологии производства продукции химического комплекса

11. Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия: Учеб. - М.: Высш. шк., 2006. - 367 с.

12. Попов К.Н. Строительные материалы и изделия.

13. Попов Л.Н., Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия»: Учеб. пособие. - М.: ИНФРА-М, 2003. - 219 с.

14. Смирнов В. А., Городецкий А. С. Строительная механика; Юрайт - Москва, 2013. - 424 c.

15. Ченцов Н.В. Технология важнейших отраслей промышленности.

Размещено на Allbest.ru