Получение, состав и свойства железоуглеродистых сплавов 2 страница

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ НОРМАТИВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 8736-93. Песок для строительных работ. Технические условия.

2. ГОСТ 9479-84.Блоки из природного камня для производства облицовоч­ных изделий.

3. ГОСТ 8267-93. Гравий для строительных работ. Технические условия.

4. ГОСТ 8267-93. Щебень из природного камня для строительных работ. Технические условия.

5. ГОСТ 10832-91. Песок и щебень перлитовые, вспученные.

6. ГОСТ 16136-80. Плиты перлитобитумные.

7. ТУ 2254-001-400-189-95. Плиты перлитопластбетонные.

8. ГОСТ 21880-94. Маты минераловатные.

9. ГОСТ 9573-96. Плиты минераловатные на синтетическом связующем.

10. ГОСТ 10140-80. Плиты минераловатные на битумном связующем.

11. ГОСТ 12865-67. Вермикулит вспученный.

12. ГОСТ 23208-83. Полуцилиндры и цилиндры минераловатные на синтети­ческом связующем.

13. СТБ 1101-98. Плиты декоративные на основе природного камня. Техниче­ские условия.

14. СТБ 127.3-2001. Пакеты прошивные теплоизоляционные.

15. ГОСТ 4640-93. Вата минеральная. Технические условия.

16. ГОСТ 9480-89. Плитки облицовочные пиленые из блоков природного камня.

17. СТБ 4.219-96. Материалы облицовочные из природного камня и блоки для их изготовления. Номенклатура показателей.

18. ГОСТ 4001-84. Стеновые камни из горных пород.

19. СТБ 4.211-94. Система показателей качества продукции. Строительство. Материалы строительные нерудные и заполнители для бетона пористые. Номенклатура показателей.

20. ГОСТ 8267-93. Щебень для строительных работ из попутно добываемых пород и отходов горнообогатительных предприятий. Технические условия.

21. ГОСТ 8736-93. Материалы из отсевов дробления изверженных горных пород для строительных работ. Технические условия.

22. ГОСТ 8267-93. Материалы из отсевов дробления осадочных горных пород для строительных работ. Технические условия.

23. ГОСТ 286-82. Трубы керамические канализационные.

24. ГОСТ 6787-90. Плитки керамические для настила полов.

25. ГОСТ 6141-91. Плитки керамические глазурованные для внутренней облицовки стен. Технические условия.

26. СТБ 1160-99. Кирпич и камни керамические. Технические условия.

27. ГОСТ 474-80. Кирпич кислотоупорный.

28. ГОСТ 961-79. Плитка кислотоупорная и термокислотоупорная керами­ческая.

29. СТБ 4.210-96. Материалы керамические отделочные и облицовочные. Номенклатура показателей.

30. ГОСТ 13996-93. Плитки керамические фасадные и ковры из них. Техниче­ские условия.

31. СТБ 1184-99. Черепица керамическая. Технические условия.

32. ГОСТ 15167-93. Изделия санитарные керамические. Общие технические условия.

33. ГОСТ 30493-96. Изделия санитарные керамические. Типы и основные размеры.

34. СТБ 1217-2000 (ГОСТ 9757-90). Гравий, щебень и песок искусственные пористые. Технические условия.

35. ГОСТ 17057-89. Плитки стеклянные облицовочные, ковровомозаичные.

36. ГОСТ 10499-95. Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна.

37. СТБ 1273-2001. Пакеты прошивные теплоизоляционные из мягких волок­нистых неорганических материалов.

38. СТБ 1227-2000. Изделия санитарно-технические на основе композицион­ных материалов (стеклопластика).

39. ГОСТ 19246-82. Облицовочные материалы из шлакоситаллов.

40. ГОСТ 9272-81(с изм.). Стеклоблоки.

41. ГОСТ 24866-81 (с изм.). Стеклопакеты.

42. ГОСТ 21992-83. Профильное стекло.

43. ГОСТ 22279-76 (с изм.). Стемалит.

44. ГОСТ 111-78 (с изм.). Стекло оконное.

45. ГОСТ 7380-77 (с изм.). Стекло витринное.

46. ГОСТ 7481-78 (с изм.). Стекло армированное.

47. ГОСТ 10922-90. Арматурные и закладные изделия.

48. ГОСТ 30246-94. Прокат тонколистовой рулонный с защитно-декоративным лакокрасочным покрытием для строительных конструкций.

49. ГОСТ 27772-88. Прокат для строительных стальных конструкций.

50. ГОСТ 24045-94. Профили стальные листовые гнутые. Технические условия.

51. ГОСТ 18482-79 (СТ СЭВ 3290-81). Трубы прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов.

52. ГОСТ 21631-75. Листы из алюминия и алюминиевых сплавов.

53. ГОСТ 17715-72. Сталь тонколистовая кровельная.

54. ГОСТ 19903-74. Сталь тонколистовая оцинкованная.

55. ГОСТ 1412-95. Чугун.

56. СТБ 4.253-96. Конструкции стальные. Номенклатура показателей.

57. СТБ 4.221-96. Стальные конструкции и изделия из алюминиевых сплавов. Номенклатура показателей.

58. ГОСТ 6942-98. Трубы чугунные канализационные. Технические условия.

59. ГОСТ 22233-93. Профили прессованные из алюминиевых сплавов для ограждающих строительных конструкций. Общие технические условия.

ГЛАВА 4.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Минеральные вяжущие вещества представляют собой тонкомоло­тые порошкообразные материалы (за исключением жидкого стекла), кото­рые при смешивании с водой образуют пластичное тесто, переходящее в результате физико-химических процессов в искусственный камень. Основу производства минеральных вяжущих составляют следующие технологиче­ские переделы: добыча сырья, подбор и измельчение сырьевой смеси, тер­мическая обработка и помол готового продукта. На основании минераль­ных вяжущих получают бетоны и строительные растворы различного на­значения, асбестоцементные изделия, красочные составы.

Применение минеральных вяжущих известно с древности. Примерно в IV в. до н. э. применяли искусственные способы изготовления таких вя­жущих веществ, как гипс, известь, путем обжига соответствующих горных пород: природного гипса, известняка. Основной недостаток - низкая водо­стойкость ограничивала возможности древних строителей, поэтому они не прекращали поиски новых вяжущих, которые бы обеспечивали не только большую прочность, но и водостойкость изделиям. Так при строительстве морских сооружений в 1 в. н. э. в Древнем Риме было замечено, что если из­весть смешать с тонкомолотой обожженной глиной (бой кирпича и черепи­цы) или рыхлой вулканической породой - пуццоланой, то полученное на их основе изделие не только приобретает водостойкость, но и будет повышать свою прочность, находясь в воде. Такую известь с добавкой назвали гидрав­лической. Русские строители называли это вяжущее «цементом» и широко использовали при строительстве Десятинной церкви в Киеве (990 г.), Со­фийского собора в Киеве (Х в.), стен Московского Кремля (конец XV в.), Петровских верфей (XVIII в). Самым монументальным сооружением, по­строенным в Беларуси (XI в.) с использованием известкового вяжущего, является Софийский собор, затем Борисоглебовский храм, Евфросиньев- ский монастырь, Спасский собор (ХП в.) в г. Полоцке, исторические па­мятники в Несвиже (XVI в.) и другие сооружения.

Проводимые в разных странах многолетние научные исследования в этой области, в частности российскими академиками Севергиным и Шар- левилем, привели к созданию нового вида водостойкого минерального вя­жущего - цемента.

В 1825 г. русский военный техник Е. Челиев издал книгу с описани­ем технологии получения цемента путем обжига до спекания смеси извес­ти и глины, с последующим помолом спекшегося продукта.

Одновременно цемент был изобретен и запатентован англичанином Аспидом, который назвал его «портландцементом» по сходству свойств в затвердевшем состоянии с известным природным строительным камнем, добываемым около города Портленд. До настоящего времени эту техноло­гию производства совершенствуют ученые разных стран. Большой вклад в эту работу внесли академик А.Р. Шуляченко, Н.Н. Ляман, Д.И. Менделеев, А. А. Байков, В. А. Кинд, В.Н. Юнг, И. А. Торопов и др.

В 1839 г. в России был пущен в действие первый завод по производ­ству портландцемента в Петербурге. В 60-х и последующих годах XIX в. построены заводы в Риге, Новороссийске, Брянске и других городах. Ко времени первой мировой войны в России насчитывалось 60 цементных за­водов с годовой производительностью около 1,6 млн. т. цемента. Одновре­менно сооружались многочисленные предприятия по производству извест­ковых и гипсовых вяжущих. Цементная промышленность Беларуси пред­ставлена тремя крупными заводами: ОАО «Красносельскцемент», Кричев- ский цементный завод и цементный завод в г. Костюковичи, работающими на местном мергелистом сырье. Наличие в республике залежей ангидрита, доломита, мела и известняков обеспечивает сырьем заводы по производст­ву гипса, извести. Крупнейшими из них являются Березовский комбинат в Брестской области, гипсовый завод в г. Минске. На основе кварцевых пес­ков на стеклозаводе «Залесье» Вилейского района выпускают силикат глыбу - промежуточный продукт для получения жидкого стекла.

4.1. Твердение минеральных вяжущих

В настоящее время твердение минеральных вяжущих рассматривают как сложный физико-химический процесс в системе «вяжущее - вода», за­ключающийся в преобразовании исходных компонентов в смесь новых минералов, из которых слагается искусственный камень.

Сущность теории твердения минеральных вяжущих обычно выра­жается следующей последовательностью процессов: растворение - кол- лоидация - кристаллизация, которая сохраняется только на начальной стадии взаимодействия, а затем все три протекают одновременно, налага- ясь один на другой, дополняясь специфическими особенностями, свойст­венными конкретному вяжущему. Рассмотрим каждый из них в общем ви­де. Первый - растворение. Любое вещество в большей или меньшей сте­пени растворяется в воде и, находясь в ней, стремится создать свой насы­щенный раствор. Минералы, из которых состоят вяжущие, обладают хи­мической активностью по отношению к воде и поэтому они не просто рас­творяются, а вступают с водой в реакцию гидратации с образованием но­вых соединений, включающих в свой состав кристаллизационную воду (кристаллогидраты).

Этот процесс протекает до тех пор, пока вся вода не превратится в насыщенный раствор по отношению к новым кристаллогидратам.

Коллоидация характеризуется загустеванием, повышением вязкости смеси в связи с тем, что часть воды, обеспечивающая пластичность, участ­вует в химической реакции с вяжущим, а другая адсорбируется на поверх­ности зерен вяжущего. Растворение затормаживается и вокруг каждого зерна образуется студнеобразная, клейковидная масса-гель, обладающая склеивающей способностью, которая тем выше, чем меньше содержится воды. Так как процесс взаимодействия вяжущего с водой продолжается, то постепенно раствор из насыщенного переходит в пересыщенный и из него начинают выкристаллизовываться мельчайшие кристаллы новообразова­ний. Твердение переходит в третий заключительный этап - кристаллиза­цию, при котором мелкие кристаллы укрупняются, срастаются между со­бой, образуя жесткую структуру, и весь материал приобретает прочность камня. Скорость твердения в большей степени зависит от растворимости веществ, составляющих вяжущее, и растворимости образующихся в ре­зультате реакции с водой соединений. Если растворимость составляющих вяжущее минералов велика, а образующихся соединений мала, то загусте- вание-схватывание и твердение могут завершиться быстро, в течение ми­нут, часов. Если же растворимость исходных мала, то формирование ис­кусственного камня может продолжаться месяцы и даже годы. Следова­тельно, ускоряя растворимость вяжущего путем повышения температуры, применения специальных добавок и другими методами можно регулиро­вать скорость образования искусственного камня.

В практике заводского изготовления изделий и крупноразмерных конструкций из бетона и железобетона для ускорения набора прочности применяют специальные камеры тепловлажностной обработки с темпера­турой 70 - 90 °С и автоклавы, работающие в условиях избыточного давле­ния и высокой до 200 °С температуры. Твердение можно также ускорить, затворяя вяжущее не чистой водой, а раствором некоторых солей, которые за счет повышения ионной силы ускоряют растворение вяжущих. Так как скорость получения искусственного камня зависит также от времени выпа­дения из перенасыщенного раствора первых кристаллов образующихся гид- ратных соединений, то, следовательно, введя их искусственным путем в смесь «вяжущее - вода» можно ускорить процесс схватывания и твердения.

Большую роль в скорости формирования искусственного камня иг­рает соотношение между количеством воды и вяжущего, которое называют водовяжущим (В/В) или водотвердым (В/Т). Чем больше воды, тем больше времени необходимо для получения насыщенного и перенасыщенного рас­твора, из которого начнется кристаллообразование, следовательно, тем медленнее будут протекать процессы твердения. Таким образом, снижая В/В, мы тем самым ускоряем набор прочности.

Так как все минеральные вяжущие представляют собой тонкомоло­тые порошки, следовательно, размер частиц тоже будет влиять на скорость процесса твердения. Чем мельче частицы, тем площадь соприкосновения с водой в единице объема больше, реакции идут полнее и процесс взаимо­действия ускоряется.

Последнее, за счет чего можно ускорить реакции, - это целенаправ­ленный подбор состава самого вяжущего. Все рассмотренные способы ус­корения набора прочности искусственным камнем используют при возве­дении зданий и сооружений из бетона, получения изделий различного на­значения на основе минеральных вяжущих.

По условию твердения и эксплуатации изделий из искусственного камня минеральные вяжущие подразделяют на воздушные и гидравличе­ские. К вяжущим воздушного твердения относят такие простые по со­ставу вещества, как известковые, низко- и высокообжиговые гипсовые, магнезиальные и жидкое стекло. Гидравлические вяжущие состоят из минералов сложного состава, образующих в результате взаимодействия с водой прочный водостойкий искусственный камень. К гидравлическим вяжущим принадлежат: гидравлическая известь, романцемент, разно­видности портландцемента и специальные виды цементов.

4.2. Воздушные минеральные вяжущие вещества

Воздушные вяжущие характеризуются сравнительно высокой рас­творимостью как исходных веществ, так и соединений, которые образуют­ся в результате реакции гидратации. Поэтому изделия из этих вяжущих при контакте с водой теряют свою прочность, а при действии проточной воды размываются - коэффициент размягчения менее 0,5. Следовательно их можно использовать только для производства изделий, эксплуатируе­мых в воздушно-сухих условиях внутри помещения.

4.2.1 Гипсовые вяжущие

Гипсовыми вяжущими веществами называют тонкомолотые мате­риалы, состоящие из полуводного гипса (СаБ0₄х0,5Н₂О) или ангидрита (СаБ0₄). В качестве сырья используют природный каменный материал - гипс (СаБ0₄х2Н₂О), представляющий собой осадочную породу, образо­вавшуюся примерно 100 - 200 млн. лет назад в результате испарения уча­стков Мирового океана. Кроме этого в качестве дополнительного источни­ка дешевого сырья служат такие отходы химической промышленности, как фосфогипс, борогипс. Получение гипсовых вяжущих основано на способ­ности сырья - двуводного гипса СаБ0₄х2Н₂О в процессе нагревания час­тично или полностью отдавать кристаллизационную воду (дегидратиро­вать) СаБ0₄х2Н₂О = СаБ0₄х0,5Н₂О+1,5Н₂О. По условию тепловой обра­ботки, от которой в дальнейшем зависят свойства полученных веществ, гипсовые вяжущие подразделяют на низкообжиговые и высокообжиго­вые. К низкообжиговым относятся строительный и высокопрочный гипс. Строительный гипс, полученный путем «варки» сырья при темпера­туре 140 - 160 °С, представляет собой мелкие пластинчатые кристаллы, требующие большого количества воды (В/Г от 0,5 до 0,7) для получения пластичного теста. В связи с тем, что в химической реакции участвует око­ло 19 % воды, а 30 - 50 % в процессе твердения испаряется, гипсовый ка­мень обладает высокой пористостью, легкостью, пониженной теплопро­водностью и звукопоглощением. Максимальная прочность изделий не пре­вышает 25 МПа. С целью снижения водопотребности и повышения прочно­сти при изготовлении гипсовых изделий вводят добавки-пластификаторы, обеспечивающие заданную пластичность при уменьшении расхода воды на 20 %. Повысить прочность гипсовых изделий можно также за счет исполь­зования так называемого высокопрочного крупнокристаллического гипса, который получают путем обработки сырья в специальных автоклавах на­сыщенным паром при температуре 123 °С. Его водогипсовое отношение равно 0,3 - 0,4, следовательно свободной испаряющейся воды содержится значительно меньше и изделия получаются более плотные и прочные (до 40 МПа).

Процесс твердения (гидратации) гипса проходит по следующей ре­акции: Са804х0,5Н₂О+1,5Н₂О = СаБ04х2Н₂О

Низкообжиговые гипсовые вяжущие характеризуются быстрым схватыванием и твердением, что сопровождается большим выделением те­пла (до 122 кДж/кг). Начало схватывания, контролируемое по загустева- нию гипсового теста нормальной густоты (НГ), должно наступать, соглас­но требованиям ГОСТ 125-79 (с изм.), для быстротвердеющего не ранее 2 мин (А), нормальнотвердеющего - 6 мин (Б) и медленнотвердеющего - 20 мин (В). Конец схватывания - образование искусственного камня, соот­ветственно не позднее 15, 30 мин после затворения гипса водой и для мед­леннотвердеющего не нормируется.

В зависимости от применяемой технологии строительных работ на объекте или технологического процесса получения гипсовых изделий на заводе твердение замедляют или ускоряют путем введения специальных добавок. Качество гипса контролируют в лаборатории (ГОСТ 125-79) по следующим показателям: тонкости помола - остаток на сите 02 (не более 23 % - грубого (I), 14 % - среднего (II) и 2 % - тонкого (III) помола), нор­мальной густоте (НГ) или водопотребности гипсового теста для обеспе­чения заданной пластичности, срокам схватывания, пределу прочности на изгиб и сжатие. По последним показателям гипсу присуждают следую­щие марки: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Число показывает предел прочности при сжатии в МПа образцов балочек размером 40х40х160 мм, отформованных из гипсового теста определенной пластичности (НГ) и твердеющих на воздухе в течение 2 часов. При этом предел прочности при изгибе должен составлять соответственно от 1,2 до 8 МПа. В условное обозначение гипсового вяжущего входят марка по прочности, индекс сроков твердения и степени помола. Например, Г-5АП - гипс с прочностью на сжатие не менее 5 МПа; сроками схватывания: нача­ло до 6 мин и конец не позднее 15 мин; тонкостью помола до 14 %.

Особенностью полуводного гипса по сравнению с другими вяжущими является способность гипсового теста при твердении расширяться до 1 %. Так как увеличение объема происходит еще в незатвердевшей массе, то она хорошо уплотняется и заполняет форму. Это обеспечивает широкое применение гипса для отливки художественных изделий сложной конфи­гурации. Высокое содержание кристаллизационной воды позволило эф­фективно использовать гипсовые изделия и штукатурные растворы на его основе как огнезащитные средства. Большое значение, особенно в жи­лищном строительстве, имеет также способность гипсовых изделий при повышении влажности поглощать влагу, а при снижении отдавать в окру­жающую среду, регулируя тем самым микроклимат в помещении. Поэтому гипсовые крупноразмерные материалы в виде гипсокартонных или гипсо- волокнистых листов широко используют в строительстве в качестве сухой штукатурки, которая крепится к стенам при помощи специальных мастик. Гипсокартонные листы представляют собой отделочный материал, изго­товленный из строительного гипса, защищенного с двух сторон специаль­ным картоном. Толщина листов составляет от 6,5 до 24,0 мм. В зависимо­сти от свойств их подразделяют на обычные (ГКЛ), влагостойкие (ГКЛВ), с повышенной сопротивляемостью воздействию открытого пламени (ГКЛО) и влаго-, огнестойкие (ГКЛВО). Этот материал нашел широкое использование в качестве огнезащиты конструкций, при выполнении под­весных потолков и устройстве перегородок. Современные модульные пе­регородки, которые можно демонтировать и переносить в любое место по­мещения, состоят, в частности, из оцинкованного стального каркаса, по обе стороны которого расположены листы толщиной до 13 мм, соединен­ные алюминиевыми профилями. Листы выполнены из гипсокартона с ви­ниловым покрытием (гипсовинил). Этот материал обладает декоративно­стью, легко моется, неогнеопасен поэтому его целесообразно применять для отделки коридоров, фойе, холлов. В гипсоволокнистых плитах, полу­чаемых методом проката дисперсной арматурой, снижающей хрупкость изделий, служит равномерно распределенное в гипсовой массе раститель­ное волокно: льнокостра или макулатура. Для внутренней отделки поме­щений выпускают листы с декоративным покрытием из поливинилхлорид- ных пленок, текстурной бумаги под мрамор, дерева или отделанные лако­красочными составами. Их применение исключает «мокрый» процесс внутренней отделки - оштукатуривание, что позволяет значительно быст­рее сдавать объекты в эксплуатацию.

Высокая пористость гипсовых изделий обеспечила их применение в качестве звукопоглощающих плит, регулирующих акустические свойст­ва помещений. Путем введения полимерных пенообразующих добавок по­лучают пенополимергипсовые («Тизол») и пеногипсоволокнистые плит­ные утеплители. Первый - производят по литьевой технологии с после­дующей сушкой в виде плит размером 600(750)х500(600)х50(100) мм, мар-

3 2

кой по плотности 100, 200 и 300 кг/м, прочностью от 0,8 до 4 кгс/см, теп­лопроводностью от 0,06 до 0,1 Вт/м-К и маркой по морозостойкости F50. Плиты имеют гидрофобное покрытие, их основное назначение - теплоизо­ляция стеновых панелей, перекрытий, покрытий и их огнезащита. Второй - получают из вспененной композиции, включающей гипсовое вяжущее, глину, базальтовое и стеклянное волокно, полимерные модифицирующие добавки и воду. Плиты обычные и гидрофобные в объеме выпускают в оболочке из нетканого полотна размером 3000х1200х40 мм, плотностью 150 кг/м, прочностью 0,15 МПа и теплопроводностью 0,05 Вт/м-К для из­готовления трехслойных металлических навесных панелей типа «сэндвич».

В сочетании с древесными отходами и такими пористыми материалами, как керамзит получают крупноразмерные гипсобетонные блоки и панели для выполнения стационарных внутренних перегородок.

Важнейшими недостатками затвердевшего гипса являются значи­тельные деформации под нагрузкой (ползучесть) и низкая водостойкость. Жесткость изделий повышают за счет армирования и введения недефор- мируемых прочных заполнителей (керамзита). Увеличить водостойкость можно за счет снижения В/Г, использования малопластичных (жестких) смесей, пропиткой изделий полимерными составами, введением в гипсо­вую массу гидрофобных (водоотталкивающих) добавок, шлифовкой и по­лировкой поверхности изделий. Одним из перспективных направлений яв­ляется совместный помол гипса с цементом и шлаком - гипсоцементо- шлаковое вяжущее (ГЦШ) или цементом и пуццолановой добавкой (зола, опока) - гипсоцементопуццолановое вяжущее (ГЦП). И в том, и в другом случае получают смешанные вяжущие, медленно твердеющие и сохра­няющие прочность (10 - 15 МПа) во влажных условиях (коэффициент раз­мягчения не менее 0,65). Изделия на их основе обладают пониженной мо- розо- и воздухостойкостью (ГЦП), поэтому в наземном строительстве их не применяют вследствие резких природных колебаний температурно- влажностных условий. Основное назначение высокопрочного гипса - изго­товление санитарно-технических кабин и монолитных полов в обществен­ных зданиях, а также на предприятиях легкой промышленности.

Высокобжиговые вяжущие, прочность которых составляет от 5 до 20 МПа, медленно схватываются и твердеют, т. к. состоят преимуществен­но из безводного сульфата кальция, полученного обжигом сырья при тем­пературе 600 - 1000 °С. К ним относятся ангидритовый цемент и эстрих- гипс. Ангидритовый цемент можно получить или путем обжига природ­ного двуводного гипса при температуре 600 - 700 °С до полного удаления воды и последующего помола совместно с катализаторами (известь, шлак), ускоряющими процесс гидратации, или непосредственным размолом при­родного безводного ангидрита с введением этих добавок. Во втором случае качество вяжущего хуже из-за наличия примесей.

Эстрихгипс представляет собой обожженный при температуре 900 - 1000 °С природный ангидрит. При такой высокой температуре часть ан­гидрита разлагается с выделением серного газа - SO₃. Таким образом, со­став эстрихгипса представляет собой смесь СаSO₄ и СаО, играющую роль катализатора в процессе гидратации. Затвердевший эстрихгипс обладает высокой прочностью на истирание. Основное применение этих вяжущих: выполнение монолитных полов или в сочетании с плитами из горных по­род - мозаичных полов; изготовление путем введения пигментов полиро­ванных плит искусственного мрамора, применяемых для отделки пола и стен в зданиях общественного назначения; для получения штукатурных, кладочных растворов и легких бетонов.

4.2.2. Воздушная известь

Строительной воздушной известью называют продукт разложения при температуре 900 - 1200 °С кальциево-магниевых карбонатных горных пород (известняка - СаСО_з, доломита - СаСО_зхМgСО_з), содержащих не более 6 % глинистых и песчаных примесей. Основной объем извести по­лучают по непрерывной технологии в шахтных печах во взвешенном «ки­пящем» слое, где мелкоизмельченное сырье и жидкое или газообразное топливо движутся противотоком, навстречу друг другу. Продуктом обжига является комовая негашеная известь - оксид кальция (СаО). Разложе­ние известняка происходит по реакции СаСО_з = СаО + СО₂. Если в сырье имеются примеси карбоната магния, то его распад приводит к образованию оксида магния МgСО_з = МgО + СО₂. Полученную комовую известь впо- следствие мелят или гасят, добавляя воду, в специальных аппаратах. Про­цесс гашения - гидратация протекает с большим выделением тепла, по­этому негашеную известь называют известью-кипелкой. По скорости гашения известь подразделяют на быстро гасящуюся - до 8 мин, среднега- сящуюся - до 25 мин и медленногасящуюся - более 25 мин, по температу­ре гашения на низкоэкзотермичную (до 75 ^оС) и высокоэкзотермичную (более 75 ^оС).

В результате реакции СаО + Н₂О = Са(ОН)₂ + Q образуются мель­чайшие, размером до 0,01 мм, кристаллы гидратной извести - пушонки Са(ОН)₂. Объем полученной извести увеличивается в 2 - 3 раза по сравне­нию с исходной. В строительстве используют как негашеную, так и гид- ратную известь в виде тонкодисперсного материала или известкового тес­та, полученного в результате гашения извести с большим расходом воды.

В соответствии с ГОСТ 9179-77 воздушную известь в зависимости от содержания примеси МgО классифицируют на кальциевую, магнезиаль­ную и доломитовую. Для кальциевой извести содержание МgО не должно превышать 5 %, магнезиальной - 5 - 20 %, доломитной - 20 - 40 %. Наи­большей активностью обладает кальциевая известь. Качество извести оце­нивают по тонкости помола, определяемой по остаткам на ситах 02 и 008 соответственно не более 1,5 и 15 %, температуре и времени гашения, со­держанию активных окислов СаО + МgО (50 - 90 %) и наличию непога- сившихся примесей, составляющих в зависимости от вида и сорта до 20 %. Непогасившиеся зерна по своей природе подразделяют на «недожог», «пережог» и инертные примеси (песок и др.). «Недожог» представляет со­бой зерна недообожженного сырья (СаСО₃), которые вследствие своей инертности по отношению к воде снижают активность извести. «Пережог» образуется при непосредственном контакте извести с теплоносителем, вызы­вающим оплавление частиц с поверхности. Наличие «пережога» приводит к появлению вздутий на отштукатуренной поверхности, так как прохождение реакции гидратации сопровождается увеличением температуры и объема в уже затвердевшем слое. По совокупности свойств известь делят на сорта.

Чистое известковое тесто из-за сильной усадки при твердении рас­трескивается, поэтому к нему добавляют от двух до четырех частей по объему песка. Известь с песком образуют пластичный строительный рас­твор. Твердение известковых растворов на воздухе идет медленно и скла­дывается из следующих одновременно протекающих процессов: испарения воды, кристаллизации гидрооксида кальция из пересыщенного водного раствора и карбонизации гидрооксида с образованием кальцита путем взаимодействия с углекислым газом воздуха. Происходит так называемое гидратно-карбонатное твердение. Прочность раствора через 28 суток со­ставляет 0,5 - 1,0 МПа, через десятки и сотни лет за счет карбонизации - 5 - 7 МПа и более.

Воздушную известь используют для приготовления смешанных строительных растворов: известково-цементных, известково-глинистых, применяемых для каменной кладки и штукатурки, приготовления сухих строительных смесей, в качестве связующего вещества для малярных красочных составов и в производстве силикатных изделий. При обыч­ных условиях химическое взаимодействие между песком и известью про­текает медленно и не имеет практического значения. Автоклавная обра­ботка в течение 9 - 14 часов, предусматривающая постепенное повышение температуры до 174 - 200 °С, давления до 0,8 - 1,6 МПа, создает условия для прохождения интенсивной реакции между компонентами с образова­нием кристаллических гидросиликатов кальция, придающих водостой­кость и высокую прочность изделиям до 30 - 50 МПа. Таким образом по­лучают силикатный кирпич, силикатные плотные и пористые бетоны. В качестве вяжущего для их изготовления используют тонкомолотую смесь, состоящую из извести (8 - 12 %) и кварцевого песка (88 - 92 %) (из- вестково-кремнеземистое вяжущее). Вместо песка можно использовать золу, шлак и другие аналогичные минеральные отходы, содержащие крем­незем (SiO₂).

Силикатный кирпич и камни выпускают рядовыми и лицевыми; кирпич - полнотелым и пустотелым, камни - только пустотелыми (СТБ 4.206-94). Размеры их такие же, как и у керамических изделий, мак­симальная марка по прочности 300, морозостойкости F50, водопоглощение не менее 6 %, средняя плотность 1800 - 1850 кг/м. Условное обозначение изделий состоит из названия, марки по прочности и морозостойкости. На­пример, кирпич СУЛ-200/35 СТБ 1228-2000 - кирпич силикатный утол­щенный лицевой марки по прочности 200, морозостойкости F35. Эти мел­коштучные материалы используют для возведения стен выше нулевой от­метки. Нельзя применять силикатный кирпич для фундаментов, подвер­гающихся воздействию грунтовых и сточных вод, содержащих углекисло­ту, а также для кладки печей и дымовых труб, так как он обладает пони­женной коррозионной стойкостью и не выдерживает длительное воздейст­вие высокой температуры.