Тема: Минеральные вяжущие вещества

Минеральные вяжущие вещества – порошкообразные продукты, которые при смешивании с водой образуют вязкую массу, застывающую при стоянии в твердое камневидное тело.

Используются как связывающее средство для каменной и кирпичной кладки, отделки (оштукатуривания) поверхностей и для других строительных целей. Различают:

Воздушные минеральные вещества – твердеют на воздухе.

- воздушная известь СаО;

- гипс;

- магнезиальный цемент.

Гидравлические – твердеют при добавлении воды, сохраняют свою прочность на воздухе и в воде.

- портландцемент;

- гидравлическая известь;

- другие сорта цемента.

Производство воздушной извести

основано на реакции диссоциации карбида кальция при температуре 1000 – 1100⁰ С: СаСО₃ ↔ СаО + СО₂

Повышение t⁰ и удаление СО₂ смещает равновесие вправо. Режим обжига зависит от качества сырья.

Сырье – известняк, мел (СаСО₃).

Хорошие сорта мела содержит 1-2% примесей, и ≈ 6% Н₂О,

известняк более загрязнен минеральными примесями и содержит 87-95 % СаСО₃.

Обжиг проводят в шахтных или вращающих печах.

Шахтные печи имеют цилиндрическую форму, высотой 30м, d ≈ 4,5м.

Снаружи – кирпичная кладка, внутри выложена огнеупором. Топливом является уголь, антрацит или природный газ.

1- загрузочная воронка,

2- распределительный конус,

3- отвод газа,

4- кирпичная кладка,

5- огнеупорная футеровка,

6- улита,

7- колпачок улиты.

Сырье (мел, известняк) вместе с топливом загружается через воронку. Для более равномерного распределения шихты имеется распределительный конус. В верхней части печи шихта высушивается и подогревается отходящими газами. В средней части, где происходит горение топлива, температура достигает 1200⁰С. Далее идет разложение СаСО_3.,образовавшийся СО₂ реагирует с раскаленным углем: СО₂ + С → 2СО

Угарный газ сгорает: СО + О₂ → СО₂

Таким образом, СО является дополнительным топливом.

В нижней части печи образующаяся известь охлаждается воздухом, который в свою очередь нагревается и сгорает в средней части печи.

Под (днище) печи называется улиткой, за счет ее обращения известь перемещается к отгрузочному отверстию и удаляется.

Печи такого типа экономичны, так как движение шихты и воздуха происходит противоточно и используется принцип теплообмена.

П = 120 – 150 т/сут.

Отходящий газ содержит 30% СО₂, так как он используется в других производствах (соды, сахара, мочевины) твердой углекислоты (лед) - СО₂ улавливают и очищают:

- от пыли в циклоне и электрофильтре;

- промываю водой в башне с насадкой;

- поглощают раствором поташа

СО₂ + К₂СО₃ + Н₂О → 2КНСО₃

поташ

2КНСО₃ → К₂СО₃ + СО₂ + Н₂О

Полученная негашеная известь СаО называется «кипелкой», так как при гашении водой выделяется большое количество теплоты, раствор как бы кипит.

При большом количестве воды – известковое молоко, при малом количестве воды – пушонка (рассыпчатый порошок), при среднем количестве – известковое тесто (паста)

1 часть известкового теста и 3 части песка называется известковым раствором; 1 часть известкового теста, 1 часть цемента и 9 частей песка называется известково-цементным раствором.

Эти растворы применяются для связывания кирпичей при кладке стен или для штукатурных работ.

При затвердевании кирпичной кладки кристаллики гидроокиси кальция связывают со временем СО₂ воздуха и происходит постепенная карбонизация извести: Са(ОН) ₂ + СО₂ → СаСО₃ + Н₂О

Этот медленный (многолетний) процесс укрепляет кладку.

Воздушная известь в виде кипелки и пушонки применяется в получении хлорной извести, соды, сахара, для умягчения воды, в металлургии в качестве флюсов.

Воздушная известь СаО применяется так же при приготовлении известково-песчаного (белого) кирпича.