Воздушная строительная известь – продукт обжига (не до спекания) кальциевомагниевых карбонатных горных пород (известняка, мела, доломита и др.), содержащих не более 6 % глинистых примесей. В результате обжига получают негашеную комовую известь в виде кусков белого цвета, так называемую кипелку.
Технологический процесс производства негашеной комовой извести (кипелки) включает в себя добычу в карьере карбонатной горной породы (преимущественно известняка), ее дробление, сортировку и обжиг в шахтных или вращающихся печах при температуре 1000—1200 °С.
В процессе обжига углекислый кальций (СаСОз), составляющий в основном горную породу, и примесь – углекислый магний (МgСО3) диссоциируют (разлагаются) на оксид кальция (СаО), оксид магния (МgО) и углекислый газ (СОг), полностью удаляемый из печи вместе с воздухом и остальными газообразными продуктами горения, т. е. происходит декарбонизация карбонатной горной породы: СаСО3 = СаО + СО2; МgСО3 = МgО + СО2.
Таблица 19. Технические требования к воздушной извести
| Показатели | Нормы содержания для извести 1 — 3-го сортов, % по массе | |||||||
| кальциевой | магнезиальной и доломитовой | гидратной | ||||||
| 1-го | 2-го | 3-го | 1 -го | 2-го | 3-го | 1-го | 2-го | |
| Содержание активных СаО + МgО, не более: | ||||||||
| без добавок | 90 | 80 | 70 | 85 | 75 | 65 | 67 | 60 |
| с добавками | 65 | 55 | — | 60 | 50 | _ | 50 | 40 |
| Содержание МgО, не более | 5 | 5 | 5 | 20 (40) | 20 (40) | 20 (40) | — | — |
| Содержание углекислоты (СОг), не более: без добавок | 3 | 5 | 7 | 5 | 8 | 11 | 3 | 5 |
| с добавками | 4 | 6 | — | 6 | 9 | — | 2 | 4 |
| Содержание непогасившихся зерен, не более | 7 | 11 | 14 | 10 | 15 | 20 | ||
Примечание. В скобках приведено содержание МgО для доломитовой извести.
Оставшаяся после обжига негашеная комовая известь состоит из оксидов кальция и магния (СаО + МgО) —активных составляющих извести, количество которых определяет ее качество как вяжущего вещества. В негашеной комовой извести обычно содержится также некоторое количество недожога и пережога. Недожог является балластом, так как практически не имеет вяжущих свойств, пережог образуется при сплавлении оксида кальция с примесями (кремнеземом, глиноземом, оксидом железа) под воздействием высокой температуры. Зерна пережога гасятся очень медленно, причем непогасившиеся частицы могут начать гаситься в затвердевшем растворе и вызывать в нем появление трещин.
Различают кальциевую, магнезиальную и доломитовую негашеную комовую известь, каждая из которых выпускается трех сортов в зависимости от суммарного содержания оксидов кальция и магния (СаО + МgО) и количества непогасившихся зерен (табл. 19).
По времени гашения комовая известь подразделяется на быстрогасящуюся (не более 8 мин), среднегасящуюся (не более 25 мин) и медленногасящуюся (более 25 мин). Гашение идет тем быстрее, чем больше в извести СаО и меньше МgО.
Негашеная комовая известь является исходным материалом для производства (в зависимости от характера последующей обработки) следующих видов извести: негашеной молотой, гашеной гидратной (пушонки), известкового теста, известкового молока.
Негашеную молотую известь получают помолом в шаровых мельницах предварительно дробленных кусков комовой извести, часто с различными добавками (шлаки, песок, известняки и др.), улучшающими свойства извести и снижающими ее стоимость. Известь должна иметь тонкость помола, характеризующуюся остатком не более 1,5 % на сите с сетками № 02 и 15 % на сите с сетками № 008.
Гашение комовой извести водой сопровождается выделением большого количества теплоты и интенсивным парообразованием, откуда произошло ее название «кипелка». Реакция имеет следующий вид: СаО + Н2O = Ca(ОН)2 + 65,1 кДж.
Известь при гашении рассыпается в тонкий порошок. Гидратную известь в виде порошка (пушонку) получают, когда воду для гашения берут в количестве 50—70 % от массы извести. Если воды взять в 3—4 раза больше, чем извести, то образуется известковое тесто, представляющее собой пластичную массу белого цвета. При гашении извести водой в количестве, превышающем теоретически необходимое в 10 раз, получают известковое молоко.
Твердение воздушной извести в известковых растворах происходит в результате двух одновременно протекающих процессов: испарения из раствора- избытка воды и связанной с этим постепенной кристаллизацией гидрата извести; карбонизации гидрата извести углекислотой воздуха: Ca(OH)2
+ СО2 + Н2 O = СаСО3 + 2Н2 0. В результате этой реакции содержащаяся в известковом растворе известь превращается в карбонат кальция, обладающий высокой прочностью.
Строительная воздушная известь применяется для приготовления известковопесчаных и смешанных строительных растворов, употребляемых для каменной кладки и штукатурки; в производстве силикатных изделий (т. е. изделий на основе извести) – силикатного кирпича и силикатного бетона; при производстве известково-пуццолановых и известково-шлаковых цементов, обладающих в отличие от воздушной извести гидравлическими свойствами.
Гашеная известь входит в состав абразивной пульпы, используемой при распиловке прочного камня штрипсовыми пилами с дробью.