Подпишись и читай
самые интересные
статьи первым!

Негашеная известь вода. Гашеная известь: получение, свойства, применение

Достоверно неизвестно с каких пор известь стала известна людям, но даже древние жители использовали ее для обустройства очагов. Благодаря воздействию костра камни негашеной извести обжигались, затем гасилась водой и ее использовали для строительства.

Первым найденным фундаментам ученые дают 14 000 лет, а первые известняковые отделки помещений насчитывают возраст в 16 000 лет. Негашеная известь – это популярное вещество, используемое для создания различных строительных смесей.

Часто известь используется для производства раствора под бетон или стяжку, выполняет роль связующего вещества. Входит в состав искусственного камня, используется для борьбы с вредителями, например, слизнями, при попадании на их тела известь гасится, а сам вредитель гибнет.

Что это такое?

Химическое соединение негашеной извести – оксид кальция, при этом неочищенный. Общий вид CaO, но формула далеко не всегда является справедливой, так как магниевые соединения или другие примеси присутствуют практически всегда. Добывается посредством кальцинирования известняковых пород.

Для приготовления подходит известняк с малым количеством глины, а лучше полным ее отсутствием. Вещество при соединении с жидкостью выделяет большое количество тепловой энергии, а сама гасится и получается гидроксид кальция.

Весьма разнообразно. Гашеная известь также обладает множеством полезных свойств и нашла свое применение в строительстве и сельском хозяйстве. Негашеная известь – это материал, который обладает белым цветом, а по структуре он кристаллизованный.


Она получается при обжиге мела, известняковой породы и доломитов, иногда используются и другие кальциево-магниевые ресурсы. Для получения негашеной извести необходимо, чтобы количество примесей было не более 8%.

Приготовление строительной извести жестко регламентируется в , где выставляются определенные требования к получаемой смеси.

Изготавливают известь из пород карбоната, а также минеральных добавок – кварцевого песка или шлак, обычно доменного или электротермофосфорного шлака.

Формула кварцевого песка. В технической документации указывается требование, что размер фракции извести не должен превышать размер, чтобы остаток проходящий через сито № 02 был не более 1,5%, а через сито № 008 был не более 15%.

Более подробно о негашеной извести смотрите на видео:

Добыча

Ранее для создания негашеной извести использовали тепловые способы обработки, сегодня данный метод устарел. Причина в выделение диоксида углерода. Альтернативный и предпочтительный метод – это термическое воздействие на кальциевые соли с содержанием кислорода. Приготовление выполняется в несколько этапов.

Добыча известняковой породы осуществляется в карьерах. Далее известь подвергается обжигу с помощью специальных печей.

Устройства для обжига бывают:

  • кольцевыми;


  • вращающимися ;


  • напольными;


  • шахтными .


Большинство производственных предприятий используют печи шахтного вида, которые работают на газе. Они также бывают пересыпными, когда сырье засыпается сверху и с выносными устройствами для топки.

Самые экономически выгодные устройства используют пересыпной способ, а в качестве топлива применяются антрациты или тощий каменный уголь.

В сутки печка может произвести порядка 100 т. К недостаткам относится появление в топке золы при прогорании породы, а газовые устройства не требуется чистить.

Самая чистая известь приготовляется в печах, где присутствует выносная топка, тогда не главное, на каком сырье будет работать устройства. размер печного кирпича. По мощности подобные устройства несколько уступают.

Увеличить качество вещества можно при помощи вращающейся печки, но из-за сложности и дороговизны методики, она практически не применяется. Кольцевые и напольные разновидности печей обладают низкой мощностью и для работы затребуют много топлива, поэтому встречаются только на старых предприятиях.

Особенности

Наличие огромного количества полезных свойств обеспечивает обширное применение материала при строительстве, а также в сельском хозяйстве. Негашеная известь обладает небольшими порами, а куски CaO обладают габаритными размерами от 5 до 10 см. Материал сплавляется в глыбы при обжиге.

Плотность сырья получается от 1600 до 1700 кг/м3 или 3,1-3,3 г/см3, но плотность сильно зависит от температуры обжига и состава смеси. Содержание химических веществ влияет на тип извести . Бывает кальциевая, где CaO от 70 до 90%, а МО до 5%, магнезиальная (до 20% М§0), а также доломитовая (М§0 20-40%).

Разновидности

Строительная негашеная известь разделяется на 2 типа.

Благодаря использованию воздушного типа обеспечивается застывания бетона в стандартных условиях.


Используется для более простых и менее требовательных условий бетонирования, в основном наземное.

Гидравлическая

Позволяет бетону застывать в сухом и жарком климате, а также под водой.

Используется для формирования опор мостов, для заливки фундамента в водоемах, например, для направления русла реки.

На основании типов обработки и используемой печи известь разделяется еще на виды.

Обладает неоднородной структурой , фракция перемешана между собой, то есть процесса отцеживания не проходит. Большая часть приготовляется из оксидов кальция и магния. Дополнительными компонентами считаются алюминаты, кальций, силикаты, а также ферриты магния и карбонат кальция.


Вяжущим веществом смесь не является. Объемная масса колеблется, завися от температуры, так при обжиге при 800 °С плотность 1,6 г/см3, а при продолжительном воздействии 1300 °С до 2,9 г/см3;

Молотоя

По сути молотовая известь является следующим этапом обработки комовой смеси и представляет собой измельченный состав. Таким образом количество отходов уменьшается, а затвердение улучшается.

Изделия с добавлением молотой извести получаются более прочные, устойчивы к воде и обладают высокой плотностью.


Для ускорения процесса затвердевания смеси кладут добавки хлористого кальция, для замедления процесса – гипс или серную кислоту. инструкция по применению хлорной извести. Второй вариант необходим для приобретения бетоном прочности без появления трещин (характерно для жаркого климата).

Транспортировка и продажа осуществляется в емкостях из герметично закупоренной бумаги или металла. Хранение у извести непродолжительное – 10-15 дней при условии минимального уровня влажности воздуха. Плотность составляет от 900 до 1100 кг/м3 в насыпном, рыхлом состоянии, а в уплотненном от 1100 до 1300 кг/м3;

Высокая дисперсность сухого соединения обеспечивает гидроксид кальция, магния, а также карбонат кальция, и некоторые другие, менее значимые компоненты.

Благодаря добавлению гидратов, которые появляются при воздействии воды, получается «известняковое тесто».


Плотность сильно зависит от кристаллизации, так в гексагональных пластинках составляет 2,23 г/см3, а в аморфной форме 2,08 г/см3.

Взрыхленная гидратная известь обладает плотностью от 400 до 500 кг/м3, а в уплотненном от 600 до 700 кг/м3.

По сравнению с гашеной разновидностью негашеная обладает такими преимуществами:

  • нет отходов;
  • вода впитывается хуже;
  • может использоваться даже в холодное время года;
  • высокопрочный состав;
  • обширная область использования.

Самый значимый недостаток извести – это высокий риск получения ожогов для человека. Ее использовать можно только в специальных средствах защиты.

В зависимости от скорости гашения известь бывает:

  • быстрогасящаяся. Для гашения требуется менее 8 минут;
  • среднегасящаяся . Для приготовления до 25 минут;
  • медленногасящаяся. Гашение происходит более 25 минут.

Сферы использования и ее применение

Самая популярная известь – комовая, которая применяется преимущественно в строительной отрасли, пищевой промышленности и в сельском хозяйстве.

В строительстве негашеная смесь ценится благодаря применению известнякового цемента, который быстро застывает благодаря впитыванию углекислого газа, но его использование возможно только на открытом воздухе. пропорции цементно известкового раствора для штукатурки.

Из-за большого количества необходимой влаги известняковый цемент используется несколько реже, но еще встречается часто. При обработке таким цементом известь притягивает влагу, и на ней вырастает грибок.

Использование известнякового цемента для приготовления стен, что должны выдерживать большие температуры не допускается, так как выделяется двуоксид углерода, а это токсическое вещество.

Известь может использоваться для отделки стен с помощью шпаклевок, правда это требуется только в специфических отраслях. о фасадной шпаклевке.


Гашеная известь может использоваться как огнеупорный материал наряду с огнеупорным кирпичом в составе других смесей. размеры огнеупорного кирпича.

Ее основное преимущество по сравнению с другими разновидностями материалов – это низкая стоимость. Это обуславливает использование извести в местах, где более дорогие смеси устанавливать нецелесообразно.

Пищевая промышленность использует известь как добавку E-529. Ее основное применение – это эмульгатор, который позволяет превращать в однородную массу вещества, что самостоятельно не перемешиваются. В сельскохозяйственной отрасли известь применяется для борьбы с вредителями.

Техника безопасности

Мелкие частички извести легко поднимаются в воздух и поэтому проникают в дыхательные пути. Из-за высокой влажности слизистых оболочек материал начинается гасится прямо в организме.

При гашении капля извести может спровоцировать сильные ожоги, поэтому нужно придерживаться техники безопасности:

  • защита органов дыхания. Для этого нужно обеспечить хорошее проветривание, лучше выполнять гашение на улице. На рот и нос накладывается респиратор или хотя бы пыленепроницаемая повязка;
  • защита кожи, а также слизистых оболочек. Для работы с известью нужно использовать резиновые перчатки по локоть, а также защитные очки, а одежда должна покрывать все тело.

В момент гашения вода взаимодействует с оксидом кальция или магния. При этом образуется гидроксид, а реакция провоцирует сильное выделение тепла, так вода превращается в пар. Пар от жидкости разрыхляет материал, так комки разрушаются, а появляется гашеная известь с мелкими гранулами.

Формула негашеной извести при взаимодействии с водой:

СаО + Н2О = Са(ОН)2 + 65,1 кДж.

Таким образом получаем . Длительность протекания реакции можно определить по времени выделения тепловой энергии. Как только тепло перестанет увеличиваться, процесс гашения закончился и смесь постепенно будет остывать. Точное время можно прочесть на упаковке материала.

Для приготовления гидратной извести необходимо добавить от 70 до 100% воды, в народе такую смесь называют пушонкой. Чаще всего она производится в гидраторах в условиях предприятия.

Для приготовления «известнякового теста» необходимо добавлять жидкость исходя из пропорции 3-4 к 1. Лучше делать это на улице, например, на стройплощадке, поле или удаленном участке двора.

Для создания пластичной смеси необходимо выдерживать известь 2 и более недели в подготовленной яме. Для полного гашения потребуется 24 часа, а лучше 36 часов.

Выполнить гашение самостоятельно можно таким способом:

  • приобретенную известь пересыпать в пластмассовую емкость , можно металлическую, главное не ржавую;


  • в тару залить воду, лучше холодную из соотношения 1 л воды к 1 кг извести или 0,5 л для пушонки на 1 кг смеси для теста;
  • тщательно перемешать специальной лопаткой . Процедуру повторить несколько раз, перемешивать стоит сразу после уменьшения выделения пара.

В медленногасящуюся известь лучше добавлять воду за несколько раз. формула натронной извести. Добавлять воду стоит пока пар не перестанет образовываться, иначе возможно перегорание.

Если известь приготовляется для побелки комнаты, то стоит брать 2л воды на 1 кг смеси, раствор настаивается 2 дня, а затем процеживается.

Для побелки деревьев стоит использовать консистенцию 4 к 1, настаивать 2 суток.


Для опрыскивания от вредителей нужно вливать много воды, а также добавляется медный купорос, настаивать 2 часа.


Заключение

Негашеная известь – это полезный материал для строительства, сельского хозяйства, пищевой промышленности и других сфер. Перед использованием достаточно изучить свойства извести и проблем с использованием не будет.

Несмотря на ряд преимуществ, негашеная известь для человека опасна, так как проникает в дыхательные пути и провоцирует их загрязнение, а соответственно кашель, ожоги, воспалительные реакции и т.д.

Доступная ценовая политика обеспечивает популярность материала, это обуславливается минимальной себестоимостью сырья. Сегодня стоимость варьируется от 3 до 5 тыс рублей за 1 тонну продукта.

Такой материал, как гашеная известь, известен человечеству с давних времен. Благодаря своим полезным свойствам его применение не утратило актуальности и до сегодняшнего времени. Разница коснулась только лишь расширения области использования.

Для того чтобы понять, каким образом это произошло, необходимо узнать, какую гашеная известь имеет формулу, и как это влияет на ее взаимодействие с другими веществами.

Далеко не всегда в реальной жизни получение гашеной извести происходит в условиях, где нет дополнительных веществ. Нередко в реакцию добавляют магний, и т.д. Это необходимо для усиления тех или иных свойств материала, который получится в результате взаимодействия всех компонентов.

Используемые названия

Ввиду довольно широкого распространения гашеной извести в разных регионах мира, а также в разных сферах деятельности, ее называли по-разному. Среди наиболее популярных и распространенных названий стоит выделить следующие:

  • гидроксид кальция.

    Данный термин отражает формулу вещества, так как она состоит из Кальция и Гидроксида. Он используется в научной и технической литературе.

    На сегодня такой термин во многих сферах заменил другие названия.


  • известь гашеная. о ее применении. Произошло такое название вследствие того, что вещество производится путем погашения (то есть добавления воды).


  • молоко известковое.

    Это известь, которая возникает вследствие слишком большого количества гашеной извести при ее соотношении с водными растворами и непосредственно с водой.

    С виду это немного напоминает молоко по своему цвету.


  • известковая вода. Этим термином обозначается полупрозрачный раствор, который получается после фильтрации.


  • известь пушонка или кусковая известь.

    Такой материал получается в случаях, когда длительное время вещество не используется.

    За этот период оно начинает из окружающей среды поглощать углекислый газ, тем самым затвердевая.


Также существует и ряд других названий и терминов, которые принято использовать по отношению к гашеной извести. Все они так или иначе использовались на протяжении определенного периода, или же применяются в настоящее время.

Формула и состав вещества

Состав гашеной извести довольно простой и понятный. Данное вещество состоит всего лишь из оксидов кальция, соединенных между собой в определенной последовательности. Получение гидроксида кальция считается также элементарным. Его умели производить в течение многих тысячелетий.

Для этого необходимо всего лишь добавить воду в оксид кальция, после чего данные компоненты нужно хорошо и тщательно между собой перемешать.

Химическая формула гашеной извести записывается, как Са(ОН)2. Процесс получения гидроксида кальция следующий: СаО+Н2О = Са(ОН)2.


При заливке оксида кальция водой получается известь, характеристики которой напрямую зависят от времени воздействия друг на друга первоначальных компонентов.

Если перемешивание длилось до 8 минут, то можно говорить о быстрогасящейся извести, около 25 минут – среднегасейщейся, а более получаса – долгогасящейся. Гашеная известь формула Са(ОН)2 – это соединение, водный раствор которого имеет щелочь.

Технические свойства

Формула гашеной извести в химии известна уже давно. На сегодняшний день ее даже изучают в школьном курсе данного предмета. Нередко на уроках в присутствии учителя дети гасят оксиды кальция, замечая при этом бурную реакцию с выделением теплоты.

Но изготовление гидроксида кальция в промышленных масштабах – это немного другой процесс, требующий определенных правил и стандартов.

Регулируется он в РФ специальными нормативными документами под названием . Именно на него должны ориентироваться все производители данного вещества.

Среди требований, которые обязательно к выполнению, стоит отметить следующие:

  • производитель должен использовать только лишь карбонатные породы с возможностью применения небольшого количества минеральных добавок. Каждый сорт извести имеет свой объем дополнительных веществ, который в него можно внести. Он определен ГОСТами и не может быть нарушен.
  • негашеная известь изготавливается в виде трех сортов. В ней не должно быть никаких добавок. Порошкообразная известь с дополнительными включениями может выпускаться в двух различных сортах;


  • гашенный же материал также делится на два вида – с добавками и без них.


  • кальциевая известь должна быть основана преимущественно на кальции. Количество оксида магния (MgO) в ней не должна превышать 5 процентов.
  • согласно ГОСТам, доломитизированная известь может иметь в своем составе оксид магния (MgO) до 20 процентов.
  • доломитовой известью считается материал, в котором оксид магния (MgO) занимает до 40 процентов всего объема.


  • гидравлическая известь подразумевает вхождения в свой компонентный состав таких веществ, как кремнезема, окислей железа, а также глины.

Свойства извести преимущественно зависят от двух основных факторов, которыми является процесс изготовления и обжиг породы. Термическая обработка позволяет создать в печи прочные обломки негашеного материала.

Чем более белым он получится, тем более качественный можно считать данный продукт. В свою очередь некоторые виды извести отличаются более серым цветом.

Когда происходит контакт негашеной извести с водой, из нее высвобождается газ, который имеется внутри. После этого материал переходит в текучее состояние.

Его концентрации напрямую зависит от того, сколько было использовано воды. Прочность вещества может получиться различной, на что влияют технологические особенности изготовления. Может быть твердо обожжённый материал, средний вариант и мягко обожжённый материал.

Методика изготовления

В целом весь заготовительный процесс извести заключается лишь в двух этапах производства:

  • добыча непосредственно самой породы известняки и добавок, которые используются. Для комкового типа нередко используются отходы производства;
  • обжиг заготовленных пород в специально созданных печных устройствах при высоких температурных режимах.

Известняк в сою очередь добывают в карьерах. характеристики карьерного песка. Для этого используют открытый способ. Породу раскалывают при помощи взрывчатки. Если проводить выборочную добычу, то получается сырье, однородное по своему химическому составу, что делать материал впоследствии более качественным.


Подготовительный процесс полученного в карьере сырья подразумевает его дробление на мелкие кусочки. При этом они должны быть однородными. Связанно это с высокой температурой в печах, которая способная слишком маленькие частицы разрушать, а слишком большие – не полностью обжигать на весь объем.

Обжиг представляет собой основной этап производства воздушной извести. Температурный режим напрямую должен соответствовать тем примесям, которые есть в породе.

Сам процесс должен соответствовать всем требованиям технологии, так как любое нарушение может привести к тому, что получится в результате вещество низкого качества. К примеру, слишком обожжённая известь довольно плохо растворяется в воде.

К тому же у нее сравнительно более высокая плотность, что негативно сказывается на приготовлении растворов. о плотности речного песка. Для процесса обжига используют различные печи. В последнее время используют шахтные и вращающиеся трубчатые изделия.


Первые отличаются тем, что в них процесс происходит непрерывно, что делает его более экономичным и рентабельным. Вторые же позволяют достичь наиболее высокого качества, так как в них температурное воздействие на породу происходит наиболее равномерно и правильно с точки зрения технологии.

Также дополнительно производителями разработаны устройства, которые позволяют осуществлять обжиг породы в кипящем слое или же во взвешенном состоянии.

Они используются преимущественно по отношению к самым мелким частицам материала. Недостатком такого производства является его довольно низкая экономичность.

Сфера применения

Гашеная известь благодаря своим свойствам обрела очень широкую сферу применения. Ее используют, как в личных целях многие люди, так и промышленности, как в строительстве различного рода объектов, так дезинфекции. Стоит выделить следующие конкретные способы применения данного вещества:

  • для побелки деревьев – известь позволяет защитить их от некоторого рода вредителей;



  • для окрашивания деревянных изделий , чтобы продлить им срок эксплуатации, защитив таким образом от процессов гниения и возгорания;


  • для изготовления хлорки , применяемой преимущественно для дезинфекции;


  • в качестве связующего материала в различных строительных растворах. пропорции цементно известкового раствора для штукатурки;


Удобрение

  • для дубления кож, как один из компонентов технологического процесса;
  • для нейтрализации повышенной кислотности в случаях применения в соединениях с Са;
  • для изготовления пищевых добавок, прежде всего Е526;
  • для обнаружения наличия углекислого газа;
  • в изготовлении сахара , используя известковое молоко;
  • при необходимости дезинфекции зубов в стоматологических клиниках.

Кроме вышеперечисленных сфер, натронная известь применяется еще со многими другими целями. формула натронной извести. Прежде всего на это повлияли ее очень полезные свойства и технические характеристики.

К тому же производство такого материала весьма легкое и не затруднительное.

Подробнее о применении извести смотрите на видео:

Поддержание рабочего состояния вещества

Стоимость извести на сегодняшний день не является сильно высокой, что связанно с повсеместным ее изготовлением и простотой технологического процесса производства. Но, несмотря на это, купив данный материал, необходимо понимать, каким образом можно продлить срок его рабочего состояния.

  • если изменяется плотность материала из-за того, что из него испаряется влага , в него можно всего лишь добавить немного воды;
  • в процессе использования гашеной извести ее нужно все время перемешивать;
  • добавлять воду стоит до того состояния, пока материал не перестанет ее впитывать в себя;
  • чтобы хранить известь, необходимо ее сверху засыпать слоем высотой в 20 сантиметров;
  • если большой объем материала хранится зимой на открытой грунте, стоит уберечь его от морозов . Для этого верху нужно его засыпать песком, поверх которого добавить слой грунта. теплоемкость песка;
  • применять материал, в котором есть опилки, включения или комки, не стоит. Это может существенно повлиять на целостность поверхности, которая обрабатывается;
  • если известь будет использована для приготовления раствором, то она должна иметь выдержку не менее двух недель. Для штукатурных работ ее нужно продлить до 4 недель.

В случае выполнения всех вышеперечисленных требований, гашеная известь будет довольно хорошо использоваться для различных целей без каких-либо проблем. Если они возникнут, то это может говорить о плохом качестве материала, а не об условиях хранения и применения.

Заключение

Формула гашеной и негашеной извести известна уже длительный период времени, тогда как использование этих материалов имеет многовековую историю. За этот период они нисколько не утратили свою актуальность и полезность, как для человека, так и для общества в целом.

Промышленное изготовление данного материала способствует промышленному развитию и совершенствованию многих технологий. Именно поэтому очень важно, чтобы процесс производства осуществлялся четко по ГОСТам и в соответствии с определенными правилами. В таком случае использование извести будет выгодным и полезным.

Производство комовой негашеной извести состоит из следующих основных операций: добычи и подготовки известняка, подготовки топлива и обжига известняка.

Известняки добывают обычно открытым способом в карьерах. Плотные известково-магнезиальные породы взрывают. Для этого вначале с помощью станков ударно-вращательного (при твердых породах) или вращательного бурения (при породах средней прочности) бурят скважины диаметром 105-150 мм глубиной 5-8 м и более на расстоянии 3,5-4,5 м одна от другой. В них закладывают надлежащее количество взрывчатого вещества (игданита, аммонита) в зависимости от прочности породы, мощности пласта и требуемых габаритов камня.

Наблюдающаяся иногда неоднородность залегания известняков в месторождениях (по химическому составу, прочности, плотности и т. п.) обусловливает необходимость выборочной разработки полезной породы. Выборочная добыча известняка повышает стоимость продукта, поэтому при определении технической и экономической целесообразности разработки тех или иных месторождений необходимы тщательные геологоразведочные изыскания.

Полученную массу известняка в виде крупных и мелких кусков погружают в транспортные средства обычно одноковшовым экскаватором. В зависимости от расстояния между карьером и заводом известняк доставляют на завод ленточными конвейерами, автосамосвалами, железнодорожным и водным транспортом

Высококачественную известь можно получить только при обжиге карбонатной породы в виде кусков, мало различающихся по размерам . При обжиге материала в кусках разного размера получается неравномерно обожженная известь (мелочь оказывается частично или полностью пережженной, сердцевина крупных кусков - необожженной). Кроме того, при загрузке шахтных печей кусками разного размера значительно увеличивается степень заполнения печи, а следовательно, уменьшается газопроницаемость материала, что затрудняет обжиг, Поэтому перед обжигом известняк соответствующим образом подготавливают: сортируют по размеру кусков и» если необходимо, более крупные негабаритные куски дробят.

В шахтных печах наиболее целесообразно обжигать известняк раздельно по фракциям 40-80, 80-120 мм в поперечнике, а во вращающихся печах - 5-20 и 120- 40 мм.

Так как размеры глыб добытой горной породы нередко достигают 500-800 мм и более, то возникает необходимость дробления их и сортировки всей полученной после дробления массы на нужные фракции. Это осуществляется на дробильно-сортировочных установках, работающих по открытому или замкнутому циклу с использованием щековых, конусных и другого типа дробилок. Дробить и сортировать известняк целесообразно непосредственно на карьере и доставлять на завод лишь рабочие фракции.

Обжиг - основная технологическая операция в производстве воздушной извести. При этом протекает ряд сложных физико-химических процессов, определяющих качество продукта. Цель обжига - возможно более полное разложение (диссоциация) СаС03 и MgC03-CaC03 на CaO, MgO и С02 и получение высококачественного продукта с оптимальной микроструктурой частичек и их пор.

Если в сырье есть глинистые и песчаные примеси, то во время обжига между ними и карбонатами происходят реакции с образованием силикатов, алюминатов и ферритов кальция и магния.

Реакция разложения (декарбонизация) основного компонента известняка - углекислого кальция идет по схеме: CaC03^Ca04-C02. Теоретически на декарбонизацию 1 моля СаС03 (100 г) расходуется 179 кДж или 1790 кДж на 1 кг СаС03. В пересчете на 1 кг получаемого при этом СаО затраты равны 3190 кДж.

Процесс диссоциации углекислого кальция - обратимая реакция. Ее направление зависит от температуры и парциального давления углекислого газа С02 в среде с диссоциирующимся карбонатом кальция.

Так как СаО и СаС03 являются твердыми веществами и их концентрации в единице объема постоянны, константа диссоциации /(ДИс = Ссо2. Для газа его концентрацию можно выражать через парциальное давление, тогда /<дис =="" -рсо2.="" следовательно,="" динамическое="" равновесие="" в="" рассматриваемой="" системе="" устанавливается="" при="" определенном="" и="" постоянном="" для="" каждой="" данной="" температуры="" давлении="" рсо2="" и="" не="" зависит="" ни="" от="" количества="" карбоната="" кальция,="" ни="" от="" количества="" оксида="" кальция,="" находящихся="" в="" системе.="" это="" равновесное="" давление="" рсо2="" называется="" давлением="" диссоциации="" или="" упругостью="">

Диссоциация углекислого кальция возможна лишь при условии, если давление диссоциации будет больше парциального давления С02 в окружающей среде. При обычной температуре разложение СаС03 невозможно, поскольку давление диссоциации ничтожно. Установлено, что лишь при 600 °С в среде, лишенной углекислого газа (в вакууме), начинается диссоциация углекислого кальция, причем она протекает очень медленно. При дальнейшем повышении температуры диссоциация СаСОз ускоряется (7).

При 880 °С давление (упругость) диссоциации достигает 0,1 МПа. При этой температуре (ее иногда называют температурой разложения) давление двуоксида углерода при диссоциации превосходит- внешнее атмосферное давление, поэтому разложение карбоната кальция в открытом сосуде протекает интенсивно. Это явление условно можно сравнить с интенсивным выделением пара из кипящей жидкости.

При температуре больше 900 °С повышение ее на каждые 100°С ускоряет декарбонизацию известняка примерно в 30 раз. Практически в печах декарбонизация начинается при температуре на поверхности кусков около 850 °С при содержании С02 в отходящих газах около 40-45 % Скорость декарбонизации известняка при обжиге зависит также от размеров обжигаемых кусков и их физических свойств.

Разложение СаС03 происходит не сразу во всей массе куска, а начинается с его поверхности и постепенно проникает к внутренним его частям. Скорость передвижения зоны диссоциации внутрь куска увеличивается с повышением температуры обжига (8). В частности, при 800 °С скорость перемещения зоны диссоциации составляет примерно 12 мм, а при 1100°С - 14 мм в 1 ч, т. е. идет в 7 раз быстрее, чем при 800 °С.

Качество строительной воздушной извести зависит не только от содержания в ней свободных оксидов кальция и магния, но и от микроструктуры продукта, определяемой величиной и формой кристаллов СаО и MgO, a также величиной пор и распределением их в массе вещества.

При истинной плотности кальцита, основного компонента известняка, 2,72 г/см3 1 г вещества занимает абсолютный объем 1:2,27 = 0,36 смг\ Из 1 г кальцита при обжиге образуется 0,56 г оксида кальция, который при плотности 3,4 г/см3 занимает объем 0,56:3,4 = 0,16 см3, т. е. в 2,25 раза меньше, чем исходный кальцит. Если предположить при этом, что оксид кальция равномерно распределится в объеме исходного кальцита и займет половину этого объема, то другая половина будет представлена порами различного размера, пронизывающими массу извести.

В действительности средняя плотность известняков различных месторождений в зависимости от их химического и петрографического состава, плотности, микроструктуры, а также условий обжига изменяется по-разному. Обычно при низких температурах обжига (850- 900°С) куски извести из известняков различных месторождений лишь немного уменьшаются в объеме, хотя наблюдается иногда некоторое его увеличение. При повышении температуры обжига до 1000 и особенно до 1200-1300 °С объем обычно значительно уменьшается. Исключения наблюдаются редко.

Естественно, что уменьшение объема сопровождается уменьшением общей пористости кусков и увеличением их средней плотности. Если средняя плотность извести, полученной обжигом при 850-900 °С, достигает 1,4- 1,6 г/см3, то для извести, обожженной при 1100-1200°С, она повышается до 1,5-2,5 г/см3 и более (в куске). Характерно при этом, что плотность чистого оксида кальция, по данным Б. Н. Виноградова, практически не зависит от температуры обжига в пределах 650-1500 °С и равна 3,43 г/см3. При обжиге идет быстрая перестройка тригональной кристаллической решетки кальцита в кубический оксид кальция.

Декарбонизация известняков при низких температурах (800-850 °С) приводит к образованию оксида кальция в виде массы губчатой структуры, сложенной из кристаллитов размером около 0,2-0,3 мкм и пронизанной тончайшими капиллярами диаметром около 8-10~3 мкм.

Удельная поверхность такой извести , по исследованиям Р. Гауля и Ф. Рааля, достигающая порядка 50 м2Д, должна бы предопределять высокую реакционную способность продукта при взаимодействии с водой. Однако этого не наблюдается, по-видимому, потому, что проникновение воды через узкие поры в массу оксида кальция затруднено. Влияние формы кристаллитов оксида кальция на технические свойства извести до сих пор не изучено.

Повышение температуры обжига до 900° и особенно до 1000°С обусловливает рост кристаллов оксида кальция до 0,5-2 мкм и значительное уменьшение удельной поверхности - до 4-5 м2/г, что должно бы отрицательно отражаться на реакционной способности продукта. Но одновременное возникновение крупных пор в массе материала создает предпосылки к быстрому прониканию в него воды и энергичному их взаимодействию. Наиболее энергичным взаимодействием характеризуется известь, полученная обжигом известняка при температурах около 900 °С. Обжиг при более высоких температурах приводит к дальнейшему росту кристаллов оксида кальция (до 3, 5-10 мкм), уменьшению удельной поверхности, усадке материала и понижению скорости взаимодействия его с водой.

Наконец, обжиг при 1400°С и выше вызывает увеличение средней плотности, резкое уменьшение пористости и образование кристаллов оксида кальция и их конгломератов значительных размеров-10-20 мкм и больше (9), что предопределяет замедленное их взаимодействие с водой, характерное для пережженной извести.

Некоторые примеси в известняках, особенно железистые, способствуют быстрому росту кристаллов оксида кальция и образованию «пережога» и при температурах около 1300 °С. Это вызывает необходимость обжигать сырье с такими примесями при более низких температурах.

Пережог в извести вредно сказывается на качестве изготовляемых на ней растворов и изделий. Запоздалое гашение такой извести, протекающее обычно в уже схватившемся растворе или бетоне, вызывает механические напряжения и в ряде случаев разрушение материала. Поэтому наилучшей будет известь, обожженная при минимальной температуре, обеспечивающей полное разложение углекислого кальция и экономию топлива.

Выбор температуры обжига известняка зависит и от наличия в нем примесей углекислого магния. В отличие от углекислого кальция MgC03 при нагревании разлагается при более низкой температуре: начало около 400 °С и полная диссоциация при 600-650 °С. Реакционная же способность образующегося при этом MgO, как и СаО, с повышением температуры обжига значительно уменьшается. Уже при 1200-1300°С получается намертво обожженный оксид магния - периклаз, который практически вяжущими свойствами не обладает и только при очень тонком измельчении начинает медленно взаимодействовать с водой. Достаточно активный оксид магния получается при обжиге доломитов и доломитизированных известняков при 850-950 °С.

Так как известняк обжигают при более высокой температуре, чем это необходимо для разложения углекислого магния, известь со значительным содержанием в ней оксида магния гасится медленно. Поэтому обжигать карбонатные породы с повышенным содержанием углекислого магния следует при температурах не выше 900- 1000°С. В противном случае не будут использованы вяжущие свойства оксида магния, полученная же известь может характеризоваться неравномерным изменением объема.

Во время обжига известняков с глинистыми и песчаными примесями протекают реакции в твердом состоянии между СаСОз, MgC03, CaO и MgO и кислыми оксидами Si02j A1203 и Fe203, содержащимися в этих примесях. При высоких температурах (800-1200 °С и более) значительно увеличивается подвижность анионов и катионов, образующих решетку кристаллов этих веществ. В результате происходит интенсивный обмен элементами кристаллической решетки и образование силикатов, алюминатов и ферритов кальция. Поэтому в состав продуктов обжига известняка, кроме преобладающего количества свободного оксида кальция, обычно входят двухкаль-циевый силикат (3-2CaO-Si02, однокальциевый алюминат СаО-А1203 и двухкальциевый феррит 2СаО« Fe203.

Скорость реакции между СаО и кислыми оксидами возрастает с повышением температуры. Чем больше в известняке глинистых и песчаных примесей, тем больше оксида кальция связывается в указанные соединения, тем медленнее гасится известь и тем сильнее выражены ее гидравлические свойства. По ГОСТ 9179-77 в хорошо обожженной извести содержание свободных оксидов кальция и магния должно быть не менее 90%. На современных заводах при чистых видах сырья получают известь активностью до 95 % и более.

Для практических целей важны такие показатели, как выход извести из единицы массы обжигаемого материала, его расход на единицу массы получаемой извести, а также теоретически возможная и практически получаемая активность извести при обжиге того или иного вида сырья. Все эти показатели с достаточной для практики точностью определяются по формулам А. В. Волженского , учитывающим химический состав обжигаемого материала.

При степени декарбонизации, равной единице, можно установить теоретический выход извести из сырья данного химического состава. На современных заводах и установках в настоящее время даже при получении мягкообожженной извести степень декарбонизации достигает 0,95-0,98.

Следует отметить, что при обжиге извести в пересыпных печах она обогащается золой топлива в количестве, составляющем примерно около 1 % массы сырья. Это обстоятельство не учитывается в приведенных формулах, так как оно мало влияет на конечные значения.

Известь – это продукт обжига таких горных пород, как мел, известняк.

Негашеная комовая (химическая формула СаО) – это бело- или желто-бурые куски разной фракции или порошок (оксид кальция, кипелка) грязно-белого цвета. Хорошо впитывает воду, поэтому долго не хранится.

Гашеная (химическая формула Ca(OH) 2, гидроксид кальция, «пушонка»), с влажность не более 5%, имеет белый цвет и характерный запах. Получают при взаимодействии негашеной извести с водой. Является сильным основным веществом (основанием). Гашеная известь имеет огромный спектр применения: дубление кож, производство хлорной извести, производство удобрений, устройство точек заземления в почвах с высоким сопротивлением (в электротехнике), как пищевая добавка в пищевом производстве, в стоматологии для обеззараживания, при побелке, для устранения возможности возгорания и гниения дерева, для умегчения жесткой воды.

Свойства извести

Для данного материала характерны вяжущие, пластичные свойства. Благодаря способности частичкам кальция удерживать воду, известковые растворы застывают не так быстро, как цементные. В этом главное преимущество известкового раствора – время схватывания позволяет разровнять его по поверхности ровным тонким слоем. Хорошо сцепляется с и , при застывании отличается особой прочностью.

Виды

По виду строительная известь бывает:

А. Воздушная , которая делится по содержанию основного компонента на 3 типа:

  • на доломитовую;
  • кальциевую;
  • магнезиальную.

Б. Гидравлическая – содержит до 20% клинкерных минералов, применяется как на воздухе, так и под водой.

Особым классов выделяют хлорную (химическая формула Ca(Cl)OC)и натровую известь. Хлорная известь или белильная наиболее известна под названием хлорка . Это техническая смесь хлорида кальция, гипохлорида и хлорида. Натровая известь — это смесь едкого натра и гашеной извести. Применяется для поглощения едких газов за счет своих свойств в противогазах, водолазных костюмах и других системах дыхания, в том числе и в медицине.

Включайся в дискуссию
Читайте также
Рамки для картин своими руками из дерева
Геометрические фигуры в декоре интерьера
Люстра с дистанционным управлением своими руками