11 група 30.11. Урок 21-22

Тема уроку: Повітряне вапно. Глина.

 

Мета: вивчення цього матеріалу дозволить вам знати:

-        Загальні відомості про в’яжучі матеріали, їх класифікація;

-        Повітряне вапно.

-        Глина, її різновиди.

Види і властивості вапна

Будівельне повітряне вапно - в'яжучий матеріал, що здатний тужавіти і тривалий час зберігати свою міцність тільки на повітрі.

Сировиною для виробництва є осадові кальцієво-магнієві гірські породи:

- вапняки (зокрема крейда);

- доломіти;

- черепашник, що містять вуглекислий кальцій СаСО₃,
вуглекислий магній М§СОз і не більше 6-8% глинистих домішок.

спосіб виробництва - випал сировини в шахтних чи обертових печах за температури 1000-1200°С:

СаСОз ↔ СаО +СО₂↑;   MgCO₃ ↔MgO + CO₂↑

 

За нерівномірного розподілу температури в печі відбувається недопал чи перепал.

Недопал (СаСОз не встигає розкластися) утворюється за надто низької температури випалу, якість вапна знижується.

Перепал - під дією високої температури відбувається спікання СаО і Мg0 з домішками глинозему, кремнезему, окисом заліза. Зерна перепалу дуже повільно гасяться, якість вапна знижується.

Класифікація видів вапна за основним окисленням:

Повітряне вапно за видом основного окислення

Кальцієве: сировина: чисті кальцієві вапняки:містить 70-90% СаО; не більше 5% MgО

Магнезіальне: сировина – доломітизовані вапняки; містить до 20 %  MgО

Доломітове: сировина – доломіти; містить до 40 %  MgО

 

його сорту, складу і помелу, відношення маси води замішування до маси вапна (водо-вапняне відношення) має дорівнювати 1:1,5.

Оптимальне водо-вапняне відношення визначається підбиранням. Для цього з вапняного тіста з різним водо-вапняним відношенням готують кілька коржів діаметром 7-8 см, завтовшки 1см і визначають, який тужавіє швидше і без тріщин. Тісто, з якого зроблений цей корж, має оптимальне водо-вапняне відношення.

 

Властивості негашеного вапна

Властивості меленого негашеного вапна:

-  швидко гаситься;

-  тужавіє під час замішування з оптимальною кількістю води.

Дозволяється не гасити його перед приготуванням розчину, а засипати безпосередньо в розчинозмішувач, де воно гаситься в процесі приготування розчину.

Негативною якістю меленого негашеного вапна є те, що воно швидко з 'єднується з водою (з вологим повітрям), перетворюючись на гідратне вапно.

Тому негашене мелене вапно перевозять на далекі відстані в герметично закритих контейнерах та паперових багатошарових мішках. Зберігають його на спеціальних складах, захищених від вологи, максимальний термін зберіганні негашеного меленого вапна в паперових мішках - 25 діб.

Процес гасіння вапна

На будівництві найчастіше використовують гашене вапно. Процес гасіння відбувається внаслідок хімічної реакції з водою

СаО + Н₂О -> Са(ОН)₂ +65,5 кКал

Згідно з ГОСТом 9179-77 за швидкістю гасіння вапно поділяють на три сорти:

1)       вапно, що швидко гаситься (швидкість гасіння - не більше 8 хв.);

2)   вапно, що гаситься середньо (швидкість гасіння - 8-25 хв.)

3)   вапно, що гаситься повільно (швидкість гасіння - понад 25 хв.)

Гасять грудкове вапно механізовано та вручну.

Механізоване гасіння вапна з одночасним розмелюванням негашених частинок значно збільшує вихід готової продукції й поліпшує її якість.

Для ручного гасіння великої кількості вапна (близько 1 т) можна використовувати спеціальні творильні ями. Розмір такої ями 1.5 х 2 м, подрібнення  грудкового вапна відбувається через спеціальну сітку до з'єднання з водою.

Невелику кількість вапна гасять у гасильних ящиках (затворах). Третину висоти ящика завантажують вапном і заливають розсіяним струменем води зі шланга, розмішуючи граблями чи кописткою.

Вапно, що гаситься швидко, заливають відразу великою кількістю води, щоб не допустити його сильного розігріву і пароутворення.

Вапно, що гаситься повільно, спочатку тільки зволожують; коли шматки вапна починають розпадатися, потроху додають воду, не_даючи вапну охолонути.

Після гасіння вапно вистоюють. За механізованого гасіння -1-2 доби, за гасіння вручну - не менше 2-х тижнів. Під час гасіння вапна утворюється:

- вапняне молоко (співвідношення води і вапна відповідно
10:1);

- вапняне тісто (співвідношення води і вапна відповідно
3:1 або 4:1);

- гідратне вапно (пушонка) (води - 50-70% від маси вапна).

 

Гасіння вапна в тісто, так само, як і в пушонку, супроводжується збільшенням його об'єму в 3,5 разу. Збільшення об'єму вапна прийнято характеризувати виходом вапняного тіста в літрах, отриманого гасінням 1 кг вапна. Вихід вапняного тіста залежить від сорту.

 

Залежно від того, наскільки збільшується об'єм вапна під час гасіння, розрізняють два види гашеного вапна.

 

 

збільшується в об'ємі                                                         збільшується в об’ємі менше ніж у 2,5 разу  

не менше ніж утричі

Тужавлення вапна

Гашене вапно тужавіє в результаті випаровування води і кристалізації гідроксиду кальцію.

Через втрату вологи дрібні частинки Са(ОН)г, поєднуючись між собою, утворюють кристали, що поступово перетворюються на міцний кристалічний згусток. Тужавлення вапна відбувається також у результаті карбонізації. Карбонізація - процес взаємодії гідроксиду кальцію з вуглекислим газом, що завжди міститься в повітрі.

 

Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСОз + Н₂О

Тужавіє гашене вапно дуже повільно і міцність вапняних розчинів невисока.

Для тужавлення вапна (процесу кристалізації) необхідні такі умови:

- плюсова температура;

- низька вологість повітря.

Техніка безпеки

Реакція з'єднання вапна з водою часто відбувається дуже бурхливо. Пара, що накопичується в шматках вапна, розриває їх, краплі гарячої води, які розлітаються при цьому, і частки вапна дуже небезпечні. Склади, де зберігається вапно, мають бути обладнані протипожежними засобами: ящиками з піском, лопатами пінними вогнегасниками. Гасити пожежі водою забороняється.

Ті, хто працює на гасінні, мають використовувати респіратори і захисні окуляри, взувати гумові чоботи і одягати рукавички, щільно застібати комбінезон. Після роботи потрібно добре вимити обличчя і руки.

Усі вантажно-розвантажувальні роботи з меленим негашеним вапном мають бути механізовані. Приміщення, де знаходиться таке вапно і готують розчини, обладнують припливно-витяжною вентиляцією, щоб концентрація вапняного пилу не перевищувала 2 мг/м³. Робітники забезпечуються пилезахисним одягом, гумовими та брезентовими рукавичками.

 

Глина

Глиною називають осадочні породи у вигляді суміші части­нок піску 0,15...5 мм, пиловидних частинок - 0,005...0,15 мм, власне глинистих частинок - менше 0,005 мм лускатої форми. Найчистіші глини складаються переважно з мінералу каоліні­ту А1₃0₃-280₃-2Н₂0 і споріднених з ним мінералів. Глина, яка містить у собі значну кількість каолініту, називається каолі­ном (біла глина).

Каолін - це цінна сировина для виготовлення фарфорових і фаянсових виробів. Домішки визначають колір глини. Наприклад, окиси заліза надають глині червоного або бурого кольору. Основними технологічними властивостями глини є пластичність, усадка, вогнетривкість. Плас­тичність глини - це її здатність у вологому стані внаслідок зовнішнього впливу набувати будь-якої форми без утворення розривів і тріщин та зберігати цю форму при наступному сушінні і випалюванні. У зв'язку з тим, що при обпалюванні глина перетворюється в каменеподібний стан, її застосовують для виготовлення облицювальних плиток, цегли, черепиці, а також для штукатурення пічок. Домішки вуглекислого каль­цію в перепаленій глині перетворюються у вапно-кипілку. Це призводить до збільшення об'єму матеріалу і викликає руйнування виробів із глини і штукатурки (утворюються так звані дутики").

Для регулювання технічних властивостей глини і надання виробам певних властивостей використовують добавки.

Спіснювальні добавки (шамот, гранульований шлак, пісок, золи ТЕС) застосовують для зниження пластичності і зменшен­ої усадки при випалюванні керамічних виробів.

Плавні (залізна руда, доломіт, магнезит, тальк тощо) зни­жують температуру плавлення й спікання глини.

Пороутворювальні добавки (магнезит, крейда, доломіт, тир­са тощо) вводять у сировину, щоб одержати легкі керамічні вироби з підвищеною пористістю (наприклад, цеглу).

Пластифікуючі добавки (високопластичні глини та інші поверхнево-активні речовини).

 

Щоб поліпшити декоративний вигляд, наприклад, облицю­вальних плиток і стійкість до зовнішніх впливів, поверхню плиток покривають поливою чи ангобом.

Полива - це легкоплавкі стекла прозорі та непрозорі (глухі), безбарвні та забарвлені. Основною сировиною поливи є квар­цовий пісок, каолін, польовий шпат, оксиди тощо.

Ангоб виготовляють з білої або кольорової глини і наносять на поверхню виробу тонким шаром, а далі випалюють.

Усадкою називають зменшення лінійних розмірів та об'єму зразка у процесі сушіння та випалювання. Повітряна усадка коливається у межах 2...12%, а вогнева - 2...8%. Повна усад­ка дорівнює 5...18%. Щоб зменшити усадку, до високопластичних глин додають спіснювачі (кварц, польовий шпат).

За вогнетривкістю глинясту сировину поділяють на вогне­тривкі, які витримують температуру понад 1580°С ("В"); тугоплавкі ("Т")- 1350...1580°С; легкоплавкі ("Л") - менш як 1350°С.

 

Тест на тему: «Повітряне вапно», «Глина»

 

1.     Що дадають до глини для отримання полегшених керамічних матеріалів:

а) пороутворюючі домішки;

б) пісок, шлак;

в) вугільний порошок, торф?

2.     Що дадають до глини для отримання полегшених керамічних матеріалів:

а) подрібнений керамічний бій;

б) пісок, шлак, золу;

в) шамот?

3.     Чи може вважатись усадка глин позитивною властивістю:

а) так;

б) ні?

4.     Чи є глина сировиною для отримання керамічних маетріалів:

а) так;

б) ні?

5.     Що є основною складовою білих глин:

а) гідрослюда;

б) монмориллоніт;

в) каолініт?

6.     Яку вогнетривкість мають тугоплавкі глини:

а) 1350-1580⁰С;

б) понад 1580⁰С;

в) менше 1350⁰С?

7.     Чи можна застосовувати пластичні жирні глини у чистому вигляді:

а) так;

б) ні?

8. Повітряне ___________ – продукт помірного випалу кальцієво-магнієвих карбонатних гірських порід (вапняку, крейди, вапняку- черепашника, доломітизованого вапняку).

 

9. Для одержання повітряного вапна сировина піддається випалу в шахтних печах при температурі____________.

 

10. Продукт випалу у вигляді шматків білого кольору називається грудковим ______________ вапном .

 

11. Залежно від характеру наступної обробки грудкового вапна (скільки води витрачається для гашення) одержують три різних продукти:

__________________ – 50-70 % води від маси вапна;

__________________– тістоподібний продукт, що містить 50 % твердих часток Са(ОН)2 і 50 % води;

___________________ – розведене водою вапняне тісто.