щихся в растворении Са(ОН)2 в местах контактов и росте правильно сформированных более крупных кристаллов. Это приводит к необратимому снижению прочности системы.
Наоборот, при длительном хранении растворов и бетонов, изготовленных на молотой негашеной извести, в сухих условиях на воздухе наблюдается их упрочнение за счет испарения воды и перехода гидрата окиси кальция в устойчивый карбонат кальция под действием углекислоты.
Гидросиликатным твердением называют процесс превращения известково-кремнеземистых смесей в твердое камневидное тело, обусловленный образованием гидросиликатов кальция, в частности при тепловлажностной обработке в автоклавах насыщенным паром под давлением 0,9…1,6 МПа, что соответствует температуре 174,4…200°С. Высокая температура автоклавной обработки при наличии в обрабатываемом материале воды в жидком состоянии способствует резкому ускорению химического взаимодействия между гидратом окиси кальция и кварцевым песком или каким-либо другим кремнеземистым компонентом (суглинок, трепел, зола, шлак, керамзит и т. п.).
При автоклавной обработке в результате взаимодействия извести с кремнеземом образуются значительные количества гидросиликатов кальция, обеспечивающих высокую прочность и долговечность получаемых изделий. С помощью автоклавной обработки в течение 6…12 ч получают известково-песчаные изделия с прочностью при сжатии 30…50 МПа и более.
До недавнего времени воздушную известь применяли в строительстве только после предварительного ее гашения . И.В.Смирнов предложил использовать молотую известь. Было показано, что при определенных условиях может происходить гидратное твердение молотой извести, т.е. твердение при взаимодействии с водой с образованием гидрата окиси кальция подобно тому, как твердеет портландцемент или гипс при реакции их с водой с возникновением гидратных новообразований.
Воздушная известь в молотом виде имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием ее в виде пушонки или теста .
Молотая негашеная известь характеризуется меньшей водопотребностью, чем гашеная известь. Удельная поверхность молотой негашеной извести обычно значительно меньше удельной поверхности гидратной извести. Поэтому требуемую удобоукладываемость рас-
21
творной или бетонной смеси на молотой негашеной извести получают при пониженном количестве воды. Снижение же водопотребности растворных и бетонных смесей способствует увеличению их прочности при твердении. Кроме того, негашеная известь, гидратируясь в уже уложенных растворах и бетонах, связывает большое количество воды, переходящей в твердую фазу. Все это способствует получению растворов, бетонов и изделий на молотой негашеной извести повышенной плотности и прочности по сравнению с получаемыми на гашеной извести.
Однако гидратное твердение молотой негашеной извести возможно лишь при соблюдении, по крайней мере, четырех условий:
1)тонкий помол извести;
2)определенное водоизвестковое отношение;
3)отвод тепла или применение других приемов, предотвращающих разогревание твердеющего раствора или бетона до температур, вызывающих кипение и интенсивное испарение воды;
4)прекращение перемешивания известково-песчаной смеси на определенном этапе гидратации извести.
Взаводской практике необходимо учитывать эти особенности твердения молотой негашеной извести и выбирать технологию в зависимости от качества применяемой извести.
Свойства воздушной извести Пластичность, обусловливающая способность вяжущего при-
давать строительным растворам и бетонам удобообрабатываемость, - важнейшее свойство извести. Пластичность извести связана с ее высокой водоудерживающей способностью. Тонкодисперсные частички гидрата окиси кальция, адсорбционно удерживая на своей поверхности значительное количество воды, создают своеобразную смазку для зерен заполнителей в растворной или бетонной смеси, уменьшая трение между ними. Вследствие этого известковые растворы обладают высокой удобообрабатываемостью, легко и равномерно распределяются тонким слоем на поверхности кирпича или бетона, хорошо сцепляются с ними, отличаются водоудерживающей способностью даже при нанесении на кирпичные и другие пористые основания.
Водопотребность и водоудерживающая способность строи-
тельной извести высокие и зависят от вида извести и дисперсности ее частиц. Повышенной водопотребностью и водоудерживающей способностью обладает гашеная известь в виде порошка или теста, по-
22
ниженной – молотая негашеная известь. Поэтому из негашеной молотой извести можно приготовлять растворы и бетоны с пониженным водосодержанием, более высокой плотностью и, следовательно, прочностью. Удобообрабатываемость же растворных смесей на молотой негашеной извести меньше, чем на гашеной извести.
Скорость схватывания. Растворы на гашеной извести схватываются очень медленно. Образцы размером 7,07x7,07x7,07 см из раствора на этом виде извести приходится выдерживать в формах в течение 5…7 сут до приобретения ими некоторой прочности, позволяющей их расформовывать. Схватывание несколько ускоряется при сушке образцов. Растворы на молотой негашеной извести схватываются через 15…60 мин после затворения. Скорость их схватывания зависит от скорости гидратации окиси кальция и условий твердения.
Объемные изменения. При твердении растворов и бетонов, изготовленных из строительной воздушной извести, возможны объемные изменения в основном трех видов: неравномерное изменение объема, обусловленное замедленной гидратаией частичек пережога; усадка и набухание; изменения, вызванные температурной деформацией.
Неравномерные изменения объема весьма опасны для сохранности растворов, бетонов или изделий из них, так как пережженные частицы СаО и MgО гидратируются с увеличением объема в уже затвердевшем известковом камне. Возникающие при этом напряжения достигают критических значений и вызывают растрескивание изделий, деформацию кладки и т.п.
При твердении на воздухе известковые растворы и бетоны, особенно изготовленные на гашеной извести, дают значительную усадку. Это объясняется тем, что при испарении воды уплотняется известковый раствор: в нем образуются сетка пор и тончайшие капилляры, частично заполненные водой, в которых возникают силы капиллярного давления, стягивающие частички вяжущего вещества и заполнителей. Чем выше содержание вяжущего и воды в растворах и бетонах, тем больше их усадка при высыхании во время твердения в воздушной среде. При длительном действии воды растворы и бетоны на извести теряют прочность.
Температурные деформации в начальный период схватывания и твердения наиболее характерны для бетонов и растворов на молотой негашеной извести. При ее взаимодействии с водой происходит интенсивное тепловыделение, в результате которого в ряде случаев изделия разогреваются до температуры 60…70 °С и более. Так как при
23
этом условия для рассеивания тепла на наружных поверхностях почти всегда лучше, чем во внутренних зонах, то в изделии неизбежно возникает перепад температуры, а следовательно, и неравномерные температурные деформации. В результате более холодные поверхностные слои изделия оказываются в растянутом состоянии, что сопровождается, зачастую, появлением трещин.
Интенсивность тепловыделения и температурных деформаций возрастает с увеличением тонкости помола извести, снижением водоизвесткового (В/И) отношения и, наоборот, уменьшается при введении в смесь добавок, замедляющих скорость гидратации окиси кальция.
Неравномерные температурные деформации могут быть уменьшены, если создать в массивных изделиях технологические пустоты, обеспечивающие более равномерное разогревание и охлаждение материала.
Прочность растворов и бетонов на строительной воздушной извести прежде всего зависит от условий ее твердения. Медленно твердеют при обычных температурах (10…20°С) и через месяц приобретают небольшую прочность (0,5…1,5 МПа) растворы на гашеной извести. Гидратное твердение растворов на молотой негашеной извести дает возможность через 28 сут воздушного твердения получать их с прочностью при сжатии до 2…3 МПа. Наконец, при автоклавном твердении можно легко изготовлять плотные из-вестково-песчаные бетоны с прочностью при сжатии до 30…40 МПа и более. Прочность растворов и бетонов на строительной извести возрастает также с увеличением ее активности и уменьшением до некоторого предела водоизвесткового отношения.
Долговечность известковых растворов и бетонов зависит от вида извести и условий ее твердения.
Известковые растворы и бетоны вполне воздухостойкие материалы. В воздушно-сухих условиях создаются наиболее благоприятные условия для их упрочнения вследствие карбонизации гидрата окиси кальция углекислотой воздуха. Во влажных условиях известковые строительные растворы и бетоны, отвердевшие в обычных температурных условиях, постепенно теряют прочность и разрушаются. Разрушение при этом наступает особенно быстро, если бетоны то замерзают, то оттаивают. Чем активнее в растворах и бетонах прошли процессы карбонизации извести, тем они более водостойки и морозостойки. Об этом убедительно свидетельствует длительная сохран-
24
ность многих фасадов зданий, оштукатуренных известковыми растворами.
Известково-песчаные бетоны и изделия автоклавного твердения, особенно изготовленные на молотой негашеной извести, характеризуются высокой водо- и морозостойкостью.
В этом отношении они практически равноценны изделиям из бетонов на цементах.
Лабораторная работа №3 Исследование свойств строительных растворов на молотой негашеной и гидратной извести.
(1 – е занятие)
Задание: сравнить эффективность применения молотой негашеной и гидратной извести для изготовления строительных растворов.
Материалы и оборудование:
1.Известь молотая негашеная.
2.Известь гидратная.
3.Кварцевый песок.
4.Гранулированный шлак.
5.Мраморная крошка.
6.Вода.
7.Прибор для определения подвижности с конусом.
8.Весы с разновесом.
9.Набор сит.
10.Мерные сосуды.
11.Пресс ИП-100.
12.Штык (стальной стержень).
13.Мерные цилиндры.
14.Формы-кубы 70,7*70,7*70,7 мм.
15.Линейка.
16.Кирпичи с бумагой ( в качестве поддона при формовке образцовкубов).
17.Секундомер.
25