Властивості і застосування вапна

Густина негашеного вапна змінюється в межах (3100... 3300) і збільшується з підвищенням температури випалювання, гідратно­го вапна в аморфному стані — 2080, у кристалічному — 2230 .

Середня густина грудкового вапна в кусках залежно від тем­ператури випалювання і вмісту домішок коливається від 1600 до

2600 , причому менша середня густина відповідає нижчій температурі випалювання. Середня густина меленого вапна в нещільному стані дорівнює (900... 1100), в ущільненому — (1100... 1300), гідратного (гашеного) вапна — відповідно (400...500) і (600...700), вапняного тіста — (1300... 1400) .

Основні властивості будівельного повітряного вапна визна­чав стандарт. Згідно стандарту, повітряне вапно поділяється на кальцієве (містить до 5% MgO), магнезіальне (5...20)% MgO і до­ломітове (20...40)% MgO.

До негашеного порошкоподібного вапна крім вимог щодо су­марного вмісту активних СаО + MgO ставляться також вимоги до тонини.

Міцність розчинів на гідравлічному вапні вища, ніж міцність розчинів на повітряному вапні.

Гідравлічне вапно випробовується у зразках-балочках розмі­ром (40 х 40 х 160) мм у розчині 1:3. Після 24-годниного тверднен­ня у вапні з гідравлічним замішувачем зразки виймають із форм і зберігають над водою протягом 6 діб, а потім у воді 21 добу.

Через 28 діб тверднення границя міцності на стиск зразків із слабкогідравлічного вапна повинна бути не нижчою ніж 1,7, а із сильно-гідравлічного-не менше 5 МПа; границя міцності на згин-відповідно не менше 0,4 і 1 МПа. Гідравлічне вапно із сировини з гідравлічним модулем (2...4) (тобто із вмістом (50...80)% гідрав­лічних компонентів) при добре підібраному режимі випалювання і ретельному помелі має міцність на стиск (6... 15) і навіть 20 МПа.

Гідравлічне вапно забарвлене у світлі тони: білий, кремовий. Тому з нього при добавлянні відповідних мінеральних пігментів можна добути кольорове вапно, яке використовується як декора­тивно-оздоблювальний матеріал. Пігменти, що вводяться у вап­но, повинні бути стійкими проти дії лугів. До таких пігментів на­самперед належать: охра, сурик, мумія. Для забарвлення роз­чинів можна вводити також мелену червону цеглу. Масова част­ка пігменту звичайно не перевищує 5%.

Гідравлічне вапно застосовують при виготовленні будівель­них розчинів, що мають підвищені водостійкість і міцність, для виробництва вапняно-пуцоланових цементів, легких і важких бе­тонів низьких марок. Вапняно-пуцоланові цементи на гідравліч­ному вапні відрізняються підвищеними міцністю і повітро стій­кістю. Гідравлічне вапно можна застосовувати також і як основу під фресковий живопис, тобто при нанесенні малюнків розбавле-

ними у воді мінеральними фарбами на свіжу штукатурку (тинк). Такий фресковий живопис досить довговічний. Гідравлічне вап­но може застосовуватись і для стабілізації грунтів при будівницт­ві доріг з малою інтенсивністю руху. Розчини і бетони на гідравлічному вапні мають високу довговічність при експлуа­тації їх у повітряно-вологому середовищі.

Змінне зволожування і висушування, а також заморожування і розморожування негативно відбиваються на виробах із гідравлічного вапна через знижену їх густину.

Технологія цементу

Сировина для цементу

Портландцемент — гідравлічне в'яжуче, що добувається при сумісному тонкому подрібненні клінкеру з гіпсом, а іноді і з до­бавками. Первинною сировиною для портландцементу є вапняк і глина. Клінкер добувають випалюванням до спікання сировин­ної суміші вопняку і глини певного складу, що забезпечує перева­жання високоосновних силікатів кальцію.

Гіпс у портландцемент вводять для регулювання терміну ту­жавіння і підвищення міцності. Розрізняють портландцемент без добавок, портландцемент з мінеральними добавками і иілакопорт-ландцемент. У портландцемент з мінеральними добавками доз­воляється вводити доменові або електротермофосфорні шлаки у кількості до 20, активні добавки осадного походження — до 10, активні добавки вулканічного походження — до 15% маси в'яжу­чого. Шлакопортландцемент повинен містити не менше 21 і не більше 80% домнових гранульованих або електротермофосфор-них шлаків.

При виробництві портландцементу дозволяється вводити не більше 5% добавок, що прискорюють тверднення або підвищу­ють міцність (кренти, сульфоалюмінатні і сульфоферитні продук­ти, випалені алуніти, каоліни).

Тепер у практиці світового будівництва портландцемент є ос­новним матеріалом для виробництва бетону, залізобетону та буді­вельних розчинів. Якість і властивості портландцементу визначаю­ться в основному складом і структурою клінкеру. Добавки, що вво­дяться, лише деякою мірою регулюють ті чи інші його властивості.

Вапняк при випалюванні розкладається:

а глинисті матеріали в рекцію на оксиди потім вступають в реакцію з СаО і утворюють мінерали:

і еліт — основний мінерал майбутнього цементу.

Тобто, основними і обов'язковими оксидами у складі цемент­ного клінкеру є оксид кальцію, кремнезем, глинозем, оксид заліза. їх вміст у клінкері становить (95...97)%.

Про якість клінкеру певною мірою можна судити за даними його хімічного аналізу. Хімічний аналіз готового портландце­менту не є показовим, оскільки введені під час помелу добавки змінюють його склад.

Як уже зазначалось, першим за вмістом і значенням є оксид кальцію СаО. Чим більше у цементі СаО, тим більш високоміцним і швидкотверднучим він буде. Однак обов'язкова умова добування високоякісного клінкеру — повне зв'язування СаО кислотними ок­сидами. СаО, що залишився у вільному стані, викликає нерівномір­ність зміни об'єму, оскільки під час випалювання клінкеру в резуль­таті високої температури він отримується намертво випаленим і не гаситься під час замішування цементу водою, а гідратується в уже затверділому цементі, викликаючи появу небезпечних напруг. Це­менти з підвищеним вмістом СаО під час тверднення виділяють значну кількість теплоти, мають знижену водостійкість.

Кремнезем — одна з найважливіших складових частин клінке­ру. Він зв'язує СаО у силікати, здатні до гідравлічного тверднення.

Глинозем — основний компонент алюмінатів, підвищення йо­го вмісту зумовлює швидке тужавіння і прискорене тверднення. Цементи з підвищеним вмістом глинозему мають низькі сульфа-то-і морозостійкість.

Оксид заліза поліпшує спікання клінкеру, а також є фарбу­вальним оксидом.