Известь

Известь

ИЗВЕСТЬ, окись металла кальция - СаО (негашеная известь) или гидрат окиси того же металла - Са(ОН)2 (гашеная известь). Негашеная известь (едкая известь, кипелка) получается путем обжига б. или м. чистых известняков - СаСО3; действием воды (гашением) она превращается в гашеную известь - порошок (пушонка) или тесто, в зависимости от количества прилитой воды.

Воздушная известь обладает способностью твердеть только на воздухе; гидравлическая известь может твердеть и под водой. Образование СаО и Са(ОН)2 идет по следующим реакциям:

СаСО3 = СаО +СО2;

СаО + Н2О = Са(ОН)2    +15,5 Cal.

Будучи замешена с водой и песком в строительный раствор, гашеная известь, поглощая углекислоту из воздуха, постепенно твердеет; при этом выделяется часть химически связанной воды (сырость зданий в течение некоторого времени после постройки). Песок образует скелет, не изменяющий своего объема при высыхании, и, одновременно увеличивая пористость раствора, облегчает проникание в раствор углекислоты; кроме того, песок понижает стоимость раствора.

Для получения полно и быстрогасящейся извести пригодны известняки, не содержащие глинистых примесей или содержащие их в количестве, не превышающем 10%. Содержание примесей в количестве 10% и более ведет к тому, что известь получается тощей, не дающей жирного теста и менее выгодной в строительстве. Разложение известняков при обжиге (диссоциация) происходит при температуре около 900°; на практике обжиг ведется при температуре около 1200°. Из 100 весовых частей химически чистого СаСО3 получается 56 весовых частей СаО и 44 весовых части СО2. При содержании в известняках примесей выход продукта соответственно увеличивается. Выделение углекислого газа из СаСО3 при его прокаливании затрудняется в присутствии того же газа, вследствие чего в печах устанавливают усиленную тягу; кроме того, в печь вводят водяной пар для понижения давления углекислого газа. При обжиге доломитизированных известняков выход готового продукта уменьшается. Так как магнезия (MgO) является хорошим плавнем для глинистых примесей и MgCО3 теряет свою углекислоту легче, чем СаСО3, то обжиг доломитизированных известняков, загрязненных глинистыми примесями, ведут при более низкой температуре. При этом, однако, значительная часть СаСО3 остается неразложенной и представляет собой недожог. При сильном обжиге доломитицированных известняков получается спекание материала, которое влечет за собой медленное и позднее гашение части известкового раствора, т. н. пережог. Теоретический расход тепла на разложение чистого СаСО3 составляет на 1 граммолекулу 42520 cal, a MgCО3 - 28900 cal; практически же расход тепла значительно больше.

Обжиг известняков производится в печах периодического действия (напольных или постоянных) и непрерывного действия (шахтных, кольцевых и вращающихся). Напольная печь, так называемая куча (фиг. 1), складывается из кусков предназначенного для обжига известняка; при короткопламенном топливе известняк укладывают слоями вперемежку с углем, а при длиннопламенном (обычно дрова) из кусков известняка выкладывают особые очелки для сжигания топлива.

Напольная печь (куча) складывается из кусков предназначенного для обжига известняка

Печи периодического действия в настоящее время выходят из употребления и заменяются непрерывно действующими печами, главным образом шахтного типа, которые также разделяются на короткопламенные и длиннопламенные.

В короткопламенных печах каменный уголь переслаивается со слоями известняка по всей площади печной шахты; в длиннопламенных шахтных печах (фиг. 2) топливо (дрова, торф, длиннопламенный уголь, генераторный газ) сжигается в специальных топках, расположенных по окружности печной шахты.

Длиннопламенная шахтная печь

В газовых печах генераторный газ либо вырабатывается в генераторах, устроенных при печи (фиг. 3), либо подводится к топкам (горелкам) по особым газопроводам от отдельно стоящего генератора.

Генераторный газ вырабатывается в генераторах, устроенных при печи

Кольцевая, непрерывно действующая печь, обычно применяющаяся для обжига строительного кирпича, может также служить и для обжига известняков. Вращательные печи (трубы-печи), основной тип которых нашел себе широкое применение в производстве портландцемента, начинают применять для получения извести при некоторых изменениях в их конструкции; так, во вращательной печи Мейера (фиг. 4) вместо двух обычных барабанов имеются три; в двух ее верхних барабанах горячие газы движутся не навстречу сжигаемому материалу, а идут в одном направлении с ним.

Вращательная печь Мейера

Последнее обстоятельство предупреждает пережог материала в случае обжига мергельных известняков. В нижнем барабане обожженный материал охлаждается. Применение вращательных печей целесообразно там, где сырой материал (известняк) мягок, механически непрочен, рассыпается при обжиге и не допускает обжига в шахтных печах. Эти печи еще не получили широкого распространения.

При выходе из печи кипелка сохраняет форму кусков известняка, немного уменьшившихся в объеме (не более 14%). Удельный вес ее - 3,2; вес единицы объема (1 л) - от 0,77 до 1,7%. Если известняк был чистый, то и цвет полученной кипелки бывает белый. Мергельные известняки дают известь серого или желтоватого цвета. На воздухе кипелка поглощает пары воды и углекислоту. Раствор, приготовленный на погасившейся таким путем извести, обычно плохо или совсем не твердеет. Поэтому приходится полученную кипелку хранить соответственным образом или же гасить ее в порошок; в этом виде хранить известь проще и удобнее. Чтобы лучше сохранить кипелку, ее располагают следующим образом: на дощатый пол, положенный на сухом месте, насыпают слой сухого песка, на него - небольшой слой кипелки, которую спрыскивают водой, и на получившуюся пушонку укладывают плотно куски кипелки; верхний ряд кучи снова поливают водой и на образовавшийся сверху слой пушонки опять насыпают песок. При таком способе хранения, предложенном Вика, кипелка сохраняется в течение года без заметного изменения. На известковообжигательных заводах для удобства перевозки и хранения извести ее обыкновенно гасят водой; лучшим способом считается гашение паром. На фиг. 5 изображен аппарат для гашения, состоящий из прочного железного котла, вращающегося на оси и имеющего два герметически закрывающихся рабочих отверстия.

Аппарат для гашения извести

В котел помещают кипелку, впускают необходимое для реакции количество воды и закрывают рабочее отверстие. Благодаря повышению температуры и давлению в котле, гашение извести протекает быстро и полно. При гашении извести в пушонку объем получаемого порошка в 3—3,5 раза больше объема кипелки. Удельный вес чистой гашеной извести 2,1. Вес единицы объема (1 л) пушонки 0,403—0,443 кг в рыхлом состоянии и 0,675—0,704 кг в утрясенном состоянии. При гашении извести в тесто происходит наибольшее увеличение объема, дающее возможность делать большие добавки песка (в пропорциях от 1:2 до 1:4) в строительный раствор. Гашение кипелки в тесто производят в ямах (творилах). Из 1 кг кипелки получается 1,81—3,24 л нормально-густого известкового теста. Известковое тесто, сильно разведенное водой, с удельным весом менее 1,3, называется известковым молоком. В 100 весовых частях воды при температуре 15° растворяется 0,170 весовых части Са(ОН)2 (известковая вода). Требования, предъявляемые к доброкачественной воздушной извести, следующие: 1) количество негасящихся частиц, остающихся на сите (9 отверстий на 1 см2), не должно превышать 10%; 2) сопротивление разрыву через 28 дней по изготовлении раствора из 1 ч. известкового теста (содержащего 50% воды) и 4 ч. песка (по весу) д. б. не менее 2 кг на 1 см2, а сопротивление сжатию - не менее 6 кг на 1 см2.

Гидравлическая известь - продукт, получаемый умеренным обжигом мергелистых известняков, содержащих не менее 75% СаСО3; при содержании в мергеле менее 75% СаСО3 получаемый после обжига продукт не обладает способностью гаситься водой. Химический состав гидравлической извести очень разнообразен и обычно выражается т. н. гидравлическим модулем (гидромодуль). Это число показывает соотношение между известью и глинистой составной частью в готовом продукте:

Izvest 6

Скорость схватывания и твердения раствора гидравлической извести зависит также от отношения в мергелистой извести количества кремнезема к глинозему. Для хороших гидравлических известей это отношение не д. б. менее 2,5; большее содержание глинозема дает очень быстро схватывающиеся извести. Обжиг гидравлической извести производят в печах, подобных шахтным печам для обжига обыкновенной извести. Температура обжига различна для отдельных мергелистых известняков и в среднем равна 900—1000°. При этих температурах углекислый кальций разлагается, глина расщепляется на глинозем и кремнезем, которые образуют с известью негидратизированные алюминаты и силикаты; присутствие их в строительном растворе и обусловливает его способность твердеть при действии воды. Гидравлическая известь у нас пока не вырабатывается, хотя условия для этого подходящие. В западных странах производство гидравлической извести довольно значительно: ею заменяют в подходящих случаях дорогой портландцемент. Удельный вес гидравлической извести - 2,8—2,9. Механические качества раствора, приготовленного из 1 весовой части гидравлической извести и 3 весовых частей песка, следующие:

Izvest 7

Статистико-экономические данные. Точных сведений о потреблении у нас извести теми или иными отраслями промышленности не имеется. В пятилетием плане промышленности строительных материалов на 1928/29—1932/33 гг. Главным строительным комитетом ВСНХ запроектирован следующий размер производства извести (в тыс. т):

Izvest 8

Для выполнения этого плана намечается строительство новых заводов за пять лет:

Izvest 9

 Главнейшими производственными объединениями в СССР являются: Новгородское объединение, Укрсиликат, Грязинские известковые заводы, Белгородско-Суджанский трест и др.

 

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 8 - 1929 г.