Технологическая линия по производству гидравлической комовой и молотой извести

где V - объем 1 н раствора соляной кислоты, пошедший на титрование, мл;

ТСаО - титр 1 н раствора соляной кислоты выраженный в г. СаО; G - масса навески извести, г.

1.2.2.2. Определение содержания активной окиси магния трилонометрическим методом:

Массу навески извести 0,5 г помещают в стакан вместимостью 200 - 250 мл, смачивают ее водой и прибавляют 30 мл 1 н соляной кислоты. Стакан закрывают часовым стеклом и нагревают в течение 8 - 10 мин до температуры кипения, затем часовое стекло ополаскивают дистиллированной водой и после охлаждения раствор переливают в мерную колбу вместимостью 250 мл, доливают дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. После отстаивания раствора отбирают пипеткой 50 мл, переносят в коническую колбу вместимостью 250 мл и добавляют 50 мл дистиллированной воды, 5 - 10 мл аммиачного буферного раствора, 5 - 7 капель кислотного хром темно-синего индикатора и титруют при сильном взбалтывании 0,1 н раствором трилона Б до перехода красной окраски раствора в сине-зеленую или синюю.

По окончании титрования отмечают объем V1 израсходованного трилона Б в миллилитрах.

Из этой же мерной колбы отбирают 50 мл раствора в коническую колбу вместимостью 250 мл, приливают 100 мл дистиллированной воды и перемешивают. Затем добавляют 3 мл триэтаноламина, 25 мл 20 %-ного раствора едкого калия и вновь перемешивают. Через 1 - 2 мин добавляют на кончике шпателя флуорексон и титруют раствором трилона Б до перехода флуоресцирующей розово-зеленой окраски раствора в устойчивую розовую при наблюдении на черном фоне. Отмечают объем V2 израсходованного раствора трилона Б в миллилитрах.

Содержание активной окиси магния А2 в процентах вычисляют по формуле

где V1 - объем 0,1 н раствора трилона Б, пошедший на титрование СаО + МgО, мл; V2 - объем 0,1 н раствора трилона Б, пошедший на титрование СаО, мл; TMgO - титр 0,1 н раствора трилона Б, выраженный в г MgO; 5 - коэффициент, учитывающий определение MgО в аликвотной части раствора; G - масса навески извести, г.

Содержание активных окисей кальция и магния А в процентах определяется суммой величин A1 + A2.

2.1. Определение содержания непогасившихся зерен:

В металлический сосуд цилиндрической формы вместимостью 8 - 10 л наливают 3,5 - 4 л нагретой до температуры 85 - 90 °С воды и всыпают 1 кг извести, непрерывно перемешивая содержимое до окончания интенсивного выделения пара (кипения). Полученное тесто закрывают крышкой и выдерживают 2 ч, затем разбавляют холодной водой до консистенции известкового молока и промывают на сите с сеткой № 063 слабой непрерывной струей, слегка растирая мягкие кусочки стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Остаток на сите высушивают при температуре 140 - 150 °С до постоянной массы. Содержание непогасившихся зерен в процентах вычисляют по формуле:

где m - остаток на сите после высушивания, г.

2.2. Определение влажности:

Массу навески 10 г помещают в предварительно высушенный до постоянной массы и взвешенный бюкс с крышкой и сушат в сушильном шкафу при температуре 105 - 110 °С. В сушильном шкафу должен быть бюкс с натронной известью для улавливания СО2 воздуха. Во время сушки крышку бюкса приоткрывают. Через 2 ч бюкс плотно закрывают крышкой, извлекают из сушильного шкафа, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Высушивание повторяют до постоянной массы. Время контрольного высушивания 30 мин.

Влажность извести W в процентах вычисляют по формуле:

где G - масса навески извести, г; G1 - масса навески извести после высушивания, г.

2.3. Определение степени дисперсности порошкообразной извести:

Массу навески 50 г, предварительно высушенную при температуре 105 - 110 °С до постоянной массы, просеивают через сита с сетками № 02 и 008. Просеивание считают законченным, если при контрольном просеивании в течение 1 мин через указанные сита проходит не более 0,1 г извести. Степень дисперсности С.Д. в процентах вычисляют по формуле

где т - остаток на сите, г.

2.4. Определение предела прочности при изгибе и сжатии образцов из гидравлической извести:

Определение предела прочности при изгибе и сжатии производят на образцах-балочках по ГОСТ 310.1-76 и ГОСТ 310.4-76 со следующими изменениями:

Одну часть гидравлической извести смешивают с тремя частями нормального песка, вливают воду в количестве около половины от общего объема, потребного для получения раствора с расплывом конуса 110 - 115 мм. Перемешанную массу охлаждают до 25 - 30 °С, добавляют остальное количество воды до достижения раствором указанной консистенции, перемешивают в течение 2 мин и переносят в мешалку.

В ванне с гидравлическим затвором образцы, освобожденные от форм, выдерживают 5 - 6 суток над водой и 21 сутки в воде.

2.5. Определение температуры и времени гашения извести:

Для определения температуры и времени гашения извести используют бытовой термос вместимостью 500 мл.

Mассу навески извести G в граммах рассчитывают по формуле:

где А - содержание активных окисей кальция и магния в извести, %.

Массу навески G помещают в термосную колбу, вливают 25 мл воды, имеющей температуру 20 °С, и быстро перемешивают деревянной отполированной палочкой. Колбу закрывают пробкой с плотно вставленным термометром на 100 °С и оставляют в покое. Ртутный шарик термометра должен быть полностью погружен в реагирующую смесь. Отсчет температуры реагирующей смеси ведут через каждую минуту, начиная с момента добавления воды. Определение считается законченным, если в течение 4 мин температура не повышается более чем на 1 °С.

За время гашения принимают время с момента добавления воды до начала периода, когда рост температуры не превышает 0,25 °С в минуту[2].

2.6. Определение равномерности изменения объема извести:

Равномерность изменения объема извести определяется по ГОСТ 310.3-76 со следующими изменениями:

Образцы-лепешки готовят из смеси извести и портландцемента по ГОСТ 10178-76. Массу навески извести 30 - 40 г затворяют водой до консистенции теста и охлаждают до температуры 25 - 30 °С, затем добавляют 30 - 40 г цемента, доливают воду и перемешивают до образования теста нормальной густоты. За нормальную густоту теста принимается такая его консистенция, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит до пластины 7 - 11 мм. Форма и размеры кольца должны соответствовать указанным на черт. 2. Полученное тесто делят на 2 равные части для приготовления лепешек толщиной 0,7 - 0,8 см и диаметром 6 - 7 см.

Черт. 2

Лепешки выдерживают в ванне с гидравлическим затвором в течение 24 ± 2 ч. Затем вместе с пластиной переносят в бачок на решетку для пропаривания, расположенную на расстоянии не менее 3 см над уровнем воды. Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 2 ч. Через час производят осмотр образцов. Если обнаруживаются признаки неравномерности изменения объема, то испытание прекращают. Известь считается соответствующей требованию равномерности изменения объема, если на поверхности лепешек не обнаружится радиальных трещин, доходящих до краев, или сетки мелких трещин, а также каких-либо искривлений, увеличения объема и образования непрочной рыхлой структуры лепешек.

2.7. Коэффициент вариации К в процентах рассчитывают по результатам испытаний извести, произведенной за квартал по формуле:

где Хi - содержание активных CaO + MgO в извести отдельной (i-й) партии, %;

• - среднее содержание активных CaO + MgO в извести за квартал, %;

п - количество партий извести, произведенной за квартал[2].

1.5. Условия разрушения композита

По механизму разрушения разделяют три вида коррозии:

I. Коррозия первого вида. Происходит в мягкой слабоминерализованной или не минерализованной воде, в которой камень растворяется, теряет несущую способность и массу (физико-химические процессы растворения):

CaO·SiO2·nH2O + H2O =  Ca(OH)2 + Si(OH)4

где Ca(OH)2 – хорошо растворимое соединение (гидроксид кальция); Si(OH)4 – гель кремниевой кислоты, хорошо растворимое соединение.

2СaO·Fe2O3·nH2O + H2O =  СaO·Fe2O3·nH2O + Ca(OH)2

2СaO·Al2O3·nH2O +  H2O  =  СaO·Al2O3·nH2O + Ca(OH)2

где  Ca(OH)2 – хорошо растворимое соединение (выщелачивание).

II. Коррозия второго вида происходит при действии на цементный камень агрессивных веществ, которые, вступая во взаимодействие с составными частями цементного камня, образуют либо легкорастворимые и вымываемые водой соли, либо аморфные массы, не обладающие связующими свойствами (кислотная, магнезиальная коррозия, коррозия под влиянием некоторых органических веществ и т. п.). На камень действует среда, растворяющая камень за счет химических реакций (химический процесс растворения):

действие грунтовых вод:

CaO·SiO2·nH2O + H2O + HCO-3  =  CaHCO3 + Si(OH)4

где CaHCO3 – хорошо растворимое соединение (стиральная сода).

Коррозия под действием органических кислот, как и неорганических, быстро разрушает цементный камень. Вредное влияние оказывают и масла, содержащие кислоты жирного ряда (льняное, хлопковое, рыбий жир и т. п.). Нефть, нефтяные продукты (керосин, бензин, мазут, нефтяные масла) не опасны для цементного бетона, если в них нет остатков кислот, но они легко проникают через бетон. Продукты разгонки каменноугольного дегтя, содержащие фенолы, оказывают агрессивное воздействие на бетон.

Коррозия возникает и под действием минеральных удобрений, особенно аммиачных (аммиачная селитра и сульфат аммония). Аммиачная селитра, состоящая в основном из NH4NO3, действует на гидроксид кальция:

Са(ОН)2 + 2NH4NO3 + 2НаО = Ca(NO3)2 · 4Н2О + 2NO3

Образующийся нитрат кальция хорошо растворяется в воде и вымывается из бетона. Из фосфорных удобрений агрессивен суперфосфат, состоящий в основном из Са(Н2РО4)2, гипса и содержащий небольшое количество свободной фосфорной кислоты.

Углекислотная коррозия является разновидностью общекислотной коррозии. Она развивается при действии на цементный камень воды, содержащей свободный диоксид углерода в виде слабой угольной кислоты сверх равновесного количества. Избыточная (агрессивная) углекислота разрушает ранее образовавшуюся карбонатную пленку вследствие образования хорошо растворимого бикарбоната кальция:

СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2

Магнезиальная коррозия наступает при воздействии на гидроксид кальция растворов магнезиальных солей, которые встречаются в грунтовой, морской и других водах. Наиболее характерные реакции для этого вида коррозии проходят по следующей схеме:

Са(ОН)2 + MgCl2 = СаС12 + Mg(OH), Са(ОН)2 + MgSO4 = CaSO4·2H2O + Mg(OH)2

Хлорид кальция и двуводный сульфат кальция хорошо растворимы в воде и вымываются из цементного камня. К тому же двуводный сульфат кальция возникает с увеличением объема, что ускоряет появление трещин в бетоне, а также коррозию третьего вида. Гидроксид магния малорастворим в воде, но выпадает в осадок в виде рыхлой аморфной массы, не обладающей связностью, которая также легко вымывается из бетона. Меры защиты от магнезиальной коррозии те же, что и при коррозии первого вида.

III. Коррозия третьего вида объединяет процессы, при которых компоненты цементного камня, вступая во взаимодействие с агрессивной средой, образуют соединения, занимающие больший объем, чем исходные продукты реакции. Это вызывает появление внутренних напряжений в композите и его растрескивание. Характерной коррозией этого вида   является   сульфатная коррозия.   Сульфаты, часто содержащиеся в природной и промышленных водах, вступают в обменную реакцию с гидроксидом кальция, образуя гипс CaSO4·2H2O. Разрушение цементного камня в этом случае вызывается кристаллизационным давлением кристаллов двуводного гипса (гипсовая коррозия). Такая коррозия происходит при значительных концентрациях сульфатов в воде.

Кислотная коррозия возникает при действии растворов любых кислот, за исключением поликремниевой и кремнефтористоводородной. Кислота вступает в химическое взаимодействие с гидроксидом кальция, образуя растворимые соли (например, СаС12) и соли, увеличивающиеся в объеме (CaSO4·2H2O):

Са(ОН)2 + 2НС1 = СаС12 + 2Н2О + Са(ОН)2 + H2SO4 = CaSO4·2H2O

Под действием кислот могут разрушаться также и гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция, превращаясь в кальциевые соли и аморфные бессвязанные массы: SiO2·nH2O, A12(OH)3, Fe2(OH)3.

Оценка степени разрушения ведется по показателю химической стойкости:

Коэффициент химической стойкости:

К 6 мес х.ст.=R в среде/ R в чистой воде,

где R в среде – предел прочности на сжатие образца в какой-либо среде;

R в чистой воде - предел прочности на сжатие образца в чистой воде;

Материал считается химически стойкий, если потеря прочности за срок испытания (6 месяцев) составляет < 20 – 30%.

Стойкость в первом виде коррозии оценивают по растворимости в воде, г/литр.

1.6. Область применения гидравлической извести

Гидравлическую известь применяют при изготовлении строитель­ных растворов обладающих повышенной водостойкостью и прочностью, для производства известково-пуццолановых цементов, легких и тяже­лых бетонов низких марок. Известково-пуццолановые цементы на гидравлической извести отличаются повышенными прочностью и воздухостойкостью. Гидравлическую известь можно применять также и в качестве основы под фресковую живопись, т. е. при нанесении рисун­ков разбавленными в воде минеральными красками на свежую штука­турку. Такая фресковая живопись весьма долговечна. Гидравлическая известь окрашена в светлые тона: белый, кремовый. Поэтому из нее при добавлении соответствующих минеральных пиг­ментов можно получить цветную известь, которая употребляется как декоративно-отделочный материал. Пигменты, вводимые в известь, должны быть щелочестойкими. К таким пигментам, в первую очередь, относятся: охра, сурик, мумия. Для окрашивания растворов можно вво­дить также молотый красный кирпич. Количество пигмента обычно не превышает 5 % по массе. Гидравлическая известь может применяться и для стабилизации грунтов при строитель­стве дорог с малой интенсивностью движения. Растворы и бетоны на гидравлической извести обладают высокой долговечностью при эксплуа­тации их в воздушно-влажной среде.