Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Лайм .
Известняковый карьер в Броннёй , Норвегия

Известь является кальцием отработанного неорганического минерала , состоящим в основном из оксидов , и гидроксид , обычно оксид кальция и / или гидроксид кальция . Это также название оксида кальция, который возникает в результате пожаров в угольных пластах и в измененных ксенолитах известняка в вулканических выбросах. [1] Слово « известь» впервые используется в качестве строительного раствора и имеет смысл прилипания или прилипания . [2]

Эти материалы по-прежнему используются в больших количествах в качестве строительных и инженерных материалов (включая изделия из известняка, цемента , бетона и строительного раствора ), в качестве химического сырья и , среди прочего , для рафинирования сахара . Производство извести и использование многих полученных продуктов восходит к доисторическим временам как в Старом, так и в Новом Свете. Известь широко используется для очистки сточных вод с сульфатом железа .

Камни и минералы, из которых получены эти материалы, обычно известняк или мел , состоят в основном из карбоната кальция . Они могут быть разрезаны, измельчены или измельчены и химически изменены. Сжигание ( прокаливание ) этих минералов в печи для обжига извести преобразует их в высоко каустической материала обожженной извести , негашеная известь или негашеной ( оксид кальция ) и, с помощью последующего добавления воды, в менее каустика (но все еще сильно щелочные ) гашеную известь или гашеная известь (гидроксид кальция , Ca (OH) 2 ), процесс которого называется гашением извести .

Когда этот термин встречается в сельскохозяйственном контексте, он обычно относится к сельскохозяйственной извести , которая сегодня обычно представляет собой измельченный известняк, а не продукт печи для обжига извести. В противном случае это чаще всего означает гашеную известь , поскольку более опасная форма обычно описывается более конкретно как негашеная известь или негашеная известь .

Производство [ править ]

В известняковой промышленности известняк - это общий термин для горных пород, содержащих 80% или более карбоната кальция или магния , включая мрамор , мел , оолит и мергель . Дальнейшая классификация производится по составу на известняки с высоким содержанием кальция, глинистые (глинистые), кремнистые , конгломератные , магнезиальные , доломитовые и другие . [3] Необычные источники извести включают кораллы, морские ракушки, кальцит и анкерит .

Известняк добывается в карьерах или шахтах . Часть извлеченного камня, выбранная в соответствии с его химическим составом и оптической гранулометрией , кальцинируется при температуре около 1000 ° C (1830 ° F) в различных типах печей для обжига извести с получением негашеной извести в соответствии с реакцией:

.

Перед использованием негашеный в увлажненном , который смешивает с водой, называется гашением, так что гашеная известь также известна как гашеная известь, и производятся в соответствии с реакцией:

.

Сухое гашение - это гашение негашеной извести водой, достаточной для гидратации негашеной извести, но для сохранения ее в виде порошка; ее называют гашеной известью. При влажном гашении добавляется небольшой избыток воды для гидратации негашеной извести до формы, называемой известковой замазкой.

Поскольку известь обладает адгезионными свойствами с кирпичами и камнями, ее часто используют в качестве связующего материала при кладке. Он также используется при побелке в качестве настенного покрытия, чтобы прикрепить побелку к стене.

Цикл [ править ]

Известковый цикл для извести с высоким содержанием кальция

Процесс, при котором известняк (карбонат кальция) превращается в негашеную известь при нагревании, затем в гашеную известь путем гидратации и естественным образом превращается в карбонат кальция при карбонизации, называется циклом извести . [4] Условия и соединения, присутствующие на каждом этапе цикла извести, оказывают сильное влияние на конечный продукт [5], таким образом, сложная и разнообразная физическая природа продуктов из извести.

Примером может служить гашеная известь (гидроксид кальция), смешанная с густой суспензией с песком и водой для образования строительного раствора . Когда кладка была уложена, гашеная известь в растворе медленно начинает реагировать с углекислым газом с образованием карбоната кальция (известняка) в соответствии с реакцией:

Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O.

Углекислый газ, который принимает участие в этой реакции, в основном присутствует в воздухе или растворен в дождевой воде [6], поэтому чистый известковый раствор не будет повторно карбонизироваться под водой или внутри толстой кирпичной стены.

Известковый цикл для доломитовой и магниевой извести не совсем понятен [5], но более сложен, потому что соединения магния также гашатся до периклаза, который гашется медленнее, чем оксид кальция, и при гидратации образуются несколько других соединений, таким образом, эти известь содержат включения портландита , брусита и т. магнезит и другие соединения гидроксикарбоната магния. Эти соединения магния имеют очень ограниченные, противоречивые исследования, в которых ставится под вопрос, могут ли они «... быть в значительной степени реактивными с кислотными дождями, которые могут привести к образованию солей сульфата магния». [7]Соли сульфата магния могут повредить строительный раствор при высыхании и перекристаллизации из-за расширения кристаллов по мере их образования, что известно как сульфатная атака .

Строительные материалы [ править ]

Известь, используемая в строительных материалах, широко классифицируется как «чистая», «гидравлическая» и «бедная» известь; [8] могут быть естественными или искусственными ; и может быть дополнительно идентифицирован по содержанию магния, такого как доломитовая или магниевая известь. Применения включают известковый раствор , известковую штукатурку , известковую штукатурку , известково-зольные полы , полосатый бетон , побелку , силикатную минеральную краску и известняковые блоки, которые могут быть разных типов . Качество многих видов обработанной извести влияет на то, как они используются. Римляне использовали два типа известкового раствора для изготовленияРимский бетон , который позволил им произвести революцию в архитектуре, иногда называют бетонной революцией .

Известь как строительный продукт обладает многими сложными качествами, включая обрабатываемость, которая включает в себя когезию, адгезию, содержание воздуха, содержание воды, форму кристаллов, долговечность плиты, растекаемость и текучесть; прочность сцепления; всесторонняя сила; назначить время; песчаная способность; гидрологичность; содержание свободной извести; паропроницаемость; гибкость; и устойчивость к сульфатам. На эти качества влияют многие факторы на каждом этапе производства и монтажа, включая исходные ингредиенты источника извести; добавленные ингредиенты до и во время розжига, включая включения соединений из выхлопных газов топлива; температура и продолжительность обжига; метод гашения, включающий горячее гашение (в песок и воду добавляют негашеную извести для приготовления раствора), гашение сухое и влажное гашение; соотношение смеси с заполнителямии вода; размеры и виды заполнителя; загрязняющие вещества в воде для смешивания; мастерство; и скорость высыхания во время отверждения. [9]

Чистая известь также известна как гашеная, обыкновенная, воздушная, гашеная, гашеная, травильная, гидратированная и с высоким содержанием кальция. Он состоит в основном из гидроксида кальция, который получают путем гашения негашеной извести (оксида кальция), и может содержать до 5% других ингредиентов. Чистая известь очень медленно схватывается из-за контакта с углекислым газом и влагой; это не гидравлическая известь, поэтому она не затвердеет под водой. Чистая известь имеет чисто белый цвет и может использоваться для побелки, штукатурки и строительного раствора. Чистая известь растворима в воде, содержащей углекислоту , природную слабую кислоту, которая представляет собой раствор углекислого газа в воде и кислотном дожде. поэтому она будет медленно вымываться, но эта характеристика также вызывает процесс самовосстановления или самовосстановления, когда растворенная известь может течь в трещины в материале и повторно осаждаться, автоматически восстанавливая трещину.

Полугидравлическая известь, также называемая частично гидравлической или серой известь, сначала затвердевает с водой, а затем продолжает затвердевать с воздухом. Эта известь похожа на гидравлическую известь, но содержит менее растворимый кремнезем (обычно минимум 6%) и алюминаты , затвердевает под водой, но никогда не затвердевает. [10]

Гидравлическую известь еще называют водяной известью . Гидравлическая известь содержит известь с кремнеземом или глиноземом, затвердевает под воздействием воды и может затвердеть под водой. [11] Натуральная гидравлическая известь (NHL) производится из известняка, который, естественно, содержит немного глины . Искусственную гидравлическую известь получают путем добавления форм кремнезема или оксида алюминия, таких как глина, к известняку во время обжига или путем добавления пуццолана к чистой извести. [10] Гидравлическая известь классифицируется по прочности: слабая , умеренная и в высшей степени.гидравлическая известь. Слабая гидравлическая известь содержит 5-10% глины, гашется за минуты и схватывается примерно за три недели. Он используется для менее дорогих работ и в мягком климате. Умеренно гидравлическая известь содержит 11-20% глины, гашется в течение одного-двух часов и застывает примерно за одну неделю. Применяется для более качественных работ и наружных стен в морозном климате. В высшей степени гидравлическая известь содержит 21-30% глины, гасится очень медленно и застывает примерно через сутки. Он используется в суровых условиях, например, во влажных помещениях и рядом с соленой водой. Гидравлическая известь не совсем белого цвета. «Степень гидравлической прочности строительных растворов будет влиять на многие характеристики. Выбрав соответствующее соотношение глины и известняка, растворы, карбонизирующиеся или гидравлически затвердевающие в различной степени, могут быть разработаны для конкретных требований применения, таких как время схватывания, прочность,цвет, прочность, морозостойкость, удобоукладываемость, скорость схватывания в присутствии воды, паропроницаемость и др. »[11]

Плохой лайм также известен как постный или скудный лайм. Плохая известь схватывается и застывает очень медленно и имеет слабую адгезию. Бедный лайм имеет серый цвет.

Магниевая известь содержит более 5% оксида магния (BS 6100) или 5-35% карбоната магния (ASTM C 59-91). [12] Доломитовая известь имеет высокое содержание магния - 35-46% карбоната магния (ASTM C 59-91). [12] Доломитовая известь названа в честь Доломитовых Альп в итальянских и австрийских Альпах. [13]

В Соединенных Штатах Америки наиболее часто используемая кладочная известь - это гашеная известь типа S, которая предназначена для добавления в портландцемент для улучшения пластичности , водоудержания и других качеств. Буква S в типе S означает особый, что отличает ее от гашеной извести типа N, где N означает нормальную. Особые атрибуты типа S - это его «... способность к развитию высокой ранней пластичности и более высокой водоудерживающей способности, а также за счет ограничения содержания в нем негидратированного оксида». [14] Термин «тип S» появился в 1946 году в стандарте ASTM C 207 «Гидратированная известь для каменных целей». Известь типа S почти всегда представляет собой доломитовую известь, гидратированную под действием тепла и давления в автоклаве и используемую в строительном растворе, штукатурке , штукатурке и штукатурке.. Известь типа S не считается надежным связующим веществом в строительном растворе из-за высоких температур горения во время производства.

Канкар лайм, известь, сделанная из канкара, который представляет собой форму карбоната кальция.

Селенитная известь, также известная как цемент Скотта в честь Генри Янга Дарракотта Скотта, представляет собой цемент из серого мела или аналогичной извести, такой как в Lias Group , с добавлением около 5% гипсовой штукатурки (кальцинированного гипса ). [10] Селенит - это разновидность гипса, но селенитовый цемент может быть изготовлен с использованием любой формы сульфата или серной кислоты. [15] Сульфат задерживает гашение, заставляет цемент схватываться быстрее и прочнее.

Римский бетон [ править ]

Основная статья: римский бетон

Римляне изготавливали бетон , смешивая известь и вулканический пепел, чтобы вызвать пуццолановую реакцию . Если его смешать с вулканическим туфом и поместить под морскую воду, морская вода гидратирует известь в результате экзотермической реакции, которая затвердевает. [16]

См. Также [ править ]

  • Известь сельскохозяйственная и известкование (почва)
  • Кальцизол (тип почвы)
  • Эко-цемент
  • Скрыть клей
  • Limelight
  • Умягчение извести (водоподготовка)
  • Лимонад
  • Известкование (обработка кожи)
  • Штукатурка
  • Саскаб : строительный и дорожный материал ( Центральная Америка )
  • Натриево-известковое стекло

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Известь в Справочнике по минералогии" (PDF) . Проверено 24 апреля 2017 года .
  2. ^ "Интернет-словарь этимологии" . Проверено 24 апреля 2017 года .
  3. ^ Lazell, Эллис Уоррен. Гашеная известь; история, производство и использование в штукатурке, растворе, бетоне; пособие для архитектора, инженера, подрядчика и строителей. Питтсбург: Jackson-Remlinger Printing Co., 1915. 21. Печать.
  4. ^ "Цикл извести" . 27 октября 2011 . Проверено 24 апреля 2017 года .
  5. ^ a b Кшиштоф Кудлач, «Фазовые переходы в круговороте извести: значение для сохранения наследия». Апрель 2013 г. Университет Гранады.
  6. ^ Британская ассоциация извести
  7. ^ Хизер Хартсхорн, "Растворы из доломитовой извести: осложнения карбонизации и восприимчивость к кислым сульфатам" Тезис. Май 2012 г. Колумбийский университет
  8. ^ Раджпут, РК. Инженерные материалы: (включая строительные материалы) . 3-е изд. Нью-Дели: S. Chand & Co. Ltd. 2006. 74. Печать
  9. ^ "С. Павия и С. Каро," Петрографическое исследование под микроскопом строительного раствора и керамических технологий для сохранения построенного наследия " " . Проверено 24 апреля 2017 года .
  10. ^ a b c Хит, штат Аризона. Пособие по извести и цементу, их обработке и использованию в строительстве . Лондон: E. & FN Spon ;, 1893. 6. Печать.
  11. ^ a b "Джон У. Харрисон," Газирование и гидравлические растворы - разница не только в связующем. Агрегаты также важны. " " (PDF) . Проверено 24 апреля 2017 года .
  12. ^ a b Хьюлетт, Питер К. Химия цемента и бетона Ли . 4. изд. Амстердам: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2004. 27. Печать.
  13. ^ Хизер Хартсхорн, "Растворы из доломитовой извести: осложнения карбонизации и восприимчивость к кислым сульфатам", Диссертация 2012 Колумбийский университет
  14. ^ ASTM C 207 цитируется в книге Маргарет Л. Томсон, «Почему гидратированная известь типа S является особенной?». Международный симпозиум по строительной извести 2005 г. Орландо, Флорида, 9-11 марта 2005 г.
  15. ^ Смит, Перси Гиллемар Ллевеллин. Примечания по строительству зданий: составлены в соответствии с требованиями программы Департамента науки и искусства Комитета Совета по образованию Южного Кенсингтона .... 2-е изд. Лондон: Ривингтонс, 1879. Печать.
  16. ^ "Римский бетон с морской водой содержит секрет сокращения выбросов углерода" . Лаборатория Беркли . Проверено 14 июня 2013 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • JAH Oates, Projet de. Известь и известняк - химия и технология, производство и использование. Wiley-VCH, ISBN 3-527-29527-5 (1998) 
  • Геологическая служба США

Внешние ссылки [ править ]

  • Национальная ассоциация извести (США и Канада)
  • Британская ассоциация извести
  • Форум Building Limes (Великобритания)
  • Европейская ассоциация извести (EULA)
  • Глоссарий Роберта В. Пиварзика, Публичные библиотеки Санта-Крус, Калифорния