Использование молотой слюды для повышения долговечности руберойда

В США для повышения погодоустойчивости и долговечности мягких кровельных материалов широко используется молотая слюда. Потребление ее в производстве мягкой кровли за последние годы значительно возросло. В 1957 г. средний удельный расход слюды на 1 ООО м2 битуминозных покровных материалов составил 40,3 кг против 3,2 кг в 1928 г.

Для покрытия потребности в молотой слюде ряд крупных месторождении слюды "мусковит» разрабатывается на добычи рудничных скрапов. Используется также слюда, восстановленная из каолина и слюдяного сланца. Скрап и молотая слюда, главным образом, из собственных месторождений, составляют около 90% общего потребления слюды в США.

По данным ежегодника «Минерале Ирбук» за 1957 г., на кровельные материалы расходуется листовая слюда сухого помола. В фирменном каталоге общества «Слюда — Стауфорд» (Коннектикут) указывается на широкое применение слюды с размером частиц от 16 до 60 ыеш. «в качестве разъединительной посыпки асфата; кровельных материалов и для создания на них погодоустойчивой поверхности».

Многие районы страны, в которых ведется большое строительство, до сих пор испытывают недостаток в цементе. В ряде мест ощущается также нехватка извести, особенно для производства различного рода строительных изделий из силикатного бетона. Между тем большое количество этих вяжущих все еще расходуется на приготовление кладочных и штукатурных растворов, хотя в данном случае чаще всего можно использовать местные материалы.

К такого рода доступным и дешевым материалам относится карбонатная известь, представляющая собой тонкомолотую смесь из 30—40% извести- кипелки и 70—60% известняка или мела. Выпуск карбонатной извести может быть легко налажен на многих известковых заводах, что даст возможность значительно увеличить их производственную мощность.

Для широкого внедрения карбонатной извести в практику строительства необходимо, чтобы производственники и строители имели достаточно пот- робное представление о свойствах этого вяжущего материала.

Как известно, в ряду соединении, обладающих вяжущими свойствами, окись кальция наиболее склонна к гидратации.

Скорость гидратации извести зависит от температуры обжига, а также содержания в ней примесей и, прежде всего, окиси магния. Повышая температуру обжига, можно замедлить скорость гидратации, что приведет к получению более прочных растворов. Но есть основание опасаться, что в их составе окажется значительное количество непогасившихся частиц СаО и MgO, которые, как известно, с той или другой скоростью будут в дальнейшем гидратироваться с увеличением объема в затвердевшем растворе.

Если таких частиц немного, а скорость их гидратации сравнительно невелика, то разрешения затвердевшего раствора может н не быть, так как возникающие объемные изменения будут уравновешены возможностями самой системы. Если же ткется значительное количество непогашенных частиц СаО и .MgO, а скорость их гидратации относительно высока, то прочность таких растворов со временем может снизиться до нуля из-за избыточных объемных деформаций в течение короткого времени.

Следовательно, чем меньше взято воды для приготовления раствора на молотой негашеной извести, тем больше негидратированных частиц СаО и MgO остается в нем и тем быстрее твердеет раствор, а, стало быть, больше вероятность его разрушения. При использовании сильно обожженной извести с повышенным содержанием окиси магния и других примесей требуется меньше воды для получения удобообрабатываемых растворов. Растворы, приготовленные на такой извести, могут разрушиться. Таким образом, высокие гидратационные свойства окиси кальция в обычных условиях не могут быть в полной мере использованы из-за разрушительных объемных деформаций, появляющихся вследствие гидратации СаО и MgO в затвердевших растворах или изделиях.

Теоретически можно предполагать, что путем введения в растворы на негашеной извести сильных замедлителей гидратации можно и при небольшом содержании воды в растворе настолько уменьшить объемные деформации, что они не будут заметно проявляться достаточно длительное время. Гидратация СаО и MgO пройдет далеко не до конца и система как-бы застынет в ложном равновесии. Но такая система очень ненадежна и может при определенных условиях разрушиться. Некоторые замедлители гашения извести, например двуводный гипс, повышают прочность растворов на негашеной извести и устойчивость их во времени. Но это происходит только в случае, когда содержание непогасившихся СаО и MgO в затвердевшем растворе не превышает определенного значения.

Для получения устойчивых растворов на молотой негашеной извести нужно вводить в раствор столько воды, сколько необходимо для того, чтобы реакция гидратации СаО и MgO проходила, главным образом, до затвердения раствора. Такие известково-песчаные растворы в обычных условиях будут иметь невысокую прочность, но зато они относительно устойчивы во времени. Однако из-за условий удобообрабатываемости не всегда можно ввести необходимое количество воды. Растворы на сильно обожженной извести, а также на извести, содержащей повышенное количество MgO и других примесей, требуют для получения необходимой удобообрабатываемости небольшого количества воды и поэтому, как уже отмечено, склонны разрушаться.

Количество воды на единицу веса СаО и MgO можно увеличить путем снижения держания извести в растворе. Но простое количества извести делает этот раствор. Поэтому, уменьшая содержание извести, на то внести в раствор тонкодневное вещество (известняк, мел, мрамор), которое обрабатываемым п в необходимо;, мере прочным. Так получается карбонатная известь, состоящая главным образом из окисида и карбоната кальция.

В природе карбонат кальция широко распространен в виде кальцита (СаС03). Изредка встречается гидратная форма карбоната кальция — СаС. Следовательно, карбонат кальция при соответствующих условиях способен гидратироваться с образованием довольно устойчивого гидратного соединения СаССК ¦ 6Н20.

Определение адсорбции Са(ОН)2 на частицах СаС03 и термографический анализ смесей Са(ОН)2, СаСОз и воды подтверждают некоторое взаимодействие между Са(ОН)2 и СаСОз в водной среде. Однако характер этого взаимодействия остается пока не выясненным. Возможно, что наличие на кривой нагревания смеси эндотермического эффекта в пределах 340—445° (см. рисунок) объясняется появлением в системе гидратион формы СаС03 или комплексного соединения типа Са (ОН) 2 СаСОз 2Н20. ПО уже один факт адсорбции Са(ОН)2 на частицах СаС03 свидетельствует о некотором сродстве между СаС03 и Са(ОН)2, могущем сыграть положительную роль в твердении известково-песчаных растворов, содержащих в своем составе СаСОз.

Таким образом, твердение известково-песчаных растворов на карбонатной извести в первые сроки обусловливается гидратацией составляющих известь соединений, непрогидратировавших до укладки раствора в дело, а также взаимодействием гидрата окиси кальция с карбонатом кальция с возможным присоединением шести молекул воды. Твердение в последующие сроки объясняется процессом карбонизации гидрата окиси кальция и получением новых частиц СаСОз, образующих с частицами известняка прочные кристаллические конгломераты.

Большой практический интерес представляют физико-механические свойства карбонатной извести. Для выявления этих свойств вяжущее изготовлялось неполным обжигом известняка при различных температурах с последующим сухим или мокрым помолом до остатка 6—8% на сите 0085, а также совместным помолом известняка с известью-кипел- кой или обожженной при различных температурах синтетической смесью.



Карбонатная известь испытывалась на равномерность изменения обьема. С этой целью из известкового теста нормальной густоты готовились стандартные лепешки, которые затем хранили сутки в нормальных условиях и далее в воздушно-влажной среде (с относительной влажностью 95—98%) при комнатной температуре. Перед определением нормальной густоты тесто выдерживалось в: течение 10 мин.

Вяжущее сухого помола, содержащее до 3% МрО (по весу) и до 2%Si024Aln03+F203, обожженных в течение 2 час. при температуре 1 200°, выдерживает испытания на равномерность изменения объема. То же можно сказать и о карбонатной извести мокрого помола, приготовленной из известняков любого состава.

Введение гипса в карбонатную известь сухого помола существенно уменьшает возможность неравномерного изменения объема.

Для механических испытаний вяжущего при сжатии и растяжении готовились пластичные образцы из извести и нормального Вольского песка прн отношении 1 : 3. Образцы хранили в лаборатории и во влажной среде с относительной влажностью 95%. Результаты испытаний приводятся в табл. 2.

Мокрый помол карбонатной извести, особенно содержащей повышенные количества окиси магния, а также силикатов, алюминатов и ферритов кальция, имеет преимущества перед сухим. Он

позволяет получить высокодисперсную однородную массу с малым содержанием непрогидратированных соединений.

Карбонатная известь, приготовленная сухим помолом на основе сильно обожженной извести-кипелки, содержащей свыше 6% окиси магния, неравномерно изменяет свой объем, а затвердевшие растворы, приготовленные на такой извести, разрушаться. Поэтому известь, показавшую при питаниях неравномерность изменения объема следует применять в строительстве в погашен виде. При сухом помоле предварительная сушка известняка необязательна, так как влага поглощается в ходе реакции частичного гашения извести в мельнице.

Карбонатная известь применяется для приготовления штукатурных п кладочных растворов од или в смеси с цементом, а также строительным (полуводным) гипсом. Перед смешением с цементом карбонатную известь целесообразно погасить, содержание се в смеси более 15% по весу.

Положительное влияние на строительные свойства карбонатной извести оказывает гипс. О:-1 уменьшает возможность нарушения прочностной структуры затвердевших растворов из-за неравномерного изменения объема. Поэтому рекомендуется вводить в карбонатную известь при ее помоле двуводный гипс (гипсовый камень). Содержание активных окисей кальция и магния в продукте после должно быть не менее 20% по весу.