Известь для сухих строительных смесей

Ирина Медведева, доцент, к.т.н., СПбГТИ, кафедра строительных и специальных вяжущих веществ

В сухих строительных смесях (ССС) для штукатурок, шпатлевок, затирок, составов для кладки в качестве одного из минеральных вяжущих веществ применяют гидратную известь-пушонку. Технические требования, предъявляемые к строительной извести, и методы испытания известковых вяжущих веществ регламентированы ГОСТ 9179 и ГОСТ 22688. Качество гидратной извести оценивают по следующим показателям:

  • содержанию активных СаО+MgO, которое оценивается химическим методом: в гидратной извести первого сорта не менее - 67%, второго сорта не менее - 60%;
  • наличию в извести неразложившихся карбонатных пород, по содержанию СО2;
  • влажности, которая не должна превышать 5%;
  • дисперсности, по рассеву на ситах №02 и №008, остаток на сите - не более 2,5 и 15% соответственно;
  • отсутствию неравномерности изменения объема; испытания проводят на лепешках, изготовленных из известково-цементного теста, пропариванием их в течение двух часов.
Однако вышеприведенные испытания недостаточны для полной оценки качества извести.

Основные свойства известковых вяжущих, которые определили успешное применение их в составах красок, шпатлевок, штукатурок, - это пластичность и высокая водоудерживающая способность. Водоудерживающая способность извести составляет 75-95%; в отличие от извести, портландцементные растворы имеют водоудерживающую способность 50-60%. В ГОСТах на строительную известь не предусмотрены испытания, характеризующие вышеуказанные свойства.

Стандарты США, Англии и других стран включают оценку пластичности, водоудерживающей способности, неравномерности изменения объема несколькими методами, в том числе для определения пригодности извести в штукатурках, определение дисперсности извести и т. д.

Особую значимость имеют эти свойства в рецептурах ССС, где целесообразно применять только высококачественную гидратную известь.

Водопотребность непосредственно связана с пластичностью известкового теста и, в свою очередь, определяет такое строительно-техническое качество извести, как пескоемкость.

На практике высокопластичные виды извести называют «жирными», а низкопластичные - «тощими». «Жирные» виды извести характеризуются способностью образовывать пластичные известково-песчаные растворные смеси, содержащие 4-6 масс. частей песка на 1 масс. часть извести.

Водопотребность может быть определена различными методами, которые основаны на измерении пластических свойств известкового теста. Так, согласно некоторым иностранным стандартам, водопотребность определяют как количество воды затворения, необходимое для достижения стандартной консистенции. Стандартная консистенция соответствует такой пластичности растворной смеси, при которой несколько видоизмененный пестик Вика (диаметр 12,5 мм) через 30 сек. с момента затворения гидратной извести водой погружается в кольцо, заполненное тестом, на 20+/-5 мм.

По другим стандартам, водопотребность гидратной извести определялась как количество воды, которое необходимо ввести в известковое тесто, чтобы в результате 15 встряхиваний образца, полученного в стандартной конусной форме для определения нормальной консистенции цементных растворов, получить значение расплыва 180+/-2 мм.

Для сохранения высокой пластичности известкового теста необходимо предотвращать агломерацию частиц, что обеспечивается введением в растворные смеси веществ-диспергаторов. Высокоэффективным диспергатором гидратной извести являются натриевые полиакрилаты. Они дают заметный эффект при содержании в смеси ~ 0,2%. Другим средством воздействия на стабильность частичек гидратной извести являются защитные коллоиды, которые, как и диспергаторы, препятствуют агломерации частиц. С этой целью могут использоваться различные эфиры целлюлозы, которые (в зависимости от длины цепей) могут улучшать или ухудшать стабильность дисперсий. Применение высокомолекулярных видов метилцеллюлозы (Тилоза МН30000) снижает стабильность суспензий. Низковязкие типы целлюлозы (Тилоза МН200) недостаточно эффективно разделяют частицы друг от друга. Наилучшие результаты дает применение эфиров со средней длиной цепочек (Тилоза МН4000). Количество ее в дисперсиях гидратной извести в воде составляет 0,2%.

Очень важным свойством извести является неравномерность изменения объема. Испытания на неравномерность изменения объема по ГОСТ 22688 не всегда позволяют выявить это свойство. Отсутствие регламентации характеристик цемента (активности в ранние сроки твердения, наличие в цементе добавок и др.), который вместе с известью используется для приготовления образцов-лепешек, способствует получению ошибочных оценок этого свойства. Нередко образцы гидратной извести, выдержавшие испытания по ГОСТ 22688, после последующего хранения в воздушных условиях обнаруживали признаки неравномерности изменения объема (через 1-1,5 месяца). Надежным способом выявления неравномерности изменения объема при твердении является метод, изложенный в стандарте ASTMC 110-98 «Трещинообразование и точечная коррозия», по которому испытанию кипячением подвергаются смеси строительного гипса с известью. Стандартом ASTMC 110-98 предусмотрен также автоклавный метод испытания расширения извести.

Определенные затруднения, обусловленные как трудностями представительного отбора проб от крупнокускового материала, так и отсутствием достаточно надежных методик апробации, возникают при оценке качества обжига негашеной извести, поскольку степень ее обжига определяет качество получаемой при ее гашении гидратной извести. Если в исходном продукте (негашеной извести) содержится даже незначительное количество так называемого «пережога», то гашение этих низкореакционных включений может происходить в уже сформировавшемся камне при его следующем увлажнении и вызывать его разрушение через весьма длительные сроки (более 1 года). Чем выше прочность строительного раствора (кладочного, штукатурного и др.), тем опаснее для него это запоздалое гашение. В то же время чисто известковые и известково-цементные (с содержанием до 10-15% цемента) штукатурные растворы вследствие их высокой пористости и низкой прочности, а, следовательно, и невысокого значения модуля упругости, обладают определенной «эластичностью» и менее чувствительны к такого рода явлениям.

Основные функции, которые гидратная известь выполняет в составе ССС наряду с приданием прочности растворам в процессе гидратации и карбонизации, - это придание им повышенной пластичности и удобообрабатываемости. Кроме того, гидратная известь при смешивании с водой за счет процесса перекристаллизации гидроксида кальция снижает усадочные деформации при твердении растворов в воздушно-сухих условиях. Добавка гидратной извести (2-3%) в составе рецептур ССС для самовыравнивающихся полов играет роль ускорителя образования эттрингита и гексагональных гидролюминатов кальция - новообразований, которые обеспечивают формирование прочности в ранние сроки (часы от начала смешивания с водой) и сдерживают деформации усадки.

Основные требования, которые необходимо предъявлять к качеству гидратной извести, применяемой в составе ССС, следующие:
  • известь должна быть кальциевой, с низким (<5%) содержанием оксида магния; повышение содержания MgO снижает пластичность гидратной извести, ухудшает долговечность известковых покрытий;
  • в гидратной извести должны отсутствовать частицы с размером более 0,6 мм, так как грубые фракции ухудшают качество поверхности покрытий, в составе затирок приводят к царапанью облицовочной плитки, являются причиной неравномерности изменения объема в материале;
  • содержание непогасившихся зерен оксида магния и оксида кальция не должно превышать 1% и 2-3% соответственно, так как присутствие негидрактированных оксидов может привести к запоздалому, медленному гашению в изделии и вызвать появление трещин вследствие увеличения объема;
  • влажность гидратной извести не должна превышать 5%, чтобы не вызывать комкование сухой смеси.
Исследование качества гидратной извести различных производителей показало, что многие образцы извести содержат грубодисперсные частицы >0,6 мм. Содержание непогасившихся оксидов достигает уровня по MgO - 3-4%, по СаО - 15-17%, а влажность некоторых образцов гидратной извести составляет 25%. Хорошими качественными характеристиками из исследованных нами различных образцов отличается гидратная известь, произведенная Угловским известковым комбинатом.

Пример фазового состава гидратной извести Угловского комбината (по данным петрографического анализа): основная фаза - Са(ОН)2; Mg(OH)2 - 4-5%; неразложившийся СаСО3 - 2-3%; вторичный СаСО3 - 10-12%; СаО - в центре зерен Са(ОН)2 - до 1%; MgO - почти нет; примеси - кварц, оксиды железа, слюда, - C2S, СА2 - 3-4%.

Учитывая важную роль, которую играет гидратная известь в составе ССС самого разного назначения, следует либо предпринять усилия для пересмотра действующего стандарта, либо разработать в рамках Союза производителей ССС нормативно-техническую документацию на гидратную известь для сухих строительных смесей с указанием методов испытаний ее качества.

Вернуться обратно
ОПУБЛИКОВАТЬ В СОЦ.СЕТЯХ
Подпишись на рассылку!
Новости, обзоры, акции
Выберите рассылку: