Известь – вяжущий материал, получаемый обжигом и последующей переработкой известняка, мела и других карбонатных горных пород. По своему составу она представляет собой в основном оксид кальция (CaO) с небольшими примесями оксидов магния, железа, кремния и других элементов.
Измельчённая известь образует с водой пластичную массу, которая впоследствии затвердевает в прочное камневидное тело. Благодаря этим свойствам известь уже с древнейших времён применялась в строительстве. Так, например, в 2800 году до н.э. кельты удобряли поля известью, а в 3000 году до н.э. египтяне использовали её при строительстве пирамиды Хеопса.
В зависимости от состава и способа твердения различают два основных типа извести: воздушную и гидравлическую.
Воздушная известь
Воздушная известь твердеет исключительно на воздухе и не сохраняет прочность во влажной среде. В зависимости от способа обработки она подразделяется на:
- Негашёную:
- комовую — кусковой обожжённый продукт;
- молотую — порошок, полученный помолом комовой извести.
- Гашёную (гидратную):
- пушонку — высокодисперсный порошок Ca(OH)₂, получаемый при гашении извести ограниченным количеством воды;
- известковое тесто — пластичная масса, образуемая при избытке воды;
- известковое молоко — жидкая суспензия, используемая, например, для побелки.
По содержанию MgO различают:
- маломагнезиальную (<5 %),
- магнезиальную (5–20 %),
- доломитовую (20–40 %).
Также известь классифицируют по температуре гашения (низко- и высокоэкзотермическая) и по скорости гашения (быстро-, средне- и медленногасящаяся).
Производство воздушной извести
Процесс включает несколько стадий:
- Подготовка сырья — дробление и сортировка известняка.
- Обжиг — при температуре 900–1200 °С удаляется CO₂ и образуется негашёная известь (CaO).
- Гашение — с добавлением воды или CO₂, в зависимости от требуемого продукта.
- Очистка и сушка — удаление примесей и лишней влаги.
Применение
Воздушную известь применяют для:
- кладочных и штукатурных растворов;
- силикатных изделий (в том числе автоклавных);
- бетонов и вяжущих материалов;
- известково-шлаковых, известково-пуццолановых цементов.
Гидравлическая известь
Гидравлическая известь — продукт обжига известняков, содержащих 6–25 % глинистых или песчаных примесей. В составе, кроме CaO, присутствуют активные минералы: силикаты, алюминаты и ферриты кальция. Благодаря этому гидравлическая известь твердеет как на воздухе, так и во влажной среде, сохраняя прочность под водой.
Основной характеристикой является гидравлический модуль (ОМ) — отношение CaO к сумме оксидов Si, Al и Fe. Значение ОМ находится в диапазоне 1,7–9.
Производство
- Обжиг мергелистого известняка при 900–1200 °С.
- Измельчение обожжённого материала.
- Гашение (по необходимости) — для получения строительных растворов.
Применение
Гидравлическую известь используют в:
- кладочных и штукатурных растворах, в том числе для влажной среды;
- легких и тяжелых бетонах низких марок;
- производстве смешанных цементов.
Прочие области применения извести
Благодаря химическим свойствам известь широко используется в различных отраслях:
- в химической промышленности — для производства хлорной извести, соды, очистки сточных вод;
- в металлургии — при выплавке чугуна;
- в сельском хозяйстве — для нейтрализации кислотности почв (известкование);
- в целлюлозно-бумажной промышленности — при производстве бумаги и картонов.
Применение извести в дорожном строительстве
Применение извести в дорожном строительстве имеет долгую историю. Первые опыты по известкованию грунтов проводились ещё в 1926 году в Ленинградском дорожно-исследовательском бюро. Установлено, что добавление 5 % гашёной извести к глинистым почвам значительно снижает их пластичность и повышает водостойкость. В 1950–1955 годах под Москвой были построены опытные участки дорог с использованием укреплённого известью местного грунта, что подтвердило высокую эффективность метода.
Современные технологии применения
Сегодня известь применяется в дорожном строительстве для:
- уменьшения влажности переувлажненных грунтов;
- укрепления и стабилизации грунтов, особенно глинистых и суглинистых;
- повышения несущей способности основания дорожных конструкций.
Механизм действия включает несколько стадий:
- Краткосрочная стадия (часы–дни)
Происходит ионный обмен между частицами грунта и кальцием, флокуляция и частичная карбонизация, что снижает пластичность и повышает устойчивость. - Долгосрочная стадия (недели–годы)
Реализуются пуццолановые реакции: силикаты и алюминаты кальция связывают частицы глины в прочную структуру, обеспечивая устойчивость к влаге и морозу.
Особенно эффективна комбинация извести с цементом — она позволяет добиться значительного увеличения прочности, влагостойкости и морозостойкости не только глинистых, но и песчаных и супесчаных грунтов, включая однородные пески.
