SPOIWA: powietrzne (wapno wapniowe, wapno dolomitowe, gips, gips jastrychowy, anhydryt)

Hydrauliczne (cement, wapno hydrauliczne)

SPOIWA WAPIENNE

1 Otrzymywanie: CaCO₃ + ΔH ↔^898°C CaO + CO₂

Δ=178,5 kJ/mol temp: 1100-1250°C Reakcja endotermiczna

2 Lasowanie wapna: CaO + H₂O + ΔH ↔ Ca(OH)₂

ΔH= -67kJ/mol Reakcja egzotermiczna

-wapno hydratyzowane (sucho gaszone)

-ciasto wapienne ( Ca(OH)_{2 ˜}80%, roztwór nasycony Ca(OH)₂ )

-mleko wapienne

-woda wapienna

3 Wiązanie spoiwa wapiennego

-odparowanie wody, krystalizacja Ca(OH)₂ z przesyconego roztworu

-karbonatyzacja Ca(OH)₂ + CO₂ + ΔH₂ ↔ CaCO₃ + H₂O

ΔH₂= -110kJ/mol Reakcja egzotermiczna

SPOIWA GIPSOWE I ANHYDRYTOWE

1 Otrzymywanie:

Skały gipsowe: główny składnik CaSO₄ · 2H₂O

→^prażenie spoiwo gipsowe CaSo₄ · ½H₂O

→^prażenie spoiwo anhydrytowe CaSO₄

→^prażenie estrichgips CaSO_{4, ˜}5% CaO

Skały anhydrytowe: główny składnik: CaSO₄

→^mielenie spoiwo anhydrytowe

CaSO₄ · 2H₂O

↓ 150°C-180°C

CaSo₄ · ½H₂O - gips budowlany odmiany: α-w atmosferze pasy wodnej, β-w suchym powietrzu

↓ 170°C-250°C

CaSO₄ III

↓ 350°C-600°C

CaSO₄ II -spoiwo anhydrytowe- aktywatory wiązania: ZnSO_4, Na₂SO₄, CaO

↓ 800°C-1000°C CaSO₄→CaO + SO₂ + ½O₂

CaSO₄ II, 5% CaO –gips jastrychowy (estrichgips)

↓ 1200°C

CaSO₄ I

↓ powyżej 1350°C

Stopnienie CaSO₄ I

2 Wiązanie spoiwa gipsowego:

I etap: rozpuszczanie w wodzie: (CaSo₄ · ½H₂O)_st ↔ (CaSo₄ · ½H₂O)_aq

II etap: hydratacja (przyłączenie cząsteczek wody): 2(CaSo₄ · ½H₂O) + 3H₂O ↔ 2(CaSO₄ · 2H₂O)

III etap: krystalizacja: (CaSO₄ · 2H₂O) _aq ↔ (CaSO₄ · 2H₂O) _st

-utworzenie zarodków kryształów

-wzrost kryształów

-rozrost kryształów

IV etap: twardnienie

a: przyśpieszenie wiązania:

-zwiększenie rozpuszczalności CaSo₄ · ½H₂O, przez dodanie jonów Cl^- (NaCl)

-zmniejszenie rozpuszczalności przez dodanie jonów Ca²⁺, SO₄^2-

-dodanie zarodków kryształów, czyli CaSO₄ · 2H₂O

b: opóźnienie wiązania:

- zmniejszenie rozpuszczalności CaSo₄ · ½H₂O, przez dodanie kwasu cytrynowego, fosforanów

-dodanie subst absorbującej się na powierzchni kryształów hamujących wzrost i rozrost kryształów

CEMENT

SiO_2, Fe₂O_3, Al₂O₃

Temp: 900°C : CaCO₃→CaO+CO₂

Temp: powyżej 1200°C :

2CaO · SiO₂ –belit, krzemian diwapnia C₂S

3CaO · Al₂O₃ –celit, glinian tri wapnia C₃S

4CaO · Al₂O₃ · Fe₂O₃ –braunmilleryt, żelazoglinian tetra wapnia C₄AF

Temp: ˜1400°C : 3CaO · SiO₂ –alit, krzemian tri wapnia C₃S

Chemia cementu:

CaO- C

SiO₂ - S

Al₂O₃ – A

Fe₂O₃ - F

H₂O - H