Instalacje odsiarczania spalin oraz sposoby zagospodarowania produktów poreakcyjnych

Budowanie instalacji odsiarczania spalin - doprowadzenie do chemicznego związania z dwutlenkiem siarki, powstanie siarczany i siarczyny za pomocą następujących metod:

- Metoda suchego odsiarczania spalin: Wprowadzenie sproszkowanego związku wapnia lub magnezu do kotła energetycznego równocześnie z węglem. Związki wapnia i magnezu wiążą się chemicznie z węglem i powstają siarczy siarczany wapnia. Efekt: mieszanina popiołów siarczynów i siarczanów wapnia. Proces wiązania dwutlenku siarki odbywa się w kotłach energetycznych. Metoda tania, skuteczność nie większa od 50-55%.

- Metoda półsucha: Popioły z kotła energetycznego przedostają się do reaktora chemicznego i tam są pozbawione dwutlenki siarki, powstaje nawilżony sorbent. Skuteczność do 85%. Produkt jest produktem suchym, łatwym w zagospodarowaniu.

- Metoda mokra. Kocioł energetyczny - elektrofiltr (separacja popiołów lotnych), po odseparowaniu dostają się do reaktora chemicznego (kontakt spalin z wodnym roztworem wapnia). Skuteczność metody - 95%. Produkt mokry – pulpa - mieszanina siarczynów i siarczanów wapnia tzw. reagips – jest stosowany jako tynk w budownictwie jako gips budowlany. Skut. 90%.

Górnicze spoiwa anhydrytowe (skład, właściwości, zastosowania)

Spoiwa anhydrytowe to materiał wiążący na bazie anhydrytu z dodatkiem aktywatora (przyspiesza proces wiązania) lub ekspansora (zwiększa objętość tężejącego zaczynu), ew. z dodatkiem wypełniaczy mineralnych. Składnikiem podstawowym jest III i II anhydryt (w przyrodzie występuje anhydryt nierozpuszczalny II).

Składniki wykorzystywane do otrzymywania spoiw anhydrytowych: mączka anhydrytowa, anhydryt mielony, grys anhydrytowy, wypełniacze mineralne, ekspansory, aktywatory procesu wiązania, woda zarobowa.

Aktywne spoiwo anhydrytowe składa się z: mączki anhydrytowej o uziarnieniu poniżej 1 mm, dodatku aktywatora fosforanu sodu w ilości 2 % wagowo do masy mączki. Spoiwo na bazie tych składników jest wolnowiążące i wolnotwardniejące. Po 3 dniach wytrzymałość do 3 MPa, wytrzymałość końcowa po 28 dniach na poziomie 12 MPa. Czas początku wiązania 15 godzin. W górnictwie wykorzystywany do budowy korków i tam izolujących, do wykonywania wypełnień po obrywach skalnych, do budowy izolujących pasów podsadzkowych. Przyrosty wytrzymałościowe są niskie.

Ziarniste spoiwo anhydrytowe składa się z: 50% mąki anhydrytowej o uziarnieniu do 1 mm, 50 % anhydrytu ziarnistego o uziarnieniu 8 mm, dodatku aktywatora fosforanu sodu w ilości 2 % wagowo do masy mączki. Spoiwo to jest szybkowiążące i szybko twardniejące o wysokiej wytrzymałości końcowej. Po 5 godzinach jego wytrzymałość wynosi 5 MPa, a po 28 dniach ta wytrzymałoś wynosi 30 MPa. Spoiwo to jest stosowane do budowy ochronnych pasów podsadzkowych wzdłuż chodników przyścianowych ścian zawałowych.

Ekspansywne spoiwo anhydrytowe składa się z: mączki anhydrytowej o uziarnieniu do 1 mm, dodatku aktywatora fosforanu sodu w ilości 2 % wagowo do masy mączki, ekspansora w postaci dodatku wodorofosforanu sodu. Ekspansor wchodzi w reakcje ze składnikami anhydrytu i wydziela się dw. węgla, co powoduje, że zachodzi proces wiązania, odgazowania i spulchniania, następuje przyrost objętości do 30%. Jeśli te dwa procesy zostaną zsynchronizowane w czasie to otrzymamy dobry materiał porowaty. Spoiwo to ma niską wytrzymałość końcową, po 28 - 3 MPa, Spoiwo to jest stosowane do dokładnego i szczelnego wypełnienia przestrzeni po obrywach, doszczelnianiu podsadzki. Posiada dobre właściwości izolacji termicznej i akustycznej.

Właściwości anhydrytu: twardość 3-3,5 w skali Mohsa; przełam muszlowy; łupliwość doskonała, wyraźna, 3-kierunkowa; rozpuszcza się w kwasie solnym i wodzie; wietrzejąc wchłania wodę i zmienia się w gips, zwiększając objętość o 60%.

Korozja spoiw anhydrytowych: Proces korozji spoiw anhydrytowych przebiega podobnie do procesu tworzyw gipsowych, woda rozmiękcza tworzywo.

Ładunki elektrostatyczne na powierzchnię tworzyw sztucznych zagrożenia oraz sposoby ich ograniczania:

Zdolność tworzyw sztucznych do gromadzenia ładunków elektrostatycznych. Własność ta jest przydatna gdy w kopalniach występuje metan, a przeskok iskry mógłby spowodować wybuch. Tworzywa sztuczne są dielektrykami, nie mogą się rozproszyć na powierzchni i wpłynąć w głąb. Ich ilość będzie rosła i muszą być spełnione następujące warunki by mógł nastąpić przeskok iskry: punkt o niższym potencjale oraz energia elektrostatyczna tworzyw sztucznych musi być tak duża, że wystarczy do zjonizowania ładunków.

Sposoby ograniczania ładunków elektrostatycznych:

Dozowanie antystatyw, które są dodawane do tworzyw sztucznych w procesie polimeryzacji. Antystatywa to np. grafit i miedź. Zmniejsza się opór tarcia, ale natomiast pogarszają się

własności mechaniczne i konstrukcyjne. Im więcej antystatyw tym bardziej słaba konstrukcja. Wykorzystywane w produkcji tkanin, foli zwłaszcza opakowaniowych.

metalizacja natryskowa – nanoszenie na powierzchnię tworzyw sztucznych w postaci cienkiej warstwy metalu tak, że efekt tarcia jest na powierzchni metalu. Ładunki mogą być rozprowadzane po powierzchni. Ówczesne technologie nie dają trwałości tej naniesionej powłoki. Wykorzystywane do produkcji zabawek i ozdób.

stosowanie urządzeń zgarniających na powierzchni. Kładzie się zbiornik elektrostatyczny, który wprawia się w ruchu, zbierając ładunki elektrostatyczne. Wykorzystywany w produkcji tkanin, foli.

Przyjmuje się, że tworzywa sztuczne o rezystancji powierzchniowej:

- Graniczna wartość oporu powierzchniowego to 105 ohma

- poniżej 105 ohma to w momencie przeskoku iskry ma ona za małą wartość by zdetonizować ładunek.

- Tworzywa sztuczne poniżej 105 ohma są tworzywami miękkimi

- Tworzywa sztuczne powyżej 105 ohma mają dostateczną energia do zdetonizowania ładunku i są to tworzywa twarde

Zabezpieczenie przed iskrzeniem:

- nanoszenie na powierzchnie warstwy ochronnej

- zastosowanie odpowiednich domieszek-antystatyków

Popiół lotny

Popioły lotne to cześć nie spalonych substancji emitowana do atmosfery przez komin. Waha się od 10-30% substancji węglowej. Pyły lotne powodują kwaśne deszcze, które niszczą powierzchnie terenów, glebę, konstrukcje stalowe oraz źle wpływają na zdrowie ludzi i zwierząt. Popiołom lotnym przeciwdziałają układy filtrujące o skuteczności 99%, takie elektrofiltry montowane są w ciągach spalin w zakładach przemysłowych i działają na zasadzie oddziaływania pola elektrostatycznego separując popioły lotne.

Składnikami popiołów lotnych są:

· krzemionka SiO2, jest składnikiem silnie erozyjnym, w instalacjach są stosowane specjalne zabiegi tłumiące erozję krzemionki

· tlenek aluminium,

· tlenki żelaza,

· w śladowych ilościach: wolne wapno, wolny tlenek magnezu, związki chlorku, związki metali.

Zagospodarowanie (utylizacja) popiołów lotnych:

· emulsja popiołów lotnych polega na składowaniu popiołów w postaci emulsji (woda + popiół) na składowiskach powierzchniowych lub zamulenie zrobów poflotacyjnych. Emulsja taka jest jednak uciążliwa dla środowiska, następuje wtórny unos i tzw. wtórna emisja, pozostawienie z powietrzem grozi powstaniu pożarów endogenicznych. Emulsja negatywne oddziaływuje na budynki, deformuje teren.

- wykorzystanie pucolanowości popiołów. Pucolana to ceramiczny materiał budowlany, stosowany jako wypełniacz w zaprawach hydraulicznych. Pucolana jest pyłem lub bardzo

drobnym popiołem, niegdyś pochodzenia wulkanicznego (pucolana naturalna tzw. tufy i tufity), dzisiaj także odzyskiwanym ze spalin wielkich kotłowni (pucolana sztuczna). Ważną cechą pucolany jest zdolność do wiązania wapna także pod wodą. Obecnie jest stosowana jako dodatek do zapraw betonowych zwiększający ich wodoodporność, odporność na działanie kwaśnego środowiska i siarczanów jak również obniża koszty wytwarzania betonu.

· górnictwo podziemne. Popioły lotne stosowane są w górnictwie w postaci substancji do uszczelniania frontu po okresie eksploatacji. Emulsja popioło-wodna to gęsta substancja o charakterystycznej płynności. Uszczelnia zroby zawałowe uniemożliwiając rozwój pożarów endogenicznych. Minimalizuje szkodliwą działalność eksploatacji na powierzchni terenu. Suchy

popiół trafia do zbiorników metalowych, gdzie następnie dostarczana jest woda. Woda jest chemicznie związana z popiołem. Należy stosować osadniki, które będą odsączać mieszaninę. Dzięki tym czynnością następuje „łańcuch ekologiczny” czyli: Wydobycie kopaliny spalenie na powierzchni -> powrót popiołów do podziemi, w celu lokowania ich w wyrobiskach górniczych.

· Jednym ze składników popiołów jest mikrokrzemionka (2%). Ciężar objętościowy 0,2 kg/t. Zastosować ją można w przemyśle kosmetycznym (pasta do zębów, puder kosmetyczny), do produkcji materiałów ogniotrwałych i w przemyśle samochodowym (lakiery).

Mikrokrzemionka (krzemiany i glinokrzemiany) powstaje w temperaturze 350-1000°C podczas spalania węgla. Prowadzone są prace, które zwiększyć powstawanie mikrosfery w popiołach

lotnych. W Polsce proces ochrony środowiska związany z popiołami lotnymi jest rozwiązany.

Korozja elektrochemiczna stali

W tej korozji biorą udział biomy i swobodne elektrony ujemne, występują reakcje utleniania. Jeżeli występuje utrata liczby elektronów lub reakcja redukcji, zachodzi z wiązaniem elektronów. W rzeczywistości jest to proces elektrochemiczny złożony z 2 sprzężonych ze sobą reakcji elektrochemicznych - utleniania i redukcji. Reakcje utleniające polegają na uwolnieniu

elektronow, natomiast reakcja redukcji polega na pobieraniu elektronow w czasie.

Korozja elektrochemiczna zachodzi w zanieczyszczonej i zawilgoconej atmosferze, wodach naturalnych, w wodnych roztworach elektrolitow, w zawilgoconych skałach i glebach.

Korozja tworzyw gipsowych:

Podstawowym składnikiem tworzyw gipsowych jest faza dwuhydratu, czyli CaSO₄ * 2H₂O, którego rozpuszczalnośc w wodzie wzrasta z temperaturą. Rozpuszczalność gipsu jest przyczyną wodo wrażliwości tworzyw gipsowych objawiającej się ich rozmiękaniem w środowisku zawilgoconym, do pełnego rozpuszczenia się, stwardniałego zaczynu gipsowego i rozmywania się tworzywa w środowisku wodnym.

Powietrze w kopalni:

Zaciągane jest z atmosfery na skutek przemieszczania się go do wyrobisk wzrasta temperatura, wilgotność, ilość zanieczyszczen. W okresie zimowym w mokrych szybach wydechowych powstaje lód, co stawrza zagrożenie dla bezpieczeństwa. Zalodzenie szybów nawet do 300 m. Zmiana składu gazowego powietrza kopalnianego - spadek zawartości tlenu do 19-21%, w czynny wyrobiskach, w polach pożarowych 0-21%. Stężenie metanu wzrasta, nie może być wyższe niż 1% w wyrobiskach czynnych; w ślepych może być dużo większe.

Wzrost stężenia CO₂ w ślepych bardzo wysokie, w czynnych do 1%. Utlenianie materiałów wybuchowych: tlenki azotu i węgla, chlorek sodowy, zapylenie pyłem węglowym stwarza zagrożenie wybuchu. Pyły są miejscem kondensacji wilgoci (procesy korozyjne wzmocnione).

Wzrost temperatury powietrza, stopień geotermiczny 33^oC. Na poziomie 1000 m 38^oC powoduje dyskomfort pracy. Wzrost temperatury przyspiesza procesy korozyjne.

Zawilgocenie powietrza (przez wodę) w rejonie szybów wdechowych osiąga nawet 100% - jest to czynnik przyspieszający korozję, powietrze bliskie tropikalnemu.

Najniebezpieczniejsze: tlenki siarki, tlenki azotu, pyły węglowe i mineralne, tlenek węgla, tlenki siarki, tlenki azotu.

Skład wód kopalnianych:

W KWK woda może infiltrować do wyrobisk przez sieć szczelin. Wody powierzchniowe zmieniają swój skład chemiczny na silnie agresywny. Skład:

-dużo jonów siarczanowych (wzrost wraz z głębokością) -> korozja siarczanowa betonu ; duża zawartość soli; niewielki stopień zakwaszenia, silna agresywność do stali i betonu; sole potasowe, wapniowe; mikroelementy; pył węglowy, kamienny; bakterie.

Cement:

Etapy otrzymywania: grzemiał, regulacja składu chemicznego, proces klinkieryzacji, leżakowanie.

Etapy wytwarzania klinkieru

· przygotowanie surowców: zmielenie na mokro surowców miękkich (kreda gliny) i zmielenie na sucho surowców twardych (wapienie i dolomity)

· regulowanie składu chemicznego realizowane jest w zbiornikach korekcyjnych przez dodatek gliny lub wapieni w zależności od wskazań wynikających z analizy chemicznej zmielonego surowca

· proces termiczny otrzymywania klinkieru portlandzkiego realizowany jest w piecach obrotowych różnych typów. Są to piece w kształcie rury o długości do 180 m i średnicy od 2-3,6

m. Piece są nachylone pod niewielkim kątem 2-5 w kierunku od wejścia surowca do wyjścia wypalonego klinkieru. W tym samym kierunku następuje strefowe podwyższenie temperatury

do około 200°C na wlocie pieca do ok. 1450.C w ostatniej jego strefie grzejnej. Piece obracają się z szybkością jednego obrotu na 1-2 minut, powodując przesuw wypalonego surowca w kierunku spadku pieca.

Główne składniki klinkieru portlandzkiego: krzemian trójwapniowy, krzemian dwuwapniowy, glinian dwuwapniowy, gliniożelazian 4-wapniowy, tlenek wapniowy, tlenek magnezowy, tlenki alkaiczne

Korozja tworzyw cementowych:

Jest nieodwracalną zmiana ich właściwości w wyniku fizycznego, chemicznego, fizyko-chemicznego i specjalnego oddziaływania środowiska korozyjnego lub wewnętrznych porcesów korozyjnych w stwardniałej zaprawie cementowej czy betonie. Wyróżnić można 3 fazy różniące się składem, strukturą i właściwościami: 1 faza - stwardniały zaczyn cementowy; 2 faza kruszywo; 3 faza - wolne przestrzenie; pory wypełnione gazem luba para wodną. Każda z wymienionych faz ma swój określony udział w procesie korozji betonu. Najbardziej podatnym na korozje stwardniały zaczyn cementowy (kamień cementowy), głownie z przyczyn dużej reaktywności wodorotlenku wapniowego uwolnionego w procesie hydratacji cementu, a także jego łatwej rozpuszczalności w wodzie w porownaniu z obecnym także w betonie węglanem wapnia. Wodorotlenek wapnia ulega łatwo rozpuszczaniu i ługowaniu, zakłócając tym samym równowagę w cieczy parowej w skutek czego uwalniane są nastepne ilości spoiwa i następuje dalsze ługowania wolnego wapnia. Kruszywo w zaprawach i betonach zazwyczaj nie bierze udziału w procesie korozji, jest mało podatne chemicznie, z wyjątkiem kruszyw osadzonych np. piaskowców i innych skał zawierających krzemionkę bezpostaciową lub kruszyw zawierających niektóre odmiany dolomitu i w tym przypadku pojawiają się reakcje chemiczne. W wyniku tych reakcji tworzy się łatwo rozpuszczalny w wodzie metakrzemian sodowy powodujący pęcznienie ziaren kruszyw oraz występowanie rys i mikroszczelin. Wolne przestrzenie i pory w betonie odgrywają dość zasadniczą funkcję w procesie jego korozji jako miejsce w który reakcje chemiczne przekształcają substancje i skład kamienia cementowego, a w koncowym efekcie reakcje te mogą spowodowac uszczelnienie tworzywa cementowego zmiększając jego wytrzymałość na korozję pod warunkiem, że objętość produktów osadzających się i wypełniajacych pory nie będzie wzrastała. Korozja tworzyw cementowych zachodzi zarówno w suchym i w czystym powietrzu atmosferycznym, jak i w zwilgoconym a także zanieczyszczonym. Powietrze atmosferyczne zawilgocone jest środowiskiem bardziej agresywnym niż powietrze suche i czyste. Obecność w powietrzu zanieczyszczeń i zawilgoceń sprzyja powstawaniu odpowiednich wodnych kwasów, które reagują w pierwszej kolejności z wolnym wapnem, węglanem wapna, węglanem magnezu. W wynikach tych powstają rozpuszczalne w wodzie azotany lub chlorki. Następnie wolne kwasy reagują ze składnikami mineralnymi.

Korozja fizyczna związana jest z tym że beton jest porowaty i pory wypełniają się wodą. W przypadku gdy temperatura spada poniżej zera stopni, wtedy woda zamarza i rozrywa beton. Proces nasila się wtedy gdy temperatura przechodzi wielokrotnie przez zero stopni. Jeżeli pory w betonie na skutek zamarzania wody są poddane naprężeniom to woda może coraz głębiej wnikać. W budownictwie górniczym fizyczna korozja występuje w szybach górniczych wdechowych nawet do głębokości 400m.

Korozje I typu:

Agresja (korozja) ługująca zachodzi wtedy kiedy woda kontaktująca się z betonem jest wodą miękką poniżej 2 stopni niemieckich. Wody te są roztworami nienasyconymi w związki wapnia i magnezu. Jeśli mają kontakt z betonem zawierającym związki wapnia i magnezu to będą go ługować i dążyć do stanu nasycenia. Kolejność ługowania: wodorotlenek wapnia, węglan

magnezu, a po wyczerpaniu tych składnikow węglan wapnia, wodorotlenek magnezu. Proces korozji zostanie zatrzymany gdy woda osiągnie pełne nasycenie. Na skutek ługowania wapnia i

magnezu słabnie konstrukcja. Jeżeli jest woda stacjonarna proces korozji jest mniejszy, ponieważ w pewnym momencie woda ta zostanie nasycona. Natomiast przy wodach dynamicznych (przemieszczających się) nasycenie nie występuje, wody te ciągle dążą do nasycenia związkiem wapnia i magnezu.

Agresywność węglanowa pojawia się w obecności rozpuszczonego w wodzie agresywnego dwutlenku węgla. Jako, że wodorotlenki łatwo rozpuszczają się w wodzie, po rozpuszczeniu się węglanu, agresywny dw. węgla może powodować przemiany glinianów i krzemianów z wydzieleniem wolnego wodorotlenku wapnia o dużej rozpuszczalności w wodzie. W wodach skażonych zawartość agresywnego dwutlenku węgla szybko maleje, aż do wyczerpania, a proces korozji ulega zahamowaniu. Bardziej niebezpieczne są wody będące w ruchu, ponieważ dostarczają w sposób ciągły nowe porcje agresywnego dw. węgla. Najbardziej niebezpieczne jest działanie wody filtrującej przez beton.

Agresywność ogólno-kwasowa - pojawia się w obecności wolnych kwasów w wodzie, których działanie na zaczyn cementowy jest niszczące i prowadzi do szybkiego zniszczenia tworzywa cementowego. W pierwszej kolejności wolne kwasy reagują z wodorotlenkiem, a nastepnie z węglanami, a w końcu z pozostałymi składnikami zaczynu cementowego. Niektóre kwasy nie tylko, że działają na beton szkodliwie, lecz także wywierają wpływ dodatni np. kwas fosforanowy, siarczanowy (tworzą one trudno rozpuszczalne sole uszczelniające beton).

Korozje II typu:

Agresja (korozja) magnezowa spowodowana jest reakcją pomiędzy jonami magnezowymi obecnymi w środowisku wodnym oraz jonami wapniowymi obecnymi w stwardniałym zaczynie cementowym. W tym przypadku dochodzi do reakcji podwójnej wymiany pomiędzy jonami w efekcie czego powstają łatwo rozpuszczalne sole – chlorek wapnia, siarczan wapnia, wodorotlenek magnezu w postaci substancji żelazowej.

Agresja amonowa jest wynikiem reakcji rozpuszczonych w wodzie jonów amonowych NH₄ ze składnikiem stwardniałego zaczynu cementowego – wolnym wapniem – czyli wodorotlenkiem wapnia. Źródłem jonów amonowych mogą być rozpuszczone chlorki amonowe, azotany i siarczany amonowe. W wyniku reakcji powstają sole – siarczan wapnia, azotan wapnia, chlorek wapnia oraz w postaci gazowej – wolny amoniak, co jest charakterystyczne dla tego typu korozji.

Korozje III typu:

Proces korozji siarczanowej betonu oraz sposoby zabezpieczeń

Agresja siarczanowa związana jest z występowaniem jonów siarczanowych, które ługują siarczki pirytu. Ługowanie może nastąpić poprzez infiltrację. Wzrasta stężenie jonów siarczanowych i żelazowych. Stężenie jonów siarczanowych rośnie wraz z głębokością. Na poziomie 1000 m spotykamy 500 mg/dm³. Średnia agresja siarczanowa to 3000-5000.

Mechanizm korozji:

Jony siarczanowe znajdujące się w wodzie mieszają się ze związkami wapnia i magnezu, powstaje siarczano-glinian trójwartościowy (sól Canglotta), krystalizująca sól zwiększa swoją objętość do 2,86 razy i następuje duże naprężenie betonu, jest to typowa korozja występująca w kopalniach. Uzależniona jest od stężenia: korozja etrynitowa 250-1000 mg/dm³; korozja etrygitowo-siarczanowa 1000-4000 mg/dm³;

korozja siarczanowa powyżej 4000 mg/dm³. Cementów portlandzkich nie wolno stosować do tej agresji, ponieważ zawartość wolnego wapna i wolnego magnezu zostana ługowane.

Stopnie korozji (należy podnieść o 1 wyżej gdy mamy do czynienia z przepływem wody 0,2 m/s): słaby - poniżej 250mm/dm³; średni - 250-500; silny - 500.

Transport spoiw:

Transport pneumatyczny - w polskich KWK najczęściej stosowany jest transport pneumatyczny systemu POLKO. Charakterystyczna cechą transportu pneumatycznego jest stosowanie powietrza jako medium transportującego. Dodawanie wody do spoiw następuje dopiero na koncu instalacji transportowej w tzw. komorze nawilżającej, do której doprowadzania jest woda oraz sprężone powietrze. Ilość wody dodawanej do spoiw regulowana jest przez obsługę urządzenia. Transport pneumatyczny realizowany jest rurociągami transportowymi o średnicy 80-100 mm, hermetycznie zamknięta przestrzeń wewnątrz której przemieszczane jest spoiwo. Transport pneumatyczny systemu POLKO może być realizowany poprzez jeden podajnik komorowy, w którym funkcję urządzenia zasilającego spełnia ten podajnik w tzw. układzie tandem. Charakterystyczną cechą układu tandem jest ciągłość pracy.

Praca podajnika w POLKO: Tandem podajnikow składa się z 2 podajnikow i łączone są jednym rurociągiem, kiedy jeden pojemnik pracuje to w tym czasie drugi się napełnia, umożliwia to zachowanie ciągłości produkcji. Zalety systemu tandem to brak punktow przesypu i sterowanie przez centralny układ sterowania.

Transport hydrauliczny polega na przygotowaniu materiału wiążącego na powierzchni lub w podziemnych wyrobiskach górniczych o takiej konsystencji, która umożliwi jego dalszy transport.

Stosowane są także systemy mieszane.

Wymienić spoiwa wapienne + właściwości i zastosowania.

Spoiwa wapienne należą do spoiw powietrznych i otrzymuje się je z wapiennych skał osadowych takich jak wapienie, kreda, dolomity. Kamienie te są poddane dekarbonizacji (wypalaniu), gdzie następuje rozkład na tlenek wapnia. Skały krajowe zawierają 70-95 % węgla wapnia CaCo3.

Spoiwa wapienne dzielimy na:

· wapno palone (niegaszone) otrzymane przez wypalenie surowca w temperaturze około 1000^oC w piecach typu kręgowego, szybowego lub obrotowego. Wapno otrzymane z pieca jest w postaci bryły, i musi być mielone. Wapno palone jest nieodporne na działanie wody, kwasow i dwutlenku węgla.

· wapno gaszone jest spoiwem występującym w postaci ciasta wapiennego, służy jako dodatek do zapraw. Wapno gaszone w swoim głownym składzie zawiera wodorotlenek wapnia w postaci rozproszonych cząstek w nasyconym roztworze. Gaszenie wapna następuje przez staranne wymieszanie go z wodą, sposob ręczny lub mechaniczny a następnie przez proces dołowania go w dołach wapna. Przez okres 6 miesięcy dla wypraw szlachetnych, 3 miesiące dla tynkow zwykłych, 3 tygodnie dla zapraw murarskich. Celem dołowania wapna jest przeprowadzenie procesu gaszenia czyli przejście tlenku wapnia w wodorotlenek wapnia i usuniecie zanieczyszczeń głownie soli. Na skutek odsączania wody, ktora wsiąka w grunt następuje wyługowanie z wapna soli (sol powoduje że następuje rozsadzenie tynkow – powstają bąble). Głownym składnikiem gaszenia jest tlenek wapnia, produktami ubocznymi jest tlenek magnezu, krzemiany, żelazan wapnia. Gęstość masy wapnia niegaszonego 2,73-3,3mg/mm³.

· wapno sucho gaszone (hydratyzowane) powstaje w urządzeniach mieszalniczych, gdzie wapno nie gaszone zraszane jest wodą. Produkt ma postać proszku. (metoda ta jest obecnie

stosowana). W rezultacie produkt ktory otrzymujemy to wodorotlenek wapnia i wykorzystywany jest do wykonywania tynkow szlachetnych i zapraw murarskich wewnątrz i na zewnątrz budynkow.

Proces wiązania (tężenie) zapraw wapiennych odbywa się w trzech fazach:

· utrata wody zarobowej - na skutek wysychania następuje odparowanie wody i wzrasta stężenie wodorotlenku w roztworze

· krystalizacja wodorotlenku wapnia z roztworu nasyconego - kiedy następuje przesycenie następuje krystalizacja wodorotlenku

· częściowa karbonizacja wodorotlenku wapnia – n a skutek kontaktu z dwutlenkiem węgla występującym w atmosferze następuje częściowa karbonizacja wodorotlenku i powstaje węglan wapnia, ale tylko do pewnej głębokości. Proces tężenia przebiega wolno i jest uzależniony od składnikow zaprawy temperatury itp. Proces twardnienia w etapie końcowym trwa kilka lat.

Korozja tworzyw wapiennych:

Tworzywa wapiennie są układami wielofazowymi, w jego skłąd wchodzi m.in. krzemionka SiO₂ nierozpuszczalna w wodzie,a w tworzywie wapiennym związana przez wodorotlenek wapnia i węglan wapnia. Na tworzywa wapienne mogą wpływać: zawilgocone powietrze, zanieczyszczone powietrze atmosferyczne oraz wody także często zanieczyszczone. Emisje gazów do atmosfery o charakterze bezwodników kwasowych takich jak SO₂, CO₂ i tlenków azotu powoduje możliwość powstania tzw. kwaśnych deszczy . Obecne w nich wolne kwasy reagują z wodorotlenkiem wapnia i węglanem wapnia, powodując stopniowe niszczenie zaprawy. Agresywne działanie wód miękkich polega na rozpuszczaniu wierzchniej węglanowej warstwy zaprawy, po rozpuszczeniu tej warstwy wody kolejno rozpuszczają łatwo wodorotlenek wapnia. Intensywność wzmaga się ze wzrostem szybkości wymiany wody, a także im woda będzie miększa, tym szybciej następuje korozja tworzywa wapniowego. Agresywne działanie wód miękkich zmaga się z obecnością agresywnego CO₂ i wolnych kwasów, np. wolnego kwasu siarkowego obecnego w wodach kopalnianych.