img246

6. PROCESY WIĄZANIA I TWARDNIENIA SPOIW BUDOWLANYCH

6.1. SPOIWA WAPIENNE

Spoiwo wapienne to materiał, który zawiera różne fizyczne i chemiczne odmiany tlenku wapnia i/lub tlenku magnezu. Do budowlanych spoiw wapiennych zaliczamy wapno powietrzne i wapno hydrauliczne, które różnią się składem i sposobem wiązania.

6.1.1. WAPNO POWIETRZNE

Spoiwa wapienne powietrzne (zarówno wapno palone, jak i wapno hydratyzowane) składają się przede wszystkim z tlenku lub wodorotlenku wapnia. Po zarobieniu wodą powoli wiążą i twardnieją tylko w powietrzu pod wpływem działania atmosferycznego ditlenku węgla. Do grupy spoiw wapiennych powietrznych zaliczmy wapno wapniowe zawierające głównie tlenek lub wodorotlenek wapnia bez żadnych dodatków hydraulicznych lub pucolanowych oraz wapno dolomitowe, które zawiera tlenek lub wodorotlenek wapnia i magnezu - również bez dodatków hydraulicznych i pucolanowych.

Surowcem do produkcji spoiw wapiennych są skały wapienne lub dolomitowe. Zawierają one, oprócz węglanu wapnia jako głównego składnika, domieszki węglanu magnezu i gliny. Domieszki gliny pogarszają właściwości produktu wypału, utrudniając proces gaszenia.

Wypalanie wapienia polega na reakcji odwracalnej termicznego rozkładu węglanu wapnia (6.1).

CaC0₃ + AH -> CaO + C0₂T (AH -178,5 kJ/mol)    (6.1)

Jest to reakcja endotermiczna i wymaga dostarczenia ciepła z zewnątrz. W celu całkowitego rozkładu węglanu wapnia należy wypalać wapień w temperaturze powyżej 898°C (rys. 6.1). W tej temperaturze ciśnienie powstającego C0₂ osiąga wartość 0,1 MPa.

Wydzielanie C0₂ i usunięcie go z reagującego układu powoduje przejście całej ilości CaC0₃ w CaO, przez co reakcja odwracalna staje się reakcją nieodwracalną.

W praktyce przemysłowej w celu zwiększenia szybkości wypału stosuje się temperaturę wyższą niż 1100°C. W procesie wypału, oprócz rozkładu węglanu wapnia, zachodzą reakcje, których substratami są zawarte w surowcu domieszki.