В.В. Эвальд. Строительные материалы, их свойства, испытание и приготовление. (Известь).

ИЗВЕСТЬ.

Обыкновенная или воздушная известь получается, как мы уже знаем, обжиганием в печах соответственного устройства, более или менее чистых известняков. Из лечи известь выходит в виде легких, пористых кусков, представляющих кип елку или едкую известь (СаО); потеря в весе вследствие удаления углекислоты при обжиге чистого известняка доходит до 40%. Чистая известь плавится и испаряется лишь в пламени вольтовой дуги, т.е. при температуре около 3000°; в пламени гремучего газа (около 2000°) она только слегка размягчается. Поэтому, в обыкновенных заводских печах, где температура никогда не бывает столь высока, известь совершенно не плавка; однако уже при 1500—1600° происходит изменение молекулярного строения ее, сопровождающееся уплотнением; такая известь медленно гасится водой и представляет пережженный продукт. Еще более увеличивается опасность пережога когда известь содержит примесь глины, которая, как мы уже знаем из предыдущей главы, дает с известью сравнительно легкоплавкие соединения, образующие на поверхности обжигаемых кусков стеклообразную кору, затрудняющую не только выход углекислого газа из их середины во время самого обжига, но и проникание воды при гашении. Нормальная температура обжига чистой; извести — около 1000-1200 градусов; при содержании в известняке глины обжиг должен производиться при более умеренной температуре.
В продажу обожженная известь поступает или прямо в виде кипелки, или же в виде пушонки, т.е. предварительно погашенная в порошок. То и другое имеет свои преимущества и недостатки; с одной стороны, считают, что при гашении извести-кипелки сразу в тесто получается более объемистое тесто — что выгоднее; с другой стороны, хранение больших запасов кипелки требует особых мер предосторожности, иначе она может начать гаситься сама собою, от случайно попавшей воды, даже от атмосферной влажности и, так как при этом развивается много тепла, то может явиться опасность пожара. Поэтому при больших заготовках, в особенности, если предполагается расходовать заготовленную известь в будущем строительном сезоне, предпочтительнее пушонка; при мелких же заготовках — при ремонтных работах, побелке, если доставляемая известь сразу идет в дело, а также при работах, производимых глубокой осенью, когда желательно чтобы раствор употреблялся в дело еще теплым, предпочтительнее кипелка. Кроме того, имеют влияние и местные условия, привычка мастеров работать с той пли иной известью и т. д.
Кипелка продается обыкновенно по весу (пудами); пушонка же — или тоже по весу, или же по объему (куб. саженями), причем обмер ее производится подобно обмеру песка.
Для приемки извести у нас не установлено нормальных, общих для всех случаев испытаний, и о достоинстве ее чаще всего судят по качеству получаемого теста, которое должно быть объемистое, жирное на ощупь, (без твердых крупинок; степень чистоты извести, количество и качество примесей определяются приемами химического анализа.
По нормальным приемочным условиям, выработанным союзом германских известковых заводов, продаваемая к кусках кипелка, будучи погашена в сухой порошок и затем пропущена сквозь сито с 20 отверстиями на кв. сайт, для отделения случайных крупных камешков, не должна при последующем просеивании через сито с 120 отверстиями на кв. сант.. давать на этом последнем сите более 2% остатка; пушенка же, продаваемая в порошке, не должна давать более 10% остатка на сите с 900 отверстиями на кв. сант.
Хранение извести. В сыром воздухе куски кипелки одновременно и гасятся и поглощают атмосферную углекислоту, распадаясь в более грубый порошок, нежели при правильном гашении. Это, в связи с упомянутой выше опасностью возникновения пожара, заставляет принимать меры к тщательному охранению кипелки от доступа влажного воздуха и держать ее в крытых складах, построенных на достаточно высоком, сухом месте, имеющих досчатый пол, который должен быть настлан не прямо на землю, а по балкам или лагам на стульях, чтобы не поднималась сырость из грунта; двери должны быть плотные и открывать их следует как можно реже. Небольшие количества кипелки при этих условиях можно хранить в рогожных кулях, в которых ее обычно доставляют с заводов; для больших же количеств кипелки Вика предложил следующий способ: на пол склада насыпают слой гашеной извести, затем укладывают куски кипелки как можно плотнее друг к другу, уколачивая их деревянной трамбовкой; верхний ряд кипелки слегка спрыскивают из лейки водою, чтобы она распушилась в порошок. Уложенная таким образом кипелка сохраняется от одного строительного сезона до следующего, без заметного изменения.
Пушонка не требует таких предосторожностей и может быть сохраняема под простыми навесами.
Гашение извести. Как уже было указано, кипелка (СаО), соприкасаясь с водой, поглощает ее, образуя пушонку пли гидрат извести Са(ОН); это присоединение воды, называемое гашением извести, происходит весьма энергически и сопровождается значительным развитием тепла, достаточным при известных условиях для воспламенения дерева (причина указанной выше опасности пожара при неосторожном обращении с кипелкою); 100 грамм кипелки при гашении в сухой порошок выделяют около 15 мпл. калорий (по Портело и Томсену).
Удельный вес извести: кипелки — 3,1, гашеной — 2,078; следовательно частицы ее при гашении значительно увеличиваются в объеме и так как это изменение проникает вглубь самого строения вещества, то известь при гашении рассыпается в порошок такой мелкости, какая совершенно недостижима при обыкновенном измельчении механическими средствами. Этим объясняется своеобразный запах, ощущаемый около постройки, где гасят известь; хотя известь при обыкновенной температуре совершенно не летуча, но мельчайшие частички ее при гашении разносятся в воздухе вместе с водяными парами и действуют на наш обонятельный орган.
Сухая порошкообразная гашеная известь должна содержать, согласно формуле ее состава, 24, 33% химически связанной (гидратной) воды; так как вследствие сильного нагревания при гашении часть употребляемой воды уходит в виде пара, то для гашения в порошок приходится брать значительно более, воды, чем следует по формуле.
Чем известь чище, тем она быстрее и полнее рассыпается при гашении Чистая жирная известь, гасясь, увеличивается в объеме до 3,5 раз; тощая известь содержащая примесь песка, глины и т.п., гасится медленнее, менее увеличивается в объеме и рассыпается не в столь мелкий порошок, а иногда оставляет непогасившиеся комки пережога, которые будут гаситься и разбухать впоследствии, когда раствор уже употреблен в дело и начал отвердевать, вследствие чего он будет растрескиваться.
Гидратная, химически связанная при гашении вода удерживается известью настолько прочно, что при обыкновенном атмосферном давлении может быть удалена лишь при температуре красного каления (около 450° Ц). Но так как в случае недостатка воды, при самом гашении может развиться температура, близкая к этой, вследствие чего не только часть извести может остаться непогашенной, но и даже часть уже погасившейся извести снова потеряет воду, то и по этой причине необходим некоторый избыток воды, не допускающий такого перегревания. Слишком много воды также не следует брать для гашения, чтобы не слишком охлаждать гасящуюся известь, так как образование горячего водяного пара лучше всего содействует полному гашению в мельчайший порошок.
Если взять значительно более воды, а именно около 3 объемов на 1 объем кинелки, то гашеная известь получится уже не в виде порошка, а в виде мягкого, пластичного теста, жирного на ощупь вследствие неосязаемости пальцами мельчайших частиц извести; тощие извести дают тесто более шероховатое на ощупь. Тесто, приготовленное из чистой извести, без доступа воздуха может храниться неопределенное время, не изменяясь; при доступе воздуха оно растрескивается и докрывается сверху тонкой, корочкой углекислой извести, под которой все лее долгое время остается неизмененным. Находили старые, засыпанные сверху землей и забытые творила с известковым тестом, отлично сохранившимся в течение ста и более лет. Этим свойством жирная (чистая) известь отличается от гидравлической, которая при таких условиях неминуемо отвердела бы по всей своей массе.
При еще большем разбавлении теста водою получается молочного вида жидкость, называемая известковым молоком и употребляемая при приготовлении смешанных (цементно-известковых) растворов, при побелке и окраске стен и т.п.
Наконец, в весьма большом количестве воды известь растворяется совершенно, образуя прозрачную известковую воду, употребляемую в химии как реактив, а .в медицине—как лекарство. Растворимость извести в воде вообще невелика и при нагревании уменьшается: 1 часть извести (СаО) растворяется при ноле градусах в 763 ч. воды, при 30° — в 862 ч., при 99° — в 1667 ч. воды. Несмотря на столь малую растворимость, известковая вода имеет сильно щелочную реакцию и характерный щелочный запах; при стоянии на воздухе она покрывается пленкой углекислой извести, первое время в виде отдельных корочек, плавающих на поверхности и падающих на дно лишь тогда, когда они достигнут известной толщины. Углекислая известь ни в чистой, ни в известковой воде не растворяется почти вовсе, но растворима в воде, содержащей углекислоту.
Гашение в порошок чаще всего производится на известковых заводах, с целью облегчить хранение и перевозку извести, так как пушонка не требует при этом таких предосторожностей, как кипелка.
Самый простой прием гашения состоит в том, что кучу, сложенную из кусков кипелки на утрамбованной площадке или на досчатой платформе, поливают из лейки водою и затем обсыпают слоем песка, чтобы задержать в куче тепло и водяные пары.
Сравнительно редко применяется такой способ: куски кипелки укладывают в плетеные из прутьев корзины и окунают эти корзины в воду до образования вокруг них известкового молока, после чего известь вываливают из корзины в кучу; требуя много рабочей силы, такой способ дорог и непрактичен.
Еще решительнее следует высказаться против упоминавшегося во многих руководствах способа гашения атмосферной влажностью, причем куски кипелки разбрасывают по земле и оставляют лежать, пока они не распушатся; так как при этом поглощается одновременно и углекислота, то значительная часть извести будет испорчена, обратившись в бесполезный мертвый материал. Подобный прием, можно допустить лишь в случае полного отсутствия песка, сколько-нибудь годного для раствора, так как зерна углекислой извести его отчасти заменят.
Наиболее, совершенный прием гашения извести в порошок — посредством горячего водяного пара, применяется при производстве известково-песчаного кирпича. Для этого железные вагонетки с кипелкой вкатывают в герметически закрываемый котел (на подобие шпалопропиточного), куда впускают горячий пар, или же нагревают воду и подогревают котел.
Гашение извести на постройках производится прямо в тесто. Для этого выкапывают в грунте творильную яму, квадратную или прямоугольную-в плане, шириной не более 1 саж., глубиной аршина 1,5 — 2, и обделывают ее дно и стенки досками; затем валят в нее столько кипелки, чтобы тесто поместилось в яме — напр., если известь при гашении увеличивается в объеме в 3 раза, то надо взять кипелки на 1/3 емкости творила. Далее в творило наливают столько воды, чтобы покрыть куски кипелки, и следят за процессом гашения, время от времени протыкая массу деревянным веслом и прибавляя воды, когда понадобится.
Часто, чтобы легко было следить за правильной пропорцией составных, частей раствора, кладут в творило попеременно слой кипелки и песку в требуемое соотношении, и затем наливают воду; однако такой способ имеет тот недостаток, что большое количество взятого песка не дает извести должным образом нагреться при гашении, уменьшая образование водяных паров, и известь не может как следует распушиться. Наоборот, при затворении извести, уже ранее погашенной в порошок, такой прием вполне рационален.
При малых заготовках, напр., для мелкого ремонта, известь затворяют в переносном каменщичьем ящике.
Если известь нечиста и содержит крупные куски пережога, то по израсходовании теста они остаются на дне творила; если их много, то при расчете за поставленную известь следует вычитать их объем и удерживать соответственную часть платы. Более мелкие куски недожога и пережога могут попадать в работу и портить её; если известь имеет этот недостаток, то её гасят не в самом твориле, а в особом, поставленном возле него на землю деревянном ящике, в стенках которого имеется отверстие, снабженное заслонкой и затянутое мелкой проволочной сеткой (проволока медная, так как железная вскоре проржавеет, задерживающей непогасившиеся кусочки; самое тесто изготовляют очень жидкое; по окончании гашения открывают заслонку и по деревянному лотку спускают тесто в творило. Только что приготовленное известковое тесто ни в каком случае не следует допускать тотчас же к употреблению в дело, так как в нем всегда могут быть непогасившиеся крупинки, которые будут потом гаситься в кладке или штукатурке и, увеличиваясь в объеме, разорвут ее. Так напр., на штукатурке, сделанной из слишком свежего раствора, спустя некоторое время появляются тонкие, кольцеобразные трещинки (как говорят, штукатурка „пукается»); каждая такая трещинка отделяет конический кусочек штукатурки, обращенный вершиной внутрь, выпучившийся из стены и отваливавшийся при прикосновении, при чем в центре открывшейся ямки можно видеть и виновника разрушения — маленькое, иногда с булавочную головку, снежно-белое зернышко извести, запоздавшей погаситься. Поэтому тесто в твориле должно выстаиваться не менее недели, а если замечена наклонность данной извести к медленному гашению, то и гораздо долее, напр., несколько месяцев; вообще же — чем дольше, тем лучше. Кроме того, при стоянии теста, в твориле через щели в досчатой обделке последнего уходит избыток воды, унося с собой растворимые соли, попавшие в известь из золы топлива при обжиге и могущие впоследствии быть причиной налетов на кирпиче.
Размер и количество творильных ям на постройке следует рассчитывать, по требуемому расходу извести так, чтобы она успела простоять потребное время в каждом твориле, пока расходуются остальные.
Чтобы замедлить высыхание и поглощение углекислоты поверхностью теста в твориле, его засыпают сверху слоем песка в 3-4 вершка толщиной.
Приготовление раствора из извести, погашенной в тесто, заключается в перемешивании этого теста с должным количеством песка, а если применяется известь пушонка в виде сухого порошка, то в перемешивании этого порошка с песком насухо, и в последующем затворении водою. Если при гашении извести в творило не клали песка, то каменщики забирают на носилках отдельно песок и известковое тесто в должной пропорции в свои каменщичьи ящики и здесь перемешивают их железными лопатами; если же песок лежит в твориле слоями, чередующимися со слоями теста, то каменщики забирают лопатой то и другое вместе, причем сама толщина слоев определяет должную пропорцию этих составных частей, и опять-таки перемешивают их между собою уже в двух ящиках.
Относительно песка мы уже знаем, что для растворов предпочтительнее песок с угловатыми песчинками, имеющими сравнительно свежие поверхности излома: окатанные водою, округленные и выветрившиеся с поверхности зерна слабее связываются с цементирующим веществом; кроме того песок: не должен содержать органических, землистых примесей, растворимых минеральных солей и глины. Химический состав самих зерен для воздушных, (известковых) растворов особой важности не представляет, лишь бы песок не размягчался в воде (как напр., песок глинистых пород) и не содержал бы указанных вредных примесей.
Относительно размеров песчинок заметим, что в слишком крупном песке отдельные промежутки между песчинками могут быть настолько велики, что помещающееся в них тесто будет в состоянии ссыхаться и растрескиваться, с другой стороны, очень мелкий песок трудно вполне равномерно перемешать, с тестом, и могут остаться целые гнезда непромешенного песку; наконец, и общая сумма поверхностей песчинок в мелком песке будет более, чем в равном объеме крупного песка, а следовательно и для должного облепления мелких песчинок со всех сторон потребуется более известкового теста. И так как известь дороже песка, то мелкий песок будет и экономически невыгоден. Наиболее в этом последнем отношении выгодна смесь (природная или искусственная) мелкого песка с крупным, причем мелкие песчинки расположатся в промежутках между крупными и уменьшат объем этих промежутков, что позволит уменьшить pacxqд теста. Один мелкий песок употребляется лишь в особых случаях, напр., если раствор предполагается для верхнего слоя гладкой штукатурки. .
Объем известкового теста, смешиваемого с песком для получения плотной массы, теоретически должен быть таков, чтобы не только промежутки между песчинками были заполнены тестом, но чтобы и самые песчинки нигде не соприкасались между собою, а сцеплялись бы известью; следовательно, объема теста должен быть несколько более (обыкновенно считают достаточным на 15%), обема промежутков пли пустот в песке; чем тщательнее перемешивание, тем выгоднее располагается тесто между песчинками.
Так как от воздушных растворов обыкновенно не требуется полной непроницаемости, но лишь достаточная связывающая сила, то и пропорция песка и извести, в виду разнообразия качеств последней, назначается обыкновенно не на основании объема пустот в песке, а по получаемой пробным путем силе сцепления, которая более всего зависит от степени жирности извести. Самый прочный и распространенный, хотя весьма грубый и неточный способ определения силы сцепления раствора состоит в том, что сцепляют пробным раствором не менее 10 шт. кирпича в виде вертикального столба и спустя трое суток поднимают за верхний кирпич; если он оторвется, за следующий и т.д., пока кирпичи не перестанут отрываться. Таких пробных столбов заготовляют несколько, на растворах с различными пропорциями извести и песку. Хороший раствор должен при указанных условиях держать не менее 10 кирпичей; если наоборот, раствор поднимает более 10 кирпичей, то можно удешевить раствор, допустив большую примесь песка. Неточен и груб этот способ потому, что кроме качества самого раствора, сила сцепления при такой постановке опыта зависит еще от шероховатости и влажности кирпича, от условий храпения (от погоды), от большей или меньшей ловкости и осторожности при поднимании тяжелого (2,5—3 пуда) столба и т. д.
Пол ее точное лабораторное испытание может быть произведено над образцами, приготовленными на подобие цементных. По Нормам союза германских известковых заводов, сопротивление механическим усилиям таких образцов (приготовленных из 3 ч. песку и 1 ч. извести по весу) по отвердении их должно быть не менее:

Вода для затворения должна быть но возможности чистая; всего лучше речная или дождевая; ключевая вода годна лишь тогда, когда: не содержит в растворе заметных количеств щелочных солей и углекислого газа..
Машинное приготовление известковых растворов в России еще очень мало распространено; заграницею лее нередко изготовляют раствор на самих известковых заводах доставляют его на постройки в совершенно готовом к употреблению виде, что во многих отношениях представляет большие удобства. Машины, употребляемые при этом для перемешивания извести с песком, тождественны с употребляемыми для гидравлических растворов.

Приводим здесь некоторые данные (по Урочному Положению) для расчета количеств составных частей растворов:

Из приведенных цифр видно, что при жирной извести, позволяющей брать много песку, объем получаемого раствора равен объему взятого песка, так как тесто помещается целиком в промежутках между песчинками, а объем этих промежутков, как мы знаем, близок к V- полного объема песка; если же объем теста более 1/3 объема песка, то раствора, получается по объему более, чем было взято песку.
Объем теста, получаемого из данного количества кипелки при гашении в тесто, может быть также определен при помощи особого прибора.
Рассчитывая количество извести, требуемой для постройки, надо при затворенни пушонки в тесто полагать до 2% на утрату при наполнении творил, а если по качеству извести необходимо ее предварительно просеивать через грохот, то прибавлять еще 2% на высевки. Для кипелки же, поставляемой в кусках, прибавки на утрату не полагается. Кроме того, полагается считать 1% на утрату раствора во время его приготовления (остатки на стенках и дне творила, на веслах и т.д.).

Источник: Эвальд В.В. Строительные материалы, их свойства, испытание и приготовление.//Часть I. — Гос. тех. изд, 1923. — С. 102-109.