SiO2, AL2O3,Ca(OH)2
D O C . I N G . M I L E N A PAV L Í K O V Á , P H . D . K123, D1045 224 354 688, m i l e n a . p a v l i k o v a @ f s v. c v u t . c z www.tpm.fsv.cvut.cz
Podmínky udělení zápočtu a zkoušky Zápočtový test za 50 bodů
Zápočet ≥ 30 bodů Zkouška Písemná část = 100 bodů E ≥ 50 bodů Ústní část
Základy chemie silikátů a aluminátů
Oxid křemičitý SiO2
Oxid hlinitý Al2O3
Základní stavební prvky silikátových materiálů a keramiky V přírodě se volně Si nevyskytuje Si a Al po kyslíku nejčastěji se vyskytující prvky Více než 90% zemské kůry tvoří sloučeniny Si a Al Významný zdroj surovin pro výrobu:
Maltovin Skla Keramiky
Si Modrošedá barva Kovový lesk Za normální teploty nereaktivní Polovodič
Rozpustný v horký alkalických roztocích Reaguje roztavený na slitiny a silicidy Přísada ferosilicia pro zvýšení tvrdosti a pevnosti ocelí Monokrystaly pro výrobu elektrotechnických prvků (tranzistory, diody)
Biogenní prvek – kosti, chrupavky, zubní sklovina, buňky rostlin (přesličky)
rozsivky
Oxid křemičitý
přírodní či uměle vyrobená, velice rozšířená surovina
Zdroje: krystalický převážně jako křemen, tridymit a crystobalit
Krystalický:
horský křišťál, žilný křemen – čiré křemenné sklo
křemenné písky - mohou obsahovat až 10% nečistot, vyrábí se z nich tzv. opakní křemenné sklo (označení K20)
Optika, horská slunce, speciální chemické nádobí
keramika, cement, pískové filtry
křemence - jedná se o křemičité písky zpevněné křemičitým tmelem
mlecí kameny a výztuž mlecích aparátů
křemen má tvrdost 7, křemence 7,5
křemenné pískovce - jsou zdrojem sklářských písků, značí se jako T (tavný), TS (tavný sklářský) + číslo (obsah Fe), musí se před použitím vyčistit a podrtit.
zdroj sklářských písků
značení T (tavný), TS (tavný sklářský) + číslo (obsah Fe)
Oxid křemičitý Amorfní:
křemelina (diatomit) – amorfní materiál tvořený křemičitými schránkami řas rozsivek o velikosti 1-400 m, až 90% zaujímají póry
stavební materiál (tepelné a zvukové izolace), filtrační materiál
Opál = řasy + houby
syntetické Si gely
sodný na injektáže, draselný na fasádní nátěry
Mineralogicky:
Čistý SiO2 - křišťál
Zbarvený SiO2 - polodrahokamy (ametyst, růženín, citrín, jaspis)
Horniny – křemenec, pískovec, žula, rula, všechny vyvřelé horniny → zvětrávání →
Písky, oblázky valouny – sklářské suroviny
Mikroskopické částice v jílových zeminách - základní surovina v keramickém průmyslu, výroba stavebních hmot (pálené cihly a tašky).
a) b) c) d)
Izolované tetraedry Ostrůvkovité – b,c, d, e Lineární – f, g V celé ploše – h, i
Polymorfismus (mnohotvárnost): existuje několik forem Modifikace: v současnosti známo 22 b-křemen (nízkoteplotní)romboedrická (klencová) g-tridymit romboedrická
b-cristobalit
tetragonální
r=2,65 g cm-3 2,26 g cm-3
2,32 g cm-3
Modifikace mají stejný strukturní motiv - spojení
tetraedrů SiO4 společným vrcholem
FENNERŮV stavový (fázový) - závislost existence jednotlivých modifikací v daném rozsahu teplot a tlaků
Struktura skla
[Gedeon, Macháček]
Přeměny modifikací se v závislosti na teplotních oblastech jejich stability uskutečňují dvěma způsoby: rychlými přeměnami (enantiotropní) – jsou vratné, nebo – li otočné, probíhají mezi nízko a vysokoteplotními formami jedné modifikace SiO2 pomalými přeměnami (displacivní) – jsou rekonstrukční, probíhají při přeměnách mezi jednotlivými modifikacemi, dochází k porušení vazeb mezi základními strukturními jednotkami.
Modifikace Hustota (kg m-3)
Teplota Konečná Změna (°C) modifikace objemu (obj.%)
b-křemen
2 650
573
a-křemen
4,7
a-křemen
2 530
> 870
a-tridymit
12
a-tridymit
2 220
1 470
a-cristobalit
5
a-cristobalit
2 200
1 726
křemenné sklo
0-5
2 100-2 200
>1 726
tavenina
křemenné sklo
Vlastnosti oxidu křemičitého Tuhá, velmi tvrdá látka Velmi stálý Krystalický je polymorfní – více než dvacet modifikací Nereaguje s kyselinami a hydroxidy, kromě HF Pomalu se rozpouští v horkých alkalických roztocích Za vysokých teplot reaguje s oxidy kovů a polokovů za vzniku křemičitanů
Propouští UV paprsky
Iontoměniče, molekulová síta
Sloučeniny křemíku Kyselina křemičitá [SiOx(OH)4-2x]n , H4SiO4),
Polykondenzace kyseliny křemičité Tvorba gelu při M=6000 g/mol Výroba silikagelu (xerogel, kyselina křemičitá)
Silikony [R2SiO]n
Si CH 3Cl CH 3 SiCl3 (CH 3 ) 2 SiCl 2 (CH 3 )3 SiCl
Podléhají hydrolýze a vznikají silanoly, jejich kondenzací siloxany a silikony
(CH 3 )3 SiOH OHSi(CH 3 )3 (CH 3 )3 Si O Si(CH 3 )3 H 2O silanol (trimethyls ilanol )
siloxan (hexamathyl disiloxan )
Vysoce inertní sloučeniny s širokou možností použití
Teplotně odolné, nelepivé
Výroba nádobí, medicínské aplikace, těsnící a spojovací materiál, mazadla
Hypotetická silikonová skupina (neexistuje)
anionty, centrální atom Si obklopen více elektronegativními ligandy 2− Hexafluorokřemičitan [SiF6] Karbid křemíku SiC Křemičitany -
abrasivum
(karborundum), polovodič
Nitrid křemíku Si3N4 Keramika,
vysoce teplotně odolná Izolační vrstva do elektrických izolátorů
Silany SinH2n+2
látky plynné nebo kapalné, nestálé a samozápalné prudce reagují s vodou a alkoholy za vzniku esterů kyseliny křemičité, jako je např. Si(OCH3)4 tetramethoxysilan Spojovací činidlo skleněných vláken a polymerní matrice, stabilizátor kompozitních materiálů Odpuzuje vodu → ochrana zdí
Přírodní křemičitany (silikáty)
Samostatné nerosty, složky všech hornin, stavební složka zemské kůry Velký význam:
• • • •
větrání živců – živiny pro rostliny, kaolín, písek azbestová vlákna – nespalitelné tkaniny, do krytin světlá slída drahokamy a polodrahokamy
Al V přírodě jen ve sloučeninách, nejrozšířenější kov a třetí prvek zemské
kůry Především složkou horninotvorných křemičitanů (živce, slídy) Výroba – elektrolýza roztaveného Al2O3 z bauxitu Bílý lesklý kov, tažný, kujný, dobře vede teplo a elektrický proud,
špatně zpracovatelný Pro výrobu slitin pro konstrukce, obalový materiál, nádobí, ochrana
povrchů
Al2O3 precipitované částice (pórovité shluky částic), vysoce porézní – nutno
provézt vysokoteplotní kalcinaci velká tvrdost (9MS), vysoký bod tání, dobrá tepelná vodivost, amfoterní, polymorfní Korund - dodává výrobkům pevnost, tvrdost, vysoké teploty tání, není příčinou objemových změn a nemění se polymorfně Zdroje:
korund (a-Al2O3) – v přírodě, např. rubí, safír, dle zbarvení Synteticky - z bauxitu - hornina obsahující AlO(OH), Al(OH)3 a jejich hydráty Naleziště - tropické pásmo – Austrálie, střední Afrika, Jamajka, Venezuela…
Použití:
Výroba keramiky, žárovzdorných materiálů Brusivo, leštící prášky, smirkové papíry Ložiska do přístrojů (hodinky) Syntetické krystaly (rubíny) – do optických systémů a na výrobu laserů šperkařství
Al2O3 Modifikace:
hydrargillit (gibsit) g Al(OH)3
monoklinická
bayerit
a Al(OH)3
hexagonální
boehmit
g AlO(OH)
romboedrická
diaspor
a AlO(OH)
romboedrická
Polymorfismus 500C 1200C Al (OH ) 3 gAlO (OH ) gAl 2O3 aAl 2O3
Výroba korundu 1. Bayerův korund (a-Al2O3 ): vznikají pórovité shluky (pozůstatky původních
krystalů) o průměru 10-100 m, které drží adhezními silami, někdy jsou zachovány pseudomorfózy. Tavení v elektrické obloukové peci nad 2000°C tavenina se vlije do vody a vzniká tavený korund, který se drtí
Použití - brusný prášek, do brusných kotoučů, brusivo, do keramiky,
neobsahuje póry, je velmi hutný Pro použití v keramice je nutné provést tzv. vysokoteplotní kalcinaci – ve shlucích jsou uzavřeny póry, dochází ke smršťování částic až se slinovací proces zastaví – tzv. první kalcinace při 1200°C, při 1500°C se provádí druhá kalcinace, kdy se shluky zhutní, rozemelou, slinují a následně vypálí. Pro žárovzdorné aplikace se kalcinace provádí při teplotách až 2 000°C, získávají se velké tabulovité krystaly velikost 10 m (tzv. Tabular alumina).
Výroba korundu 2. Tavený korund: a-Al2O3 pro výrobu monokrystalů: velmi čistý,
vyrábí se z kamence (NH4Al(SO4)2.12H2O) mnohonásobnou krystalizací z roztoku se vysráží čistý síran, ten se zahřívá a uniká čpavek, oxid siřičitý a vodní pára. 4. Srážením anorganických solí: např. dusičnanů
2 Al 3H 2 SO4 Al 2 ( SO4 )3 3H 2 Al 2 ( SO4 )3 ( NH 4 ) 2 SO4 12 H 2O 2 NH 4 Al ( SO4 ) 2 .12 H 2O C C 2 NH 4 Al ( SO4 ) 2 .12 H 2O 200 2 NH 4 Al ( SO4 ) 2 12 H 2O 1080 g Al 2O3
oxidy S , N a vodní pára
Použití dalších sloučenin hliníku Síran hlinitoamonný, kamence NH4Al(SO4)2.12H2O)
– čištění vody, výroba
papíru, potravinové aditivum, vydělávání kůží Boritan hlinitý
(Al2O3 B2O3) – výroba skla a keramiky
Chlorid hlinitý
(AlCl3) - barvířství, antiperspirant, rafinace ropy, syntetické
gumy Fluorokřemičitan hlinitý
(Al2(SiF6)3) – umělé drahokamy, sklo a keramika
Hydroxid hlinitý (Al(OH)3) – čiření vody v úpravnách pitné vody, výroba skla a
keramiky Fosforečnan hlinitý (AlPO4) – sklářství, papírenství, kosmetika, barvy,
dentální cement Síran hlinitý (Al2(SO4)3) - čištění vody, výroba papíru, potravinové aditivum,
vydělávání kůží
CaCO3 Využití pro maltoviny 76%, hutě 17%, 7% chem.prům., potrav., zem., energ., ekolog. Vznik organogenní – skořápky a kostry dírkovců (od prvohor) Vápence
vznikly na dně moře činností organismů (korálů) tvoří útesy vznikají i nahromaděním vápenatých schránek živočichů, nebo chemicky z vápenatého kalu různé zbarvení (světle- tmavě šedá) převažuje kalcit s příměsi křemičitých, jílovitých a organických látek chemogenní – travertiny sedimentární – dentritický vápenec (připlavené)
Dělení – celistvé (skořápky a kostry) X rekrystalované (mramory) Kalcit obsahuje 95-97% vápence, zbytek uhličitany hořčíku, železa, barya, na glazury, sklo, vápno Ostatní vápence obsahují více kalcitu (>80%) než dolomitu - jílovité, písčité, sericitické Ložiska: středočeský Barrandien, Železné hory, Moravský kras, oblast přerovsko hranická slínovce :mají 30-70% kalcitu, jílové minerály, a pigmenty železa, pro výrobu cementu, hydr. vápna, pro odsiřování dolomitické vápence :obsahují 10-50% dolomitu, 70-30% kalcitu, pro výrobu dolomitického vápna, keramiky, izolačních vláken, zem., hutě
CaMg(CO3)2 dolomit Pro žáromateriály, dolomitické vlákno, zem., odsíření, sklo, plniva Více než 90% dolomitu. Vznikají primárně vysrážením z vod, sekundárně dolomitizací vápenců, jsou pórovité. Do 1000°C působí jako taviva, nad zvyšují pórovitost systému. Pokud se nahradí dolomitem vápenec v kameninové keramice sníží se teplota výpalu z 1200°C na 1020°C. MgCO3 magnezit
žárovzdorné materiály krystalický, amorfní, sedimentární
Mramor Opuky – báze kalcitu a oxidu křemičitého s příměsí hlinitokřemičitanů
Vápno - vzdušné Vzdušné vápno se skládá převážně z oxidu nebo hydroxidu vápenatého (hm. CaO+MgO>70%). Tuhne i tvrdne pouze na vzduchu – vzdušná maltovina. Zdroj – čistý vápenec – hornina tvořená kalcitem (CaCO3) znečištěná jílovými minerály a dolomitem (CaCO3.MgCO3). Vápno nejvyšší kvality se získá pálením čistých praných vápenců. Vlastnosti vápna určuje jeho mikrostruktura, která závisí na teplotě výpalu, ovlivňuje jeho:
aktivitu
rychlost hašení
vydatnost
plasticitu.
Aktivita – stanovuje se jako sledování časového průběhu vzestupu teploty při hašení vápna za přesně stanovených podmínek
vápno frakce 0,315- 1 mm + 50 g vápence + 170 ml vody 20°C teplé, vložit do termosky o obsahu 250 ml a míchat rychlostí 60 ot/min
Měříme vzestup teploty až do okamžiku dosažení maxima
Aktivitu udáváme ve °C a v minutách S poklesem obsahu nečistot ve vstupních surovinách roste aktivita, stejně tak jako dlouhým pobytem vápence při nízké teplotě výpalu .
rychlost hašení
vydatnost - určuje se jako stanovení objemu vápenné kaše při hašení vápna za standardních podmínek.
Hasí se 500 g vápna na kaši předepsané hustoty, která se určí Vicatovým přístrojem. Z hmotností a objemových hmotností pak vypočítáme vydatnost vápna v l na kg vápna.
plasticita
Dále se u vápen stanovuje nehasitelný podíl a mechanické nečistoty, hustota,
objemová stálost a reologické vlastnosti (roztečení vápenné malty).
Mechanismus hydratace:
nasáknutí vápna vodou vznik meziproduktu CaO.H2O rozpad meziproduktu na Ca(OH)2 vytváření vodného roztoku s ionty Ca2+ a OH-, který je vůči pevnému Ca(OH)2 přesycen
rychlost hašení urychlují Al2O3 a SiO2, HF, NaCl a CaCl2 zpomalující účinek mají Fe2O3 a sírany dobře odleželý vápenný hydrát má částice s velikostí 0,02 – 50 m. Tyto nejjemnější částice tvoří asi 95% hodnoty měrného povrchu vápenného hydrátu.
Ve stavebním průmyslu se používají následující označení a definice:
Vápno – obecně zahrnuje fyzikální a chemické formy různých modifikací obsahujících CaO a MgO nebo Ca(OH)2 a Mg(OH)2. Surovina je pálena pod mez slinutí. Vzdušné vápno – sestává převážně z CaO nebo Ca(OH)2. Obsahuje více než 85% CaO, bílé dokonce více než 90% CaO. Tuhne pomalu na vzduchu reakcí se vzdušným CO2 (karbonatace). Nehašené vápno – vzdušné vápno složené z CaO a MgO. Vyrábí se kalcinací vápna nebo dolomitu. Při styku s vodou (hašení) reagují exotermně. Pálené vápno – tzv. žíravé vápno obsahující převážně CaO. Dolomitické vápno – vzdušné vápno složené z CaO a MgO. Má šedou barvu, malty z něj připravené pomaleji tvrdnou, ale konečné pevnosti jsou vyšší než u bílých vápen. Hašené vápno – hlavními složkami jsou Ca(OH)2 a Mg(OH)2, které vznikají hašením páleného vápna. Při styku s vodou již nereagují exotermně. Vápenný hydrát – hašené vápno obsahující převážně Ca(OH)2. Dolomitický hydrát – hašené vápno složené z Ca(OH)2, Mg(OH)2 a MgO. Hydraulické vápno – vyrábí se pálením jílových vápenců a následným mletím a hašením, nebo smícháním Ca(OH)2 s vhodnými surovinami. Výsledkem je směs složená z Ca(OH)2 a vápenatých křemičitanů a hlinitanů, které vnášejí do pojiva hydraulické vlastnosti. Volné vápno – označení pro veškerý nevázaný CaO obsažený ve vápně. Aktivní vápno – měkce pálený CaO schopný hydratovat ve velice krátké době Románské vápno – vykazuje hydraulické vlastnosti, neboť má stejné složení jako portlandský cement, obsahuje slínkové minerály kromě C3S.
Velmi důležitá je bezpečnost práce při manipulaci s vápnem - hydroxid
vápenatý je silná zásada → leptá sliznice a pokožku. Chemické složení vápna ovlivněno:
složením vstupních surovin vedením výpalu typem pece typem použitého paliva (obsah síry).
Vápno nejvyšších kvalit můžeme získat pouze pálením velmi čistých,
praných vápenců ve frakci nad 30 mm v pecích vytápěných zemním plynem. Hydraulické vápno je pomalu tuhnoucí maltovina, s počátkem tuhnutí 0,5 – 2 hodiny, má nižší plasticitu, ale vyšší pevnost oproti vápnu vzdušnému.
Podle chemického složení se vápno dělí: Hm. obs. CaO+MgO (%)
Hm. obs. MgO (%)
Druh vápna
Třída
Vápno vzdušné bílé
CL90 CL80 CL70
92 80 70
5(7) 5 5
Vápno vzdušné dolomitické
DL85 DL80
85 80
30 5
Druhy vápna podle norem: 1.
vzdušné – tuhne na vzduch, není odolné vůči působení vody, obsahuje více než 85% CaO, bílé dokonce více než 90% CaO, dolomotické je šedé
2.
hydraulické – chová se jako cement, příčinou je znečištění hydraulickými složkami (SiO2, Al2O3, Fe2O3)
3.
románské – má stejné složení jako portlandský cement, obsahuje slínkové minerály kromě C3S, má hydraulické vlastnosti
Hydraulický modul CaO HM SiO2 Al2O3 Fe2O3 HM = 1,7 – 3 silně hydraulické vápno, nízký obsah CaO, před použitím se pouze mele HM = 3 – 6 středně hydraulická, před použitím se domílají HM = 6 – 9 slabě hydraulická, při suchém hašení se snadno rozpadají na prášek HM 9 vzdušná
KALCINACE
Surovina se vypaluje v rotačních nebo šachtových pecích při 1050-1250°C. Optimální a rychlý výpal vápence se provádí v rozmezí 1 000 – 1 100°C za dostatečně rychlého odvodu vznikajícího oxidu uhličitého. Nejaktivnější při hašení je vápno získané výpalem při teplotách okolo 900°C. S rostoucí teplotou výpalu se značně snižuje reaktivita získaného produktu. Při výpalu do 1050°C vzniká vápno tzv. měkce pálené, má vysokou porózitu, nízkou objemovou hmotnost a velký měrný povrch, hydratace tak probíhá rychle a dokonale.
Vápno vzniklé při výpalu nad 1050°C má vyšší objemovou hmotnost, menší porózitu, a menší měrný povrch. Tato tzv. tvrdě pálená vápna se vyrábějí v šachtových pecích.
CaCO3 .MgCO3 CaO MgO 2CO2
Během výpalu vápenců s hlinitými a písčitými příměsemi probíhají také reakce
v pevném stavu mezi uhličitany a oxidy vápenatým a hořečnatým a oxidy křemíku, hliníku a železa. Při teplotách výpalu 800 – 1 200°C mohou vznikat slínkové minerály b – C2S, CA a C2F, které vápnu udělují hydraulické vlastnosti. Pro každý druh vápence je potřeba najít určitý kompromis mezi co nejrychlejším výpalem, ekonomií zvoleného postupu a zajištěním kvalitního finálního produktu požadovaných vlastností. Z tohoto důvodu se optima teploty a doby výpalu zjišťují pokusnými laboratorními výpaly.
HAŠENÍ VÁPNA
Hašení vápna: hydratační reakce za uvolnění tepla Hašení vápna: mokré – přebytek vody, vzniká tzv. vápenná kaše suché – přidá se malý přebytek vody nad vypočítaný stechiometrický poměr, vzniká tzv. vápenný hydrát
Při nedokonalém vyhašení dochází k dehydratování až v omítce , zvětšuje se objem a dochází k vystřelování omítek.
Hašení za nadbytku vody (mokré hašení):
Kusové nebo jemné vápno se při tomto procesu přelívá vodou za stálého míchání, přičemž rychlost hašení se reguluje přidáváním vody tak, aby teplota nestoupla nad 100°C. Získáme cca 220 – 300 litrů vápenné kaše ze 100 kg vápna. Hašení se provádí na řadě zařízení, např. v míchačkách s nuceným oběhem. Vyhašené vápno se vypouští přes síto s oky 3 mm do usazovací jámy, sedimentací se usadí větší zrna a řídká vápenná kaše se přepadem vede do odležovacích jam. Kvalitní vápenná kaše má konzistenci změklého másla, výbornou plasticitu a vaznost. Vápenná kaše nesmí zmrznout, neboť dochází ke vzniku aglomerátů, jejichž karbonatace v maltách je obtížná.
Hašení za sucha (suché hašení):
k pálenému vápnu se přímo ve vápenkách přidá malý přebytek vody nad vypočtený stechiometrický poměr (cca 60 – 70 l vody na 100 kg vápna). Přebytečná voda se účinkem hydratačního tepla odpaří a vzniká práškovitý produkt, suché hydratované vápno (vápenný hydrát).
Hašení tlakem vodní páry:
využívá se pro hašení obtížně hasitelných vápen, zejména dolomitických. Vápno se nejprve smísí v zásobníku s přebytkem vody (dvojnásobná množství než je nutné pro hydrataci) a pak se přepouští do vysokotlakého válce, kde dochází k exotermní hydratační reakci za přetlaku. Směs o teplotě až 300°C se vžene do expanzní komory, kde dojde ke snížení tlaku a odpaření vody. Produktem je suchý vápenný hydrát.
Mechanismus hydratace:
nasáknutí vápna vodou vznik meziproduktu CaO.H2O rozpad meziproduktu na Ca(OH)2 vytváření vodného roztoku s ionty Ca2+ a OH-, který je vůči pevnému Ca(OH)2 přesycen
rychlost hašení urychlují Al2O3 a SiO2, HF, NaCl a CaCl2 zpomalující účinek mají Fe2O3 a sírany Dobře odleželý vápenný hydrát má částice s velikostí 0,02 – 50 m. Tyto nejjemnější částice tvoří asi 95% hodnoty měrného povrchu vápenného hydrátu.
Karbonatace: zpevňovací proces vzdušného vápna, vzniká nerozpustný uhličitan vápenatý.
Maltová směs je znehodnocená, pokud nastane karbonatace před jejím použitím.
Použití vápna Vápenná malta se skládá z jednoho dílu hydrátu a tří dílů písku, někdy se přidává cement a získá se cemento – vápenná malta (dva díly hydrátu + jeden díl cementu + 6 dílů písku) a se sádrou sádrovápenná malta (jeden díl hydrátu + 0,1 dílu sádry + 3 díly písku). Ze směsi vápna s křemenným pískem se v autoklávu vyrábějí pórobetony:
200C Ca(OH )2 SiO2 170 a C2 SH , C S H ( II ) C S H ( I ) C5 S6 H5 C6 S6 H
vápenná malta silikátové hydráty tobermorit xonotlit Z vápna s přídavkem cementu, písku a vody se při teplotách 170 – 200°C v autoklávu (0,8 – 1,6 MPa) vyrábí silikátový beton a vápenopískové cihly. Dále se vápno používá jako suchý vápenný hydrát, vápenná kaše i mléko v chemickém průmyslu. Vápno se dává jako struskotvorná přísada do vsázky při výrobě železa. Práškové a mleté vápno se zpracovává na hnojiva a velká část slouží k odsiřování kouřových plynů tepelných elektráren Výroba cementu Výroba omítek Hydraulická vápna se používají do suchého i vlhkého prostředí na malty, která se vyznačují větší přilnavostí k povrchu než vápna vzdušná, vyššími pevnostmi než vápenné omítky a jsou odolnější vůči působení agresivních látek z ovzduší, mají tedy delší životnost. Stejné chování a vlastnosti vykazují vápenné omítky s přídavkem pucolánově aktivního materiálu, např. popílek, mletý střep atd.
Druhy vzdušného vápna
dle chemického složení
podle formy zpracování –nehašené, hašené • Vápenný hydrát - obsahuje až 97% Ca(OH)2, dodává se v pytlích nebo volně ložený, používá se na stavbách a pro výrobu prefabrikovaných směsí
• Vápenná kaše - tvořené 50 hm. % suspenzí Ca(OH)2. Slouží pro výrobu malt. • Vápenné mléko - obsahuje 5-10 hm. % suspenze Ca(OH)2. Vyrábí se zředěním vápenná kaše a používá se ve formě nátěrů. • Vápenná voda - je nasycený roztok Ca(OH)2. Jedná se o čirou kapalinu, která pokrývá vápennou kaši. Používá se na speciální zpevňovací technologie vápenných omítek. • Dolomitické polohašené vápno
Hydratace sádrových pojiv CaSO 4 . 12 H 2 O 1 12 H 2O CaSO 4 .2 H 2O CaSO 4 2 H 2O CaSO 4 .2 H 2O Hydratační mechanismus: 1. Rozpouštění pojiva – vzniká roztok vápenatých a síranových iontů, který je vzhledem k hemihydrátu nasycený, vzhledem k dihydrátu přesycený. 2. Krystalizace z roztoku – po dosažení stavu přesycení se proces hydratace stabilizuje, vznikají stabilní zárodky dihydrát. Postupně dochází k vzájemnému proplétání a srůstání jehlicovitých krystalků dihydrátu a tím se poměrně rychle vytváří pevná struktura. 8mi n
24min
60 min
Literatura Pavlíková M., Keppert M. 2009, Chemie stavebních
materiálů. ČVUT, Praha. Hanykýř V., Kutzendörfer J. 2008, Technologie keramiky. Silikátový svaz. Henning O., Lach V. 1983, Chemie ve stavebnictví. SNTL Praha Hlaváč J. 1987, Základy technologie silikátů. SNTL Praha Kotlík P. a kol. 2001, Vápno. STOP Praha Kraus I., Kužvart M. 1987, Ložiska nerud. SNTL Praha
