Союз производителей извести

О Союзе

О Союзе

Цели и задачи, которые ставит перед собой
Союз производителей извести

Состав союза.

Историческая справка о извести и других вяжущих материалах

Отчет по международной конференции
«Производство Извести: рынки, оборудование, технологии»

Отчет о собрании Союза Производителей Извести в Белгороде»

Отчет о 7-ой Международной конференции для производителей: "Сухие строительные смеси для XXI века: технологии и бизнес"

    Первый ранний предшественник бетона был обнаружен на берегу Дуная на территории современной Югославии - в хижине древнего поселения каменного века находился пол из бетона толщиной до 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести. Ориентировочный возраст находки - более 5000 лет до н.э. Но это скорее относится к исключению из правил, массовое применение извести при строительстве датируется гораздо более поздними сроками.
    Цементами называют искусственные, порошкообразные вяжущие материалы, которые при взаимодействии с водой, с водными растворами солей или другими жидкостями образовывают пластичную массу, которая со временем затвердевает и превращается в прочное камневидное тело - цементный камень.
    Первым природным вяжущим была глина. Глина и жирная земля после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. Однако в виду низких потребительских качеств данных материалов ( с использованием глины возводились постройки, не требующие значительной прочности) - люди занимались поиском более совершенных вяжущих.
    Известь является древнейшим искусственным минеральным вяжущим веществом после гипса , есть сведения, что египтяне использовали смешанные известково-гипсовые растворы при строительстве пирамид. Однако гипс долгое время не терял своих позиций - вследствие меньшей энергоёмкости при производстве, в том же Египте топливо было чрезвычайно дефицитным.
    В плане массового использования при строительстве, более чем за 3 тыс. лет до н. э., в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие - такие как гипс. Это обуславливалось тем, что при обжиге строительного гипса использовалось гораздо меньше топлива (температура обжига 140-190 С), чем для производства извести.
    Римляне развили строительное искусство, оставив после себя знаменитые памятники древнего мира. Римляне так же составили первые рекомендации по изготовлению и применению известковых растворов. Впервые применив вулканический пепел в качестве добавок - был изобретён предок так называемого "пуцоланнового цемента", названного по месту залежей сырья близ города Поццуолли.
    Впервые широко известь стала применяться в Греции для облицовочных работ и в гидротехнических сооружениях. Но лишь в римский период началось массовое применение извести для кладочных растворов.
    В 1584 г. в Москве был учрежден "Каменный приказ", который наряду с заготовкой строительного камня и выпуском кирпича ведал также изготовлением извести. В частности в Москве появились первые производители - cухих строительных смесей - назывались они цементом (или "сементом"). Активно использовались добавки - бычья кровь, творог, яичный белок, кизяк и другие вещества, что свидетельствует о высоких требованиях к качеству возводившихся сооружений.
    В Киевской Руси основным связующим материалом была известь. Получали ее путем обжига известняка в специальных печах, которая позже гасилась в специальных ямах. Для приготовления строительного раствора использовалась известь разного состава - из чистого известняка получалась жирная белая известь (воздушная), а из известняка с глинистыми примесями - серая (гидравлическая, которая обладает способностью схватываться во влажной среде и использовалась при кладке). Белую известь использовали в основном при штукатурной работе. Хотя согласно некоторым исследованиям этим правилом не всегда руководствовались - вопрос рационального применения различных видов вяжущих также актуален и в современном строительстве. Заполнителем растворов являлась цемянка, т.е. мелкотолченая керамика, а также туф и пемза. Использовалась как специально обожженная и затем размолотая глина, так и недообожённый кирпич, а позже мелкотолченый кирпичный бой более крупных фракций - что давало меньшую усадку при твердении и увеличивало трещиностойкость. Однако тонкомолотая глина придавала дополнительные гидравлические свойства цемянке. Но видно уже тогда вопрос экономии и удешевления материалов и использования отходов производства ( брак кирпича ) не всегда решался в соответствии с задачей сохранения качества продукции. Использование толчённой керамики в качестве заполнителя - прием, широко применявшийся многими древними народами. К примеру, в Индии применялась известь в смеси с сурки - молотым кирпичом. Интересно, что в раннем зодчестве в строительных растворах в качестве заполнителя песок практически не использовался. В качестве вяжущего также использовался гипс, а заполнитель - дробленый алебастр.
    Еще ранее Фукса были проведены исследования французским инженером Вика , работы которого начались в 1812 г. (Луи Жозеф Вика еще в 1812 г. показал, что обожженная смесь чистой углекислой извести и глины в известной пропорции по измельчении затвердевает с водой без всяких прибавок.), а в 1818 г. он высказал мнение и доказал опытом, что всякий известковистый минерал, содержащий глину в известном количестве, способен дать так называемую гидравлическую (т. е. твердеющую под водой) известь после надлежащего прокаливания. С 1837 по 1841 гг. Вика показал, что большая часть глин владеет свойством превращаться в пуццоланы вследствие обжига, т. е. затвердевать с известью под водой, почему продукт обжига глин и назвали искусственной пуццоланой (цемянкой). Вика предпринял затем исследование разных французских глин, мергелей, известняков, благодаря которому, во Франции быстро стало развиваться производство гидравлических известей и цементов, получаемых прокаливанием естественных глинистых известняков.
    В 1829 г. профессор Фукс (Johann-Nepomuk Fuchs, 1774.1856) - немецкий химик и минералог показал, что всякий кремнеземистый минерал может быть годен для гидравлического цемента, если его подвергнуть обжигу. Такие породы, как граниты, гнейсы, порфиры, полевой шпат, слюда и даже простая глина, не говоря о чистом кремнеземе (горный хрусталь, халцедон), все после обжига затвердевают под водой с известью. Вопрос стоял только в доступности сырья и энергоёмкости производства.
    В 1822 г. в Петербурге вышла книга Е.Г. Челиева "Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы", а в 1825 году Челиев в книге "Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель или цемент, весьма прочный для подводных строений" обобщил опыт улучшения свойств вяжущих материалов, накопленный при восстановлении Кремля, разрушенного во время Отечественной войны 1812 года. Егор Герасимович Челиев начинал работать в Саратове, затем стал участником восстановления Москвы после пожара в 1812 году. Именно тогда он начал проводить эксперименты с различными материалами, чтобы найти скрепляющий состав для кирпича и камня. Стремление получить ещё более совершенный вид гидравлического вяжущего привело русского строителя Челиева к важному открытию: при обжиге в горне на сухих дровах смеси извести и глины до "белого жару" (при температуре свыше 1100-1200 С) получался спекшийся продукт, обладавший в измельченном виде высокими механическими свойствами и способностью твердеть в воде. Егор Герасимович Челиев является изобретателем современного цемента.
    Незадолго до Вика, Джеймс Паркер открыл, что глинистые почвы устьев Темзы с 30-35% глины после обжигания и измельчения дают цемент, на производство которого он и взял патент, назвав свой цемент - романским. Несколько лет спустя такое же открытие было сделано французами в Булони. Во Франции они тоже получили название романских цементов, или быстротвердеющих (быстросхватывающих), но впоследствии из естественных глинистых известняков стали делать и медленно схватывающие цементы, почему за всеми цементами этого рода оставлено только название "романских", без других характеристик. Большие неудобства, зависящие от неоднородности глинистых известняков, повели к дальнейшим весьма важным открытиям в приготовлении цементов. Известняки с малым содержанием глины дают гидравлическую известь, с большим содержанием - гидравлические цементы разных характеристик, а естественные толщи мергелей даже незначительной мощности обыкновенно очень неоднородны по составу. Поэтому возникло естественное желание приготовить гидравлический цемент из смеси глины и извести. Вика показал, что это возможно, но практическое осуществление эта мысль получила в России и Англии. Интересно, что до настоящего времени для определения сроков схватывания цементного теста применяется прибор, который по имени его изобретателя называется иглой Вика.
    Полученное Аспдином вяжущее не было портландцементом в современном смысле этого слова, а представляло собой разновидность романцемента, полученного при несколько повышенной температуре обжига (900-1000 С) , однако название "портландцемент" сохранилось и поныне. Гидравлическое вяжущее, описанное Е.Г. Челиевым, ближе по свойствам к современному портландцементу, а по качеству превосходило портландцемент Аспдина.
    В 1824 году Джозеф Aспдин, британский каменщик, получил патент на "Усовершенствованный способ производства искусственного камня", который он создал на собственной кухне. Изобретатель нагрел смесь хорошо подробленного известняка и глины в кухонной печи, после раздробил комок смеси в порошок и получил гидравлический цемент, который затвердел при добавлении воды. Aспдин назвал полученный продукт - портландцементом, потому что при производстве он использовал камни с карьера, который находился на острове Портланд. Однако только 30 лет спустя после этого открытия английские портландцементы получили распространение, а затем и преобладание. Толчок дала Лондонская всемирная выставка 1851 г., после которой на континенте весь портландцемент назывался английским.
    Д.И. Менделеев в книге "Основы химии" рассматривает ряд вопросов, связанных с химией силикатов, в частности цементов.
    Дело Челиева продолжили русские ученые Р. Л. Шуляченко, А. А. Байков, В. А. Кинд, С. И. Дружинин, В. Н. Юнг, П. П. Будников, В. Ф. Журавлев и др.
    После Октябрьской революции развитию цементной науки уделялось большое внимание - так как цементная промышленность является базовой в обеспечение экономической мощи страны. Была создана научная основа цементной промышленности - по всей стране были созданы организации, занимающиеся проблемами и перспективами развития производства цемента. Последние 15 лет недостаточного внимания к цементной науке привело к тому, что утеряно как минимум 75 % научного потенциала отрасли. Оставшиеся 25 % нуждаются в инвестициях со стороны производителей и поддержке со стороны государства.
    Д.И. Менделеев (1834--1907) открыл важнейшую закономерность природы - периодический закон, в соответствии с которым свойства элементов находятся в периодической зависимости от величины их атомной массы. Он опубликовал книгу «Основы химии»; в ней описано, в частности, атомно-молекулярное строение вещества. Д.И. Менделееву принадлежит и публикация по основам стекольного производства.
Для первого этапа становления и развития строительного материаловедения, который, как отмечалось, начался с глубокой древности и продолжался до начала второй половины ХIХ в., характерно сравнительно ограниченное количество разновидностей материалов и опытных данных по их качественным характеристикам. Однако великие ученые и философы тех времен с помощью интуиции и логики, гипотез и теорий, а несколько позже - с привлечением новых знаний в физике и открытий в химии и физической химии (последняя свое поступательное развитие начала с работ М.В. Ломоносова) сумели дать достаточно полное представление о составе веществ, внутренних взаимодействиях мельчайших частиц и свойствах. Были установлены некоторые общие зависимости свойств веществ, особенно механических, от их состава. Менее изученной оставалась зависимость свойств от структуры, хотя ёще в 1665 г. английский ученый Роберт Гук выявил у металлов типичную кристаллическую структуру, т.е. за 200 лет до открытия микроструктуры стали под микроскопом английским ученым Генри Сорби. Второй этап развития строительного материаловедения условно начался со второй половины 19 в. и закончился в первой половине 20 в. Важнейшим показателем этого этапа явилось массовое производство различных строительных материалов и изделий, непосредственно связанное с интенсификацией строительства промышленных и жилых зданий, общим прогрессом промышленных отраслей, электрификацией, введением новых гидротехнических сооружений и т.п. Характерным является также конкретное изучение составов и качества производимых материалов, изыскание наилучших видов сырья и технологических способов его переработки, методов оценки свойств строительных материалов со стандартизацией необходимых критериев совершенствования практики изготовления продукции на всех стадиях технологии.
Второй этап отличается сравнительно быстрым ростом производства новых материалов, ранее отсутствовавших в номенклатуре. достижения науки о материалах в нашей стране исходят от основоположников крупнейших научных школ Ф.Ю.Левинсона-Лессинга, Е.С. Федорова, В.А. Обручева, А.И.Ферсмана, Н.А. .Белелюбского, занимавшихся исследованием минералов и месторождений природных каменных материалов (горных пород). В результате строительное материаловедение обогатилось данными петрографии и минера логии при характеристике минерального сырья, используемого после механической переработки либо в сочетании с химической переработкой в виде готовой продукции -- природного камня штучного и в рыхлом состоянии, керамики, вяжущих веществ, стекла и др. С той же целью начали применять побочные продукты производств -- шлаки, эолы, древесные отходы и пр.
В номенклатуре материалов, кроме применявшихся на первом этапе камня немолотого или грубо околотого, меди, бронзы, железа и стали, керамики, стекла, отдельных вяжущих, например гипса, из вести, появились новые цементы, и начался массовый выпуск портландцемента, открытого Е. Челиевым в начале 19 в. В разработке новых для того времени минеральных вяжущих участвовали А.Р. Шуляченко, И.Г. Малюга, А.А. Байков, В.А. Китщ, В.Н. Юнг, Н.Н. Лямкн и другие ученые. Улучшилось качество и из древле известных извести и гипса. Так, И.В. Смирнов предложил использовать в строительстве молотую негашеную известь, в то время как в течение двух тысячелетий известь применялась после ее гашения водой; И.А. Передерий предложил высокопрочный гипс; А.В. Волженский при участии А.В. Ферронской -- гипсоцементное пуццолановое вяжущее; П.П. Будников -- ангидритовый цемент и др.
Быстро развивалось производство цементных бетонов различно го назначения; сформировалась специальная наука о бетонах -- бетоноведение. В 1895 г. И.Г. Малюга издал первый в нашей стране труд «Состав и способы прищтовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости». Он впервые вывел формулу прочности бетона и сформулировал так называемый закон водоцементного отношения. Несколько* раньше французский ученый Фере предложил формулу прочности цементного камня (и бетона). В 1918 г. была установлёна прочность бетона Абрамсом (США), уточненная Н.М. Бёляевьим, что послужило исходной позицией для разработки метода подбора (проектирования) состава плотного и высокопрочного бетона. Появилась и формула прочности Боломея (Швейцария), уточненная, БГ. Скрамтаевым применительно к отечественным исходным компонентам.
Аналогичный процесс обновления и интенсификации производства с одновременным развитием соответствующих наук на этом этапе произошел и в отношении многих других материалов. Так, на пример, на основе извести и портландцемента осуществлялся массовый выпуск разновидностей смешанных цементов и вяжущих веществ. Последующие исследования Н.М. Беляева, И.П. Александрина, Б.Г. Скрамтаева, Н.С. Завриева и других ученых способствовали существенному повышению качества бетона с уточнением ранее полученных зависимостей его прочности (Абрамсом, Боломеем). К этому же времени Н.А. Попов разработал научные основы технологии легких бетонов и строительных растворов, объемы применения которых быстро возрастали, особенно в жилищном строительстве. Были предложены новые разновидности искусственных заполнителей для легких бетонов -- керамические, шлаковые и др.
Вяжущие материалы. Основоположником теории и практики промышленного производства портландцемента является профессор Военно-инженерной академии А.Р. Шуляченко (1841-1903), которого называют “отцом русского цементного производства”. Вначале в Рос сии применялись иностранные цементы, но благодаря научным и практическим изысканиям А.Р. Шулзгченко отечественные цементы, достигшие высокого качества, вытеснили иностранные цементы. Разработанная им теория твердения гидравлической извести и цементов не потеряла актуальности в своей основе и до настоящего времени. Дальнейшее развитие этой теории принадлежит А.А. Байкову (1870- 1946), В.А. Кинду (1883-1938), В.Н. Юнгу (1882-1956), П.А. Ребиндеру (1898-1972). Новым видам вяжущих материалов и изделиям из них посвящены работы П.П. Буднякова (1885-1968), А.В. Волженского (1899-1993), П.И.Боженова (1904-1999). Бетоны. Выдающийся вклад в научную технологию бетона внес профессор Военно-инженерной академии И. Г. Малюга (1853-1933). Результаты его исследований дали зависимость прочности бетона от содержания воды, трамбования при укладке бетонной смеси, крупности песка, щебня и гравия.
Обширные исследования бетонов были проведены Н.М. Беляевым (1890-1944), И.П. Александровым (1888-1953). С 30-х годов предложены новые способы расчета тяжелых бетонов Б.Г. Скрамтаевым (1905-1966) и легких бетонов Н.А. Поповым (1899-1964). Железобетон. Большая заслуга в развитии железобетона принадлежит Н.А. Белелюбскому (1845-1922), под руководством которого были проведены первые в России испытания железобетонных конструкций и возведен ряд сооружений. В начале этого столетия железобетонные конструкции проектировали и строили С.И. Дружинин (1872-1935), А.Ф. Лолейт (1868-1933) и др.
Современную школу расчета и проектирования железобетонных конструкций создали А.А. Гвоздев (1897-1986), ПЛ. Щетернак (1885-1963), В.И. Мурашев (1904-1959), Н.В. Никитин (1907-1973) (автор Останкинской телевизионной башни в Москве) и др.

    4.3. Вяжущие вещества.
    Изобретение так называемого портландцемента, обладающего большей прочностью, чем известь, и способностью твердёть в воде и послужившего поэтому основой для железобётона, формально во всей мировой литературе приписывается английскому каменщику Аспдину, получившему патент в конце 1824 г. Однако это неверно и объясняется незнанием и зама работ русских людей. Простейший цемент изготовлялся в России уже в Х'У веке, а в 1817--1825 гг. в Москве начальник военно-рабочей команды Е. Г. Челиев изготовлял из искусственной смеси извести и глины, сильно обжигая ее и размалывая с добавкой гипса, цемент уже сравнительно высокого качества.
    Е. Г. Челиев завершил свои работы опубликованием в 1825 г. книги, содержавшей не только практические данные, но и научное обоснование способа; изготовления цемента. Несомненно, что для производства и применения цемёнта в строительстве и создания книги потребовалось несколько лет. Следовательно, цемент был изготовлен в России до 1824 г., и приоритет его открытия принадлежит нашей стране.     Основоположником теории и практики промышленного производства цемента в России был профессор Военно-инженерной академии А. Р. Шуляченко, являвшийся начальником кафедры химии и технологии строительных материалов с 1864 по 1903 г.
    Конференция Военно-инженерной академии в 1903 г. так оценила заслуги проф. Шуляченко: .
«Он по справедливости может считаться отцом русского цементного производства, так как благодаря его энергии, практическим указаниям и руководству выделка русских портландцементов достигла такого совершенства, что почти вытеснила из России иностранные цементы, сохранив тем внутри страны не один десяток миллионов рублей, уходивших до того за границу на покупку английских, немецких и шведских фабрикатов» («Инженерный журнал», 1904 г., №1).
    На той же конференции Академии отмечалось, что с «. . . старейший в Петербургском районе завод портландцемента--Глухо-озёрский -- обязан своим основанием, развитием и успехами трудам А. Р. Шуляченко».
    По указаниям проф. Шуляченко был построен и оборудован другой цементный завод (в г. Вольске).
    Профессору Шуляченко принадлежит разработка основ теории твердения гидравлической извести и цемента. Борясь с ошибочными утверждениями французского ученого Ферми о свободном состоянии извести в обожженном цементе, проф. Шуляченко создал свою теорию. обосновывающую химическое связывание извести в процессе обжига цемента. Эту правильную теорию в дальнейшем развили крупнейшие советские ученые: академик А. А. Байков, профессора В. А. Кинд и В. Н. Юнг, а в последние годы профессора А. Е. Шейкин, Ю. М. Бутт и др.
    Профессора А. Р. Шуляченко, Н. А. Белелюбский и И. Г. Малюга разработали в 1881 г. первые технические условия на цемент, а также классификацию вяжущих веществ.
    Проф. Шуляченко, выдающиеся русские ученые А. А. Байков, Н. Н. Лямин и В. И. Чарномский исследовали стойкость бетона в морской воде. Они изучили вопрос о введении активных кремнеземистых добавок в цемент и открыли в России эти добавки, не уступающие по своим качествам итальянским пуццоланам и немецким трасам. Тем самым наша страна была освобождена от им- порта добавок к цементу. Вопрос о стойких в морской воде цементах и бетонах полностью решен советскими учеными. Благодаря работам проф. В. Н. Юнга был найден соответствующий состав цемента. Это--высокосиликатный цемент с малым содержанием трёхкальциевого алюмината предложенный у нас намного раньше американского, так называемого сульфатостойкого цемента.
    Советские учёные (А. А. Байков, С. И. Дружинин, В. А. Кинд, В. Н. Юнг и др.) полностью разрешили вопрос о создании цемента с активными кремнеземистыми добавками, так называемого пуццоланового портландцемента, используемого в основном в гидротехническом строительстве.     По производству этого цемента Советский Союз занял первое место в мире.
Необходимо особо отметить работы академика А. А. Байкова по созданию теории твердения вяжущих веществ: цемента и гипса. Его теория, базирующаяся на точных физико-химических. представлениях об образовании сначала насыщенных, а затем пересыщенных растворов и выделении из них новообразований в коллоида и в дальнейшем в мелкокристаллическом со стояниях, является основой нашей науки о вяжущих веществах.
    Благодаря работам советских ученых -- проф. В. А. Кинда, лауреатов Сталинской премии проф. В. Н. Юнга, действительно го члена Академии наук УССР П. П. Будникова, передовых инженеров и мастеров советская технология цемента достигла высокого развития.
Качество цемента (характеризуемое прочностью при сжатии) повысилось за годы советской власти в 2--4 раза.     Появились новые виды цементов--цемент с активными минеральными добавками, кислотоупорный цемент, белый цемент, сульфатостойкий, гидрофобный и пластифицированный цементы, расширяющиеся цементы, сульфатно-шлаковый ангидритовый и ангидрито-глиноземистый цементы. Впервые в мире доменная печь на Урале дает одновременно чугун и клинкер быстротвердеющего глиноземистого цемента. По производству цемента из доменного шлака СССР также стоит на первом месте в мире.
    В области производства и применения извести в СССР так же сделано крупное открытие. Около 2000 лет известь применялась в строительстве только после гашения ее водой. При этом теплота гашения терялась, а известковое тесто медленно схватывалось и твердело. Талантливый изобретатель И. В. Смирнов коренным образом изменил старинный способ. Он предложил размалывать негашеную известь в тонкий порошок и сразу же применять ее в штукатурке, известково-шлаковом вяжущем, шлакобетонных камнях и т. п. При этом известь быстро схватывается и твердеет, теплота гидратации ее используется для ускорения твердения и высыхания. Изобретение И. В. Смирнова удостоено Сталинской премии и внедряется на ряде известковых заводов и строек. 4.4. Бетоны.
    Русские ученые уже с конца ХIХ века уделяли большое внимание созданию плотного бетона и правильному расчету его состава. Крупный вклад в науку о бетоне внесли русские инженеры, в особенности И. Самович (1885--1890 гг.) и профессор Военно-инженерной академии И. Малюга. В его труде «Состав и способ приготовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости», вышедшем в 1895 г., были даны основные принципы изготовления прочного бетона.
    Наибольшее развитие технология бетона получила в советское время, начиная с 1924 г, со времени нашего первого крупного гидротехнического строительства -- Волховстроя
Особое значение в развитии технологии бетона в СССР имели работы проф. Н. М. Беляева (Ленинград) и его школы. Начиная с 1927 г., проф. Н. М. Беляев, проф. И. П. Александрин и их ученики стали внедрять в нашу практику научные методы подбора состава бетона, давшие значительное повышение его качества.
    С 30-х годов школой действительного члена АН Грузинской ССР К. С. Завриева и московскими учеными (проф. Б. Г. Скрамтаевым и др.) были созданы новые, более рациональные методы расчета состава бетона, вытеснившие американский метод расчета. Советские методы расчета позволяют, в противовес американскому, экономить цемент в бетоне. Экономия цемента не только удешевляет бетон, но и улучшает его технические свойства (уменьшаются выделение тепла, усадки и ползучесть) .
    Заслугой советских ученых является также создание способов производства зимних бетонных работ и широкое внедрение их в практику. Начиная с 1930 г., по указаниям партии и правительства, наше строительство перешло на непрерывный строительный год, и это имело огромное значение для успешного и досрочного выполнения пятилетних планов.
    Бетонирование зимой представляло собой вначале сложную научно-техническую задачу.
После многочисленных исследований и опытов на стройках в Советском Союзе получили развитие такие научно обоснованные методы зимнего бетонирования, как способ термоса пропаривание, электропрогрев и др. Теперь по развитию всех этих методов Советский Союз занимает место в мире. В суровые ЗИМЫ 1941--1943 гг. зимнее бетонирование помогло быстрому возобновлению работы на Урале и в Сибири заводов, переведенных из районов, которым угрожали фашистские войска.
    Большая группа специалистов во главе с проф. С. А. Мироновым в 1949 г. удостоена Сталинской премии за разработку и внедрение способов производства зимних бетонных я каменных работ.
    Крупные достижения имеются также в создании новых видов бетона -- легкого, кислотоупорного и жаростойкого. Технология легких бетонов разработана действительным членом Академии архитектуры СССР проф. Н. А. Половым (Москва) и специалистами Армении и Грузии. Проф. Н. А. Попову принадлежит также создание отрасли науки о строительных растворах для каменной кладки.
    Бетонные работы в Советском Союзе почти полностью механизированы применяются машинное перемешивание бетонной смеси, широкая механизация укладки и уплотнения бетонной смеси при помощи вибрации и вакуумирования (работы лауреатов Сталинской премии С В Шестоперова, проф.А Е Десова, О. А. Гершберга и др.).
    Достижения советской технологии бетона наиболее полно реализуется на крупнейших гидротехнических стройках, где общий объем бетонных и железобетонных работ достигнет огромной цифры -- 18 млн.м. На строительстве Волго-Донского судоходного канала им. В. И. Ленина работали автоматизированные бетонные заводы с крупными бетономешалками. Бетонная смесь уплотнялась электрическими высокочастотными вибраторами, а поверхность некоторых бетонных сооружений обрабатывалась при помощи вакуумирования. Теперь эти методы применяются на Куйбышевгидрострое и других строительствах. Все это обеспечивает высокие темпы бетонных работ и хорошее качество бетона.

    Известь
    I.История.
Известь известна человечеству не одно тысячелетие и все это время активно используется им в строительстве и многом другом. Это объясняется доступностью сырья, простотой технологии и ценными свойствами извести.
Сырьем для получения извести служат широко распространенные осадочные горные породы: известняки, мел, доломиты, состоящие преимущественно из карбоната кальция (СаС03). Если куски таких пород прокалить на огне (рис. 8.2), то карбонат кальция перейдет в оксид кальция:
СаС03 -> СаО + С02 Т. Низкая водостойкость извести всегда побуждала людей искать пути ликвидации этого недостатка. Еще в Древнем Риме был найден способ получения водостойкого вяжущего на основе извести. Помог римлянам в этом вулкан Везувий. Они обнаружили, что при добавлении вулканического пепла к извести образующаяся смесь после твердения на воздухе в течение 7… 14 дней далее могла твердеть в воде (более того, именно влажные условия были обязательны для набора прочности!). Это было первое гидравлическое вяжущее. Добавки из вулканических пород (пепла, туфа и т. п.) впоследствии получили название гидравлические или пуццолановые (по названию местечка у подножия Везувия, где они добывались). Римские постройки (мосты, акведуки, бани-термы и т. п.) на таких смешанных вяжущих сохранились до сих пор. В Древней Руси проблема придания извести водостойкости была решена несколько иным путем. Там в роли гидравлической добавки использовали молотый бой керамического кирпича; такую смесь на Руси называли цемянкой.
Другой путь получения водостойких вяжущих на основе извести также был найден очень давно. Он базировался на обжиге известняков, имеющих примесь глины от 6 до 20 %. В этом случае в обожженном продукте помимо СаО появлялись низкоосновные силикаты и алюминаты (например, 2СаО * Si02), способные к твердению в воде. Естественно, механизм твердения этих вяжущих был расшифрован только в XX веке. Все эти вяжущие в несколько измененном виде применяют до сих пор.
Романцемент (сокращенно римский цемент) — старинное гидравлическое вяжущее, получаемое умеренным (не до спекания) обжигом известняков со значительной (более 20 %) примесью глины (например, известняковых мергелей). Температура обжига 1000…1200 “С. Состав продуктов обжига — низкоосновные силикаты и алюминаты кальция, и некоторое количество свободных оксидов СаО и MgO. В отличие от гидравлической извести романцемент не гасится, а размалывается в тонкий порошок, который перед применением необходимо выдерживать на воздухе для гашения свободных оксидов, чтобы избежать неравномерности изменения объема вяжущего при твердении. В Европе и США такой цемент называют «натуральным цементом», подчеркивая этим, что он готовится из природных известняковых мергелей. В России романцемент начал применяться с XVIII в., но особенно активно с середины XIX до начала XX в. В настоящее время вновь появился интерес к романцементу и, в частности, как к материалу для реставрационных работ.
    В настоящее время все виды извести имеют широкое применение в различных отраслях промышленности. В химической промышленности для получения хлорной извести, соды, нейтрализации кислот и кислых газов в промышленных сбросах и др. В металлургии (флюсы при выплавлении чугуна из железных руд), сахарном производстве (для очистки свекловичных соков), сельском хозяйстве (для известкования почв)и др. Кроме того, известь широко используется для производства строительных материалов таких как силикатного кирпича и газосиликатных автоклавных изделий, сухих строительных смесей и бетонов.

    II. Описание видов извести.
    Известь, вяжущий материал, получаемый обжигом и последующей переработкой известняка, мела и других известково-магнезиальных горных пород. Чистая известь плохо растворима в воде (около 0,1% при 20 °С); плотностью около 3,4 г/см3. В зависимости от содержания в породе MgO различают следующие виды извести: кальциевую (содержит до 5% по массе MgO), магнезиальную (5-20%) и доломитовую (20-40%). В зависимости от химического состава и условий твердения известь подразделяют на воздушную которая твердеет в воздушно-сухих условиях и гидравлическую, которая твердеет на воздухе и в воде.
    Воздушную известь получают обжигом главным образом известняка с малым содержанием глины (до 8%) при 1100-1300 °С в шахтных или вращающихся обжиговых печах. При этом карбонаты, входящие в состав породы, разлагаются, например: СаСО3 на СаО + СО2.
В зависимости от способа обработки обожженного продукта получают негашеную комовую (кипелка), негашеную молотую и гашеную известь (гидратную, или пушонку), а также известковое тесто. Первая представляет собой смесь кусков различной величины образующихся после грубого помола продукта обжига. По хим. составу она состоит из СаО и MgO с небольшой примесью неразложившегося при обжиге СаСО3, а также из силикатов, алюминатов и ферратов Са. Негашеная молотая известь - продукт тонкого помола комовой извести. Гашеная известь - высокодисперсный сухой порошок, получаемый взаимодействия комовой или молотой негашеной извести с небольшим количеством воды или пара (процесс гашения), состоит преимущественно из Са(ОН)2 и Mg(OH)2 с примесью СаСО3. При гашении известь большим количеством воды образуется пластичная тестообразная масса, так называемое известковое тесто. Активность воздушной извести как вяжущего материала определяется общим содержанием оксидов Са и Mg. Наибольшей активностью обладает кальциевая известь, содержащая 93-97% оксидов. Высококачественные сорта извести ("жирная известь") характеризуются большим выходом известкового теста (больше 3,5 л на 1 кг негашеной извести), чем выше выход теста, тем оно пластичнее и может принять большее кол-во песка при приготовлении строительных растворов. Известь с низким выходом известкового теста называется "тощей". По скорости гашения различают быстрогасящуюся (длительность процесса не более 8 мин), среднегасящуюся (не более 25 мин) и медленногасящуюся известь (более 25 мин). За скорость гашения принимается время от момента смешивания порошка извести с водой до момента достижения максимальной температуры известковой смеси. Твердение воздушной извести происходит в результате испарения воды и кристаллизации Са(ОН)2 из насыщенного водного раствора, а также при взаимодействии с СО2 воздуха с образованием кристаллов СаСО3.
Воздушную известь применяют для изготовления вяжущих строительных растворов, предназначенных для кладки кирпича, искусственных камней и штукатурки, а также для получения известково-шлаковых, известково-пуццолановых и др. смешанных вяжущих.В смеси с красителями известь используется в качестве декоративного материала. Большое применение воздушная известь имеет при производстве строительных материалов, в химической промышленности и сельском хозяйстве.
    Гидравлическая известь - тонкомолотый порошок, получаемый обжигом при 900-1100 °С мергелистых известняков, содержащих 6-20% глинистых и тонкодисперсных песчаных примесей. Образующиеся при этом силикаты (2СаО?SiO2), алюминаты (СаО?Аl2О3?5СаО + 3Аl2О3) и ферраты (2CaO?Fe2O3) кальция придают этой извести способность длительно сохранять прочность в воде после предварительного твердения на воздухе. По содержанию свободных оксидов Са и Mg гидравлическая известь подразделяют на слабогидравлическую (15-60% оксидов) и сильногидравлическую (1-15% оксидов). Гидравлическая известь, в отличие от воздушной извести, характеризуется большей прочностью при меньшей пластичности. Гидравлическая известь используют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, пригодных для эксплуатации в сухих и влажных средах, легких и тяжелых бетонов, низких марок, фундаментов и сооружений, подвергающихся действию воды.
    III. Сырье для производства извести. Основным сырьем для производства комовой извести являются природные карбонатные породы (известняки).
В настоящее время принята точка зрения, что они состоят из четырех основных минералов. Карбонат кальция СаСО3 существует в виде кальцита и арагонита, карбонат магния MgCO3 именуется магнезитом, а СаMg(СО3)2 – доломитом. В природе существует большое многообразие форм и типов известняка, обусловленных примесями и различными формами кристаллизации. Положение усугубляется еще и названиями. Например, мрамор и мел – разновидности карбонатной породы, имеющие такой же химический состав, что и известняк, состоит в основном из кристаллов кальцита, хотя их текстура, цвет, характер кристаллизации сильно различаются. По химическому составу, довольно сильно влияющему на качество готовой продукции (извести) известняки разделяются на два наиболее важных типа – высококальциевые и доломитизированные. Чем выше содержание в известняке карбоната кальция, тем более высококачественная известь может быть выработана из него.
Качество карбонатных пород для производства извести в России регламентируется ОСТ 21-27-76 «Породы карбонатные для производства строительной извести».

    IV. Производство воздушной извести.
    Комовая известь.
Производиться путем обжига фракционированных карбонатных пород в печных агрегатах – шахтных и вращающихся печах.     Качество (сортность) комовой и гидратной извести регламентируется ГОСТ 9179-77 «Известь строительная. Технические условия». Основным показателем качества комовой извести является так называемая «активность» - суммарное содержание свободных оксидов кальция и магния.
Качество (сортность) извести, применяемой в качестве флюса в металлургии, регламентируется ТУ 14-16-42-90 «Известь для сталеплавильного и ферросплавного производства» Обжиг извести происходит, как правило, в температурном диапазоне 1100 – 12000С. Способность карбонатных пород при обжиге образовывать высококачественную известь зависит не только от химического состава сырья, но и от их кристаллической структуры и многих других факторов. Многие исследователи полагают, что эта способность является свойством сугубо индивидуальным для каждого месторождения. Исходя из вышесказанного, очевидна необходимость технологических испытаний карбонатных пород, предполагаемых к использованию в качестве сырья для производства извести. Оптимальным фракционным составом карбонатных пород, обжигаемых в шахтных печах, является 50 – 100 , 60 – 120 и 80 – 160 мм. Превышение указанных размеров ведет к увеличению «недожога», а использование сырья более мелких фракций препятствует нормальному истечению топочных газов по объему печи, и, как следствие, ухудшает тепломассообмен в данном процессе.
    Оптимальным фракционным составом карбонатных пород, обжигаемых во вращающихся печах, является 10 – 20 , 20 – 40 и 20 – 50 мм. Вращающаяся печь способна обжигать сырье фракции 0 – 50 мм, но только если карбонатное сырье имеет слабую склонность к спеканию и появлению такого неприятного для потребителей извести явления, как «пережог».
    Технологические принципы производства гидратной извести. Подавляющее большинство потребителей извести не покупают известь и не гасят её для собственных нужд. Они предпочитают покупать товарную гидратную известь. Гидратная известь, полученная в заводских условиях, представляет собой сухой порошок, который является наиболее концентрированной из существующих форм гидратной извести. Способы гашения извести-кипелки различны. Технологически процесс гашения (гидратации) осуществляют как периодически, так и непрерывно. Однако, для получения гидрата окиси кальция с заданными свойствами из каждой разновидности извести вне зависимости от избранного метода гашения необходимо установить правильную дозировку воды и обеспечить её распределение в извести. Если кальциевая известь не пережжена, она полностью и легко превращается в гидрат при гидратации в атмосферных условиях. Продолжительность процесса - до одного часа.
Процесс гидратации кальциевой и магнезиальной извести представляет собой термохимическую реакцию соединения окислов кальция и магния с водой, идущую с выделением значительного количества тепла (276 ккал/кг СаО и 324 ккал/кг МgО). Скорость протекания и полнота завершения процесса гидратации извести зависит от ее реакционной способности и размеров частиц, количества и температуры воды, поступающей на гашение, интенсивности перемешивания, условий отвода тепла и удаления испаряемой избыточной влаги, ввода корректирующих добавок и других факторов.
    Качество гидратной извести оценивается в первую очередь по содержанию в ней Са(ОН)2, которое, в свою очередь, зависит от содержания активной СаО в исходной негашеной извести и степени её гидратации. При использовании гидратной извести в качестве сорбента, наряду с высоким содержанием активной СаО и Са(ОН)2, к ней предъявляются повышенные требования по удельной и адсорбирующей поверхности продукта гидратации.

    V. Основное оборудование для производства воздушной извести.
    Центральным технологическим агрегатом известкового завода (цеха, участка), безусловно, является печь, в которой обжигается карбонатная порода. Истории обжига извести известно около пятидесяти типов печей, из которых первыми были напольные или горшковые печи различных видов. При обжиге в этих агрегатах получается примерно 25% недожога и 25% пережога и только 50% представляет собой известь-кипелку удовлетворительного качества.
Следующим этапом усовершенствования известиобжигательных печей была пересыпная шахтная печь, в которую камень карбонатной породы засыпался (закладывался) вперемежку с твердым топливом – углем, коксом или древесиной. Существовало много вариантов этих двух типов старинных печей.
    Современные известиобжигательные печи можно классифицировать следующим образом:
1. Шахтные печи:
1.1. Обычного типа;
1.2. Газогенераторные с выносными топками;
1.3. Повышенной производительности, работающие на газе с центральной горелкой;
1.4. Пересыпные.
2. Вращающиеся печи:
2.1. Общего типа;
2.2. Общего типа, оборудованными подогревателем, холодильником и теплообменником;
2.3. Печи с колосниковыми устройствами.
3. Печи различных типов:
3.1. Печи кипящего слоя;
3.2. Печи с вращающемся подом и движущейся решеткой
3.3. Шахтная печь с наклонной вибрацией
3.4. Горизонтальная кольцевая Гофмана (в настоящее время устарела)
3.5. Циклонная печь

    Сравнительный анализ печных агрегатов, используемых для производства извести Вид печного агрегата
Преимущества
Недостатки
    Вращающаяся печь с цепным запечным подогревателем и барабанным холодильником
Самая высокая степень декарбонизации известняка (99,5%) и, как следствие, максимально возможное качество продукции. Возможность осуществлять мягкий обжиг. Известь также, как правило, мелкокристаллическая, высокой реакционной способности. Эта печь самая нетребовательная к качеству сырья как по гранулометрии (обжигает фракции 0-20 и 20-50 мм), так и по прочности сырья, которая не имеет значения – от шламов и мелов до мраморов. Самая легкая в управлении. Возможность плавного регулирования производительности и качества продукции. Самый распространенный в мировой практике печной агрегат для производства флюсовой извести для нужд металлургии. Достаточно высокая стоимость технологического оборудования по сравнению с шахтными печами (см. ниже). Более значительный землеотвод для размещения производства (для размещения производства мощностью 125 тн/сут требуется площадка размером ориентировочно 50 х 100 м, включая сырьевой склад). Расход условного топлива составляет 190 – 220 кг на 1 т извести, а электроэнергии – 35 – 50 кВтч. Несколько больший пылеунос.
    Шахтная печь с распределителем сырья и центральной горелкой, работающая на природном газе.
Самая низкая стоимость технологического оборудования для обжига извести. Сравнительно низкий удельный расход условного топлива – 160-180 кг/т и электроэнергии – 20 -30 кВтч/т. Низкий пылеунос. Небольшой землеотвод. Простота конструкции и обслуживания.
Недостаточно высокая степень декарбонизации сырья (как правило, не более 95-97%). Печь весьма требовательна к качеству сырья как по прочности и гранулометрии, так и по степени загрязнения его глинистыми примесями. Фракционный состав обжигаемого сырья предпочтительно должен иметь кратность 2, т.е. применяемые фракции 50-100, 60-120, 80-160 мм. Повышенное содержание примесей в карбонатном сырье может вызывать образование спеков («козлов»), часто зависающих в шахте печи. Известь первого сорта по ГОСТ 9179-77 на этом печном агрегате получать стабильно весьма проблематично, особенно если примеси превышают 2%. Ограничены в производительности. Производительность 100 т/сут является критической для шахтных печей из-за риска получить непрожженую центральную зону.
При дроблении и грохочении с целью получения деловой фракции 15 – 50 мм отходы в виде фракции 0 – 15 мм составят 30% и более.

20 октября 2009
III научно-практическая конференция СИЛИКАТэкс «Развитие производства силикатного кирпича в России» состоялась 14-15 октября 2009 г. в Нижнем Новгороде. Организатор конференции – научно-технический и производственный журнал «Строительные материалы»®. Подробнее

10 октября 2009
8 октября 2009 года в г. Москве состоялось очередное Общее собрание НППИ. Члены нашего Союза обменялись мнениями, о влиянии общего экономического кризиса на деятельность предприятий отрасли и на работу НППИ. Подробнее

8 июня 2009
27 мая 2009 года в пгт Товарково Калужской области состоялось официальное открытие завода « Фельс Известь». Это первый совместный международный проект в известковой промышленности современной России. Проект, стартовавший в июне 2007 года, успешно осуществился в 2009 году. Подробнее

22 мая 2009
27.05.09 состоится официальное открытие завода ООО «Фельс Известь»
Среди приглашенных: Посол ФРГ в РФ, представители исполнительных и законодательных органов власти региона, представители немецкой экономики, подрядных организаций, предприятий-потребителей извести и производственных союзов (в т.ч. СПИ в лице Прокина В.А. и Галиахметова Р.Ф.).
Подробнее

20 мая 2009
ОАО «Северский трубный завод» перед началом строительства проводило тендер с участием иностранных фирм, который ОАО «Липецкстальпоект» выиграл. Стоимость нашей разработки, по итогам строительства, в два раза дешевле иностранных. В настоящее время подписан акт сдачи в эксплуатацию печи №1 и печь введена в эксплуатацию.
Для сведения направляем Вам акт сдачи в эксплуатацию печи № 1 ОАО «Северский трубный завод» (г.Полевской, Свердловской обл.).
Просим обратить внимание на технико-экономические показатели. Акт

5 марта 2009
26 февраля 2009г. в г. Москве состоялось очередное общее собрание Союза Производителей Извести. Были подведены итого работы Союза за 2008г. Подробнее