Vápno je technický název pro oxid vápenatý CaO. Jako maltovina se vyrábí dekarbonatací vápenců při takové teplotě, aby produkt byl schopen dostatečně rychle karbonatace na Ca(OH)2, který je pak hlavní aktivní složkou tohoto pojiva. Všeobecně se rozlišují dva hlavní druhy vápna pro stavební účely: Vzdušné vápno s vysokým obsahem CaO, popřípadě s menším obsahem MgO – tuhne pouze na vzduchu.
Hydraulické vápno vznikající z méně čistých vápenců s obsahem hydraulických složek, tj. SiO2,Al2O3,
Fe2O3 – může tuhnout i pod vodou.
Výroba vápna vychází z přírodního vápence. Jedná se o tepelné zpracování uhličitanu vápenatého se stechiometrickým vzorcem CaCO3. Pálení se provádí zpravidla při teplotách nad 950°C v šachtových, nebo rotačních pecích, kdy vzniká oxid vápenatý podle rovnice:
CaCO3 → CaO + CO2
Reakce oxidu vápenatého s vodou, zvaná hašení vápna, je příkladem hydratační reakce spojené s poměrně velkým vývojem tepla (65 kJ/mol ~ 1160 kJ/kg CaO). Reakce probíhá podle rovnice:
CaO + H2O → Ca(OH)2
Hydroxid vápenatý jako chemické individuum patří mezi silné zásady. Na rozdíl od uhličitanu se rozkládá při nižší teplotě (okolo 500°C) a produkty reakce jsou oxid vápenatý a voda.
Ca(OH)2 → CaO + H2O
V procesu tuhnutí malty hraje velmi důležitou úlohu reakce Ca(OH)2 s CO2 obsaženém ve vzduchu. Tento proces se nazývá karbonatace.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Vzniká opět vápenec a jeho tvorbu bude podporovat, jak ukazuje rovnice, přívod oxidu uhličitého a současný odvod vody. Uhličitan vápenatý se rozpouští v kyselině uhličité za vzniku hydrogenuhličitanu, ten je rozpustný ve vodě.
CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca(HCO3)2
Tato reakce se spolupodílí na korozi betonu působením tzv. agresivního oxidu uhličitého. Reakce je vratná a o jejím průběhu rozhoduje rovnováha mezi CO2 rozpuštěným ve vodě a disociovanými formami kyseliny uhličité HCO3- a CO32-.
Sádra vzniká částečnou nebo úplnou dehydratací vápence CaSO4.2H2O. Dehydratace sádrovce probíhá obvykle ve dvou stupních, v první vzniká hemihydrát (půlhydrát) CaSO4.1/2H2O, který je hlavní složkou rychle tuhnoucí sádry. V druhém stupni vzniká bezvodý CaSO4, ten je hlavní složkou pomale tuhnoucí sádry a tzv. anhydritového pojiva.
180°C 1000°C
CaSO4.2H2O → CaSO4.1/2H2O → CaSO4
Sádrovec hemihydrát anhydrit
Výpaly při vyšších teplotách jsou doprovázeny částečným rozkladem anhydritu. Vznikající oxid vápenatý způsobuje alkalickou reakci vodní suspenze pomalu tuhnoucí sádry.
Tuhnutí sádry probíhá podle rovnice:
CaSO4.1/2H2O + H2O → CaSO4.2H2O
Žádné komentáře:
Okomentovat