SiO2, AL2O3,Ca(OH)2 - K123-Katedra stavebních materiálů

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
500C
1200C
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:

200C
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