ÕHKSIDEAINED – SAAMINE, KASUTAMINE, TOOTMINE (0)

ÕHKSIDEAINED – SAAMINE, KASUTAMINE, TOOTMINE
REFERAAT
Õppeaines: EHITUSMATERJALID
Ehitusteaduskond
Õpperühm: EI 12
Juhendaja : lektor
Esitamiskuupäev:
Üliõpilase allkiri :……………..
Õppejõu allkiri: ………………
Tallinn 2015

Sisukord

Sisukord 2
Sissejuhatus 4
1. Sideained 5
2. sideainete saamine 6
2.1.Õhklubja saamine 6
2.2.Kipsi saamine 8
2.3. Magneesium sideained 9
3.kasutamine 11
3.1.Lubja kasutamine 11
3.2.Kipsi kasutamine 11
3.3.Magneesium sideainete kasutamine 11
4.ERINEVAD TOOTED 12
4.1.Ehituslubjad 12
4.1.1Lubikrohv 12
4.2.Erinevad kipsitooted 12
4.2.1Gyproc- kipsplaadid ja -plaadikonstruktsioonid 12
4.3.Erinevad magneesium sideaines tooted 13
4.3.1Fibroliit 13
4.3.2Ksüloliit 14
Kokkuvõte 15
Viidatud allikad 16
Lisa 1. Šahtahi 18
18

Sissejuhatus

Õhksideaineteks nimetatakse sideaineid , mis kivistuvad ja säilitavad oma tugevuse ainult õhus. Õhksideaineid saab kasutada ainult kuivades kohtades, kuna kaotab oma tugevuse niisketes kohtades. Vee keskkonnas on nende kivinemine takistatud. Õhksideainete hulka kuuluvad: õhklubi, ehituskips , kipsanhüüdriit, magnesiaalsideained. [1]

Sideained

Ehitus sideaineks nimetatakse materjali, millega liidetakse teisi materjale. Üldiselt jagunevad sideained järgmiselt kahte põhiliiki - orgaanilised ja mineraalsed . Orgaanilised sideained ei kivistu vaid seovad oma kleepuvusega. [2], [1]
Füüsikalis-keemiliste protsesside toimel muutub mineraalne sideaine vedelast või taignataolisest olekust kivitaoliseks. Mineraalseid sideaineid leiab peamiselt pulbrikujuliselt ning kasutamisel segatakse neid veega. Sideaine kivistumisel tekib tehiskivi , mis liidab kokku teisi materjale. Mineraalseid sideaineid kasutatakse peamiselt mitmesuguste betoonide , põletamata tehiskivide ja müüri- ning krohvimörtide valmistamiseks. [3]
Kivistumise iseloomu järgi jagatakse sideained õhk- ja vesisideaineteks. Õhksideainete hulka kuuluvad: õhklubi, kips ja magneesium-sideained. Need ained suudavad oma tugevuse ja kivistumise saavutada ainult õhus. Samuti ei tohiks õhksideaineid kasutada niisketes kohtades. Hüdrauliliste sideainete hulka kuuluvad: portland tsement , aluminaattsement , põlevkivituhk-sideained ja hüdraulilised lubjad. Hüdraulilised ained vajavad kivistumiseks vett. Nende plussiks on see, et neid saab kasutada ka erinevates niiskustingimustes. [3]
Mineraalsed sideained jagunevad keemilise koostise järgi gruppidesse : lubjad, magneesiumsideained, tsemendid, kipsid, vesiklassid ja põlevkivituhksideained [3].

sideainete saamine

Õhklubja saamine

Õhklupja võime nimetada üheks vanimaks ja lihtsaimaks sideaineks, mida saadakse lubjakivi põletamisel kuni süsihappegaasi võimaliku täieliku eraldumiseni. Kuna õhklubi on peamine lubiaine siis kutsutakse teda ka lihtsalt lubjaks . [3], [2]
Õhklubja saamiseks peab tooraine koosnema võimalikult puhtast kaltsiumkarbonaadist, mis võib teatud määral sisaldada ka magneesiumkarbonaati ning kuni 6% saviaineid ja muid lisandeid. Õhklubja kasutamisviisid: jahvatatud kustumata lubja, pulbriks kustutatud lubja või lubjataina kujul. [2]
Lubjakivi, kriiti või dolomiitset lubjakivi põletatakse allpool paakumis temperatuuri kuni kogu süsihappegaas on eraldunud [3].
Peamiselt põletatakse lupja šahtahjudes. Põlemistemperatuur peab olema 1000-2000 juures, olenevalt lubja liigist ja puhtusest. Ahjus tuleb toorainel läbida 3 temperatuuritsooni: eelkuumendus -, põletus- ja jahutustsoon. (Lisa 1), [3]
eraldub kaltsiidist põletamisel ning lendub koos küttegaasidega:
Selle tulemusena saadakse ahjust kustumata lubi , mis kujutab tükkmaterjali. Tükid muutuvad kuni 44% kergemaks ja 10-20% väiksemaks, kuna neist eraldub . Teatud juhtudel võib tulla ette ka olukordi , kus põletatakse lupja jahvatatult. Üheks tingimuseks on, et lubi peab olema põletatud ühtlaselt. Lubjale mõjub kahjustavalt selle ala- ja ülepõletamine. [3], [2]
Lubja kustutamisel segatakse ta veega, mille järel toimub reaktsioon :
Q tähistab eralduvat soojust ning protsess on eksotermiline.
Tulemusena saadakse , mis on kustunud lubi. Tükklubi jaguneb lagunemisel peeneks massiks ja mahult paisub 2-3,5 kordselt. Pulberlubja saame, kui lisame lubjale 1/3 vett. Lubja taigna saame lisades suurema hulga vett ning lubjapiima, kui lisame väga suure koguse vett. Lupja jääb tavaliselt lihtsa lubja ja vee segamise tõttu kustumata või poolkustunud teri , mis kustuvad aeglaselt ja kahjustavad lubja mahupüsivust. Soovituslikult peaks enne sellise lubja kasutamist ootama 10-15 päeva, mille jooksul toimub järelkustumine. Kustumise efektiivsuse võimendamiseks võib teda kustutada purustiga varustatud kustutis või rõhu all auruga kuivatades. [3], [2]
Lubja kustumist kiirendaks oluliselt lubja jahvatamine enne kustutamist. 20-30 minutiga kustub jahvatatud lubi ning teda võib kasutada ilma eelneva kustutamiseta. Alles segus suudab lubi kustuda ja eraldunud soojus kiirendab veelgi segu tardumist. [3]
Lubja kivistumine saab toimuda ainult õhus ja lubja kivistumise toimub reaktsiooni [3]:
Kuivatamise ja CO2 rikastamise teel saab lubja kivistumist kiirendada, mille produktiks on kaltsiitkivim.
Lubja omadusteks võime lugeda: tüüpiline õhksideaine, kuivades tavalises õhus on tema survetugevus 1.0 N/mm2. Lubi on nõrk sideaine võrreldes tsemendiga. Tunduvalt suurema survetugevuse annab autoklaavne ki vistumine. Kustumiskiiruse järgi jagatakse lubjad: [3]

• Kiirelt kustuvaiks (kustumiskiirus alla 8 min)
  
• Kekmiselt kustuvaiks (8-25 min)
  
• Aeglaselt kustuvaiks (üle 25 min)
  

Standartse katse juures näitab kustumiskiirus mitme minutiga pulberlubja ja vee segu temperatuur tõuseb maksimumini. Lubja sorti kustumiskiirus ei mõjuta. [3]
Lubi annab plastse segu, kuigi on aeglaselt kivistuv. Koostise järgi jagunevad lubjad kaltsiit - ja magnesiitlupjadeks ja kolme sorti jagatakse lubjad kvaliteedi järgi. Lubjataigna saagis näitab mitu liitrit settinud lubjatainast saab 1 kg kustutamata lubjast.Lubjataignasse jäänud terakesi jämedusega üle 0,6 mm nimetatakse kustumata osisteks. [3], [2]
Tabel 1
Lubja omadused
Omadus
Kaltsiitlubi
Magnesiitlubi
I s II s III s
I s II s IIIs
Aktiivse CaO + MgO min. sisaldus (%)
90
80
70
85
75
65
Kustumata osiste max sisaldus (%)
7
10
12
10
15
20
max sisaldus (%)
3
5
8
5
8
11
Lubjataigna min saagis (l)
2,4
2,0
1,6
[3]

Kipsi saamine

Kips kuulub samuti õhksideainete hulka. Olenemata sellest, et ta tardub vees, saavutab ta lõpliku tugevuse kuivanult. [3]
Tema tooraineks on looduslik kips, mis on poolläbipaistev valkjas pehme mineraal , mille koostisesse võib veel lisaks kuuluda savi, liiv ja lubjakivi. Kipsi lisandite määr võib jääda 10-25% piiridesse. Suuresti sõltub kipsi kvaliteet kasutatavatest lisanditest. [3]
Kipsi saamiseks tuleb looduslikku kipsi kuumutada 150-170 juures, mille käigus ta kaotab pool oma veesisaldusest. Seda väljendab valem: [3]
Enne või pärast kuumutamist või samaaegselt kips jahvatatakse. Saadud mahumassiga 800-1000 pulber on sideaineks, mis kujutab endast valget või veidi hallikat värvi. Peale kipsi segamist veega toimub tema tardumine ja kivistumine.
[3]
Saadakse uuesti kiptopelthüdraat, mis võrreldes pool hüdraadiga lahustub vees tunduvalt vähem. Saadud kolloidne mass muudab plastse kipstaigna pooltahkeks massiks. Protsessi kui sellist nimetatakse kipsi tardumiseks, mille juures eraldub soojust. Hiljem tekivad kipsi kristallid, mis kasvavad üksteisega kokku, tekitades tehiskivi. Võrreldes teiste sideainetega on kips väga kiire tardumisega. Kipsi taignale lisatakse 0,1-0,2% maalriliimilahust, et kipsi tardumist vaja aeglustada. Kivistumisel kips paisub 0,5-0,8% ja tänu sellele täidab täpselt vormid ja tiheneb. [3], [4]
Mehaaniliste omaduste ja jahvatuspeenuste järgi jagatakse ehituskipsid tugevusklassidesse või sortidesse. Kips-sideainete tugevusklassid võivad olla 2-25. [3]
Tabel 2
Omadused
Enam levinud tugevusklassid
6
5
4
Jahvatuspeenus (jääk sõelal max %)
15
20
30
Min paindetugevus
3
2,5
2
Min survetugevus
6
5
4
Kipsi kasutatakse peamiselt: krohvimörtides tardumise kiirendajana, kipsplaatide valmistamisel, kipsbetoonis sideainena, remonttöödel krohvi parandamiseks, kipspahtlina pindade silumisel ja skulptuursete detailide valamisel.
Kipsi puudusteks võime lugeda tema suhteliselt väikest tugevust ja nõrka veekindlust, mille tõttu ei saa teda kasutada kandekonstruktsioonides ja niisketes kohtades. Niiskudes kaotab ta suure osa oma tugevusest ja võib porsuda. Tänu tardumisele on kips asendamatu sideaine. Kipsi aktiivsus langeb pikaajalisel seismisel . [2], [3]

Magneesium sideained

Õhksideained, mille peamiseks koostisokas on magneesiumoksiid.
Magneesium sideaineid ei segata kasutamisel veega vaid magneesiumkloriidi vesilahusega. Peamised magneesiumsideained on kaustiline magnesiit ja kaustiline dolomiit [3].
Loodusliku magnesiidi põletamisel 800-850 juures ja sellele järgneval jahvatamisel saadakse kaustiline magnesiit ning põletamise käigus eraldub
[3].
Peale jahvatamist on tekkinud MgO sideaine omadustega. Kivistunult on tema survetugevuseks 40-60 . Kaustilise magnesiidi tootmine on piiratud, kuna puhast magnesiitkivimit leidub looduses suhteliselt vähe. [3]
Loodusliku dolomiidi põletamisel ja jahvatamisel saadakse kaustiline dolomiit. Põletamisel toimub reaktsioon:
Saadud sideaine kvaliteeti alandab , kuna ta ei ole sideaine omadustega. Survetugevuseks on tal 10-30 . Kaustilisest magnesiidist on ta hinna poolest tunduvalt odavam. [3]
Peamiselt kasutatakse magneesiumsideaineid orgaaniliste materjalide sidumiseks. Tähtsaimateks toodeteks , mis on valmistatud magneesiumainete baasil, võime lugeda fibroliiti ja ksüloliiti. Fibroliit koosneb puidu narmaslaastudest, mis seotakse kokku magneesiumsideainega, ksüloliit aga saepurust ja magneesiumsideainest. [3], [2]

kasutamine

Lubja kasutamine

Möödunud aegadega võrreldes on lubja kasutamine oluliselt vähenenud . Varem tarvitati lupja peamiselt vaid korstnate, ahjude ja seinte lupjamiseks. Lupja kasutatakse peamiselt kivide liitmiseks ja kivistuvates segudes ning on tihti vahend teiste sideainete liitmiseks. Mörtides kasutatakse müürimördina, krohvimördina segatuna kipsiga, kuivsegudes, lubi-liiv toodetes, segumörtides plastilisuse suurendamiseks lisatava ainena (plastifikaatorina), silikaattoodete valmistamisel, lubjavärvides. Segasideainete koostisosadena esinevad räbud ja putsolaanid. Samuti saab neid kasutada lubivärvina, mis on kõrge aktiivsusega lubiained. Lõpetuseks saab lupja kasutada ka teistes tootmisharudes nagu paberi-, tekstiili-, puidutööstuses. [1], [5], [6], [7], [8]

Kipsi kasutamine

Kipsi kasutatakse laialdaselt sisetöödes, kuna vee lisamisel kõvastub ta kiiresti. Kipsi kasutatakse krohvimörtides tardumise kiirendajana, eriti lagede ja puitpindade krohvimisel . Samuti kasutatakse kipsi kipsplaatide valmistamisel, mis on üks peamisi seinaehitus materjale. Kipsplaat on siseseintes ja –lagedes, välisseinte sisepindadel ning heli- ja tuuleisolatsioonides enim kasutatav ehitusplaat. Kipspahtlit saab tõhusalt kasutada sisetöödel pindade tasandamiseks ja silumiseks, kasvõi pragude täitmiseks. Kipsi positiivseks omaduseks võib veel lugeda tema kiiret tardumist, siis on teda väga hea kasutada remonttöödel krohvi parandamiseks. Kipsi kasutusala ei jää ainult ehitus valdkonda, vaid teda saab väga tõhusalt kasutada ka skulptuuride tegemisel. Kuna kips pole tugev ja veekindel, siis ei saa teda kasutada kandekonstruktsioonides ega niisketes kohtades. [9], [4]

Magneesium sideainete kasutamine

Magneesium-sideaineid kasutatakse peamiselt orgaaniliste materjalide sidumiseks ning magneesium-sideainete baasil toodetakse fibroliiti ja ksüloliiti [7].

ERINEVAD TOOTED

Ehituslubjad

Lubikrohv

Lubi on elastne ja niiskust läbilaskev materjal. Lubimört talub vähesel määral seina liikumist (vajumist) ja laseb seina sattunud niiskusel välja kuivada. Lubikrohvi koostis oleneb suuresti lubja kvaliteedist ja krohvitavast pinnast. Täiteained valitakse vastavalt seina vajadustele, kasutades peamiselt sõmerat liiva, sõelutud kruusa, jahvatatud lubjakivi ja jahvatatud savitellist. Krohvikihi paksus sõltub alusseinast ning sise- ja välistingimustest. Krohvimistöödeks kasutame õhklupja, jahvatatud kustutamata ehituslupja, õhklubja asendajaid ja hüdraulilist lupja. [10]
Tabel 3
Ehituslubjad
Nimetus
Tähis
Kaltsiumiline lubi 90
CL90
Kaltsiumiline lubi 80
CL80
Kaltsiumiline lubi 70
CL70
Dolomiitne lubi 85
DL85

Erinevad kipsitooted

Gyproc -kipsplaadid ja -plaadikonstruktsioonid

Kips on looduslikul toorainel baseeruv- või tööstuse kõrvalproduktina saadav ehitusmaterjal, mis töödeldakse tugeva kartongiga kaetud ehitusplaadiks. Eestis müüdavad Gyproc kipsplaadid on enamuses valmistatud Soome Gyproc OY poolt, Kirkkonummi tehases. Kipsplaate kasutatakse põrandates, siseseintes ja -lagedes ning tuuletõkkevoodrina .
Joonis 1
Gyproctehnoloogia esindab uusimat ehitusmeetodit, kus eesmärgiks on heli ja tuld isoleerivad ning kaalult kerged konstruktsioonid . Gyproc-kipsplaat on sobiv kasutamiseks kõigis siseruumides, niisketes ruumides, elumajades, büroodes, koolides , haiglates ja tööstushoonetes, samuti kandekonstruktsioone täiendavates osades. [11]

Erinevad magneesium sideaines tooted

Fibroliit

Fibroliit ehk TEP- plaadid on tsemendiga segatud puidulaastudest pressitud plaadid. Tsemendi kivistumine toimub pressitud olekus. Tsement teeb puidulaastud niiskuskindlaks ja annab parema tulepüsivuse. Suure tsemendisisalduse tõttu on TEP-plaatide valmistamine energiakulukas. [3]

Ksüloliit

Ksüloliit on põhiliselt saepuru , magnesiaalsideaine ja veesegust valmistatud tugev tehiskivi, mida kasutatakse põrandakattematerjalina. [3]

Kokkuvõte

Õhksideaineid kasutatakse peamiselt ehituses, seda nii kipsi, lubja kui ka magneesium sideaine kujul. Neid materjale kasutatakse ehitusel nii sise- kui ka välistöödel. Nende eeliseks on see, et nad kuivavad kiiresti. Neid kasutatakse palju ka siduva ainena materjalide tootmises ja materjalides kinnistava ainena. Läbi aegade on kõige enam ehituses kasutusolevaks materjaliks lubi, kuigi tänapäeval pole see enam nii palju kasutuses kui oli varasemalt. Teisalt on ehituses tihedalt kasutusel veel kips, mida kasutatakse seinte, lagede tegemisel pidevalt. Õhksideained on jätkuvalt ehituses tihedalt kasutavad ja kindlasti ei kao ehitusmaastikult lähima paarikümne aasta jooksul ära.

Viidatud allikad

[1]
Tallinna Tehnikaülikool, „TTU,“ [Võrgumaterjal]. Available : http://www.ttu.ee/public/l/lembi-merike-raado/EPM0020/Lubisideained/Lubi2009.pdf . [Kasutatud 11 oktoober 2015].
[2]
F. Kiviselg ja O. E., Toim-d, Kohalikud ehitusmaterjalid 1964, Tallinn: Eesti riiklik kirjastus, 1964.
[3]
Ehitusmaterjalid, Tallinn: Pärnamägi H., 2005.
[4]
Taavi Audova, „ Physic ,“ [Võrgumaterjal]. Available: http://www.physic.ut.ee/materjalimaailm/Kirjed/Kips.ht m. [Kasutatud 11 oktoober 2015].
[5]
„Muinas,“ 22. oktoober, 2015. [Võrgumaterjal]. Available: http://www.muinas.ee/files/20%20Lubi%20I.pdf .
[6]
„nokitse,“ 23. oktoober, 2015. [Võrgumaterjal]. Available: http://www.nokitse.ee/failid/pdf/lubi%20i.pdf .
[7]
SA Innove Tallinn, „Innove,“ [Võrgumaterjal]. Available: http://www.innove.ee/UserFiles/Kutseharidus/Liina/%C3%95ppekavakeskus/EHITUSMATERJALID-04.11.13.pdf . [Kasutatud 11 oktoober 2015].
[8]
Wikipedia, „Wikipedia,“ [Võrgumaterjal]. Available: https://et.wikipedia.org/wiki/Lub i. [Kasutatud 11 oktoober 2015].
[9]
Annaabi, „Annaabi,“ [Võrgumaterjal]. Available: https://annaabi.ee/Ehitusmaterjalid-m31263.html . [Kasutatud 11 oktoober 2015].
[10]
„saviukumaja,“ 22. oktoober, 2015. [Võrgumaterjal]. Available: http://saviukumaja.ee/materjalid/lubi/lubikrohvid-ja-lubipahtlid .
[11]
„ ehitusinfo ,“ 23 oktoober, 2015. [Võrgumaterjal]. Available: http://www.ehitusinfo.ee/index.php?aid=262 .

Lisa 1. Šahtahi