Строительство. Стройматериалы

Строительные материалы и изделия

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Долгое время известь не использовали для получения прочных и водостойких искусственных каменных изделий, так как в естественных условиях она твердеет очень медленно и изделия получаются небольшой прочности (L..2 МПа), легко размокают при воздействии воды. Однако в 1880 г. немецким ученым Михаэлисом было установлено, что при автоклавной обработке (твердении в среде насыщенного водяного пара при давлении 0,8 МПа и температуре более 170 °С) извести и кремнеземистого компонента (песка) могут быть получены очень прочные, водостойкие и долговечные изделия. Растворимость Са(ОН)2 падает с повышением температуры (1,3 г/л при 25 °С и 0,15 г/л при 174 °С), a Si02 - резко возрастает (0,006 г/л при 25 °С; 0,01 г/л при 150 °С и 0,18 г/л при 175 °С). Таким образом, при температуре 150...200 °С и давлении 0,9...1,3 МПа твердение происходит за счет образования между зернами кремнезема реакционной прослойки из гелевидных низко- и высокоосновных гидросиликатов кальция:

Са(ОН)2 + Si02 + Н20 -> иСаО • Si02 • тЯ20.

Изобретение Михаэлиса было использовано для производства так называемого силикатного (известково-песчаного) кирпича.

Силикатный кирпич - искусственный безобжиговый стеновой материал, изготовляемый из смеси кварцевого песка и гашеной извести прессованием с последующим затвердеванием в автоклаве под действием пара высокого давления и температуры.

Технология производства кирпича включает следующие технологические переделы: приготовление вяжущего (помол извести с частью песка); дозирование компонентов: вяжущего -15...25 %, кварцевого песка - 75...85 %; смешивание компонентов с добавлением воды, гашение извести и растирание компонентов смеси; прессование кирпича под давлением 30...40 МПа; укладка на вагонетку и автоклавная обработка.

Расход вяжущего зависит от марки кирпича. Смешивание вяжущего и немолотого кварцевого песка производят в двух-вальном смесителе. Гашение извести и усреднение смеси осуществляют в аппаратах периодического или непрерывного действия.

Прессование кирпича производится на револьверных прессах. Последний выполнен в виде карусели; имеет зоны для заполнения прессформы смесью, прессования, выпрессовки и съема сырца. Формовочная влажность смеси составляет 5...7 %. Кирпич на вагонетке направляют для твердения в автоклав, который  представляет собой толстостенный  стальной  цилиндр диаметром и длиной 2x19; 2,6x19 или 3,6x27 м с герметически закрывающимися крышками. В атмосфере насыщенного пара при давлении 0,8 МПа и температуре 175 °С кирпич твердеет 8... 12 ч.

Выпускают одинарный (250x120x65 или 250x88x54 мм) и утолщенный (250x120x88 мм) силикатный кирпич, а также силикатные камни (250x120x138 мм) и др. Одинарный кирпич может быть полнотелым и пустотелым, утолщенный кирпич и силикатные камни - только пустотелыми.

Цвет кирпича - от молочно-белого до светло-серого, выпускают также кирпич цветной, окрашенный в массе или по лицевым поверхностям щелочестойкими пигментами в голубой, зеленоватый, желтый и другие светлые цвета.

Для силикатного кирпича и камней установлены марки: в зависимости от предела прочности при сжатии - 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100 и 75; по морозостойкости - F50, F35, F25 и F15. Марка по прочности лицевого кирпича и камней должна быть не менее 125, по морозостойкости - не менее F35. Водопо-глощение изделий должно быть не менее 6 %.

Марку камня устанавливают по пределу прочности при сжатии, а кирпича - по значению пределов прочности при сжатии и изгибе.

Силикатный кирпич применяют наравне с керамическим для кладки стен надземных частей зданий и сооружений. Вследствие недостаточной водостойкости его нельзя использовать для фундаментов и цоколей зданий ниже гидроизоляционного слоя. Не допускается применять его также для зданий с мокрым режимом эксплуатации (бани, прачечные, градирни) без специальных мер защиты стен от увлажнения, а также в условиях воздействия высоких температур (кладка печей, труб и т. п.). Более высокая плотность (1600... 1800 кг/м3) силикатного кирпича по сравнению с керамическим обусловливает и более высокую теплопроводность стен.

Кроме известково-песчаного силикатного кирпича выпускают известково-шлаковый и известково-зольный, в которых вместо песка частично или полностью используют промышленные отходы: золы ТЭС и шлаки. Свойства этих видов кирпича аналогичны свойствам известково-песчаного.

Силикатобетонные изделия получают в результате автоклавного твердения рационально подобранной смеси известко-во-кремнеземистого вяжущего и заполнителей.

Преимущественно применяются мелкозернистые силикатные бетоны. Технология производства силикатобетонных изделий заключается в приготовлении известково-кремнеземистого вяжущего путем совместного помола извести и песка с добавкой гипса, дозирования компонентов смеси (вяжущего, мелкого заполнителя и воды), перемешивания бетонной смеси, формования изделий и их автоклавной обработки.

Помол компонентов вяжущего производят в шаровых барабанных мельницах до удельной поверхности 4500...5500 см2/г. Содержание извести в вяжущем составляет 31...47 %, песка -68.. .51, гипса - 2 %. После помола вяжущее выдерживают в си-лосах-реакторах для гашения извести и усреднения свойств.

Минимальное количество вяжущего в бетонной смеси при использовании в качестве заполнителя крупного песка составляет 200 кг/м3, мелкого - 280 кг/м3. Компоненты смеси загружают в смеситель с принудительным перемешиванием в следующей последовательности: мелкий заполнитель (карьерный песок), вяжущее - перемешивание 30 с и вода. Для ускорения процесса гидратации извести и повышения прочности уложенного бетона воду подогревают до температуры 40'.. .80 °С.

Изделия формуют из жестких силикатобетонных смесей с температурой 20...25 °С с помощью бетоноукладчика и виброплощадки и направляют на автоклавную обработку по режиму: подъем давления - до 1,2 МПа (за 2...3 ч), выдержка - 4...6 ч, спуск давления - 2...2,5 ч. При изготовлении армированных изделий арматуру предварительно защищают от коррозии окунанием каркаса в емкость с антикоррозийной мастикой.

По основным строительным свойствам силикатные бетоны близки к цементным. Для них справедливы и основные зависимости свойств от технологических параметров, установленные для цементных бетонов. Существуют марки бетона по прочности от М75 до М700, средняя плотность - от 2000 до 2400 кг/м3.

В настоящее время из плотного автоклавного силикатного бетона изготовляют в основном несущие панели внутренних стен и крупные блоки (для наружных и внутренних стен), а также панели перекрытий. Организован выпуск панелей размером на комнату и других изделий.

Стойкость силикатных бетонов в воде ниже, чем цементных. Для повышения водостойкости этого материала применяют различные способы, главными из которых являются: дополнительная обработка (пропитка битумом, карбонизация, покрытие кремнийорганическими водоотталкивающими соединениями); создание водостойкой гидросиликатной связи из малорастворимых силикатов кальция введением добавки доменного шлака и др.