- •Введение
- •1. Краткий исторический очерк развития производства вяжущих материалов
- •2. Вяжущие вещества: классификационные признаки, свойства и области применения
- •2.1. Воздушные вяжущие вещества
- •2.1.1. Гипсовые вяжущие вещества
- •2.1.1.1. Сырье для производства гипсовых вяжущих веществ
- •2.1.1.2. Свойства строительного гипса
- •2.1.1.3. Применение строительного гипса
- •2.1.1.4. Высокообжиговые гипсовые вяжущие
- •2.1.1.5. Смешанные вяжущие вещества на основе гипса
- •2.1.2. Строительная воздушная известь
- •2.1.3. Магнезиальные вяжущие вещества
- •2.2. Гидравлические вяжущие вещества
- •2.2.1. Портландцемент и его свойства
- •2.2.2. Разновидности портландцемента
- •2.2.3. Глиноземистый цемент
- •2.2.4. Гидравлическая известь
- •2.2.5. Романцемент
- •3. Материалы и изделия на основе минеральных вяжущих
- •3.1. Бетонные и железобетонные изделия
- •3.1.1. Классификация бетонов
- •3.1.2. Материалы для бетона
- •Добавки для регулирования свойств бетонной смеси и бетона (гост 24211, гост 30459)
- •Добавки-наполнители
- •Активные гидравлические добавки
- •Пластифицирующие добавки
- •Добавки-ускорители твердения бетона
- •Воздухововлекающие добавки
- •Пено- и газообразующие добавки
- •Расширяющие добавки
- •Добавки, повышающие прочность бетона на растяжение и изгиб
- •Полимерные материалы для пропитки бетона
- •3.1.3. Основные свойства бетона
- •Соотношение между марками и классами бетона по прочности на сжатие и растяжение
- •3.1.4. Особенности технологии производства бетона, пути экономии цемента и повышения эффективности бетонов
- •3.1.5. Тяжелые бетоны
- •3.1.6. Легкие бетоны на пористых заполнителях
- •3.1.7. Ячеистые бетоны
- •3.1.8. Особые виды бетонов
- •3.1.9. Железобетон и изделия на его основе
- •3.1.10. Основные виды сборных железобетонных изделий
- •3.1.11. Коррозия цементного камня и бетона
- •3.2. Строительные растворы
- •3.3. Асбестоцементные материалы и изделия
- •3.3.1. Сырьевые материалы и технологические принципы производства асбестоцементных изделий
- •3.3.2. Свойства асбестоцемента
- •3.3.3. Виды аци и их эффективность
- •3.4. Силикатные автоклавные материалы
- •3.4.1. Силикатный кирпич и камни
- •3.4.2. Силикатные бетоны
- •4. Материалы и изделия на основе вяжущих веществ: перспективы развития
- •1970–1973 Гг., архитектор б. Грэм
- •Заключение
- •Словарь основных терминов
- •Библиографический список
3.4. Силикатные автоклавные материалы
Первым, кто получил достаточно водостойкий и прочный материал на основе извести и песка, был немецкий ученый В. Михаэлис, который в 1880 г. предложил обрабатывать известково-песчаную смесь в атмосфере насыщенного водяного пара при температуре 150…200°С. Открытие Михаэлиса было использовано для производства так называемого силикатного (известково-песчаного) кирпича. К началу ХХ в. в России было уже 5 заводов, выпускающих силикатный кирпич, а в настоящее время этот материал занял такое же место в ряду строительных материалов, как и керамический кирпич.
Обработка отформованной в виде кирпича известково-песчаной массы производится в специальных агрегатах, называемых автоклавами. Автоклавы – толстостенные стальные цилиндры диаметром до 2 м и длиной до 20 м с герметично закрывающимися крышками. В автоклаве в среде насыщенного водяного пара при давлении 0,8…1,0 МПа и температуре 175…183°С происходит взаимодействие известкового компонента с песчаным с образованием гидросиликатов кальция, которые обеспечивают высокую прочность изделию:
mCa(OH)2 + nSiO2 + pH2O → mCaO∙nSiO2·(p+1)H2O.
Сам процесс обработки материала в автоклаве при указанных условиях называется гидротермальной обработкой или проще – автоклавной обработкой. Ее продолжительность в зависимости от вида изделий, их состава и особенностей технологии составляет от 10 до 12 ч. Образовавшиеся в процессе автоклавной обработки гидросиликаты кальция обеспечивают изделию высокую прочность, плотность, морозостойкость и другие технико-эксплуатационные качества.
По структуре силикатные автоклавные материалы подразделяют на изделия плотной и пористой структуры. К первым относятся силикатный кирпич и камни, силикатный бетон, ко вторым – автоклавные ячеистые бетоны, газосиликат. О поризованных силикатных изделиях было рассказано в п. 3.1.7, поэтому в данном разделе речь пойдет об изделиях плотной структуры.
3.4.1. Силикатный кирпич и камни
Силикатный кирпич – это материал, изготавливаемый на основе известково-песчаного вяжущего, песка естественной крупности и воды. Известково-песчаное вяжущее представляет собой измельченные совместно взятые в определенном отношении компоненты извести и песка. Полученное вяжущее затем смешивается (также в определенной пропорции) с неизмельченным песком. После смешивания этот продукт называется силикатной смесью. По составу в силикатной смеси присутствует 6…8 % извести (в пересчете на активную СаО), остальное – песок как измельченный, так и естественной крупности.
Далее силикатная смесь увлажняется с целью полного гашения извести и обеспечения необходимой формовочной влажности (в целом она составляет 9…11 %). Гашение известково-песчаной массы осуществляется в специальных гасильных барабанах или силосах. По окончании гашения масса направляется на формование, которое осуществляется на револьверных гидравлических прессах под давлением 20 МПа. Отформованные кирпичи-сырец укладываются автоматом-укладчиком на вагонетку и по рельсовому пути направляются в автоклав, где проходят в дальнейшем гидротермальную обработку [36].
Себестоимость силикатного кирпича примерно на 25…35 % ниже керамического, так как в 2 раза меньше расходуется топлива, в 3 раза – электроэнергии, ниже трудоемкость производства, значительно короче производственный цикл, поэтому силикатный кирпич экономически эффективнее, чем керамический.
Плотность обыкновенного силикатного кирпича несколько выше, чем полнотелого керамического и составляет 1800…1900 кг/м3. Снижение плотности кирпича и камней достигается формованием в них пустот или введением в сырьевую массу пористых заполнителей (например, керамзитового песка). Теплопроводность силикатного и керамического кирпича примерно одинакова и составляет 0,8…0,9 Вт/(м∙К).
Силикатный кирпич в зависимости от размеров может быть:
– одинарный (полнотелый или с пористыми заполнителями) – 250×120×65 мм;
– модульный (пустотелый или с пористыми заполнителями) – 250×120×88 мм. Масса модульного кирпича не должна превышать 4,3 кг;
– силикатный камень (только пустотелый) – 250×120×138 мм.
По назначению силикатный кирпич бывает рядовым и лицевым. Цвет кирпича – от молочно-белого до светло-серого. Выпускают также лицевой кирпич с повышенными физико-механическими свойствами; он может быть цветным – окрашенным в массе или по лицевым граням щелочестойкими пигментами в голубой, красный, зеленый, желтый и другие цвета (рис. 64).
Рис. 64. Цветной
пустотелый силикатный кирпич и камни
В зависимости от прочности силикатный кирпич и камни подразделяются на восемь марок, кгс/см2: М75, М100, М125, М150, М175, М200, М250, М300. Водопоглощение – не менее 6 %. Марки по морозостойкости: F15, F25, F35 и F50; для лицевых изделий морозостойкость должна быть не ниже 25 циклов.
Существенным недостатком силикатного кирпича по сравнению с керамическим являются пониженные водостойкость, солестойкость и жаростойкость.
Силикатный кирпич применяется для кладки наружных и внутренних стен надземных частей зданий и сооружений. Использовать его в конструкциях, подвергающихся воздействию воды (фундаменты, цоколи, канализационные колодцы и т.п.) и высоких температур (печи, дымовые трубы и т.п.) запрещается.
Кроме известково-песчаного силикатного кирпича выпускают известково-шлаковый и известково-зольный кирпичи, в которых вместо песка частично или полностью используются промышленные отходы, содержащие активный кремнезем (SiO2) – золы ТЭС и шлаки. Это позволяет существенно снизить себестоимость продукции и расширить ее сырьевую базу. Свойства этих видов кирпича аналогичны свойствам известково-песчаного.