41.Силикатные изделия автоклавного твердения

Силикатные материалы и изделия автоклавного твердения являются искусственными строительными конгломератами на основе известково-кремнеземистого вяжущего, получаемого в процессе автоклавной обработки под действием пара при относительно высокой температуре и повышенном давлении.

В 1880 г. В. Михаэлисом был предложен способ получения известково-песчаных изделий путем обработки в среде насыщенного водяного пара при его повышенной (выше 100 ?С) температуре и избыточном (выше атмосферного) давлении в автоклаве. Современная технология автоклавных материалов включает в себя получение разнообразных изделий различного назначения из известково-песчаных, известково-шлаковых и других сырьевых смесей. Наиболее распространены известково-песчаные (силикатные) материалы и изделия. За 8-12 ч автоклавной обработки при температуре 174 – 200 ?С и давлении 0,8 – 1,6 МПа насыщенного водяного пара из уплотненной смеси извести и песка получают изделия с прочностью до 30-40 МПа. В автоклаве идет взаимодействие между гидроксидом кальция, кремнеземом SiO2 и водой с образованием (синтезом) малорастворимых гидросиликатов кальция (ГСК). Иногда этот процесс называют гидросиликатным твердением извести. Эти цементирующие соединения отличаются высокой клеящей способностью и водостойкостью. Они связывают частицы заполнителя (зерна песка) в монолит. Таким образом, в силикатных изделиях песок играет двоякую роль – компонента вяжущего и заполнителя. Для повышения реакционной способности песка его часть размалывают (совместно с известью). Измельченную смесь извести и песка называют известково-песчаным вяжущим. К силикатным изделиям и материалам относятся силикатный кирпич и камни, а также силикатный бетон.

Известь служит одним из основных компонентов сырьевой смеси. Она обладает большой химической активностью к кремнезему при термовлажностной обработке. Поэтому вторым основным компонентом сырьевой смеси является кварцевый песок или другие минеральные вещества, которые содержат кремнезем, например шлаки, золы ТЭЦ и др. Кремнеземистый компонент подвергают тонкому измельчению, чтобы химическое взаимодействие проходило достаточно интенсивно. Чем больше измельчен песок, тем выше должно быть относительное содержание извести в смеси. В качестве других компонентов могут быть также введены заполнители в виде немолотого кварцевого песка, шлака,  вспученного перлита, керамзита и т. п. Незаменимым  компонентом во всех смесях выступает вода.

Легкие заполнители позволяют понизить массу стеновых панелей и других элементов.

Силикатные бетоны, как и цементные, могут быть тяжелыми (заполнители плотные — песок и щебень или гравийно-песчаная смесь ), легкими (заполнители пористые — керамзит, вспученный перлит, аглопорит и др.) и ячеистыми (заполнителем служат пузырьки воздуха, равномерно распределенные в объеме изделия).

Силикатный кирпич

Технология изготовления силикатного кирпича известна давно. В 1880 г. было установлено, что при автоклавной обработке известково-песчаных смесей при давлении пара 0,8 МПа и температуре выше 170 °С могут быть получены очень прочные, водостойкие и долговечные изделия. Материалами для изготовления силикатного кирпича являются воздушная известь и кварцевый песок. Известь применяют в виде молотой негашёной, частично загашенной или гашёной гидратной. Известь должна характеризоваться быстрым гашением и должна содержать не более 5% MgO для сохранения равномерности изменения объёма. Пережог замедляет скорость гашения извести и даже вызывает появление в изделиях трещин, вспучиваний и других дефектов. Для производства силикатных изделий известь должна содержать минимальное количество пережжённых частиц. Кварцевый песок в производстве силикатных изделий применяют немолотый или в виде смеси немолотого и тонкомолотого, а также грубомолотого с содержанием кремнезема не менее 70%. Наличие примесей в песке отрицательно влияет на качество изделий: слюда понижает прочность, и её содержание в песке не должно превышать 0,5%. Органические примеси вызывают вспучивание и также понижают прочность изделий. Содержание в песке сернистых примесей должно быть не более 1,0% в пересчете на S03. Равномерно распределенные глинистые примеси допускаются в количестве не более 10%; при таком содержании они даже несколько повышают удобоукладываемость смеси. Крупные включения глины в песке не допускаются, так как снижают качество изделий. Примерный состав известково-песчаной смеси для изготовления силикатного кирпича следующий: 92 — 95% чистого кварцевого песка, 5 — 8% воздушной извести и примерно 7% воды. Прессование кирпича производят на механических прессах под давлением до 15 — 20 МПа, обеспечивающем получение плотного и прочного кирпича. Отформованный сырец укладывают на вагонетку, которую направляют в автоклав или сушильную камеру, для твердения.

Силикатный кирпич выпускают размером 250×120×65 мм; марок — М75, 100 и 125, 150 и 200; водопоглощением — 8 — 16%; коэффициентом теплопроводности — 0,70 — 0,75 Вт/м -°С; объемной массой — 1800–1900 кг/м3; морозостойкостью от Мрз 15 до Мрз 50. Силикатный кирпич и камни используются для кладки несущих стен (различных перегородок), их облицовки, и облицовки стен из других материалов, а также для реконструкции жилых и общественных зданий. Кирпич одинарный имеет размеры 250×120×65 или 250×120×88 мм, а полуторный — 250×120×103 мм. Несомненный плюс силикатного кирпича перед керамическим состоит в его повышенных звукоизоляционных характеристиках, что является немаловажным при возведении межквартирных или межкомнатных стен. Одним из реальных источников брака силикатного кирпича (трещин, половняка, отбитостей) является некорректная транспортировка и выгрузка кирпича. Некондиция при такой транспортировке увеличивается от начального объёма. Хранение кирпича желательно осуществлять под навесом (чтобы исключить прямое попадание атмосферных осадков), или упаковывать в полиэтиленовую плёнку.