Технология вяжущих и композиционных материалов. Лабораторный практикум. Учебное пособие

51

6.Технические требования на силикатный кирпич (ГОСТ 379-95)

1.Поверхность граней изделий должна быть плоской, ребра – прямолинейными. Допускается выпускать лицевые изделия с закругленными вертикальными ребрами радиусом не более 6 мм.

2.Цвет лицевых изделий должен соответствовать образцу-эталону. Пятна на лицевой поверхности изделий не допускаются.

На рядовом изделии не допускаются дефекты внешнего вида, размеры и количество которых превышают следующие значения:

3.Отбитости и притупленности углов и ребер, шероховатости, трещины и другие повреждения на лицевых поверхностях лицевых изделий не допускаются.

4.Проколы постели пустотелых изделий размером более 10 мм, а также дефекты изделий (вздутие и шелушение поверхности, увеличение объема, наличие сетки мелких трещин от непогасившейся силикатной смеси) не допускаются.

5.В рядовом изделии не допускается наличие в изломе или на поверхности глины, песка, извести и посторонних включений размером свыше 5 мм в количестве более 3.

Для лицевых изделий наличие указанных включений на поверхности не допускается, в изломе допускается не более 3.

6.Количество половняка в партии должно быть не более 5% для рядовых изделий, 2% - для лицевых изделий.

7.Прочность сцепления декоративного покрытия с поверхностью лицевых изделий должна быть не менее 0,6 МПа (6 кг/см2).

8.Водопоглощение изделий должно быть не менее 6%.

9.Масса утолщенного кирпича в высушенном состоянии должна быть не более 4,3 кг. По согласованию предприятия-изготовителя с потребителем, отраженному в договоре на поставку, допускается изготавливать утолщенный полнотелый кирпич массой более 4,3 кг.

10.Удельная эффективная активность естественных радионуклидов

визделии должна быть не более 370 Бк/кг.

11.Материалы, применяемые при изготовлении изделий, должны соответствовать требованиям действующих нормативных и техниче-

52

ских документов на эти материалы и обеспечивать получение изделий заданных технических характеристик.

7.Карта технологического контроля производства

силикатного кирпича

Для обеспечения получения качественных силикатных изделий в процессе производства проводится контроль качества сырьевых материалов и продуктов их переработки на всех стадиях технологического процесса. Контролируемые параметры в производстве силикатного кирпича отражены в табл. 12.

53

Окончание табл.12

8.Технологические особенности изготовления

лицевых силикатных изделий

Из силикатного кирпича возводится свыше 15% зданий в стране. Для улучшения архитектурного облика этих зданий их фасадные поверхности должны быть выложены из лицевого кирпича, обладающего более точными геометрическими размерами, большей прочностью

идолговечностью, чем рядовой силикатный кирпич.

Вряде случаев для достижения архитектурной выразительности фасадов зданий применяют лицевой цветной силикатный кирпич слабых тонов для основного поля стен и ярких тонов для кладки вставок, тяг и других архитектурных деталей зданий. Также в фасадах зданий часто встречается сочетание неокрашенного и цветного лицевого кирпича.

54

В связи с высокими требованиями к качеству лицевого кир пича необходимы более жесткие параметры технологии и работы оборудования для его изготовления [13]. Лицевой силикатный кирпич должен обладать стойкостью против воздействия атмосферных факторов: воды, мороза, содержащихся в воздухе агрессивных реагентов, а также солнечных лучей. Проведенные во ВНИИстроме исследований показали, что стойкость силикатного кирпича зависит от его плотности и состава силикатной массы.

Высокая стойкость лицевого силикатного кирпича обеспечивается применением тонкомолотого известково-кремнеземистого вяжущего, тщательной дозировкой компонентов и однородностью силикатной смеси, хорошим уплотнением при формовании, обеспечивающим водопоглощение кирпича не более I4%.

По данным испытаний силикатный кирпич, изготовленный из смеси, содержащей 6% активного оксида кальция и не менее 5% тонкомолотого песка, выдерживает более 35 циклов замораживания и оттаивания, 24-месячное воздействие проточной дистиллированной и обычной водой, а также 5% раствором сульфата натрия с коэффициентом стойкости не менее 0,8.

Цвет лицевого силикатного кирпича зависит от технологии подготовки силикатной массы. При обычно применяемой технологии в силикатном кирпиче часть извести не вступает в реакцию с кремнеземом и остается в свободном виде. Свободная известь легко растворяется дождевой или мигрирующей из помещений влагой и периодически выносится вместе с ней на наружную поверхность стен. После высыхания влаги известь остается на лицевой поверхности кирпича в виде последовательно нарастающих тонких пленок, подвергающихся карбонизации углекислотой воздуха. Эти пленки постепенно глушат первоначальный цвет кирпича и придают ему грязнозеленоватый тон.

Во избежание этого при производстве лицевого неокрашенного и особенно цветного силикатного кирпича необходимо создать производственные условия для полного связывания извести в гидросиликаты кальция.

К таким условиям относятся:

а) совместный помол части песка с известью для образова ния

необходимой реакционной поверхности кремнезема (не менее 250 м2 /кг);

б) равномерное распределение частиц гашеной извести и дисперсного кремнезема в массе;

55

в) дезагрегация комочков гашеной извести, дисперсного песка, глины.

Последнее требование обусловлено тем, что при гашении каждая частица молотой извести распадается на сотни тысяч частиц гидрата, склеенных в прочные комочки водой. При перемешивании гашеной массы в лопастных мешалках комочки извести почти не разбиваются и во время запаривания взаимодействует только в местах контакта с кремнеземом, а внутри комочков остается свободный оксид кальция. Лишь в процессе обработки гашеной массы перетиранием комочки извести и дисперсного кремнезема разрушаются и равномерно распределяются вместе с влагой на поверхности зерен немолотого песка. Вследствие этого вовлекается в реакцию весь гидрооксид кальция и содержащийся в песке дисперсный кремнезем, снижается формовочная влажность массы, повышается прочность сырца и готового кирпича, а также практически полностью связывается вся известь. При такой обработке силикатной массы отсутствуют условия для высаливания извести и изменения цвета кирпича в процессе его эксплуатации.

Однако при долгом высыхании сырца перед запариванием находящаяся в нем пока еще несвязанная известь может мигрировать на поверхность сырца, образуя на ней пленку, глушащую его цвет. По той же причине при забрызгивании сырца конденсатом в автоклаве в начале запаривания на кирпиче образуются известковые потеки. Во избежание указанного следует предохранять окрашенный сырец от высыхания, накапливая его перед загрузкой в автоклав в закрытых камерах, где обеспечивается высокая относительная влаж ность воздуха, близкая к 100%.

Наряду с этим необходимо очищать острый пар перед поступлением его в автоклавы, предназначенные для запаривания цве т- ного кирпича, путем установки на паропроводах конденсационных горшков.

Сырьевые материалы и требования к ним. Вяжущие материа-

лы. В качестве вяжущих материалов могут применяться тонкомолотые известково-кремнеземистые, иэвестково-зольные и известковошлаковые композиции, состав которых зависит от конкретных свойств применяемого сырья. Удельная поверхность вяжущего должна быть не менее 450 м2/кг (по прибору ПСХ).

Песок. В песке, применяемом для изготовления лицевых изделий, не должны содержаться каменистые включения размером более 8 мм, а также корни растений и другие органические остатки.

56

Глинистые комочки крупнее 5 мм должны отсеиваться и могут использоваться в качестве кремнеземистого компонента вяжущего.

При изготовлении цветного лицевого кирпича и камней во избежание большого расхода пигмента следует ориентироваться на применение наиболее светлых песков. При наличии в карьере завода песков различной крупности желательно шихтовать их с таким расчетом, чтобы насыпной вес смеси песков получился наибольшим, что улучшит формуемость сырца и сократит удельный расход вяжущего. При этом для получения должного эффекта необходимо, чтобы крупность шихтуемых песков различалась в 3-4 раза.

Пигменты. В качестве красителей для цветного силикатного кирпича применяются товарные щелочные светостойкие пигменты, выпускаемые химической промышленностью, а также красящие отходы производства. Товарные пигменты отличаются от отходов более высоким содержанием красящего вещества, что обусловливает значительно меньший удельный расход их для получения одинакового цвета кирпича.

Отходы промышленности перед употреблением требуют специальной подготовки, тогда как товарные пигменты можно использовать сразу.

Подготовка красящих отходов промышленности заключается в их подсушке до влажности не более 2% и последующем тонком помоле до удельной поверхности не ниже 800 м2/кг. Удельный расход красителя сокращается пропорционально дальнейшему повышению его дисперсности.

Для подсушки красящих отходов могут быть использованы любые сушила, нагревающие материал до температуры не более 180оС, во избежание разложения красящего вещества.

Для помола пигмента применяют вибрационные или шаровые мельницы, работающие в замкнутой цикле с классификатором.

Приготовление силикатной смеси. Состав силикатной смеси.

Лицевой кирпич и лицевые камни должны обладать морозостойкостью не менее 25 циклов во втором и третьем климатических поясах и не менее 35 циклов в первом поясе.

Во избежание загрязнения поверхности и ее разрушения агрессивными газами, содержащимися в воздухе, плотность лицевого кирпича и камней должна обеспечивать их водопоглощение не более 14%.

Прочность лицевого кирпича должна составлять не менее 12,5 МПа, а пустотелых камней - не ниже 10,0 МПа.

57

Лицевые кирпич и камни должны быть без трещин, иметь безупречную форму, в связи с чем прочность сырца должна быть повышена и составлять не менее 0,45 МПа.

Для обеспечения требований к качеству силикатного кирпича его состав подбирают по результатам лабораторных испытаний на прочность, водопоглощение и морозостойкость. При этом учитывается, что прочность полнотелого кирпича будет равна прочности лабораторных образцов, прочность пустотелого модульного кирпича на 25%, а прочность пустотелых камней на 50% ниже прочности образцов. В соответствии с этим вносятся коррективы в состав силикатной массы для изготовления кирпича и камней.

Дозирование компонентов смеси и первичное их смешение. В целях обеспечения заданного состава силикатной смеси применяется весовое дозирование вяжущего, что достигается установкой весовых дозаторов типа СБ-71A. Для дозирования песка желательно использовать весовые дозаторы типа ЛДФ-100 или в случае невозможности их размещения в существующих зданиях – ленточные объемные дозаторы с контролируемой толщиной слоя песка.

Первичное смешение компонентов и их увлажнение (а в случае использования трудногасящейся извести – пароподогрев) следует производить в двухвальных лопастных быстроходных мешалках типа СМС95.

Длительность гашения массы в силосах должна приниматься такой, чтобы содержащаяся в ней ИЗВЕСТЬ обязательно полностью гидратировалась. В противном случае не будут обеспечены необходимая плотность и морозостойкость изделий.

Начальную влажность смеси, поступающей в силосы, следует назначать так, чтобы конечная влажность гашеной массы находилась в пределах 3,0-3,5%.

Обработка гашеной смеси. Силикатная масса перед формованием лицевого кирпича должна быть тщательно обработана для повышения однородности, равномерного распределения дисперсных частиц и влаги в смеси и улучшения формуемости сырца. При наличии в природном песке глинистых и других кремнеземистых дисперсных включений в виде комочков при производстве лицевого неокрашенного кирпича необходима тщательная обработка массы перетиранием. Для такой обработки и доувлажнения массы следует применять стержневые смесители, удельная производительность которых находится в пределах 8- 12 т/ч на I м3 их внутреннего объема в зависимости от содержания и вида включений.

58

При использовании чистых песков для обработки и доувлажнения гашеной массы можно применять быстроходные лопастные мешалки типа СМС-95.

В случае изготовления цветного силикатного кирпича, независимо от наличия или отсутствия включений в исходном песке, для полного связывания всей извести необходимо производить обработку гашеной массы совместно с пигментом перетиранием в стержневых смесителях. Одновременно в 1,5-2 раза сокращается удельный расход пигментов.

При изготовлении цветного кирпича рекомендуется организовать по примеру Воронежского силикатного завода технологическую линию приготовления окрашенной смеси, состоящую из расходных бункеров гашеной массы и пигмента, оборудованных тихоходными ленточными питателями, и стержневого смесителя диаметром 1,2 м, рассчитанного на обслуживание 1-2 прессов, специально оборудованных для выпуска лицевого кирпича.

Пигмент можно вводить в мельницу при помоле вяжущего или песка по примеру Калининского KCM-I. Однако в этом случае необходимо одновременно изготовлять цветной лицевой кирпич на всех прессах формовочного отделения, техническое состояние которых должно быть на высоком уровне. При этом возрастает расход пигментов за счет потерь при переходе с производства неокрашенного на цветной кирпич и обратно.

При обработке силикатной массы перетиранием, ее влажность, обеспечивающая хорошую формуемость, снижается. Поэтому в стержневых смесителях влажность массы должна доводиться до значений, полученных в результате испытаний.

Формование лицевого кирпича и камней. Требования к сырцу. К

внешнему виду и размерам сырца предъявляют повышенные требования: отклонения от номинальных размеров по длине, ширине и толщине должны составлять не более ± 2 мм, клинообразность по толщине – не более 2 мм, отбитостъ и притуплѐнность углов и ребер свыше 20 мм не допускается. Также не допускаются сквозные трещины.

Прочность сырца должна составлять не менее 0,45 МПа, что достигается применением силикатных смесей, составы которых правильно подобраны, а также регулировкой глубины заполнения массой формовочных гнезд пресса. При этом следует добиваться, чтобы разница в весе сырца, сформованного первыми и вторыми штампами, составляла не более 50 г. Для соблюдения этого условия высота всех 16 штампов пресса должна быть одинаковой.

Таблица 14

Дефекты сырца при съеме с пресса и укладке его автоматами на запарочные вагонетки

60

Техническое состояние прессов, предназначенных для изготовления лицевого силикатного кирпича, должно обеспечить точные геометрические размеры и отсутствие дефектов при формовании сырца, а также повышенную прочность последнего.

Запаривание сырца. Запаривание неокрашенного кирпича. Дли-

тельность изотермического нагрева неокрашенного сырца в автоклаве в связи с применением тонкомолотого известково-кремнеземистого вяжущего и обработкой массы перетиранием может быть сокращена на 2 часа по сравнению с обычным режимом и составляет ~ 6 часов. Длительность впуска пара и снижение давления должны быть минимальными.

Паропровод, подающий острый пар в автоклав, предназначенный для запаривания лицевого кирпича, должен быть оборудован конденсационным горшком.

Запаривание цветного кирпича. При длительной выдержке вагонеток с окрашенным сырцом на путях перед запариванием возможно подсушивание сырца и высаливание растворенной извести на его поверхности, что ослабляет цвет кирпича.

Во избежание этого желательно выдерживать вагонетки с цветным сырцом в камерах с влажными стенкаки или закрывать их влажной мешковиной.

При температуре в автоклаве выше 180 °С железосодержащие и некоторые другие пигменты разлагаются и теряют яркость цвета. В связи с этим давление в автоклаве при запаривании цветного кирпича не должно превышать 0,9 МПа.

Реакция между известью и тонкодисперсным кремнеземом вяжущего с образованием гидросиликатов кальция заканчивается при давлении в автоклаве 0,8 МПа примерно через 5-6 часов. При дальнейшем пребывании кирпича в автоклаве гидросиликаты кальция обволакивают пигменты и глушат их цвет. Поэтому длительность изотермической выдержки цветного кирпича в автоклаве не должна превышать 6 часов.

При подаче в автоклав сырого пара, содержащего капельки меха- нически-увлеченной влаги, на поверхности сырца в начале запаривания образуются известковые потеки, остающиеся и на готовом кирпиче. В связи с этим на паропроводе обязательно следует устанавливать конденсационные горшки.

Заключение

В учебном пособии описана методика выполнения лабораторных работ по технологии автоклавных материалов, которые основаны на требованиях отраслевых стандартов и может также использоваться при выполнении дипломных научно-исследовательских работ студентов.