85. Силикатные материалы изделия. Сырье, получение, свойства и применение в строительстве

Силикатные и силикатобетонные материалы и изделия - эта искусственные строительные конгломераты на основе известково-кремнеземистого вяжущего вещества. После формования таких изделий необходима их тепловлажностная обработка в автоклавах по специальному режиму водяным паром под повышенным давлением (0,8-1,3 МПа) и максимальной температурой 175 - 200 ºС. Именно при таких условиях известь вступает в химическую реакцию с кремнеземистым компонентом: кварцевым песком, шлаками, золами ТЭЦ и другими, содержащими в своем составе Si02.

Осн. виды силик. изд.:

- силик. кирпич и камни;

- ячеистые силик. б-ны (газосиликат);

- плотные силик. б-ны.

Осн. операции в пр-ве кирпича:

1. Добыча и подача песка;

2. Дробление и помол извести;

3. Смеш-е песка с молотой изв-ю;

4. Гашение получ. смеси (в силосах или барабанах);

5. Прессование кирпича (30 мин.) (усилие пресс-я 20-40 Мпа, до 4000 кг/м2);

6. Запарка в автоклавах (продолж. 8-12 ч).

Классы по прочности – 75-300, по морозостойкости – 15-50.

Преимущества силик-го кирпича перед керам.: произв-й цикл в 5-10 раз короче; расход топлива в 1,5-2 раза меньше.

Недостатки силик-го кирпича: нельзя прим-ть при высокой темп-ре; разруш. При пост-м увлажнении.

Ячеистые силикатные бетоны:

Дешевые; с хорошими тепло- и звукоизоляц. св-ми; легко обраб-ся; экономичный мат-л. К силикатным изд-ям (б-нам) ячеистой структуры относятся: пеносиликат, газосиликат, газозолосиликат и др. По назнач-ю силик-е б-ны ячеистой структуры подразд-ют на конструкционные, конструкционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные. Морозостойкость силик-х б-в ячеистой стр-ры достигает до 100 циклов переменного замораж-я и оттаивания. Однако для защиты от атм-х возд-й панели наруж-х стен и стеновые блоки защ-ют фактурными слоями, которые вып-ют и декоративные ф-ции.Теплоизол-е газосиликат и пеносиликат прим-ют в виде плит, скорлуп, коробов, мелких и крупных стеновых блоков для строительства одно- и двухэтажных зданий.

Плотные силикатные бетоны:

В отличие от цем-х имеют меньш. модуль упр-ти (на 30 %); в 1,5-2 р. Выше ползучесть; стальная арматура плохо защищена от коррозии.

Силикатные изделия могут быть сквозными или с полузамкнутыми пустотами для снижения их массы и улучшения теплозащитных свойств в конструкциях. Наилучшими теплозащитными свойствами обладают ячеистые бетоны: газосиликат, пеносиликат и бетоны, которые содержат в своей структуре большое количество мелких пор; истинная пористость ячеистых бетонов может достигать 80 %. В настоящее время технология производства большинства силикатных изделий имеет достаточно высокую степень механизации и автоматизации производственных процессов. Эти материалы и изделия являются более дешевыми по сравнению с цементными материалами.

Для производства силикатных автоклавных материалов вместо молотого кремнеземистого компонента (песка) можно использовать кварцевые виды сырья: полевошпатовые, глинистые, карбонатные пески, отходы производства - шлаки, золы и др. В этих случаях при автоклавной обработке формируется новое вяжущее вещество, в некоторых случаях превосходящие по свойствам традиционное известково-песчаное вяжущее вещество.

Большое значение имеет режим автоклавной обработки. Автоклав - это стальной цилиндр диаметром 2,6 - 3,6 м и длиной 21 - 30 м, имеющий с торцов герметически закрывающиеся крышки. Автоклавы бывают тупиковые (с одной крышкой, с односторон. загрузкой и выгр-й); проходные (с 2-мя крышками). При монтаже автоклавы устанавливают горизонтально, в нижней части автоклавов находятся рельсы, по которым передвигаются вагонетки с изделиями. Автоклав оборудован манометром, по которому всегда можно определить давление пара; имеется предохранительный клапан, который автоматически открывается, если давление внутри автоклава будет выше заданного.

Полный цикл автоклавной обработки состоит из пяти циклов:

- подача пара и установление температуры в автоклаве 100 ºС;

- повышение температуры и давления пара до назначенных максимальных величин;

- изотермическая выдержка при постоянном давлении (чем выше давление, тем короче режим автоклавной обработки);

- снижение давления пара с заданной скоростью до атмосферного и снижение температуры до 100 ºС;

- дальнейшее снижение температуры, при которой происходит остывание изделий в автоклаве, после чего - выгрузка их из автоклава.

Автоклав оборудован устройствами и приборами для контроля и автоматического управления заданным режимом автоклавной обработки. Оптимальный режим существенно зависит от сырьевых материалов. По экономическим соображениям стремятся к быстрому подъему давления в автоклаве и его медленному спуску. Для уменьшения внутренних напряжений в материале подъем давления пара происходит за 1,5 - 2,0 и снижение давления за 2 -4 ч. Весь процесс автоклавной обработки осуществляется за 8-14 ч.

Во время автоклавной обработки вначале образуется известково-кремнеземистое вяжущее вещество в результате химических реакций, протекающих при повышенных температурах (120- 130ºС) и давлении. Образовавшиеся гидросиликаты кальция сначала находятся в гелеобразном состоянии; при дальнейшем повышении температуры новообразования укрупняются, возникают зародыши кристаллов, а затем кристаллы и их сростки, таким образом образуется кристаллическая фаза.

В современном строительстве увеличивается применение легких силикатных бетонов (на пористых заполнителях), позволяющих улучшить теплозащитные свойства ограждающих конструкций, снизить их массу, уменьшить нагрузку на фундаменты.