Силикатные материалы и изделия автоклавного твердения

К силикатным материалам автоклавного тверденияотносятся материалы, получение которых основано на гидротермальном синтезе минеральной смеси (основное сырье, вяжущее вещество и заполнители), осуществляемом при повышенных значениях давления (до 1,5 МПа) и температуры (174...200 °С) водяного пара.

В качестве основных сырьевых компонентов для материалов автоклавного твердения применяют преимущественно известково-песчаные смеси и промышленные отходы — доменные шлаки, топливные золы, нефелиновый шлам и др. Наиболее распространены известково-песчаные {силикатные) материалы.

Основным вяжущим компонентом материалов автоклавного твердения является известь. Для производства силикатных изделий рекомендуется применение быстрогасящейся извести с суммарным содержанием активных оксидов кальция и магния более 70%. При этом содержание MgO должно быть не более 5%. Наряду с известью возможно применение портландцемента, в частности в производстве ячеистых бетонов. Применение портландцемента способствует повышению морозостойкости изделий.

Наиболее распространенный заполнитель силикатных материалов — кварцевые пески. При применении полевошпатовых и карбонатных песков физико-механические свойства изделий ухудшаются.

При тепловой обработке основных сырьевых компонентов в автоклавах идет взаимодействие между гидрооксидом кальция, кремнеземом и водой, сопровождающееся образованием труднорастворимых продуктов реакции — гидросиликатов кальция:

аСа(ОН)₂ + Si0₂ + (n-а)Н₂0 → aCaO^.Si0₂^.nH20,

причем величина коэффициента а определяется соотношением концентраций СаО и Si0₂ в жидкой фазе.

Высокую реакционную способность при автоклавной обра­ботке имеют аморфные и стеклообразные сырьевые материалы. К ним относятся вулканические эффузивные горные породы, гранули­рованные шлаки, топливные золы и др.

Интенсификация твердения и улучшение основных свойств ав­токлавных материалов достигаются применением высокодисперсных сырьевых материалов. При изготовлении высокопрочных известково-песчаных изделий негашеную известь размалывают с песком до удельной поверхности 3000...5000 см²/г и используют как вяжущее.

По назначению изделия из силикатных материалов различают­ся на конструкционные и теплоизоляционные изделия, а по форме изго­товления — на штучные и крупноразмерные изделия.

По объему выпуска изделий из материалов автоклавного твер­дения ведущее место занимает силикатный кирпич, а за ним — стено­вые изделия из плотного и ячеистого бетонов.

Силикатный кирпичпредставляет собой искусственный безоб­жиговый стеновой строительный материал, изготовленный прессова­нием из смеси кварцевого песка (90...92 %) и гашеной извести (8... 10 %) с последующим твердением в автоклаве.

В составе сырьевой смеси для получения силикатного кирпича содержание извести колеблется от 7 до 10 % в пересчете на активную роль СаО. Для повышения прочности силикатного кирпича в качест­ва вяжущего компонента применяют тонкомолотые известково-кремнеземистые, известково-шлаковые и известково-зольные смеси.

При производстве силикатного кирпича наиболее желательны кваревые пески с зернами размером 0,2...2 мм, имеющие минималь­ное количество пустот. Содержание глинистых примесей допускается не более 10 %, так как при большем содержании глинистых увеличивается водопоглощение, снижается прочность и морозостойкость кирпича. Наличие органических примесей в сырьевой смеси для про­изводства кирпича снижает его прочность и может привести к обра­зованию трещин за счет выделения газов при автоклавном твердении.

Силикатный кирпич применяют наряду с керамическим кирпичом для кладки каменных и армировано-каменных наружных и внутренних конструкций в надземной части зданий с нормальным и влажным режимом эксплуатации. Вследствие более низкой стойкости к воде и к растворенным в ней веществам силикатный кирпич в отличие от керамического нельзя применять для кладки фундаментов и цоколей зданий ниже гидроизоляционного слоя. Не допускается использовать силикатный кирпич для стен зданий с мокрым режимом эксплуатации (бань, прачечных и др.) без специальных мер защиты стен от увлажнения. Не разрешается использовать для кладки печей, труб, т.к. он не выдерживает длительного воздействия высокой температуры.

Силикатным бетоном называют затвердевшую в автоклаве уплотненную смесь, состоящую из кварцевого песка (70…80%), молотого песка (8…15%) и молотой негашеной извести (6…10%). Для него характерна более низкая коррозионная стойкость арматуры, что обусловлено слабой щелочностью среды. Стойкость арматуры надежно обеспечивается при влажности воздуха 60%. Как и цементные, силикатные бетоны классифицируются в зависимости от плотности, особенностей структуры, максимальной крупности и вида заполнителей, а также области применения.

Строительные растворы

Строительный раствор— это искусственный камневидный материал, полученный в результате твердения растворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя и добавок, улучшающих свойства смеси и растворов. Крупный заполнитель отсутствует, т.к. раствор применяют в виде тонких слоев (шов каменной кладки, штукатурка и др.). Требования к качеству вяжущих веществ, заполнителей, добавок и воды такие же, как и к материалам, применяемым для приготовления бетонов. В качестве вяжущего вещества используют цемент, глину, гипс, известь или их смеси. Строительные растворы, приготовленные на одном вяжущем материале, называются простыми растворами, a на нескольких вяжущих веществах — сложными растворами. В качестве мелкого заполнителя применяют природные пески -кварцевые, полево-шпатовые, а также искусственные дробленые пес­ки — из плотных горных пород и из пористых горных пород и искус­ственных материалов (пемзовые, керамзитовые, перлитовые и др.).

Неорганические (известь, зола ТЭС, молотый доменный шлак и др.) и органические (например, омыленный древесный пек) добавки вводят в растворные смеси, чтобы сохранить их удобоукладываемость. Органические добавки не только улучшают удобоукладываемость растворных смесей, но также экономят вяжущее вещество, по­вышают морозостойкость, снижают водопоглощение и усадку строи­тельного раствора.

Строительные растворы различают в зависимости от вида вя­жущего вещества, от средней плотности, по механическим свойствам и по назначению.

По виду вяжущего вещества различают растворы цементные, из­вестковые, гипсовые и смешанные (цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые и др.). В дорожном строительстве и в специальных работах (устройство стяжек, защитных антикоррозионных слоев) находят применение битумные и полимерные вяжущие вещества.

По средней плотности различают: тяжелые растворы плотностъю более 1500 кг/м³, изготовляемые обычно на кварцевом песке; легкие растворы плотностью менее 1500 кг/м³, изготовляемые на по­ристом мелком заполнителе (с плотностью менее 1200 кг/м³) и с порообразующими добавками.

По механическим свойствам растворы классифицируются по двум важнейшим показателям: прочности и морозостойкости, харак­теризующим долговечность раствора.

По назначению строительные растворы различают как:

Кладочные растворы – для каменной кладки стен, фундаментов, столбов, сводов и других конструкций;

Штукатурные растворы – дляоштукатуривания внутренних стен, потолков, фасадов зданий;

Монтажные растворы – для заполнения швов между крупными элементами (панелями, блоками и др.) при монтаже зданий и сооружений из готовых сборных конструкций и деталей;

Специальные растворы – (декоративные, гидроизоляционные, рентгенозащитные, акустические и др. строительные растворы).