Владимир Онищенко - Справочник строительных материалов, а также изделий и оборудования для строительства и ремонта квартиры

Для приготовления гипсобетона для вентиляционных блоков применяют гипсовое вяжущее прочностью 12–13 МПа, полученное в гипсоварочных котлах с добавкой поваренной соли.

Использование извести для получения прочных и водостойких искусственных каменных изделий долгое время не находило применения, так как в естественных условиях этот материал твердеет очень медленно, изделия на его основе имеют небольшую прочность (1–2 МПа) и легко размокают при действии воды.

Механизм превращения известково-песчаной смеси из легко-размокающего и малопрочного материала в прочный и водостойкий камень заключается в следующем. При естественных условиях песок в известково-песчаных смесях инертен и не способен химически взаимодействовать с известью. Приобретение прочности известково-песчаными растворами в естественных условиях достигается главным образом за счет твердения извести. Однако в среде насыщенного пара (100 % влажности) и температуре 170 °C и выше кремнезем приобретает химическую активность и начинает быстро взаимодействовать с известью. Из известково-песчаных смесей делают крупноразмерные изделия для сборного строительства – блоки и панели для стен и перекрытий, а также штучные изделия – силикатный кирпич и камни для стен. Изготовление силикатных блоков и панелей аналогично производству железобетонных изделий.

Силикатный кирпич по своей форме, размерам и основному назначению практически не отличается от керамического кирпича. Материалами для изготовления силикатного кирпича являются воздушная известь и кварцевый песок. Известь применяют в виде молотой негашеной, частично загашенной или гашеной гидратной, она должна характеризоваться быстрым гашением и не должна содержать более 5 % MgO. Пережог замедляет скорость гашения извести и даже вызывает появление в изделиях трещин, вспучиваний и других дефектов, поэтому для производства автоклавных силикатных изделий она не должна содержать пережога. 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 ее содержание в песке не должно превышать 0,5 %; органические примеси вызывают вспучивание и также понижают прочность содержание в песке сернистых примесей ограничивается до 1 % в пересчете на S0 3. Равномерно распределенные глинистые примеси допускаются в количестве не более 10 %; при умеренном содержании они даже несколько улучшают удобство укладки смеси. Однако крупные включения глины в песке не допускаются, так как снижают качество изделий. Состав известково-песчаной смеси для изготовления силикатного кирпича следующий: 92–95 % чистого кварцевого песка, 5–8 % воздушной извести и примерно 7 % воды.

Производство силикатного кирпича ведут двумя методами – барабанным и силосным – отличающимися способом приготовлениея известково-песчаной смеси.

При барабанном способе песок и тонкомолотая негашеная известь, получаемая измельчением в шаровой мельнице комовой извести, поступают в отдельные бункеры над гасильным барабаном. Из бункеров песок, дозируемый по объему, а известь – по массе, периодически загружаются в гасильный барабан. Последний герметически закрывают и в течение 3–5 мин производят перемешивание сухих материалов. При подаче пара под давлением 0,15– 0,2 МПа происходит гашение извести при непрерывно вращающемся барабане. Процесс гашения извести длится до 40 минут.

При силосном способе предварительно перемешанную и увлажненную массу направляют для гашения в силосы. Гашение в силосах происходит 7—12 ч, т. е. в 10–15 раз дольше, чем в барабанах, что является существенным недостатком силосного способа. Хорошо загашенную в барабане или силосе известковопесчаную массу подают в лопастный смеситель или на бегуны для дополнительного увлажнения и перемешивания и далее на прессование. Прессование кирпича производят на механических прессах под давлением до 15–20 МПа, обеспечивающим получение плотного и прочного кирпича. Отформованный сырец укладывают на вагонетку, на которой полуфабрикат направляют в автоклав для твердения.

Автоклав представляет собой стальной цилиндр диаметром 2 м и более, длиной до 20 м, с торцов герметически закрывающийся крышками. С повышением температуры ускоряется реакция между известью и песком, и при температуре 174 °C она протекает в течение 8—10 ч. Быстрое твердение происходит не только при высокой температуре, но и высокой влажности, для чего в автоклав пускают пар давлением до 0,8 МПа и это давление выдерживают 6–8 ч. Давление пара поднимают и снижают в течение 1,5 часа.

Под действием высокой температуры и влажности происходит химическая реакция между известью и кремнеземом. Образующиеся в результате реакции гидросиликаты срастаются с зернами песка в прочный камень. Однако твердение силикатного кирпича на этом не прекращается, а продолжается после запаривания. Часть извести, вступившей в химическое взаимодействие с кремнеземом песка, реагирует с углекислотой воздуха, образуя прочный углекислый кальций по реакции Са(ОН) 2+ С0 2= СаС0 3+ Н 20.

Силикатный кирпич выпускают размером 250x120x65 мм, марок 75, 100, 125, 150, 200, 250 и 300, водопоглощением 8—16 %, теплопроводностью 0,70—0,75 Вт/м град, плотностью свыше 1650 кг/м 3– несколько выше, чем плотность керамического кирпича; морозостойкостью F15. Теплоизоляционные качества стен из силикатного и керамического кирпича практически одинаковы.

Применяют силикатный кирпич примерно для тех же целей, что и керамический, но с некоторыми ограничениями. Силикатный кирпич нельзя применять для кладки фундаментов и цоколей, так как он менее водостоек, а также для кладки печей и дымовых труб, так как при длительном воздействии высокой температуры происходит дегидратация гидросиликата кальция и гидрата оксида кальция, которые связывают зерна песка, и кирпич разрушается.

С другой стороны, по технико-экономическим показателям во многом силикатный кирпич превосходит керамический. На его производство требуется в 2 раза меньше топлива, в 3 раза меньше электроэнергии, в 2,5 раза меньше трудоемкости производства; в конечном итоге себестоимость силикатного кирпича оказывается на 25–35 % ниже, чем керамического.

Известково-шлаковый и известково-зольный кирпичи являются разновидностью силикатного кирпича, однако отличаются от него меньшей плотностью и лучшими теплоизоляционными свойствами, так как в них тяжелый кварцевый песок заменен, соответственно, пористым легким шлаком и золой. Для приготовления известково-шлакового кирпича берут 3—12 % извести и 88–97 % шлака, а для известково-зольного – 20–25 % извести и 75–80 % золы. Так же как и шлак, зола является дешевым сырьевым материалом, образующимся при сжигании каменного, бурого угля и другого топлива в котельных ТЭЦ, ГРЭС и т. д. Использование шлаков и зол экономически выгодно, так как оно расширяет сырьевую базу силикатных и других строительных материалов и снижает их стоимость.