7,3. Автоклавные материалы: сырье, особенности производства.

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

Сущность 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°С и выше кремнезем приобретет химическую активность и начинает быстро взаимодействовать с известью. Из известково-песчаных смесей изготовляют 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 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. Известь 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 известь не должна содержать пережога. Кварцевый песок в производстве силикатных изделий применяют немолотый или в виде смеси немолотого и тон-комолотого, 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 S03. Равномерно распределенные глинистые примеси допускаются в количестве не более 10%; они даже несколько повышают удобоукладываемость смеси. 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 способами: барабанным и силосным, — отличающимися приготовлением известково-песчаной смеси.

При барабанном способе песок и тонкомолотая негашеная известь, получаемая измельчением в шаровой мельнице комовой извести, поступают в отдельные бункера 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 острого пара под давлением 0, 15... 0, 2 МПа происходит гашение извести при непрерывно вращающемся барабане. Процесс гашения извести длится до 40 мин.

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 больше, чем в барабанах, что является существенным недостатком силосного способа. Хорошо загашенную в барабане или силосе известково-песчаную 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, которую 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 °С она протекает в течение 8... 10 ч. Быстрое твердение происходит не только при высокой температуре, до и высокой влажности, для этого 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 ч.

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 уравнению Са(ОН)2 + С02 = СаСОз + Н20

Силикатный кирпич выпускают размером 250 X 120Х 65 мм марок 75, 100, 125, 150, 200, 250 и 300, водопоглощением 8... 16%, теплопроводностью 0, 70... 0, 75 Вт/(м-°С), плотностью свыше 1650 кг/м3 — несколько выше, чем плотность керамического кирпича; морозостойкостью F15. Теплоизоляционные качества стен из силикатного кирпича и керамического практически равны.

Силикатный кирпич долгое время жил с определением " белый". Этот кирпич многие годы в нашей стране производился именно такого, бело-серого цвета, который он приобретал за счет своей основной составляющей - дробленного кварца.

Поэтому, если под руку попался кирпич белого цвета - можно почти не сомневаться - он силикатный. Сейчас силикатный кирпич благодаря добавлению красителей производят практически любого цвета - цвет зависит только от цвета красителя. Можно увидеть силикатный кирпич голубого и зеленого, в том числе и красного.

7, 4. Силикатный и керамический кирпич, их свойства и применение взятые в сравнении.

Силикатный кирпич уступает красному кирпичу в универсальности применения - используется только в кладке стен и перегородок, не допускается его применение в фундаментах, цоколях, печах, каминах, трубах и других ответственных конструкциях.

Силикатный кирпич - более мягкий и менее прочный в сравнении с красным, но, в сравнении с обычным керамическим кирпичем имеет более высокие звукоизоляционные показатели.

Из силикатного кирпича не рекомендуется класть фундамент - он нестоек к влаге. Нельзя класть из него печи и трубы — он начинает разлагаться под действием высоких температур. И штукатурить его тяжело — уж больно он гладкий, раствор плохо к нему прилипает.

Силикатный кирпич назвать кирпичом можно с большой натяжкой, так как его производство не имеет ничего общего с производством керамического кирпича. Единственное, что их объединяет, так это форма и, отчасти, назначение.

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

По технико-экономическим показателям 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.