Силикатный кирпич и силикатобетонные изделия

Общие сведения

Искусственные каменные материалы на основе вяжущих веществ

Эта часть лекций посвящена мелко штучным искусственным каменным материалам.

В зависимости от вида вяжущего различают изделия на основе цемента, извести, гипса и др. Вид вяжущего и принятый способ производства определяют условия твердения таких материалов: есте­ственное твердение, пропаривание, автоклавная обработка.

В качестве заполнителей для получения искусственных каменных изделий используют разнообразные материалы, обычный песок, ке­рамзит и другие пористые заполнители, опилки и стружки и специфи­ческий армирующий заполнитель — асбест.

К основным искусственным каменным материалам и изделиям относятся: силикатный кирпич и силикатобетонные изделия; гипсобетонные изделия, стеновые камни из легкого и ячеистого бетона, арболит, цементно-стружечные плиты и асбестоцементные изделия.

В отличие от керамики материалы на минеральных вяжущих получаются за счет естественного твердения или термообработки при температурах до 200° С (керамический кирпич обжигают при 900... 1100° С). Таким образом, энергозатраты на производство из­делий на минеральных вяжущих, даже с учетом энергозатрат на получение самого вяжущего, меньше, чем для получения керамики. Однако керамические материалы, как правило, более долговечны и стойки к действию воды, агрессивных растворов и высоких температур.

Известно, что известь относится к воздушным вяжущим веществам, а известково-песчаные растворы являются малопрочными и неводо­стойкими материалами. Естест­венно предположить, что известково-песчаный раствор при определенных условиях должен твердеть с образованием гидросилика­тов, так как в нем есть все необходимые для этого компоненты: известь Са(ОН)₂, песок SiO₂ и вода Н₂О.

Первым, кто получил достаточно водостойкий и прочный материал на основе извести и песка, был немецкий ученый В. Михаэлис, который в 1880 г. предложил обрабатывать известково-песчаную смесь в атмос­фере насыщенного пара при температуре 150...200° С.

Известно, что для получения насыщенного пара температурой выше 100°С необходимо давление выше атмосферного, причем оно должно быть тем выше, чем выше температура насыщенного пара. При температуре 150...200°С и соответствующем ей давлении 0,9... 1,3 МПа известь, песок и вода образуют гидросиликаты кальция:

Открытие Михаэлиса было использовано для производства так называемого силикатного (известково-песчаного) кирпича. К началу XX в. в России было уже пять заводов, выпускавших силикатный кирпич, а в настоящее время силикатный кирпич занял такое же место в ряду строительных материалов, как и керамический.

Современное производство силикатного кирпича заключается в следующем. Сырьевую смесь, в состав которой входит 90...95 % песка, 5... 10 % молотой негашеной извести и некоторое количество воды, тщательно перемешивают и вьщерживают до полного гашения извести. Затем из этой смеси под большим давлением (15...20 МПа) прессуют кирпич, который укладывают на вагонетки и направляют для твердения в автоклавы - толстостенные сталь­ные цилиндры диамет­ром до 2м и длиной до 20м с герметически за­крывающимися крыш­ками. В автоклаве в атмосфере насыщенно­го пара при давлении 0,9 МПа и температуре 175°С кирпич твердеет 8... 14 ч. Из автоклава выгружают почти гото­вый кирпич, который выдерживают 10... 15 дн для карбонизации не-прореагировавшей из­вести углекислым газом воздуха, в результате че­го повышаются водо­стойкость и прочность кирпича. Плотность обыкновенного сили­катного кирпича несколько выше, чем полнотелого керамического. Снижение плотности кирпича и камней достигается формованием в них пустот или введе­нием в сырьевую массу пористых заполнителей.

Силикатный кирпич, так же, как и керамический, в зависимости от размеров может быть:

одинарный (полнотелый или с пористыми заполнителями) 250х120х65 мм;

утолщенный (пустотелый или с пористыми заполнителями) 250х120х88 мм (масса утолщенного кирпича не должна быть более 4,3 кг);

силикатный камень (пустотелый) 250х120х138 мм.

Цвет кирпича - от молочно-белого до светло-серого. Выпускают также лицевой кирпич с повышенными физико-механическими свой­ствами; он может быть цветным - окрашенным в массе или по лице­вым граням щелочестойкими пигментами в голубой, зеленоватый, желтый и другие светлые тона.

В зависимости от предела прочности при сжатии и изгибе сили­катный кирпич и камни подразделяют ка семь марок: 300; 250; 200; 150; 125; 100 и 75, имеющих средние значения прочности при сжатии соответственно не менее 30...7,5 МПа. Водопоглощение силикатного кирпича не менее 6%. Марки по морозостойкости у кирпича и камней — F50; 35; 25 и 15; для лицевых изделий морозостойкость должна быть не ниже 25.

Существенным недостатком силикатного кирпича по сравнению с керамическим является пониженная водостойкость и жаростойкость.

Силикатный кирпич применяют для кладки наружных и внут­ренних стен надземных частей зданий и сооружений. Использовать его в конструкциях, подвергающихся воздействию воды (фунда­менты, канализационные колодцы и т. п.) и высоких температур (печи, дымовые трубы и т. п.), запрещается.

Кроме известково-песчаного силикатного кирпича выпускают известково-шлаковый и известково-зольный, в которых вместо пескачастично или полностью используют промышленные отходы: золы теплоэлектростанций и шлаки. Свойства этих видов кирпича анало­гичны свойствам известково-песчаного.

Силикатобетонные изделия бывают тяжелые (аналогичные обыч­ному бетону) и легкие (на основе пористых заполнителей) или ячеистые (пено- и газосиликаты).

Дата добавления: 2014-01-07