2.5.2 Силикатные материалы и изделия. Асбестоцементные изделия Силикатные материалы и изделия
Минеральные вяжущие еще не готовые строительные материалы. Основное свойство вяжущих, способность твердить после перемешивания с определенным количеством воды.
Реакция происходящие при твердении вяжущих главным образом реакции гидратации, присоединения части воды.
Наряду с цементами для изготовления растворов используют известь: воздушную и гидравлическую в виде гидратной пушонки, известкового теста или молока, а также в виде негашеной молотой извести. Известковое тесто должно иметь плотность не менее 1200 кг/м3 и содержать извести не менее 30 % по массе. Известь для штукатурных и облицовочных растворов не должна содержать непогасившиеся частицы, которые могут вызвать отколы (дутики) в затвердевшем слое. Поэтому свежегашеную известь пропускают через сито с ячейками 0,315 – 0,25 мм.
Строительная воздушная известь CaO – продукт умеренного обжига при 900-1300°С природных карбонатных пород CaCO3, содержащих до 8% глинистых примесей (известняк, доломит, мел). Обжиг осуществляют в шахтах и вращающихся печах. Наиболее широкое распространение получили шахтные печи. При обжиге известняка в шахтной печи движущийся в шахте сверху вниз материал проходит последовательно три зоны: зону подогрева (сушка сырья и выделение летучих веществ), зону обжига (разложение веществ) и зону охлаждения. В зоне подогрева известняк нагревается до 900°С за счёт тепла поступающего из зоны обжига от газообразных продуктов горения. В зоне обжига происходит горение топлива и разложение известняка CaCO3 на известь CaO и двуокись углерода CO2при 1000-1200°С. В зоне охлаждения обожжённый известняк охлаждается до 80-100°С двигающимся снизу вверх холодным воздухом.
В результате обжига полностью теряется двуокись углерода и получается комовая, негашёная известь в виде кусков белого или серого цвета. Комовая негашёная известь является продуктом, из которого получают разные виды строительной воздушной извести: молотую порошкообразную негашёную известь, известковое тесто.
Строительную воздушную известь различного вида используют при приготовлении кладочных и штукатурных растворов, бетонов низких марок (работающих в воздушно-сухих условиях), изготовлении плотных силикатных изделий (кирпича, крупных блоков, панелей), получении смешанных цементов Добавление в цементный раствор извести увеличивает пластичность, прочность и время охватывания.
Процесс твердения воздушной извести происходит в большей мере в результате карбонизации под воздействие углекислого газа воздуха. При твердении воздушной извести, образуются соединения, которые растворимы в воде.
Гидравлическую известь получают умеренным обжигом природных мергелей и мергелистых известняков при 900-1100°С. Мергель и мергелистый известняк идущие для производства гидравлической извести содержат от 6 до 25% глинистых и песчаных примесей. Её гидравлические свойства характеризуются гидравлическим (или основным) модулем (m), представляющим отношение в процентах содержания окислов кальция к содержанию суммы окислов кремния, алюминия и железа. Гидравлическая известь – медленно схватывающееся и медленнотвердеющее вещество. Её применяют для приготовления строительных растворов, низкомарочных бетонов, легких бетонов, при получении смешанных бетонов.
Гидравлическая известь обеспечивает твердение и сохранение прочности, как на воздухе, так и в воде. В чистом виде гидравлическая известь не применяется, а используется в смеси. Сырье для получения гидравлической извести по цвету темнее воздушной, так как имеет в качестве примеси глину.
Силикатный кирпич. Известково-песчаные растворы на основе воздушной извести являются малопрочными медленно твердеющими и неводостойкими материалами.
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.
Открытие Михаэлиса было использовано для производства, так называемого силикатного (известково-песчаного) кирпича. Современное производство силикатного кирпича заключается в следующем. Сырьевую смесь, в состав которой входит 90...92 % чистого кварцевогопеска, 8... 10 % молотой негашеной воздушной извести и некоторое количество воды, тщательно перемешивают и выдерживают 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 2 м и длиной до 20 м с герметически закрывающимися крышками. В автоклаве в атмосфере насыщенного пара при давлении 0,8 МПа и температуре 180 °С кирпич твердеет 8... 14 ч. Из автоклава выгружают почти готовый кирпич, который выдерживают 10...15 дней в результате чего повышаются водостойкость и прочность кирпича.
Широко применяется воздушная известь, в изготовление автоклавных плотных ячеистых материалов при давлении 0,8-1,6 МПа и Т=200° изделий в виде панелей, блоков, элементов перекрытий , лестных маршей.
Температура обработки и общие энергозатраты при производстве силикатного кирпича существенно ниже, чем при производстве керамического, поэтому силикатный кирпич экономически эффективнее, чем керамический.
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) 250х120 х 65 мм;
утолщенный (пустотелый или с пористыми заполнителями) 250х120х88 мм (масса утолщенного кирпича не должна быть более 4,3 кг);
силикатный камень (пустотелый) 250х120х138 мм. Технология производства силикатного кирпича обеспечивает большую точность размеров.
Цвет кирпича — от молочно-белого до светло-серого. Выпускают лицевой кирпич с повышенными физико-механическими свойствами.Он может быть цветным с окрашенными 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 на восемь марок: 300; 250; 200; 175; 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, цоколь, канализационные колодцы и т. п.) и высоких температур (печи, дымовые трубы и т. п.), запрещается.
В настоящее время производятся крупноразмерные силикатобетонные автоклавные изделия почти всех элементов зданий и сооружений для сборного строительства (панели, плиты перекрытий, элементы лестниц и др.) Из армированного силикатного бетона изготавливают конструкции не уступающие железобетонным.
Силикатобетонные изделия бывают тяжелые (аналогичные обычному бетону) и легкие (на основе пористых заполнителей) или ячеистые (пено- и газосиликаты). Это безобжиговый кирпич изготавливают методом сухово прессования смеси - воздушная известь(5-10% ) и кварцевого песка(90-95%) при влажности 6-7%. Для повышения прочности применяют известково- кремнеземистые смеси. Марки кирпича М- 75, 100, 125,150,200,250.
Размеры 65х120х250 - одинарный и полуторный или модульный 88х120х250 пустотелый весом не более 4,3 кг. Средняя плотность 1700-2000кг/м3. морозостойкости Мрз-15, 25 и 50. силикатный кирпич не водостоек, и нестойкий к воздействию агрессивных вод, не огнестоек. Нельзя применять для кладки печей и труб. Изготавливают в автоклавах при температуре 170°С и давлении 4-6 атм.
На основе извести готовят известково-песчанные, известково - глинянные и известковое - зольные материалы. Такие изделия называют: безцементные или на основе силикатного бетона. Известь применяют в чистом виде или в смеси с мелом для побелок.
На долю силикатного кирпича приходится значительная часть всего объема стеновых материалов. Приведенные затраты на возведение стен из силикатного кирпича составляют примерно 84% по сравнению с необходимыми затратами при использовании керамического кирпича. Расход условного топлива и электроэнергии на производство силикатного кирпича в 2 раза ниже, чем керамического. На получение 1 тыс. шт. силикатного кирпича расходуется в среднем 4,9 ГДж тепла, половина которого составляет тепло на обжиг извести, а другая — на автоклавную обработку и другие технологические операции.
В производстве этого материала золы и шлаки ТЭС используются как компонент вяжущего или заполнителя. В первом случае расход золы достигает 500 кг на 1 тыс. шт. кирпича, во втором —1,5—3,5 т. Оптимальное соотношение извести и золы в составе вяжущего зависит от активности золы, содержания в извести активного оксида кальция, крупности и гранулометрического состава песка и других технологических факторов. При введении угольной золы расход извести снижается на 10—50%, а сланцевые золы с содержанием (CaO + MgO) до 40—50% могут полностью заменить известь в силикатной массе. Зола в известково-зольном вяжущем является не только активной кремнеземистой добавкой, но также способствует пластификации смеси и повышению в 1,3—1,5 раза прочности сырца, что особенно важно для обеспечения нормальной работы автоматов-укладчиков.
Кроме известково-песчаного силикатного кирпича выпускают известково-шлаковый иизвестково-зольный, в которых вместо песка частично или полностью используют промышленные отходы: шлаки и золы теплоэлектростанций. Свойства этих видов кирпича аналогичны свойствам известково-песчаного.
Известково-кремнеземистое вяжущее в производстве силикатного кирпича получают совместным помолом комовой негашеной извести с золой и кварцевым песком. Суммарное содержание активных СаО и MgO в вяжущем – 30-40%, удельная поверхность- 4000-5000 см2/г, остаток на сите № 02 - не более 2%. Оптимальное содержание золы и шлака в силикатной смеси зависит от зернового состава и способа формования, возрастая с модулем крупности и циклом прессования.
Силикатный кирпич с добавками зол и топливных шлаков твердеет в автоклавах при давлении насыщенного пара 0,8-1,6 МПа. Рекомендуемая выдержка -4-8 ч. Получаемый материал по водо- и морозостойкости превосходит обычный силикатный кирпич, имеет меньшие значения водопоглощения и водопроницаемости, лучший товарный вид. Преимуществом кирпича из золосиликатной смеси оптимального состава является более низкая, чем у обычного, средняя плотность A=700-1800 кг/м3 против 1900-2000 кг/м3).
Используя золы ТЭС, получен пористый силикатный кирпич с такими свойствами: плотностью 1250-1400 кг/м3; прочностью 10-17,5 МПа, пористостью 27—28%, морозостойкостью 15-35 циклов.
Применение его позволяет уменьшить толщину наружных стен на 20, а массу -на 40% и существенно сократить расход тепла на отопление зданий.
Поэтому, строительные материалы на основе гипса, воздушной извести, требуются защищать от действия влаги, эксплуатировать в сухой среде или добавлять компоненты для повышения водостойкости.
Водопотребление минеральных вяжущих влияет на свойства получаемых материалов. Водопотребность определяется количеством воды необходимой для получения удобоукладываемой смеси. Если воды будет не достаточно, то смесь будет рыхлой, избыток приведет к растеканию массы. Значительное увеличении воды сказывается на свойствах искусственного камня – может вызвать образования крупных пор, сильную усадку, снижает прочность.
- Министерство образования и науки Республики Казахстан
- Введение
- Глоссарий «Строительные материалы»
- 2 Краткий курс лекций
- 2.1 Введение. Классификация строительных материалов. Строение и основные свойства строительных материалов Введение
- Классификация строительных материалов Строительные материалы классифицируются по различным признакам.
- Требования предъявляемые к строительным материалам
- Физические свойства
- Гидрофизические свойства материалов
- Теплофизические свойства материалов
- Физические свойства технологического характера.
- Комплексные свойства материалов.
- Эстетические свойства.
- 2.2 Природные каменные материалы и сырье для производства строительных материалов из горных пород
- Изверженные породы. Глубинные породы применяемые в строительстве - гранит, сиенит, диорит, габбро.
- Осадочные породы. Осадочные породы - являются основанием и средой для различных сооружений и доступны в качестве строительного материала.
- 2.3 Материалы, получаемые термической обработкой минерального сырья.
- 2.3.1 Керамические изделия
- Подготовку сырья: – обогащение, дробление и выделение примесей;
- Классификация керамических изделий по назначению.
- Основы производства стекла.
- Способы формования стеклянных изделий
- Классификация стеклянных материалов.
- Защита металлов в условиях пожара. Незащищенные стальные конструкции используют при до t° - 600 °с. Для повышения предела огнестойкости металлических конструкций их покрывают:
- 3.4.1 Воздушные вяжущие вещества
- Гипсовые и гипсобетонные материалы и изделия
- Известь воздушная. Сырье и принципы производства
- 2.4.2 Гидравлические вяжущие вещества
- Принципы производства цемента
- Основные свойства материалов на основе цементов
- 2.5 Строительные материалы на основе неорганических вяжущих веществ
- 2.5.1 Бетоны. Тяжелые бетоны. Легкие бетоны
- Тяжелые бетоны
- Легкие бетоны
- 2.5.2 Силикатные материалы и изделия. Асбестоцементные изделия Силикатные материалы и изделия
- Асбестоцементные изделия
- 2.5.3 Строительные растворы и сухие строительные смеси
- Заполнители в качестве мелкого заполнителя для приготовления строительных растворов применяют следующие материалы:
- 2.6 Строительные материалы на основе органического сырья
- Сортамент лесных материалов.
- Свойства древесины.
- 2.6.2 Полимерные материалы
- Номенклатура материалов и изделий из полимеров.
- 2.7 Строительные материалы специального назначения
- 2.7.1 Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы.
- Гидроизоляционные материалы
- Герметизирующие материалы
- 2.7.2 Теплоизоляционные и акустические материалы
- 2.7.3 Отделочные материалы Классификация отделочных материалов.
- 2.8 Композитные материалы
- Преимущества композиционных материалов
- Понятие о кристаллических и амфорных телах. Понятие о твердости, износостойкости их размерность.
- Ход работы:
- 1.1 Определение плотности.
- 1.2 Определение плотности на образцах неправильной формы
- Плотность вычисляют по той же формуле
- Объем образца определяют из выражения
- 1.3 Определение плотности (насыпной) сыпучих материалов
- 1.4 Определение удельной массы
- 1.5 Определение весового и объемного водопоглощения
- 1.6 Определение пористости и пустотности материала
- 1.7 Определение морозостойкости строительных материалов
- 2.1 Изучение свойств породообразующих минералов
- 2.2 Основные определения и понятия
- 3.3 Определение марки кирпича
- Предел прочности при изгибе считают по формуле
- Значение относительного удлинения, б, %, вычисляют по формуле
- 6.I Определение тонкости помола гипса
- 6.3 Определение сроков схватывания гипсового теста
- 6.4 Определение предела прочности при изгибе и сжатии образцов из гипса
- 7. 1 Определение содержания в извести активных СаО и MgО
- 7.2 Определение содержания в извести непогасившихся зерен
- 7.3 Определение температуры и скорости гашения извести
- Результаты испытания записывают в таблицу
- Определение сроков схватывания цементного теста (гост 310.3-76)
- Определение равномерности изменения объема цемента (гост 310.3-76)
- 9.2 Определениезернового состава щебня (гравия)
- 9.3 Определение прочности щебня (гравия)
- 10.1 Материалы рекомендуемые для бетона
- Назначение марки цемента в зависимости от класса бетона
- 10.2 Подбор состава бетона по первому способу
- 10.3 Экспериментальная проверка и корректировка состава бетона
- 10.4 Производственный состав бетона и расчет материалов на замес бетономешалки
- 10.5 Подбор состава бетона с химическими добавками
- 10.5 Подбор состава бетона по второму способу выполняют в такой последовательности:
- 10.6 Выполняем расчет ориентировочного состава бетона
- Пустотность щебня, определенная по формуле , составляет
- 10.7 Вычисляем расход материалов в киллограммах на пробный замес бетона после корректировки содержания материалов
- Состав бетона можно выразить в виде соотношения:
- 11.1 Определение прочности бетона при сжатии
- 11.2 Определение прочности бетона на осевое растяжение
- 11.3 Определение прочности бетона на растяжение при изгибе
- 11.3 Определение морозостойкости бетона (гост 10060.0-95)
- 12.1 Изучение строения древесины. Работа с каталогами образцов древесины
- 3.12. 2 Определение физических свойств древесины
- В тангентальном направлении
- Объемную усушку Voвычисляют с точностью до 0,1 % по формуле
- 12.3 Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон
- - Для образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности
- Предел прочности образцов пересчитывают на влажность 12 % по формуле
- 13.1 Определение гранулометрического состава
- 13.2 Исследование зависимости коэффициента вспучивания вермикулита от технологических факторов
- 13.3 Подбор оптимальной продолжительности вспучивания
- 14.1 Определение теплостойкости пластических масс по Мартенсу
- 14.2 Определение твердости пластических масс по Бринеллю
- 15.3 Определение маслоемкости.
- 15.4 Определение цвета
- 15.5 Определение вязкости
- 3.15.6 Определение скорости высыхания
- 2 Вопросы для подготовки к Рубежному контролю и экзаМену
- 2.1 Темы и вопросы для подготовки для рубежного контроля
- 2.2 Дополнительные вопросы для подготовки к экзамену