Bahan berbahan dasar kapur (produk silikat). Produk silikat yang diautoklaf Pasir silikat dan produk yang dibuat darinya

Produksi bahan bangunan silikat didasarkan pada sintesis hidrotermal kalsium hidrosilikat, yang dilakukan dalam reaktor autoklaf dalam lingkungan uap air jenuh pada tekanan 0,8-1,3 MPa dan suhu 175-200 °C. Untuk sintesis hidrotermal, dengan justifikasi yang tepat, parameter autoklaf lainnya dapat digunakan; pengolahan dapat digunakan tidak hanya dengan uap, tetapi juga dengan campuran uap-udara atau uap-gas, atau air.

Bahan autoklaf silikat adalah bahan dan produk tanpa semen (beton silikat, bata pasir-kapur, batu, balok) dibuat dari campuran bahan baku yang mengandung kapur (kapur kapur sirih atau kapur giling), pasir kuarsa dan air, yang membentuk kalsium hidrosilikat selama pengolahan autoklaf:

Ca(OH)2 + Si02 + mH20 = Ca0Si02/iH20.

Dalam kondisi pemrosesan autoklaf, berbagai kalsium hidrosilikat dapat diperoleh tergantung pada komposisi campuran awal: tobermorit 5Ca0 6Si02 5H20, hidrosilikat yang mengkristal lemah: (0,8-1,5) Ca0 Si02 H20 - dan (1,5-2) Ca0 Si02 H20. Dalam campuran yang sangat berkapur, hillebrandite 2Ca0Si02H20 disintesis.

Autoklaf adalah silinder baja yang terletak secara horizontal dengan tutup yang tertutup rapat di ujungnya (Gbr. 9.3).

Diameter autoklaf 2,6-3,6 m, panjang 21-30 m, autoklaf dilengkapi dengan pengukur tekanan yang menunjukkan tekanan uap, dan Gambar. 9.3. Memuat ke dalam autoklaf dengan katup pengaman
panci, yang otomatis terbuka ketika tekanan naik melebihi batas. Di bagian bawah autoklaf terdapat rel di mana troli berisi produk yang dimuat ke dalam autoklaf bergerak. Autoklaf dilengkapi dengan perangkat untuk pemantauan otomatis dan kontrol mode pemrosesan autoklaf. Untuk mengurangi kehilangan panas, autoklaf ditutup dengan lapisan isolasi termal.

Setelah memuat, autoklaf ditutup dan uap jenuh secara bertahap dimasukkan ke dalamnya. Suhu tinggi dengan adanya air dalam beton dalam keadaan tetesan-cair akan tercipta kondisi yang menguntungkan untuk reaksi kimia antara kalsium hidroksida dan silika.

Kekuatan bahan autoklaf terbentuk sebagai hasil interaksi dua proses: pembentukan struktur, yang disebabkan oleh sintesis kalsium hidrosilikat, dan penghancuran, yang disebabkan oleh tekanan internal.

Untuk mengurangi tekanan internal, perawatan autoklaf dilakukan sesuai dengan rezim tertentu, termasuk peningkatan tekanan uap secara bertahap selama 1,5-2 jam, pemaparan produk secara isotermal dalam autoklaf pada suhu 175-200 ° C dan tekanan 0,8 -1,3 MPa selama 4 -8 jam dan penurunan tekanan uap selama 2-4 jam Setelah perlakuan autoklaf selama 8-14 jam diperoleh produk silikat.

Beton silikat

Beton silikat, seperti beton semen, bisa berat (pengisi - pasir dan batu pecah atau campuran pasir dan pasir-kerikil), ringan (pengisi berpori - tanah liat yang diperluas, perlit yang diperluas, agloporit, dll.) dan seluler.

Dalam beton silikat, pengikat berkapur-silika digunakan, yang mengandung kapur lapang dan pasir kuarsa yang digiling halus (abu dan terak tanur sembur digunakan sebagai pengganti pasir). Kekuatan pengikat kapur-silika tergantung pada aktivitas kapur, rasio CaO/SiC>2, kehalusan penggilingan pasir dan parameter pengolahan autoklaf (suhu dan tekanan uap jenuh, lama pengerasan autoklaf). Rasio CaO/Si02 yang optimal dan kehalusan penggilingan pasir akan sedemikian rupa sehingga semua CaO akan terikat menjadi kalsium hidrosilikat dengan basa rendah (Gbr. 9.4).

Pembuatan beton dan besi produk beton meliputi penyiapan bahan pengikat kapur-silika, penyiapan dan homogenisasi campuran beton silikat, pencetakan produk, pengolahan autoklaf. Selama proses autoklaf, terjadi interaksi kimia antara seluruh komponen beton.

Pengisi (terutama pasir kuarsa) berpartisipasi dalam sintesis formasi baru, mengalami perubahan hingga kedalaman 15 mikron.

Beton silikat berat dengan massa jenis 1800-2500 kg/m3, dengan kekuatan 15-80 MPa digunakan untuk pembuatan beton prefabrikasi dan struktur beton bertulang, termasuk yang pratekan.

Batu bata pasir-kapur

Batu bata pasir-kapur terbuat dari campuran keras pasir kuarsa(92-94%), kapur (6-8%, menghitung CaO aktif) dan air (7-9%) dengan cara pengepresan di bawah tekanan (15-20 MPa) dan selanjutnya pengerasan dalam autoklaf.

Warna batu bata pasir-kapur adalah abu-abu muda, tetapi warnanya bisa apa saja dengan memasukkan pigmen tahan alkali ke dalam campuran. Mereka memproduksi dua jenis batu bata: tunggal 250x120x65 mm dan modular 250x120x88 mm. Bata modular dibuat dengan rongga sehingga berat satu bata tidak melebihi 4,3 kg.

Tergantung pada kuat tekan dan tekuknya, batu bata pasir-kapur memiliki nilai: 100, 125, 150, 200 dan 250.

Kepadatan batu bata pasir-kapur (tanpa rongga) - sekitar 1800-
1900 kg/m3, yaitu sedikit lebih berat dari batu bata tanah liat biasa, konduktivitas termal 0,70-0,75 W/(m °C), penyerapan air batu bata silikat menghadap tidak melebihi 14%, dan batu bata biasa - 16%. Nilai ketahanan beku untuk menghadapi batu bata: 25, 35, 50; untuk pribadi - 15.

Batu bata pasir-kapur, seperti batu bata tanah liat, digunakan untuk dinding penahan beban bangunan. Tidak disarankan menggunakannya untuk alas bangunan karena ketahanan airnya tidak mencukupi. Batu bata pasir-kapur tidak digunakan untuk memasang pipa dan tungku, karena suhu tinggi Ca(OH)2 mengalami dehidrasi, CaCO3 dan kalsium hidrosilikat terurai, dan butiran pasir kuarsa mengembang pada suhu 600 °C dan menyebabkan retaknya batu bata.

Produksi batu bata pasir-kapur membutuhkan lebih sedikit panas, karena tidak memerlukan pengeringan dan pembakaran suhu tinggi, sehingga lebih murah 30-40% batu bata tanah liat.

Diagram produksi batu bata pasir-kapur ditunjukkan pada Gambar. 9.5.

Ketel kapur bongkahan yang berasal dari tempat pembakaran kapur disortir untuk menghilangkan underburning dan overburning, kemudian dihancurkan dan digiling menjadi bubuk halus. Dalam hal ini, partikel terbaik dipisahkan oleh pemisah udara. Meningkatkan kehalusan penggilingan kapur juga mengurangi konsumsinya.

Kapur yang dicampur pasir dapat diperas dalam silo selama 8-9 jam (metode pertama) atau, yang lebih cepat dan intensif, dalam drum slaking (metode kedua). Yang terakhir adalah silinder logam, berbentuk kerucut terpotong di ujungnya, yang berputar pada sumbu horizontal. Dengan menggunakan alat takar, pasir diberi takaran berdasarkan volume, dan kapur berdasarkan beratnya, dan kemudian dituangkan melalui lubang yang tertutup rapat ke dalam drum slaking. Setelah pemuatan, drum diputar, uap dimasukkan dan kapur dibakar pada tekanan 0,3-0,5 MPa. Sebelum ditekan, campuran pasir kapur dicampur dalam paddle mixer atau runner dan juga dibasahi (hingga 7%).

Batako ditekan pada mesin press dengan tekanan hingga 150-200 kg/cm2. Mesin press yang digunakan di pabrik memiliki meja yang berputar secara berkala dengan cetakan yang disusun di dalamnya. Penekanan dilakukan dari bawah

naik menggunakan mekanisme tuas. Bata tekan - bahan mentah diterima kepadatan tinggi, yang berkontribusi pada reaksi yang lebih lengkap antara kapur dan pasir kuarsa. Pertunjukan berbagai jenis pengepresan, tergantung pada desainnya, berkisar antara 2200-3000 batu bata per jam.

Batu bata yang sudah dicetak dikeluarkan dari meja press, ditempatkan dengan hati-hati di atas troli dan dikirim ke autoklaf untuk dikeraskan.

Kekuatan batu bata pasir-kapur terus meningkat bahkan setelah dikukus dalam autoklaf. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa bagian kapur yang belum mengalami interaksi kimia dengan silika bereaksi dengan karbon dioksida di udara, yaitu terjadi karbonisasi: Ca(OH)2 + CO2 = CaC03+ H20.

Kekuatan, ketahanan air dan ketahanan beku dari batu bata pasir-kapur juga meningkat saat dikeringkan.

Batu bata kapur-terak dan abu kapur

Batu bata terak kapur dibuat dari campuran kapur dan terak tanur sembur butiran. Kapur diambil 3-12% volumenya, terak - 88-97%.

Saat mengganti terak dengan abu, batu bata abu kapur diperoleh. Komposisi campuran: 20-25% kapur dan 80-75% abu. Seperti terak, abu adalah bahan mentah yang murah, terbentuk dalam jumlah besar setelah pembakaran bahan bakar (batubara, batubara coklat, dll.) di rumah ketel pembangkit listrik tenaga panas, pembangkit listrik distrik negara bagian, dll.

Selama pembakaran bahan bakar bubuk, sebagian residu fokus mengendap di tungku (terak abu), dan partikel abu terkecil dibawa ke cerobong asap, di mana mereka ditahan oleh pengumpul abu, dan kemudian diangkut ke luar ruang ketel. - ke tempat pembuangan abu. Abu yang tersebar paling halus disebut fly ash.

Ketika dicampur dengan air, abu tidak mengeras, tetapi ketika ditambahkan kapur atau semen Portland, abu tersebut diaktifkan, dan mengukus campuran dalam autoklaf memungkinkan diperoleh produk dengan kekuatan yang cukup dari abu tersebut.

Saat membakar beberapa serpih minyak (misalnya, Volga Tengah), terbentuk abu yang mengandung kalsium oksida 15% atau lebih, yang memiliki kemampuan mengeras tanpa penambahan kapur. Batu bata yang terbuat dari abu ini disebut shale-ash.

Penggunaan terak dan abu sangat menguntungkan karena mengurangi biaya bahan bangunan.

Batu bata kapur-terak dan abu kapur dicetak dengan alat pengepres yang sama yang digunakan dalam produksi batu bata pasir-kapur dan dikukus dalam autoklaf.

Kepadatan batu bata terak dan abu adalah 1400-1600 kg/m3, konduktivitas termal 0,5-0,6 W/(m °C). Berdasarkan kuat tekannya, batu bata terak dan abu dibagi menjadi tiga tingkatan: 75, 50 dan 25. Ketahanan beku batu bata terak kapur sama dengan batu bata silikat, dan batu bata abu kapur lebih rendah.

Batu bata kapur-terak dan abu kapur digunakan untuk konstruksi dinding bangunan yang tingginya tidak lebih dari tiga lantai dan untuk pasangan bata. lantai atas bangunan bertingkat.

Produk terbuat dari busa silikat dan bahan seluler lainnya

Penosilikat adalah buatan bahan batu struktur seluler, yang diperoleh sebagai hasil pengerasan campuran plastik kapur-pasir yang dicampur dengan busa teknis.

Bahan yang diperoleh dengan mencampurkan larutan yang sama dengan bahan pembentuk gas (bubuk aluminium, perhidrol, dll) disebut gas silikat.

Untuk produksi busa silikat, disarankan menggunakan kapur giling yang mengandung minimal 70% CaO aktif. Semakin tinggi aktivitas kapur dan semakin halus penggilingan, semakin sedikit kebutuhan untuk membuat busa silikat. Biasanya kapur diambil 15-20% berat campuran kering. Selain pasir kuarsa, terak tanur sembur butiran, abu pembangkit listrik, marshalit, tripoli, diatomit dan agregat lain yang mengandung sejumlah besar silika.

Selama produksi busa silikat, kapur dan agregat mengalami penggilingan bersama atau terpisah. Ketika komponen digiling secara terpisah, kapur dan agregat digiling dalam pipa dan ball mill, dan ketika digiling bersama-sama, dalam disintegrator. Pasir pertama-tama dihancurkan di dalamnya kapur mati, yang memakan waktu 25-30% dari jumlah total kapur yang dimasukkan, dan sisanya ditambahkan kapur dalam bentuk ketel kapur giling.

Tahap selanjutnya dalam produksi produk busa silikat adalah persiapan campuran seluler. Campuran seluler dibuat dengan mencampurkan mortar pasir kapur dengan busa stabil dalam mixer beton busa.

Campuran seluler yang sudah jadi dituangkan dari drum pencampur mixer beton busa ke dalam hopper, dan kemudian dituangkan ke dalam cetakan yang sesuai dengan profil dan dimensi produk masa depan. Setelah 6-8 jam pemaparan (pengerasan sebagian), cetakan dengan campuran setengah mengeras diangkut ke autoklaf untuk dikukus.

Produk busa silikat diproduksi dengan kepadatan 300 hingga 1200 kg/m3 dan kekuatan dalam kisaran 0,4-20 MPa.

Lapisan termal terbuat dari busa silikat insulasi panas, yang digunakan untuk insulasi dinding; pelat, cangkang dan kotak - untuk melindungi pipa panas dan produk insulasi panas lainnya. Untuk pemasangan dinding penahan beban pada bangunan satu dan dua lantai, digunakan balok-balok kecil bertekstur tanpa tulangan dengan kepadatan 600-700 kg/m3.

Untuk melindungi blok dari pengaruh atmosfer Selama pengoperasian, permukaan luar produk ditutupi dengan lapisan menghadap mortar semen-pasir Tebal 2-3 cm, diletakkan di dasar cetakan sebelum adonan seluler dituang.

Busa isolasi termal struktural dan gas silikat sekarang juga digunakan untuk pembuatan produk berukuran besar untuk eksternal dan dinding bagian dalam, pelapis bangunan industri, interfloor dan lantai loteng bangunan tempat tinggal, partisi, dll.

Untuk pelapis bangunan industri mereka memproduksi lempengan persegi panjang armopenosi - licate dan armogasosilicate.

Pelat armofoam silikat, dibandingkan dengan pelat beton bertulang konvensional, tidak memerlukan isolasi termal dan pada saat yang sama cukup kuat dan tahan lama. Mereka diletakkan di sepanjang balok beton bertulang atau logam, dan ditutup dengan bahan gulungan anti air di atasnya.

Massa jenis busa silikat adalah 900-1100 kg/m3, kuat tekannya 6-10 MPa (Bab X, § 8).

Bahan dan produk silikat adalah bahan dan produk yang tidak dibakar berdasarkan bahan pengikat mineral - asbes-semen, gipsum dan beton gipsum, silikat (berbahan dasar kapur) dan magnesia dengan bahan pengisi (pasir kuarsa, terak, abu, batu apung, serbuk gergaji, dll.). Area penerapannya sangat luas - mulai dari struktur penahan beban dan penutup hingga penyelesaian akhir bangunan dan struktur.

Produk silikat diperoleh sebagai hasil pencetakan dan pemrosesan autoklaf selanjutnya dari campuran kapur atau bahan pengikat lain berdasarkan itu, bahan tambahan silika yang terdispersi halus, pasir dan air.

Bata pasir kapur merupakan material batu buatan yang terbuat dari campuran pasir kuarsa dan kapur dengan cara ditekan ke bawah tekanan tinggi dan pengerasan selanjutnya dalam autoklaf. Bahan sumber adalah kapur udara - 6-8% berdasarkan CaO, pasir kuarsa - 92-94% dan air - 7-8% berat campuran kering.

Ada dua skema produksi batu bata pasir-kapur: silo dan drum. Menurut skema silo, kapur bersama pasir dislaking dalam silo selama 4-8 jam.Menurut skema drum, kapur bersama pasir dislaking dalam drum berputar dengan pasokan uap di bawah tekanan berlebih hingga 0,5 MPa, sehingga proses slaking memakan waktu 30-40 menit.

Campuran kapur dan pasir yang telah dibasahi dibasahi, dicampur dan ditekan pada tekanan 15-20 MPa, sehingga diperoleh bahan baku yang ditempatkan pada troli dan dikirim ke autoklaf selama 10-14 jam untuk dikukus pada tekanan uap jenuh sebesar 0,8 MPa (g) pada suhu sekitar 175 o C. Kekuatan batu bata pasir-kapur meningkat seiring waktu bahkan setelah dikeluarkan dari autoklaf (di udara).

Bata pasir-kapur diproduksi dalam dua jenis: tunggal (ukuran 250x120x65 mm) dan modular (ukuran 250x120x88 mm). Batu bata modular dibuat dengan rongga teknologi tertutup di satu sisi. Warna batanya abu-abu muda, tetapi bisa juga diwarnai karena masuknya pigmen mineral tahan alkali ke dalam campuran.

Karena pengepresan di bawah tekanan tinggi dan tidak adanya fenomena penyusutan, dimensi bata pasir-kapur dipertahankan lebih akurat dibandingkan bata tanah liat. Kepadatannya sedikit lebih tinggi dibandingkan batu bata keramik - 1800-1900 kg/m 3, konduktivitas termal - 0,82 - 0,87 W/(m o C). Tergantung pada kekuatan tekan dan tekuknya, batu bata pasir-kapur dibuat dalam enam tingkatan: 75, 100, 125, 150, 200 dan 250. Ketahanan beku batu bata pasir-kapur tidak lebih rendah dari M r3 15, penyerapan air adalah 8-16% berat.

Area penerapan bata pasir-kapur sama dengan penerapan bata keramik. Namun, tidak disarankan untuk meletakkan fondasi dan dinding dalam kondisi seperti itu kelembaban tinggi, karena dampak tanah dan Air limbah menyebabkan kehancurannya. Batu bata pasir-kapur tidak boleh digunakan pada struktur yang terkena suhu tinggi (tungku, cerobong dan seterusnya.).

Beton silikat adalah sekelompok besar beton pengerasan autoklaf yang diproduksi berdasarkan pasir kapur, abu kapur atau bahan pengikat berkapur-silika lainnya. Selain itu, terak tanur sembur tanah dapat digunakan sebagai bahan pengikat.

Beton silikat berbutir halus padat, tidak seperti beton berat, tidak mengandung agregat kasar (kerikil atau batu pecah). Struktur beton silikat lebih seragam dan biayanya jauh lebih rendah.

Kekuatan tekannya cukup bervariasi dalam batas yang luas(15-60 MPa) dan tergantung pada komposisi campuran, cara pemrosesan autoklaf dan faktor lainnya. Ketahanan air dari beton silikat cukup memuaskan. Dengan saturasi penuh dengan air, penurunan kekuatannya tidak melebihi 25%. Ketahanan beku adalah 25-50 siklus, dan dengan penambahan semen Portland meningkat menjadi 100 siklus.

Struktur besar terbuat dari beton silikat padat blok dinding dinding luar dengan rongga berlubang dan dinding penahan beban internal, panel dan pelat lantai, kolom, balok dan purlin, pendaratan dan pawai, balok alas dan produk bertulang lainnya.

Pada beton silikat ringan, tanah liat yang diperluas, terak butiran, batu apung terak dan bahan berpori lainnya berupa kerikil dan batu pecah digunakan sebagai pengisi. Blok dan panel dinding luar bangunan tempat tinggal terbuat dari beton silikat ringan pada agregat berpori.

Produk silikat diperoleh dengan mencetak dan memproses autoklaf selanjutnya dari campuran kapur atau bahan pengikat lain berdasarkan itu, aditif silika yang terdispersi halus, pasir dan air.

Batu bata pasir-kapur merupakan bahan batu tiruan yang terbuat dari campuran pasir kuarsa dan kapur dengan cara pengepresan pada tekanan tinggi kemudian dilakukan pengerasan dalam autoklaf. Bahan awalnya adalah kapur udara - 6-8% berdasarkan CaO, pasir kuarsa - 92-94% dan air - 7-8% berat campuran kering.

Area penerapan bata pasir-kapur sama dengan penerapan bata keramik. Namun, tidak disarankan untuk meletakkan fondasi dan dinding dalam kondisi kelembaban tinggi, karena paparan air tanah dan limbah menyebabkan kerusakannya. Batu bata pasir-kapur tidak dapat digunakan pada struktur yang terkena suhu tinggi (dalam tungku, cerobong asap, dll.).

Beton silikat berbutir halus padat, tidak seperti beton berat, tidak mengandung agregat kasar (kerikil atau batu pecah). Struktur beton silikat lebih seragam dan biayanya jauh lebih rendah.

Kuat tekannya berfluktuasi dalam kisaran yang cukup luas (15-60 MPa) dan bergantung pada komposisi campuran, cara pemrosesan autoklaf, dan faktor lainnya. Ketahanan air dari beton silikat cukup memuaskan. Dengan saturasi penuh dengan air, penurunan kekuatannya tidak melebihi 25%. Ketahanan beku adalah 25-50 siklus, dan dengan penambahan semen Portland meningkat menjadi 100 siklus.

Beton silikat padat digunakan untuk membuat balok dinding besar pada dinding luar dengan rongga berlubang dan dinding penahan beban internal, panel dan pelat lantai, kolom, balok dan balok penopang, pendaratan dan penerbangan, blok basement dan produk bertulang lainnya.

Beton silikat seluler, tergantung pada metode pembentukan struktur berpori, dibagi menjadi silikat busa dan gas. Mereka diperoleh dengan pemrosesan autoklaf dari campuran plastik pasir kapur, di mana busa stabil (busa silikat) atau bubuk aluminium dan bahan pembentuk gas lainnya (gas silikat) dimasukkan.

Menurut tujuannya, beton silikat ringan dan seluler dibagi menjadi: isolasi termal, isolasi struktural-termal dan struktural.

→ Ilmu material konstruksi

Informasi Umum tentang bahan silikat

Bahan silikat dan produk yang diautoklaf adalah konglomerat bangunan buatan berdasarkan batu berkapur-silika (silikat), yang disintesis selama pengolahan autoklaf di bawah pengaruh uap pada suhu tinggi dan tekanan tinggi. Salah satu komponen utama campuran bahan mentah yang membentuk produk adalah kapur, yang sangat reaktif secara kimia terhadap silika selama perlakuan termal dan kelembapan. Itu sebabnya komponen utama kedua dari campuran mentah adalah pasir kuarsa atau lainnya mineral mengandung silika, misalnya terak, abu pembangkit listrik tenaga panas, dll. Agar interaksi kimia berlangsung cukup intensif, komponen silika digiling hingga halus. Semakin halus pasir yang dihancurkan, semakin tinggi pula kandungan kapur relatif dalam campurannya. Komponen lain juga dapat mencakup bahan pengisi berupa pasir kuarsa yang tidak digiling, terak, tanah liat yang diperluas, perlit yang diperluas, dll. Komponen yang sangat diperlukan dalam semua campuran adalah air.

Produk silikat yang diautoklaf termasuk batu bata pasir-kapur, berukuran besar blok silikat, lempengan beton silikat berat, panel lantai dan dinding, kolom, balok, dll. Agregat ringan membantu mengurangi berat panel-panel dinding dan elemen lainnya. Produk silikat diproduksi padat atau ringan dengan rongga tembus atau semi tertutup. Yang paling penting adalah beton seluler silikat yang diisi dengan sel udara atau gelembung yang terdistribusi secara merata. Mereka dapat memiliki tujuan isolasi struktural dan termal, yang menentukan bentuk dan ukuran produk serta indikator kualitasnya.

Produk memperoleh sifat-sifat yang diperlukan untuk bahan bangunan setelah perawatan autoklaf, di mana semen berkapur-silika baru terbentuk dengan karakteristik formasi baru kalsium dan magnesium hidrosilikat, serta silikat anhidrat.

Kemungkinan pembentukan produk seperti batu dalam autoklaf telah ditemukan akhir XIX abad, tetapi produksi massal produk silikat, suku cadang dan struktur, terutama seperti beton, diselenggarakan untuk pertama kalinya di negara kita. Teknologi untuk produksi mereka dilakukan secara mekanis dan sebagian besar otomatis, yang memastikan produk lebih murah dibandingkan dengan bahan semen dan produk. Penelitian yang efektif ke arah ini dilakukan oleh P.I. Bozhenov, A.V. Volzhensky, P.P. Budnikov, Yu.M. Buttom dkk. Telah ditunjukkan bahwa selama perlakuan autoklaf, hidrosilikat dengan basa rendah yang paling stabil terbentuk dengan rasio CaOiSiCh dalam kisaran 0,8-1,2, meskipun pada tahap pemadatan menengah, hidrosilikat yang lebih basa juga dimungkinkan. senyawa kimia. hal.i. Bozhenov, mencatat “sintesis teknis” pengikat semen dalam konglomerat yang diautoklaf yang terdiri dari campuran hidrosilikat, percaya bahwa bahan baku kimia harus memenuhi persyaratan tertentu. Ini harus sangat tersebar dengan luas permukaan spesifik bubuk dalam kisaran 2000-4000 cm2/g, jika mungkin berbentuk amorf, seperti kaca. Bahan baku yang aktif secara kimia tidak hanya menyediakan pembentukan pengikat penyemenan dalam konglomerat yang diautoklaf, tetapi juga sejumlah sifat teknologi campuran bahan mentah (sifat mampu bentuk produk, kerataan permukaannya, daya angkut, dll.). Namun tidak hanya proses kimia dan fisikokimia saja yang mempengaruhi pembentukan struktur dan sifat bahan silikat selama pengolahan autoklaf. A.V. Volzhensky adalah orang pertama yang memperhatikan perubahan kondisi panas dan kelembapan selama pemrosesan autoklaf dan dampaknya terhadap kualitas produk. Dalam hal ini, diputuskan untuk membedakan tiga tahap dalam pemrosesan autoklaf: mengisi autoklaf dan produk dengan uap hingga tekanan maksimum tertentu; pelepasan uap; mengeluarkan produk dari autoklaf.

Siklus penuh perawatan autoklaf, menurut P.I. Bozheno-va, terdiri dari lima tahap: pemasukan uap dan pengaturan suhu hingga 100°C; peningkatan lebih lanjut pada suhu sedang dan tekanan uap hingga maksimum yang ditentukan; penahanan isotermal pada tekanan konstan (semakin tinggi tekanan, semakin pendek mode autoklaf); peningkatan perlahan dan bertahap dalam laju penurunan tekanan uap hingga atmosfer, dan suhu - hingga 100°C; pendinginan akhir produk dalam autoklaf atau setelah dikeluarkan dari autoklaf. Modus optimal, yaitu. kondisi terbaik dari segi tekanan uap, suhu dan lamanya seluruh tahapan pengolahan ditentukan oleh jenis bahan bakunya, meskipun karena alasan ekonomis selalu diupayakan peningkatan yang cepat dan penurunan tekanan yang lambat.

Pembentukan struktur mikro dan makro produk silikat dalam autoklaf terjadi pada berbagai tahap pengolahan. Mekanisme pengerasan bahan baku pasir kapur menjadi seperti batu dinyatakan dalam kenyataan bahwa pertama-tama zat penyemen berkapur-silika terbentuk sebagai produk interaksi kimia komponen utama dalam campuran pada kondisi tekanan tinggi. dan suhu. Menurut salah satu teori (P.P. Budnikova, Yu.M. Butta, dll.), pembentukan zat semen terjadi melalui pelarutan awal kapur dalam air. Karena kelarutan kapur berkurang seiring dengan meningkatnya suhu, larutan secara bertahap menjadi jenuh. Namun dengan meningkatnya suhu, kelarutan silika yang terdispersi halus meningkat. Misalnya, dengan peningkatan suhu dari 80 menjadi 120°C, kelarutan silika meningkat (menurut Kennedy) hampir 3 kali lipat. Oleh karena itu, pada suhu 120-130°C, kapur dan silika, ketika berada dalam larutan, berinteraksi membentuk kalsium hidrosilikat seperti gel. Ketika suhu semakin meningkat, formasi baru menjadi lebih besar dengan munculnya inti dan fase kristal, dan kemudian pertumbuhan kristalin. Dengan kelebihan kapur, kalsium hidrosilikat dibasa dibasa yang relatif kasar dari tipe C2SH dan C2SH2 muncul, dan setelah pengikatan kapur secara sempurna dan dalam proses rekristalisasi, kalsium hidrosilikat basa rendah mikrokristalin yang lebih stabil dari tipe CSH dan C5S6H5 (yang adalah, bermorit) muncul. Kristalisasi terjadi di sekitar butiran kuarsa dan di ruang antar butir; disertai dengan fusi formasi kristal baru ke dalam kerangka dengan penguatan dan pengotoran lebih lanjut.

Menurut teori lain, pembentukan struktur mikro pengikat terjadi bukan melalui pelarutan kapur dan silika, tetapi dalam fase padat di bawah pengaruh proses difusi mandiri molekul pada kondisi 1 lingkungan perairan dan suhu tinggi. Ada teori ketiga (A.V. Satalkin, P.G. Komokhov, dll.), yang memungkinkan pembentukan struktur mikro pengikat sebagai hasil reaksi dalam fase cair dan padat.

Manfaat besar dalam membentuk struktur dan sifat batu dan bahan silikat adalah aditif yang dimasukkan ke dalam campuran, yang bertindak sebagai akselerator pembentukan kalsium atau magnesium hidrosilikat, kristalisasi formasi baru, dan pengubah sifat dan struktur. Secara umum komposisinya batu silikat Kalsium hidrosilikat basa rendah mendominasi, memiliki struktur mikrokristalin berbentuk jarum halus atau bersisik CSH dan tobermorit C5S6H5. Dalam campuran berkapur tinggi, sintesis menghasilkan pembentukan hillebrandite 2CaO Si02 H20 (yaitu C2SH).

Struktur optimal bahan silikat dibentuk dengan sejumlah semen berkapur-silika dan rasio komponen fasa minimum. Dalam konglomerat yang baru dibuat, media pendispersi (c) adalah pasta kapur (It), dan komponen tanah mengandung silika (pasir) (PM) bertindak sebagai fase terdispersi padat (f). Aktivitas (kekuatan) pengikat kapur-silika dengan struktur optimal setelah perlakuan autoklaf, seperti sifat lain dari bahan silikat, bergantung pada nilai rasio Th: Pm (berdasarkan berat). hasil penelitian eksperimental menunjukkan bahwa batas kuat tekan, kuat tarik lentur, kepadatan rata-rata dan indikator lain dari sifat-sifat batu silikat mengambil nilai ekstrim pada R MPa pada rasio minimum tertentu c7f = I^./Pm (Gbr. 9.28). Sesuai sepenuhnya dengan rumus (3.4), kekuatan konglomerat silikat Rc = R*lxy dimana R* adalah kekuatan batu silikat yang diautoklaf dengan struktur optimal; ^ x = ШПм: И7ПМ = – 8/5* - rasio ketebalan rata-rata film pasta kapur, masing-masing, dalam pengikat konglomerat dan dalam pengikat dengan struktur optimal; n-eksponen tergantung pada kualitas bahan sumber.

Studi tentang batu silikat dan konglomerat silikat menggunakan contoh beton berbutir halus dan kasar menunjukkan bahwa dengan struktur optimal, sifat-sifatnya sepenuhnya tunduk pada hukum umum ISC.

Selain bahan baku silika, bisa digunakan dalam produksi produk autoklaf Jenis bahan baku kuarsa rendah yang umum adalah pasir feldspatik, tanah liat, pasir karbonat, serta terak dan produk samping industri lainnya. Mineral bahan baku kuarsa rendah, setelah dilarutkan dalam kondisi autoklaf, menjadi komponen aktif yang kelarutannya tidak kalah dengan kuarsa. Aktivitasnya bergantung pada ukuran jari-jari anion dan kation yang menyusun komposisinya. Dalam autoklaf, pengikat baru terbentuk (pengikat terak garam non-bakar), yang memiliki sifat lebih unggul daripada pengerasan autoklaf berkapur-silika. Ini terdiri dari kalsium hidrosilikat yang bersifat basa rendah dan mengkristal lemah, dan dengan adanya ion aluminium - kalsium hidrosilikat yang sangat basa.

KE bahan silikat yang diautoklaf termasuk bahan yang produksinya didasarkan pada sintesis hidrotermal campuran mineral(bahan baku utama, pengikat dan pengisi), dilakukan pada tekanan tinggi (hingga 1,5 MPa) dan suhu (174...200 °C) uap air.

Bahan baku utama untuk bahan pengerasan autoklaf sebagian besar adalah campuran pasir kapur dan limbah industri - terak tanur sembur, abu bahan bakar, lumpur nepheline, dll. Yang paling umum adalah campuran pasir kapur. (silikat) bahan.

Komponen pengikat utama bahan yang diautoklaf adalah kapur. Untuk produksi produk silikat, disarankan menggunakan kapur mati cepat dengan kandungan total kalsium aktif dan magnesium oksida lebih dari 70%. Dalam hal ini, kandungan MgO tidak boleh lebih dari 5%. Selain kapur, semen Portland juga dapat digunakan, khususnya dalam produksi beton seluler. Penggunaan semen Portland membantu meningkatkan ketahanan produk terhadap embun beku.

Pengisi yang paling umum untuk bahan silikat adalah pasir kuarsa. Saat menggunakan pasir feldspatik dan karbonat sifat fisik dan mekanik produk memburuk.

Saat memanaskan bahan baku utama dalam autoklaf, terjadi interaksi antara kalsium hidroksida, silika dan air, disertai dengan pembentukan produk reaksi yang sedikit larut - kalsium hidrosilikat:

A Ca(OH) 2 + Si0 2 + ( tidak)Н 2 0 → A CaO. Si0 2 . N H20,

dan nilai koefisiennya A ditentukan oleh perbandingan konsentrasi CaO dan Si0 2 dalam fasa cair.

Bahan baku amorf dan kaca memiliki reaktivitas tinggi selama pemrosesan autoklaf. Ini termasuk efusif vulkanik batu, terak butiran, abu bahan bakar, dll.

Intensifikasi pengerasan dan peningkatan sifat dasar bahan autoklaf dicapai dengan menggunakan bahan baku yang sangat tersebar. Dalam pembuatan produk pasir kapur berkekuatan tinggi, kapur tohor digiling dengan pasir hingga luas permukaan tertentu 3000...5000 cm 2 /g dan digunakan sebagai bahan pengikat.

Menurut tujuannya, produk yang terbuat dari bahan silikat berbeda struktural Dan produk isolasi termal, dan menurut bentuk pembuatannya - aktif bagian Dan produk berukuran besar.

Dalam hal volume produksi produk yang terbuat dari bahan pengerasan autoklaf, tempat terdepan ditempati oleh batu bata pasir-kapur, dan di belakangnya - produk dinding dari beton padat dan seluler.

Batu bata pasir-kapur adalah dinding buatan yang tidak dapat ditembakkan bahan konstruksi, dibuat dengan cara pengepresan dari campuran pasir kuarsa (90...92%) dan kapur sirih (8...10%) dilanjutkan dengan pengerasan dalam autoklaf.

Pada komposisi campuran bahan baku pembuatan batu bata pasir-kapur, kandungan kapur berkisar antara 7 sampai 10% ditinjau dari peran aktif CaO. Untuk meningkatkan kekuatan batu bata pasir-kapur digunakan campuran kapur-silika, kapur-terak, dan abu kapur yang digiling halus sebagai komponen pengikat.

Dalam produksi batu bata pasir-kapur, pasir galian dengan ukuran butiran 0,2...2 mm dan memiliki jumlah rongga minimum adalah yang paling diinginkan. Kandungan pengotor tanah liat diperbolehkan tidak lebih dari 10%, sejak kapan lebih banyak konten bahan tanah liat, daya serap air meningkat, kekuatan dan ketahanan batu bata terhadap embun beku menurun. Adanya pengotor organik pada campuran bahan baku pembuatan batu bata mengurangi kekuatannya dan dapat menyebabkan terbentuknya retakan akibat keluarnya gas pada saat pengerasan autoklaf.

Batu bata pasir-kapur digunakan bersama dengan batu bata keramik untuk peletakan batu dan batu bertulang bagian luar dan struktur internal di bagian atas tanah bangunan dengan kondisi pengoperasian normal dan basah. Karena ketahanannya yang lebih rendah terhadap air dan zat terlarut di dalamnya, batu bata pasir-kapur, tidak seperti batu bata keramik, tidak dapat digunakan untuk meletakkan fondasi dan alas bangunan di bawah lapisan kedap air. Tidak diperbolehkan menggunakan batu bata pasir-kapur untuk dinding bangunan dengan mode basah pengoperasian (mandi, binatu, dll.) tanpa tindakan khusus untuk melindungi dinding dari kelembaban. Tidak diperbolehkan digunakan untuk memasang kompor, pipa, karena itu tidak dapat menahan paparan suhu tinggi dalam waktu lama.

Beton silikat merupakan campuran padat yang dikeraskan dalam autoklaf, terdiri dari pasir kuarsa (70...80%), pasir giling (8...15%) dan kapur giling (6...10%). Hal ini ditandai dengan ketahanan korosi yang lebih rendah pada tulangan, yang disebabkan oleh lemahnya alkalinitas lingkungan. Daya tahan tulangan dipastikan secara andal pada kelembaban udara 60%. Seperti halnya semen, beton silikat diklasifikasikan berdasarkan kepadatan, fitur struktural, ukuran maksimum dan jenis agregat, serta area penerapannya.