Produksi bahan silikat. Klasifikasi, sifat dan tujuan, bahan baku. Proses teknologi silikat yang khas, jenis reaktor. Skema. Produksi keramik. Bahan silikat dan produk yang diautoklaf Produk silikat

Bahan silikat berbahan dasar kapur bangunan dengan kondisi normal pengerasan memiliki kekuatan yang rendah. Oleh karena itu, untuk meningkatkan kekuatannya, dilakukan pengolahan dengan uap air jenuh pada suhu 70...100°C pada tekanan atmosfir(mengukus) atau karbonasi buatan.

Isi artikel:

1. Bahan silikat pengawetan autoklaf.

2. Bata pasir-kapur.

3. Batu bata abu kapur dan batu bata terak kapur.

4. Beton silikat

5. Produk berukuran besar terbuat dari beton silikat.

Indikator kekuatan dan daya tahan bahan silikat memperoleh nilai maksimum pada kondisi perlakuan hidrotermal dalam autoklaf dalam lingkungan uap air jenuh. Pengolahan hidrotermal (pengukusan) dilakukan pada tekanan uap air jenuh: 0,8; 1,2 dan 1,6 MPa, yang sesuai dengan suhu lingkungan tertentu sebesar 174,5; 190,7 dan 203,3°C.

Bahan bangunan autoklaf diproduksi dalam bentuk batu bata, balok dan panel untuk luar dan dinding bagian dalam, panel lantai, kolom, tangga dan platform, balok dan produk lainnya. Sifat-sifatnya mirip dengan beton semen, namun dicirikan oleh konsumsi bahan pengikat yang lebih rendah, meluasnya penggunaan agregat lokal yang murah dan, oleh karena itu, biaya yang lebih rendah.

Namun, autoklaf diperlukan untuk produksinya.

♣ Bata pasir-kapur

Produk beton silikat ukuran besar

Beton silikat adalah campuran padat yang dikeraskan dalam autoklaf, terdiri dari pasir kuarsa (70...80%),
pasir tanah (8..15%) dan kapur giling (6...10%) Beton silikat padat merupakan salah satu jenis beton berat.
Beton silikat, seperti beton semen, bisa berat (agregat padat - pasir dan batu pecah atau campuran pasir-kerikil), ringan (agregat berpori - tanah liat yang diperluas, perlit yang diperluas, agloporit, dll.) dan seluler (agregatnya adalah gelembung udara, didistribusikan secara merata dalam volume produk).

Pengikat pada beton silikat adalah campuran kapur-silika yang digiling halus - pengikat kapur-silika yang bila dicampur dengan air selama perlakuan panas dan kelembapan dalam autoklaf, dapat membentuk kekuatan tinggi berlian palsu. Komponen silika tanah digunakan sebagai komponen silika. pasir kuarsa, terak metalurgi (terutama tanur sembur), abu pembangkit listrik tenaga panas. Komponen mengandung silika (pasir yang digiling halus) memiliki pengaruh besar tentang pembentukan sifat-sifat beton silikat.

Jadi, dengan meningkatnya dispersi partikel pasir tanah, kekuatan, ketahanan beku dan sifat lain dari bahan silikat meningkat.
Dengan meningkatnya kehalusan penggilingan pasir, kandungan relatif CaO dalam campuran pengikat meningkat hingga kandungan CaO aktif memungkinkannya untuk diikat selama perawatan autoklaf oleh pasir yang tersedia menjadi kalsium hidrosilikat dengan basa rendah.

Menurut VNIIstrom, dengan luas permukaan spesifik pasir tanah 2000...2500 cm²/g, kandungan kapur dalam campuran (dalam satuan CaO) adalah
20...28% berat pengikat berkapur-silika, dan dengan luas permukaan spesifik pasir lebih dari 2500 cm2/g, kandungan CaO optimal dalam pengikat campuran dapat ditingkatkan hingga 33%.

Pemrosesan autoklaf merupakan tahap terakhir dan terpenting dalam produksi produk silikat. Terjadi di autoklaf proses yang kompleks transformasi campuran beton silikat asli, diletakkan dan dipadatkan menjadi produk tahan lama dengan kepadatan, bentuk dan tujuan berbeda. Saat ini autoklaf diproduksi dengan diameter 2,6 dan 3,6 m, panjang 20...30 dan 40 m Seperti disebutkan di atas, autoklaf adalah bejana las horizontal berbentuk silinder (boiler) dengan tutup berbentuk bola yang tertutup rapat di ujungnya.

Ketel memiliki pengukur tekanan yang menunjukkan tekanan uap dan katup pengaman yang terbuka secara otomatis ketika tekanan di dalam ketel naik melebihi batas. Di bagian bawah autoklaf terdapat rel di mana troli berisi produk yang dimuat ke dalam autoklaf bergerak. Autoklaf dilengkapi dengan jalur lintasan dengan troli transfer - jembatan listrik untuk bongkar muat troli dan perangkat untuk pemantauan otomatis dan kontrol mode pemrosesan autoklaf.

Untuk mengurangi kehilangan panas ke ruang sekitarnya, permukaan autoklaf dan semua saluran uap ditutup dengan lapisan insulasi termal. Autoklaf jalan buntu atau aliran tembus digunakan. Autoklaf dilengkapi dengan saluran untuk melepaskan uap jenuh, mengalirkan uap bekas ke autoklaf lain, ke atmosfer, unit pemulihan, dan untuk pembuangan kondensat.

Saat mengoperasikan autoklaf, “Peraturan untuk desain dan keselamatan pengoperasian bejana tekan” harus dipatuhi dengan ketat.
Setelah memuat autoklaf, tutup penutupnya dan masukkan uap jenuh secara perlahan dan merata ke dalam autoklaf. Autoklaf adalah yang paling banyak cara yang efektif percepatan pengerasan beton. Temperatur tinggi dengan adanya air dalam bentuk tetesan-cair pada beton yang diolah kondisi yang menguntungkan untuk interaksi kimia antara kalsium oksida hidrat dan silika dengan pembentukan zat penyemen utama - kalsium hidrosilikat.

Seluruh siklus pemrosesan autoklaf (menurut Prof. P.I. Bozhenov) secara kondisional dibagi menjadi lima tahap: 1 - dari awal pemasukan uap hingga suhu dalam autoklaf mencapai 100 °C; 2 - peningkatan suhu sedang dan tekanan uap ke minimum yang ditentukan; 3 - paparan isotermal pada tekanan dan suhu maksimum; 4 - pengurangan tekanan ke atmosfer, suhu hingga 100 °C; 5 - periode pendinginan produk secara bertahap dari 100 hingga 18...20 °C baik dalam autoklaf atau setelah dikeluarkan dari autoklaf.

Kualitas produk silikat yang diautoklaf tidak hanya bergantung pada komposisi dan struktur formasi baru, tetapi juga pada pengelolaan yang tepat. fenomena fisik, timbul pada berbagai tahapan pemrosesan autoklaf. Selama pemrosesan autoklaf, selain proses fisikokimia yang memastikan sintesis kalsium hidrosilikat, terdapat proses fisik yang terkait dengan gradien suhu dan kelembaban, yang ditentukan oleh sifat termodinamika uap air dan perubahannya. karakter fisik dalam campuran bahan baku, dan kemudian di batu silikat buatan yang dihasilkan.

Termasuk batu silikat Hidrosilikat kalsium basa rendah, memiliki struktur mikrokristalin berjarum halus atau bersisik dari tipe CSH(B), dan tobermorit mendominasi. Akan tetapi, bersama dengan kalsium hidrosilikat yang bersifat basa rendah, terdapat juga kalsium hidrosilikat yang bersifat kristalin kasar dan bersifat sangat basa dari jenis C2SH(A).

Pada tahun 1880, ilmuwan Jerman W. Michaelis menemukan metode yang digunakan untuk memproduksi batu bata silikat (pasir kapur). Pada awal abad kedua puluh, sudah ada lima pabrik di Rusia yang memproduksi batu bata pasir-kapur.

Sampai tahun 50an, satu-satunya jenis silikat produk autoklaf ada batu bata pasir-kapur dan batu-batu kecil yang terbuat dari beton silikat seluler. Namun, berkat karya para ilmuwan Rusia, untuk pertama kalinya di dunia, produksi produk autoklaf beton silikat berukuran besar untuk konstruksi prefabrikasi telah diciptakan. Saat ini, hampir semua elemen bangunan dan struktur (panel, pelat lantai, elemen tangga, dll.) dapat dibuat dari beton silikat bertulang, yang sifatnya hampir tidak kalah dengan beton bertulang, dan berkat penggunaan bahan baku lokal. bahan dan limbah industri harganya 15 ...20% lebih murah dibandingkan elemen beton bertulang serupa yang menggunakan semen Portland.

Bahan baku untuk bahan dan produk silikat

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, dll. Agar interaksi kimia berlangsung cukup intensif, komponen silika digiling hingga halus. Semakin halus pasir yang digiling, semakin tinggi pula kandungan kapur relatif dalam campurannya. Pengisi dalam bentuk pasir kuarsa yang tidak digiling, terak, tanah liat yang diperluas, perlit yang diperluas, dll. juga dapat dimasukkan sebagai komponen lainnya.

Untuk produksi modern Dalam pembuatan batu bata pasir-kapur digunakan campuran bahan baku yang meliputi pasir 90...95%, kapur giling 5...10% dan air dalam jumlah tertentu.

3. Teknologi umum memperoleh bahan silikat

Teknologi pembuatan produk silikat biasanya terdiri dari tahapan sebagai berikut:
1. Memperoleh campuran bahan baku.
2. Pengepresan produk.
3. Pemrosesan produk dengan autoklaf.
4. Penuaan produk jadi.

Produksi silikat bahan bangunan 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.

DI DALAM produksi ini Banyak pekerjaan yang melibatkan proses memperoleh kapur untuk campuran bahan baku. DI DALAM proses teknologi produksi kapur meliputi operasi berikut: ekstraksi batu gamping di pertambangan, menghancurkan dan memilahnya menjadi pecahan-pecahan, membakarnya di poros putar dan tempat pembakaran lainnya, menghancurkan atau menggiling kapur bongkahan (menghasilkan kapur tohor).
Campuran bahan baku dibuat dengan dua cara: drum dan silo, yang berbeda satu sama lain dalam pembuatan campuran pasir kapur.

Autoklaf adalah silinder baja yang terletak secara horizontal dengan tutup tertutup rapat di ujungnya. Dalam autoklaf dalam suasana uap jenuh pada tekanan 0,8-1,3 MPa dan suhu 175-200°C, batu bata mengeras dalam waktu 8...14 jam.

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.

Produk yang hampir jadi dikeluarkan dari autoklaf, yang disimpan selama 10...15 hari untuk karbonasi kapur yang tidak bereaksi dengan karbon dioksida udara, sehingga meningkatkan ketahanan air dan kekuatan produk. Suhu pemrosesan dan konsumsi energi total dalam produksi batu bata pasir-kapur jauh lebih rendah dibandingkan dengan produksi batu bata keramik, oleh karena itu batu bata pasir-kapur secara ekonomi lebih efisien.

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 Mereka diproduksi padat atau ringan dengan rongga tembus atau semi-tertutup. Yang paling penting adalah silikat beton seluler, diisi dengan sel udara atau gelembung yang tersebar merata. Mereka dapat memiliki tujuan isolasi struktural dan termal, yang menentukan bentuk dan ukuran produk serta indikator kualitasnya.

Bahan silikat dan produk pengerasan autoklaf adalah konglomerat bangunan buatan berdasarkan batu kapur-silika (silikat), yang disintesis selama pemrosesan autoklaf di bawah pengaruh uap pada suhu tinggi dan tekanan darah 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.

Oleh karena itu komponen utama kedua campuran bahan baku adalah pasir kuarsa atau zat mineral lain yang mengandung silika, seperti terak, abu pembangkit listrik tenaga panas, dll. Agar interaksi kimia berlangsung cukup intensif, komponen silika dihaluskan. tanah. 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.

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 menunjukkan bahwa perlakuan autoklaf menghasilkan hidrosilikat basa rendah yang paling stabil dengan rasio CaOiSiCh dalam kisaran 0,8-1,2, meskipun senyawa kimia yang lebih basa tinggi juga dimungkinkan pada tahap pemadatan menengah.

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.

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.

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.

Siklus penuh perawatan autoklaf, menurut P.I. Bozhenov, terdiri dari lima tahap:

• saluran masuk uap dan pengaturan suhu pada 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.

Mode optimal, mis. kondisi terbaik dari segi tekanan uap, suhu dan lamanya seluruh tahapan pengolahan ditentukan oleh jenis bahan bakunya, meskipun karena alasan ekonomis mereka selalu mengupayakan kenaikan yang cepat dan pelepasan tekanan yang lambat.

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 komposisi batu silikat didominasi oleh kalsium hidrosilikat dengan basa rendah, yang memiliki struktur mikrokristalin berbentuk jarum halus atau bersisik CSH dan tobermorit C5S6H. Pada campuran berkapur tinggi, sintesis menghasilkan pembentukan hillebrandite 2CaO Si02 H20 ( yaitu C2SH).

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.

Studi yang dilakukan pada 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.

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).

Selain bahan baku mengandung silika, bahan baku kuarsa rendah yang umum dapat digunakan dalam produksi produk autoklaf - feldspathic, 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.

Klasifikasi dan jenis bahan silikat

Bahan silikat termasuk dalam kelompok bahan batu buatan yang berbahan dasar bahan pengikat.

Informasi umum tentang bahan batu buatan berdasarkan bahan pengikat

Kriteria klasifikasi yang membedakan bahan semen:

1. Tergantung pada jenis pengikatnya, produk dibuat berdasarkan semen, kapur, gipsum, dll.
2. Tergantung pada metode produksinya, kondisi pengerasan bahan tersebut ditentukan: pengerasan alami, pengukusan, pemrosesan autoklaf.

Berbagai bahan digunakan sebagai bahan pengisi untuk menghasilkan produk batu buatan: pasir, tanah liat yang diperluas, dan bahan pengisi berpori lainnya, serbuk gergaji dan serutan, dan bahan pengisi penguat khusus - asbes.

Untuk yang utama buatan bahan batu dan produk meliputi:
1. Bata pasir-kapur
2. Produk beton silika:
2.1. Produk beton silikat berat mirip dengan beton konvensional
2.2. Produk beton silikat ringan berbahan dasar agregat berpori atau seluler (silikat busa dan gas)
3. Produk beton gipsum dan gipsum
4. Batu dinding terbuat dari beton ringan dan seluler
5. Kayu beton
6. Papan partikel semen dan produk semen asbes

Berbeda dengan keramik, bahan berbahan dasar pengikat mineral diperoleh melalui pengerasan alami atau perlakuan panas pada suhu hingga 200 °C. Dengan demikian, konsumsi energi untuk produksi produk yang menggunakan bahan pengikat mineral, bahkan dengan memperhitungkan konsumsi energi untuk memperoleh bahan pengikat itu sendiri, lebih sedikit dibandingkan dengan produksi keramik. Namun bahan keramik lebih tahan lama dan tahan terhadap air, larutan agresif dan suhu tinggi.

Jenis produk berongga yang terbuat dari bahan silikat menurut GOST 379-95 Batu bata dan batu silikat

Gambar A1 - Batu (bata) 14 berongga (diameter lubang 30 - 32 mm, rongga 28 - 31%)

Gambar A2 - Batu (bata) 11 berongga (diameter lubang 27 - 32 mm, rongga 22 - 25%)

Gambar A3 - Bata 3 berongga (diameter lubang 52 mm, rongga 15%)

DAFTAR BAHAN YANG DIGUNAKAN DALAM PRODUKSI
PRODUK 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 baku yang membentuk produk adalah kapur, yang memiliki reaktivitas kimia tinggi terhadap silika selama perlakuan termal dan kelembaban; komponen utama kedua dari campuran bahan baku adalah pasir kuarsa atau zat mineral yang mengandung silika. Agar interaksi kimia terjadi cukup intensif, komponen silika digiling halus. Air merupakan komponen penting dalam semua campuran.

Produk silikat yang diautoklaf meliputi batu bata pasir-kapur, balok silikat besar, pelat beton silikat berat, panel lantai dan dinding, kolom, balok, dll.

Agregat ringan memungkinkan untuk mengurangi berat panel dinding dan elemen lainnya.

Produk silikat diproduksi padat atau ringan dengan rongga tembus atau semi tertutup.

7.6.1. Batu bata pasir-kapur

Batu bata silikat pasir kapur tidak berbeda bentuk, ukuran dan kegunaan utamanya dengan batu bata tanah liat.

Batu bata ditekan dari campuran pasir kapur yang dibasahi: pasir kuarsa murni 92-95%, kapur udara 6-8%, air - sekitar 7%.

Pencetakan batu bata dilakukan dengan pengepresan pada tekanan 15-20 MPa.

Untuk mengeraskan, batu bata mentah dikirim ke autoklaf untuk dikukus. Autoklaf adalah silinder baja, ujung-ujungnya tertutup rapat dengan penutup. Pengerasan terjadi tidak hanya pada suhu tinggi, tetapi juga pada kelembaban tinggi, di mana uap bertekanan disuplai ke autoklaf. Tekanan uap dinaikkan secara bertahap. Siklus mengukus berlanjut selama 10-14 jam.

Mengukus daging mentah dalam autoklaf secara konvensional terdiri dari lima tahap:

Dari awal pelepasan uap hingga suhu dalam autoklaf mencapai 100 °C;
dari awal kenaikan tekanan uap hingga tercapai titik setel maksimum
tidak pergi;

Memegang produk pada suhu dan tekanan konstan;

Sejak tekanan dan suhu turun hingga 100 °C;

Pendinginan produk hingga suhu 18-20 °C.

Bata pasir-kapur diproduksi dalam ukuran 250><120 х 65 мм как пустоте­лым, так и сплошным. По механической прочности различают марки кирпича 75, 100, 150. Водопоглощение кирпича составляет 8-16 %; значение теплопро­водности 0,71-0,75 Вт/(м-°С); объемная масса 1800-1900 кг/м 3 , т. е. больше, чем у глиняного кирпича, морозостойкость F15. Теплоизоляционные качества стен из силикатного и глиняного кирпича практически равны.

Biaya batu bata pasir-kapur 25-35% lebih rendah dibandingkan batu bata tanah liat, karena konsumsi bahan bakar dua kali lebih sedikit, konsumsi listrik tiga kali lebih sedikit, dan intensitas tenaga kerja produksi lebih rendah.

Batu bata pasir-kapur digunakan dengan cara yang sama seperti batu bata tanah liat untuk memasang dinding penahan beban bangunan perumahan, industri dan sipil, untuk pilar, penyangga, dll. Batu bata ini tidak dapat digunakan untuk meletakkan fondasi dan alas tiang serta dalam produk dan

struktur yang terkena paparan suhu di atas 500 °C dalam waktu lama.

Batu bata kapur-terak dan abu kapur adalah jenis batu bata pasir-kapur, yang dicirikan oleh massa volumetrik yang lebih rendah dan sifat insulasi termal yang lebih baik, karena di dalamnya pasir kuarsa digantikan oleh terak ringan berpori pada batu bata terak kapur dan abu pada batu bata abu kapur.

Dimensi, sifat fisik dan mekanik serta cara pembuatannya mirip dengan batu bata pasir-kapur.

Batu bata abu kapur dan batu bata terak kapur digunakan untuk peletakan dinding bangunan bertingkat rendah, serta untuk peletakan dinding lantai atas bangunan bertingkat.

7.6.2. Beton silikat

Beton silikat merupakan beton yang berat.

Blok dinding besar dari dinding penahan beban internal, panel lantai dan partisi penahan beban, tangga, pelat, balok dibuat dari beton silikat dengan kualitas minimal 150 menggunakan perlakuan panas dalam autoklaf.

Elemen lentur diperkuat dengan batang baja dan jaring.

Produk silikat berukuran besar memiliki kekuatan tekan 15-40 MPa, kepadatan curah 1800-2100 kg/m 3, dan ketahanan beku 50 siklus atau lebih.

Produk silikat seluler Mereka dicirikan oleh massa volumetrik yang rendah dan konduktivitas termal yang rendah. Ada produk busa silikat dan gas silikat.

Produk busa silikat dibuat dari campuran kapur (hingga 25%) dan pasir giling, bahan pembusa. Campuran bubuk aluminium ditambahkan ke gas silikat.

Produk silikat seluler dikeraskan dalam autoklaf.

Mereka diproduksi baik diperkuat dan tidak diperkuat.

Pada tulangan, tulangan baja dan bagian yang tertanam lebih rentan terhadap korosi, sehingga tulangan baja dilapisi dengan senyawa pelindung.

Produk silikat berbahan dasar beton seluler dibagi menjadi:

isolasi termal;

Isolasi struktural dan termal;

Konstruktif.

Nilai konduktivitas termalnya adalah 0,1-0,2 W/(m-°C), cukup tahan beku.

Mereka digunakan untuk dinding luar bangunan, partisi, dan untuk penutup bangunan industri, sedangkan sifat penahan beban dan isolasi termal dari beton seluler digunakan secara efektif.

IfnuTnnnkttki» nnnnnru

BAHAN DAN PRODUK SILikat. PRODUK asbes-semen

Pengikat mineral belum menjadi bahan bangunan jadi. Sifat utama bahan pengikat adalah kemampuannya mengeras setelah dicampur dengan air dalam jumlah tertentu.

Reaksi yang terjadi selama pengerasan bahan pengikat terutama merupakan reaksi hidrasi, penambahan sebagian air.

Selain semen, mereka juga digunakan untuk membuat mortar. jeruk nipis: udara dan hidrolik dalam bentuk bulu halus terhidrasi, pasta jeruk nipis atau susu, serta dalam bentuk kapur giling. Adonan jeruk nipis harus memiliki kepadatan minimal 1200 kg/m3 dan mengandung kapur minimal 30% menurut beratnya. Kapur untuk plesteran dan pelapisan mortar tidak boleh mengandung partikel-partikel yang tidak padam yang dapat menyebabkan keropos (dubs) pada lapisan yang mengeras. Oleh karena itu, jeruk nipis segar dilewatkan melalui saringan dengan sel 0,315 - 0,25 mm.

Kapur udara konstruksi CaO– produk pembakaran sedang batuan karbonat alami pada suhu 900-1300°C CaCO3 mengandung hingga 8% pengotor tanah liat (batu kapur, dolomit, kapur). Penembakan dilakukan di poros dan tanur putar. Tungku poros adalah yang paling banyak digunakan. Ketika batu kapur dikalsinasi dalam tungku poros, material yang bergerak dalam poros dari atas ke bawah melewati tiga zona secara berurutan: zona pemanasan (pengeringan bahan mentah dan pelepasan zat yang mudah menguap), zona pembakaran (penguraian zat) dan zona pendinginan. Pada zona pemanasan, batu kapur dipanaskan hingga 900°C akibat panas yang berasal dari zona pembakaran hasil pembakaran berupa gas. Di zona pembakaran terjadi pembakaran bahan bakar dan penguraian batu kapur. CaCO3 pada jeruk nipis CaO dan karbon dioksida CO2 pada 1000-1200°C. Di zona pendinginan, batu kapur yang terbakar didinginkan hingga 80-100°C oleh udara dingin yang bergerak dari bawah ke atas.

Akibat pembakaran, karbondioksida hilang seluruhnya dan menggumpal, diperoleh kapur tohor berupa potongan berwarna putih atau abu-abu. Kapur tohor adalah produk yang menghasilkan berbagai jenis kapur bangunan: kapur tohor bubuk, pasta kapur.

Kapur aerasi konstruksi dari berbagai jenis digunakan dalam persiapan mortar pasangan bata dan plester, beton mutu rendah (bekerja dalam kondisi kering udara), pembuatan produk silikat padat (batu bata, balok besar, panel), dan produksi campuran semen Menambahkan kapur ke mortar semen meningkatkan plastisitas dan kekuatan serta waktu pelapisan.

Proses pengerasan kapur udara sebagian besar terjadi sebagai akibat karbonisasi di bawah pengaruh karbon dioksida di udara. Ketika kapur udara mengeras, terbentuk senyawa yang larut dalam air.

Kapur hidrolik diperoleh dengan pembakaran sedang dari napal alam dan batugamping marly pada suhu 900-1100°C. Marl dan batu kapur marly yang digunakan untuk produksi kapur hidrolik mengandung 6 hingga 25% pengotor tanah liat dan pasir. Sifat hidroliknya dicirikan oleh modul hidrolik (atau utama) ( M), mewakili persentase kandungan kalsium oksida dengan kandungan jumlah oksida silikon, aluminium dan besi. Kapur hidrolik adalah zat yang pengerasannya lambat dan pengerasannya lambat. Digunakan untuk pembuatan mortar, beton mutu rendah, beton ringan, dan untuk produksi beton campuran.

Kapur hidrolik mengeras dan mempertahankan kekuatan di udara dan air. Kapur hidrolik tidak digunakan dalam bentuk murni, tetapi digunakan dalam bentuk campuran. Bahan baku pembuatan kapur hidrolik warnanya lebih gelap dibandingkan kapur udara karena mengandung tanah liat sebagai pengotor.

Batu bata pasir-kapur. Mortar pasir kapur berbahan dasar kapur udara adalah bahan berkekuatan rendah, pengerasan lambat, dan tidak tahan air.

Orang pertama yang mendapatkan bahan yang cukup tahan air dan tahan lama berdasarkan kapur dan pasir adalah ilmuwan Jerman W. Michaelis, yang pada tahun 1880 mengusulkan pemrosesan campuran pasir kapur dalam atmosfer uap jenuh pada suhu 150...200°C .

Penemuan Michaelis digunakan untuk memproduksi apa yang disebut batu bata silikat (pasir kapur). Produksi modern batu bata pasir-kapur adalah sebagai berikut. Campuran bahan baku yang meliputi 90...92% pasir kuarsa murni, 8...10% kapur giling dan air dalam jumlah tertentu, diaduk rata dan disimpan sampai kapur benar-benar padam. Kemudian batu bata ditekan dari campuran ini di bawah tekanan tinggi (15...20 MPa), yang ditempatkan di atas troli dan dikirim untuk dikeraskan di autoklaf- silinder baja berdinding tebal dengan diameter hingga 2 m dan panjang hingga 20 m dengan tutup tertutup rapat. Dalam autoklaf dalam suasana uap jenuh pada tekanan 0,8 MPa dan suhu 180 ° C, batu bata mengeras dalam waktu 8...14 jam.Bata yang hampir jadi dikeluarkan dari autoklaf, yang disimpan selama 10.. .15 hari, sehingga ketahanan air dan kekuatan batu bata meningkat.

Kapur udara banyak digunakan dalam produksi bahan seluler padat yang diautoklaf pada tekanan 0,8-1,6 MPa dan T = 200° produk dalam bentuk panel, balok, elemen lantai, dan tangga.

Temperatur pemrosesan dan konsumsi energi total dalam produksi batu bata pasir-kapur jauh lebih rendah dibandingkan dengan produksi batu bata keramik, oleh karena itu batu bata pasir-kapur secara ekonomi lebih efisien dibandingkan dengan batu bata keramik.

Kepadatan batu bata pasir-kapur biasa sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan batu bata keramik padat. Mengurangi kepadatan batu bata dan batu dicapai dengan mencetak rongga di dalamnya atau memasukkan agregat berpori ke dalam massa bahan mentah.

Bata pasir-kapur, seperti bata keramik, tergantung ukurannya, dapat berupa:

lajang(padat atau dengan pengisi berpori) 250x120 x 65 mm;

menebal(berongga atau dengan pengisi berpori) 250x120x88 mm (berat batu bata yang menebal tidak boleh lebih dari 4,3 kg);

batu silikat(berongga) 250x120x138 mm. Teknologi produksi batu bata pasir-kapur memastikan akurasi dimensi yang lebih baik.

Warna batu bata berkisar dari putih susu hingga abu-abu muda. Mereka memproduksi batu bata menghadap dengan peningkatan sifat fisik dan mekanik, dapat diwarnai dengan pigmen tahan alkali yang dicat secara massal atau di tepi depan dengan warna biru, kehijauan, kuning dan warna terang lainnya.

Tergantung pada kekuatan tekan dan tekuknya, batu bata dan batu pasir-kapur dibagi menjadi delapan tingkatan: 300; 250; 200; 175; 150; 125; 100 dan 75, memiliki nilai kuat tekan rata-rata masing-masing minimal 30...7,5 MPa. Daya serap air bata pasir-kapur minimal 6 %. Nilai ketahanan beku untuk batu bata dan batu - F50; 35; 25 dan 15; Untuk produk wajah, ketahanan beku minimal harus 25.

Kerugian signifikan dari batu bata pasir-kapur dibandingkan dengan batu bata keramik adalah berkurangnya ketahanan air dan ketahanan panas.

Batu bata pasir-kapur digunakan untuk meletakkan dinding luar dan dalam bagian bangunan dan struktur di atas tanah. Dilarang menggunakannya pada bangunan yang terkena air (pondasi, basement, sumur saluran pembuangan, dll) dan suhu tinggi (tungku, cerobong asap, dll).

Saat ini produk autoklaf beton silikat berukuran besar diproduksi untuk hampir semua elemen bangunan dan struktur untuk konstruksi prefabrikasi (panel, pelat lantai, elemen tangga, dll.) Struktur yang tidak kalah dengan beton bertulang terbuat dari beton silikat bertulang.

Produk beton silika bisa berat (mirip dengan beton konvensional) dan ringan (berdasarkan agregat berpori) atau seluler (busa dan gas silikat). Batako yang tidak dibakar ini dibuat dengan cara pengepresan kering terhadap campuran kapur udara (5-10%) dan pasir kuarsa (90-95%) dengan kadar air 6-7%. Untuk meningkatkan kekuatan digunakan campuran kapur-silika. Bata kelas M - 75, 100, 125.150.200.250.

Dimensi 65x120x250 - berongga tunggal dan satu setengah atau modular 88x120x250 dengan berat tidak lebih dari 4,3 kg. Kepadatan rata-rata 1700-2000kg/m3. tahan beku Mrz-15, 25 dan 50. Batu bata pasir-kapur tidak tahan air, dan tidak tahan terhadap air agresif, tidak tahan api. Tidak dapat digunakan untuk memasang kompor dan pipa. Diproduksi dalam autoklaf pada suhu 170°C dan tekanan 4-6 atm.

Bahan berbahan dasar kapur digunakan untuk pembuatan bahan pasir kapur, tanah liat kapur, dan abu kapur. Produk semacam itu disebut: bebas semen atau berbahan dasar beton silikat. Kapur digunakan dalam bentuk murni atau dicampur dengan kapur untuk mengapur.

Batu bata pasir-kapur menyumbang sebagian besar dari total volume bahan dinding. Biaya yang dikeluarkan untuk pembuatan dinding dari batu bata pasir-kapur adalah sekitar 84% dibandingkan dengan biaya yang dibutuhkan jika menggunakan batu bata keramik. Konsumsi bahan bakar dan listrik setara untuk produksi batu bata pasir-kapur 2 kali lebih rendah dibandingkan batu bata keramik. Untuk menerima 1.000 keping. batu bata pasir-kapur mengkonsumsi rata-rata 4,9 GJ panas, setengahnya adalah panas untuk pembakaran kapur, dan setengahnya lagi untuk pemrosesan autoklaf dan operasi teknologi lainnya.

Dalam produksi bahan ini, abu dan terak dari pembangkit listrik tenaga panas digunakan sebagai komponen pengikat atau pengisi. Pada kasus pertama, konsumsi abu mencapai 500 kg per 1.000 keping. batu bata, yang kedua - 1,5-3,5 ton Rasio optimal kapur dan abu dalam komposisi pengikat tergantung pada aktivitas abu, kandungan kalsium oksida aktif dalam kapur, ukuran dan komposisi granulometri pasir dan lainnya faktor teknologi. Dengan diperkenalkannya abu batubara, konsumsi kapur berkurang 10-50%, dan abu serpih dengan kandungan (CaO + MgO) hingga 40-50% dapat sepenuhnya menggantikan kapur dalam massa silikat. Abu dalam pengikat abu kapur tidak hanya merupakan aditif aktif mengandung silika, tetapi juga berkontribusi pada plastisisasi campuran dan meningkatkan kekuatan bahan mentah sebesar 1,3-1,5 kali lipat, yang sangat penting untuk memastikan pengoperasian normal penumpuk otomatis.

Selain batu bata silikat pasir kapur, mereka juga memproduksi terak kapur dan abu kapur, di mana limbah industri digunakan sebagian atau seluruhnya sebagai pengganti pasir: terak dan abu dari pembangkit listrik tenaga panas. Sifat-sifat batu bata jenis ini mirip dengan batu bata pasir kapur.

Pengikat berkapur-silika dalam produksi batu bata pasir-kapur diperoleh dengan penggilingan gabungan kapur tohor dengan abu dan pasir kuarsa. Kandungan total CaO dan MgO aktif dalam bahan pengikat 30-40%, luas permukaan spesifik 4000-5000 cm2/g, residu pada saringan No. 02 tidak lebih dari 2%. Kandungan abu dan terak yang optimal dalam campuran silikat bergantung pada komposisi butiran dan metode pencetakan, meningkat seiring dengan modulus ukuran partikel dan siklus pengepresan.

Batu bata pasir-kapur dengan penambahan abu dan terak bahan bakar mengeras dalam autoklaf pada tekanan uap jenuh 0,8-1,6 MPa. Pemaparan yang disarankan adalah 4-8 jam, material yang dihasilkan lebih unggul dalam ketahanan air dan embun beku dibandingkan batu bata pasir-kapur biasa, memiliki nilai penyerapan dan permeabilitas air yang lebih rendah, serta memiliki presentasi yang lebih baik. Keunggulan batu bata berbahan campuran abu-silikat dengan komposisi optimal adalah kepadatan rata-rata yang lebih rendah dibandingkan batu bata konvensional (A = 700-1800 kg/m3 versus 1900-2000 kg/m3).

Dengan menggunakan abu pembangkit listrik tenaga panas, diperoleh batu bata pasir-kapur berpori dengan sifat sebagai berikut: kepadatan 1250-1400 kg/m3; kekuatan 10-17,5 MPa, porositas 27-28%, ketahanan beku 15-35 siklus.

Penggunaannya memungkinkan untuk mengurangi ketebalan dinding luar sebesar 20 dan berat sebesar 40% dan secara signifikan mengurangi konsumsi panas untuk memanaskan bangunan.

Oleh karena itu, bahan bangunan berbahan dasar gipsum dan kapur lapang harus dilindungi dari kelembapan, dioperasikan di lingkungan kering, atau harus ditambahkan komponen yang meningkatkan ketahanan terhadap air.

Konsumsi air pengikat mineral mempengaruhi sifat bahan yang dihasilkan. Kebutuhan air ditentukan oleh jumlah air yang dibutuhkan untuk memperoleh campuran yang bisa dikerjakan. Jika air tidak cukup, campuran akan menjadi encer; terlalu banyak air akan menyebabkan massa menyebar. Peningkatan air yang signifikan mempengaruhi sifat-sifat batu buatan - dapat menyebabkan pembentukan pori-pori besar, penyusutan parah, dan penurunan kekuatan.