Kireç bazlı malzemeler (silikat ürünler). Otoklavlanmış silikat ürünleri Silikat kumu ve bundan yapılan ürünler

Silikat yapı malzemelerinin üretimi, 0.8-1.3 MPa basınçta ve 175-200 °C sıcaklıkta doymuş su buharı ortamında bir otoklav reaktöründe gerçekleştirilen kalsiyum hidrosilikatların hidrotermal sentezine dayanmaktadır. Hidrotermal sentez için, uygun gerekçelerle diğer otoklav parametreleri kullanılabilir; arıtma sadece buharla değil aynı zamanda buhar-hava veya buhar-gaz karışımı veya su ile de kullanılabilir.

Silikat otoklav malzemeleri çimentosuz malzeme ve ürünlerdir (silikat beton, kum-kireç tuğlası otoklav işlemi sırasında kalsiyum hidrosilikatlar oluşturan kireç (sönmüş veya öğütülmüş sönmemiş kireç), kuvars kumu ve su içeren bir hammadde karışımından hazırlanan taşlar, bloklar:

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

Otoklav işleme koşulları altında, başlangıç karışımının bileşimine bağlı olarak çeşitli kalsiyum hidrosilikatlar elde etmek mümkündür: tobermorit 5Ca0 6Si02 5H20, zayıf kristalize hidrosilikatlar: (0.8-1.5) Ca0 Si02 H20 - ve (1.5-2) Ca0 Si02 H20. Oldukça kireçli karışımlarda hillebrandit 2Ca0Si02H20 sentezlenir.

Otoklav, uçlarında hermetik olarak kapatılmış kapakları olan, yatay olarak yerleştirilmiş bir çelik silindirdir (Şekil 9.3).

Otoklavın çapı 2,6-3,6 m, uzunluğu 21-30 m'dir.Otoklav, buhar basıncını gösteren bir basınç göstergesi ile donatılmıştır ve Şek. 9.3. Emniyet valfi ile otoklava yükleme
Basınç sınırın üzerine çıktığında otomatik olarak açılan tava. Otoklavın alt kısmında, otoklava yüklenen ürünlerin bulunduğu arabaların hareket ettiği raylar bulunmaktadır. Otoklav, otoklav işleme modunun otomatik olarak izlenmesi ve kontrolü için cihazlarla donatılmıştır. Isı kaybını azaltmak için otoklav bir ısı yalıtım tabakasıyla kaplanır.

Yüklemeden sonra otoklav kapatılır ve içine yavaş yavaş doymuş buhar verilir. Betonda damlacık-sıvı haldeki suyun varlığında yüksek sıcaklık oluşur. uygun koşullar kalsiyum hidroksit ve silika arasındaki kimyasal reaksiyon için.

Kuvvet otoklav malzemeleri iki sürecin etkileşimi sonucu oluşur: kalsiyum hidrosilikatların sentezinin neden olduğu yapı oluşumu ve iç streslerin neden olduğu yıkım.

İç stresleri azaltmak için, otoklav işlemi, buhar basıncında 1,5-2 saat boyunca kademeli bir artış, ürünlerin 175-200 ° C sıcaklıkta bir otoklavda izotermal olarak maruz bırakılması ve 0,8 basınç dahil olmak üzere belirli bir rejime göre gerçekleştirilir. -1,3 MPa 4-8 saat ve buhar basıncında 2-4 saat azalma 8-14 saat otoklav işleminden sonra silikat ürünleri elde edilir.

Silikat betonları

Çimento betonu gibi silikat beton da ağır (dolgu maddesi - kum ve kırma taş veya kum ve kum-çakıl karışımı), hafif (gözenekli dolgu maddeleri - genişletilmiş kil, genişletilmiş perlit, agloporit vb.) ve hücresel olabilir.

Silikat betonda, havadar kireç ve ince öğütülmüş kuvars kumu içeren kireçli-silisli bir bağlayıcı kullanılır (kum yerine kül ve öğütülmüş yüksek fırın cürufu kullanılır). Kireç-silika bağlayıcının mukavemeti kirecin aktivitesine, CaO/SiC>2 oranına, kumun öğütme inceliğine ve otoklav işleme parametrelerine (sıcaklık ve doymuş buhar basıncı, otoklav sertleşme süresi) bağlıdır. Optimum CaO/Si02 oranı ve kum öğütme inceliği, tüm CaO'nun düşük bazlı kalsiyum hidrosilikatlara bağlanacağı şekilde olacaktır (Şekil 9.4).

Beton ve demir imalatı beton ürünleri kireç-silika bağlayıcının hazırlanmasını, silikat beton karışımının hazırlanmasını ve homojenleştirilmesini, ürünlerin kalıplanmasını, otoklav işlemlerini içerir. Otoklavlama işlemi sırasında betonun tüm bileşenleri arasında kimyasal etkileşimler meydana gelir.

Dolgu maddesi (özellikle kuvars kumu), 15 mikrona kadar derinliğe kadar değişikliklere uğrayan yeni oluşumların sentezine katılır.

Prefabrik beton üretiminde 1800-2500 kg/m3 yoğunluğunda, 15-80 MPa dayanımında ağır silikatlı beton kullanılmaktadır. betonarme yapılaröngerilmeli olanlar dahil.

Kum-kireç tuğlası

Kum-kireç tuğlası sert bir karışımdan yapılır kuvars kumu(%92-94), kireç (%6-8, aktif CaO sayılarak) ve su (%7-9) basınç altında (15-20 MPa) preslenerek ve ardından otoklavda sertleştirilerek hazırlanır.

Kum-kireç tuğlasının rengi açık gridir, ancak karışıma alkaliye dayanıklı pigmentler eklenerek herhangi bir renk olabilir. İki tip tuğla üretiyorlar: tekli 250x120x65 mm ve modüler 250x120x88 mm. Modüler tuğlalar, bir tuğlanın ağırlığının 4,3 kg'ı geçmeyecek şekilde boşluklarla yapılır.

Basınç ve bükülme mukavemetine bağlı olarak kum-kireç tuğlasının kaliteleri vardır: 100, 125, 150, 200 ve 250.

Kum-kireç tuğlasının yoğunluğu (boşluksuz) - yaklaşık 1800-
1900 kg/m3, yani sıradan kil tuğladan biraz daha ağırdır, ısı iletkenliği 0,70-0,75 W/(m °C), silikat tuğlanın su emme oranı %14'ü geçmez ve sıradan tuğla %16'dır. Donmaya dayanıklılık dereceleri yüz tuğlası: 25, 35, 50; özel için - 15.

Kil tuğla gibi kum-kireç tuğlası da kullanılır. Yük taşıyıcı duvarlar binalar. Su direncinin yetersiz olması nedeniyle süpürgelik yapımında kullanılması tavsiye edilmez. Kum-kireç tuğlası boru ve fırınların döşenmesinde kullanılmaz, çünkü Yüksek sıcaklık Ca(OH)2 dehidratları, CaCO3 ve kalsiyum hidrosilikatlar ayrışır ve kuvars kumu taneleri 600 °C'de genleşerek tuğlanın çatlamasına neden olur.

Kum-kireç tuğlası üretimi, kurutma ve yüksek sıcaklıkta pişirme gerekmediğinden daha az ısı gerektirir, dolayısıyla %30-40 daha ucuzdur kil tuğlası.

Kum-kireç tuğlasının üretim şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 9.5.

Kireç fırınından gelen parça kireç kazanı, az yanma ve aşırı yanmanın giderilmesi için ayıklanır, daha sonra ezilir ve ince toz haline getirilir. Bu durumda en ince parçacıklar hava ayırıcıyla ayrılır. Kirecin öğütülmesinin inceliğinin arttırılması aynı zamanda tüketimini de azaltır.

Kumla karıştırılmış kireç, silolarda 8-9 saat (birinci yöntem) veya çok daha hızlı ve daha yoğun olan söndürme tamburlarında (ikinci yöntem) söndürülebilir. İkincisi, yatay bir eksen etrafında dönen, uçları kesik koni şeklinde olan metal bir silindirdir. Bir dozaj aparatı kullanılarak kum hacimce ve kireç ağırlıkça dozajlanır ve ardından hava geçirmez şekilde kapatılmış bir kapaktan söndürme tamburuna dökülür. Yüklemeden sonra tambur döndürülür, buhar içeri alınır ve kireç 0,3-0,5 MPa basınç altında söndürülür. Preslemeden önce kireç-kum karışımı bir kürekli karıştırıcıda veya yolluklarda karıştırılır ve ayrıca nemlendirilir (%7'ye kadar).

Tuğla 150-200 kg/cm2'ye kadar basınç altında preslerde preslenir. Fabrikalarda kullanılan presler, içinde kalıpların sıralandığı periyodik olarak dönen bir tablaya sahiptir. Presleme alttan yapılır

bir kaldıraç mekanizması kullanarak yukarı kaldırın. Preslenmiş tuğla - hammadde alınır yüksek yoğunluk kireç ve kuvars kumu arasında daha eksiksiz bir reaksiyona katkıda bulunur. Verim çeşitli türler Presler tasarımlarına göre saatte 2200-3000 tuğla arasında değişmektedir.

Kalıplanmış tuğlalar pres masasından çıkarılır, arabalara dikkatlice yerleştirilir ve sertleşmek üzere otoklavlara gönderilir.

Kum-kireç tuğlasının mukavemeti, otoklavda buharda pişirildikten sonra bile artmaya devam eder. Bu, kirecin silika ile kimyasal etkileşime girmemiş bir kısmının havadaki karbondioksit ile reaksiyona girmesi, yani karbonizasyonun meydana gelmesi ile açıklanmaktadır: Ca(OH)2 + CO2 = CaC03+ H20.

Kum-kireç tuğlasının mukavemeti, su direnci ve donma direnci de kuruduğunda artar.

Kireç-cüruf ve kireç-kül tuğlaları

Kireç-cüruf tuğlaları, kireç ve granül yüksek fırın cürufu karışımından yapılır. Kireç hacimce% 3-12, cüruf -% 88-97 oranında alınır.

Cürufun kül ile değiştirilmesi durumunda kireç külü tuğlası elde edilir. Karışım bileşimi: %20-25 kireç ve %80-75 kül. Cüruf gibi kül de termik santrallerin kazan dairelerinde, eyalet bölge enerji santrallerinde vb. yakıtın (kömür, kahverengi kömür vb.) yakılmasından sonra büyük miktarlarda oluşan ucuz bir hammaddedir.

Toz haline getirilmiş yakıtın yanması sırasında, odak artıklarının bir kısmı fırına (kül-cüruf) yerleşir ve en küçük kül parçacıkları, kül toplayıcılar tarafından tutulduğu bacalara taşınır ve daha sonra kazan dairesi dışına taşınır. - kül çöplüklerine. En ince şekilde dağılmış küle uçucu kül denir.

Kül, suyla karıştırıldığında sertleşmez, ancak kireç veya Portland çimentosu eklendiğinde aktive edilir ve karışımın otoklavlarda buharda pişirilmesi, bunlardan yeterli mukavemette ürünler elde edilmesini mümkün kılar.

Bazı petrol şistleri (örneğin, Orta Volga) yakıldığında, kireç ilavesi olmadan sertleşme kabiliyetine sahip,% 15 veya daha fazla kalsiyum oksit içeren kül oluşur. Bu küllerden yapılan tuğlalara şeyl külü adı verilmektedir.

Cüruf ve kül kullanımı, inşaat malzemelerinin maliyetini düşürdüğü için çok karlı.

Kireç-cüruf ve kireç-kül tuğlaları, kum-kireç tuğla üretiminde kullanılan preslerde kalıplanır ve otoklavlarda buharda pişirilir.

Cüruf ve kül tuğlaların yoğunluğu 1400-1600 kg/m3, ısıl iletkenliği 0,5-0,6 W/(m °C)'dir. Cüruf ve kül tuğlaları basınç dayanımlarına göre üç dereceye ayrılır: 75, 50 ve 25. Kireç-cüruf tuğlanın donma direnci silikat tuğla ile aynıdır ve kireç-kül tuğlanınki daha düşüktür.

Kireç-cüruf ve kireç-kül tuğlaları, yüksekliği üç kattan fazla olmayan binaların duvarlarının yapımında ve duvar işlerinde kullanılır. üst katlarçok katlı binalar.

Köpük silikat ve diğer hücresel malzemelerden yapılmış ürünler

Penosilikat yapay bir maddedir taş malzeme teknik köpükle karıştırılmış plastik kireç-kum karışımının sertleşmesi sonucu elde edilen hücresel yapı.

Aynı çözeltinin gaz oluşturucu bir maddeyle (alüminyum tozu, perhidrol vb.) karıştırılmasıyla elde edilen malzemeye gaz silikat denir.

Köpük silikat üretimi için en az %70 aktif CaO içeren öğütülmüş kireç-kireç kullanılması tavsiye edilir. Kirecin aktivitesi ne kadar yüksek ve öğütme işlemi ne kadar ince olursa, köpük silikat hazırlamak için o kadar az ihtiyaç duyulur. Genellikle kireç, kuru karışımın ağırlıkça% 15-20'si kadar alınır. Kuvars kumu, granül yüksek fırın cürufu, santral külü, marshalit, tripoli, diatomit ve diğer agregaların yanı sıra aşağıdakileri içerir: çok sayıda silika.

Köpük silikat üretimi sırasında kireç ve agrega birlikte veya ayrı ayrı öğütülmektedir. Bileşenlerin ayrı ayrı öğütülmesi sırasında kireç ve agrega boru ve bilyalı değirmenlerde, birlikte öğütüldüğünde ise parçalayıcılarda öğütülür. Kum ilk önce içlerinde ezilir. sönmüş kireç Verilen toplam kirecin %25-30'unu alır, geri kalan kirecin ise öğütülmüş kireç kazanı şeklinde ilave edilmesini sağlar.

Köpük silikat ürünlerinin üretiminde bir sonraki aşama hücresel bir karışımın hazırlanmasıdır. Hücresel karışım, kireç-kum harcının köpük beton mikserlerinde stabil köpükle karıştırılmasıyla hazırlanır.

Bitmiş hücresel karışım, köpük beton karıştırıcısının karıştırma tamburundan bir hazneye dökülür ve daha sonra gelecekteki ürünün profiline ve boyutlarına karşılık gelen kalıplara dökülür. 6-8 saat maruz kaldıktan sonra (kısmi sertleşme), yarı sertleştirilmiş karışıma sahip kalıplar buharlama için otoklavlara taşınır.

Köpük silikat ürünleri 300 ila 1200 kg/m3 yoğunlukta ve 0,4-20 MPa aralığında mukavemette üretilmektedir.

Termal astarlar, duvarları yalıtmak için kullanılan ısı yalıtımlı köpük silikattan yapılmıştır; plakalar, kabuklar ve kutular - ısı boru hatlarını ve diğer ısı yalıtım ürünlerini çitlemek için. Bir ve iki katlı binaların taşıyıcı duvarlarının döşenmesi için 600-700 kg/m3 yoğunluğa sahip küçük dokulu takviyesiz bloklar kullanılır.

Blokları korumak için atmosferik etkilerÇalışma sırasında ürünlerin dış yüzeyi bir kaplama tabakası ile kaplanır. çimento-kum harcı Hücresel karışım dökülmeden önce kalıbın tabanına yerleştirilen 2-3 cm kalınlığında.

Yapısal ısı yalıtım köpüğü ve gaz silikat artık dış ve dış mekanlara yönelik büyük boyutlu ürünlerin üretiminde de kullanılıyor. iç duvarlar, endüstriyel binaların kaplamaları, zeminler arası ve çatı katları konut binaları, bölmeler vb.

Kaplamalar için endüstriyel binalar armopenosilikat ve armogazosilikat dikdörtgen levhalar üretiyorlar.

Armofoam silikat levhalar, geleneksel betonarme levhalara göre ısı yalıtımı gerektirmez ve aynı zamanda oldukça sağlam ve dayanıklıdır. Betonarme veya metal aşıklar boyunca döşenir ve üzeri su yalıtım rulosu malzemeleriyle kaplanır.

Köpük silikatın yoğunluğu 900-1100 kg/m3, basınç dayanımı ise 6-10 MPa'dır (Bölüm X, § 8).

Silikat malzemeleri ve ürünleri, mineral bağlayıcılara (asbestli çimento, alçı ve alçı betonu, silikat (kireç bazlı) ve dolgu maddeleri (kuvars kumu, cüruf, kül, pomza, talaş vb.) dayalı magnezya bazlı yanmamış malzemeler ve ürünlerdir. Uygulama alanları, taşıyıcı ve kapalı yapılardan bina ve yapıların bitirilmesine kadar son derece geniştir.

Silikat ürünleri kireç veya buna dayalı diğer bağlayıcılar, ince dağılmış silika katkı maddeleri, kum ve su karışımının kalıplanması ve ardından otoklavda işlenmesi sonucu elde edilir.

Kum-kireç tuğlası, kuvars kumu ve kireç karışımının altına bastırılarak yapılan yapay bir taş malzemedir. yüksek basınç ve ardından otoklavda sertleştirme. Kaynak malzemeler kuru karışımın ağırlıkça %6-8'i CaO bazlı hava kireci, %92-94'ü kuvars kumu ve %7-8'i sudur.

Kum-kireç tuğlası üretimi için iki şema vardır: silo ve tambur. Silo şemasına göre kireç, kumla birlikte silolarda 4-8 saat süreyle söndürülür.Tambur şemasına göre, kireç kumla birlikte döner tamburlarda buhar beslemesi ile 1000 °C'ye kadar aşırı basınç altında söndürülür. 0,5 MPa, bu nedenle söndürme işlemi 30-40 dakika sürer.

Söndürülmüş kireç ve kum karışımı 15-20 MPa basınç altında nemlendirilir, karıştırılır ve preslenir, sonuçta bir hammadde elde edilir, bu da arabalar üzerine yerleştirilir ve doymuş buhar basıncı altında buharda pişirilmek üzere 10-14 saat boyunca otoklavlara gönderilir. Yaklaşık 175 o C sıcaklıkta 0,8 MPa (g). Kum-kireç tuğlasının mukavemeti, otoklavdan (havada) boşaltıldıktan sonra bile zamanla artar.

Kum-kireç tuğlası tekli (250x120x65 mm ebatlarında) ve modüler (250x120x88 mm ebatlarında) olmak üzere iki tipte üretilmektedir. Modüler tuğlalar bir tarafı kapalı teknolojik boşluklarla yapılır. Tuğlanın rengi açık gridir ancak karışıma alkaliye dayanıklı mineral pigmentlerin eklenmesi nedeniyle de renklendirilebilir.

Yüksek basınç altında presleme ve büzülme olayının olmaması nedeniyle kum-kireç tuğlasının boyutları kil tuğlaya göre daha doğru bir şekilde korunur. Yoğunluğu seramik tuğladan biraz daha yüksektir - 1800-1900 kg/m3, ısı iletkenliği - 0,82 - 0,87 W/(m o C). Sıkıştırma ve bükülmedeki nihai mukavemete bağlı olarak, kum-kireç tuğlası altı sınıfta yapılır: 75, 100, 125, 150, 200 ve 250. Kum-kireç tuğlasının donma direnci M r3 15'ten düşük değildir, su emme Ağırlıkça %8-16.

Kum-kireç tuğlasının uygulama alanları seramik tuğla ile aynıdır. Ancak aşağıdaki koşullarda temel ve duvarların döşenmesi tavsiye edilmez. yüksek nem toprak etkisinden dolayı Atıksu yok olmasına neden olur. Yüksek sıcaklıklara maruz kalan yapılarda (fırınlar, fırınlar) kum-kireç tuğlaları kullanılmamalıdır. bacalar ve benzeri.).

Silikat betonları, kireç kumu, kireç külü veya diğer kalkerli-silisli bağlayıcılar esas alınarak üretilen otoklavda sertleşen betonların geniş bir grubudur. Ayrıca öğütülmüş yüksek fırın cürufu da bağlayıcı olarak kullanılabilir.

Yoğun ince taneli silikat beton, ağır betondan farklı olarak kaba agrega (çakıl veya kırma taş) içermez. Silikat betonun yapısı daha düzgündür ve maliyeti önemli ölçüde daha düşüktür.

Basınç dayanımı oldukça değişkendir geniş sınırlar dahilinde(15-60 MPa) ve karışımın bileşimine, otoklav işleme moduna ve diğer faktörlere bağlıdır. Silikat betonun suya dayanımı tatmin edicidir. Tam su doygunluğu ile mukavemetlerindeki azalma% 25'i geçmez. Donma direnci 25-50 devir olup, Portland çimentosu ilavesiyle 100 devire çıkar.

Büyük yapılar yoğun silikatlı betondan yapılmıştır duvar blokları oluklu boşluklara sahip dış duvarlar ve iç yük taşıyan duvarlar, paneller ve döşeme plakaları, kolonlar, kirişler ve aşıklar, iniş ve yürüyüşler, süpürgelik blokları ve diğer güçlendirilmiş ürünler.

Hafif silikatlı betonda dolgu maddesi olarak genişletilmiş kil, granül cüruf, cüruf pomza ve çakıl ve kırma taş şeklindeki diğer gözenekli malzemeler kullanılır. Konut binalarının dış duvarlarının blokları ve panelleri gözenekli agregalar üzerine hafif silikat betondan yapılmıştır.

Silikat ürünleri, kireç veya buna dayalı diğer bağlayıcılar, ince dağılmış silika katkı maddeleri, kum ve su karışımının kalıplanması ve ardından otoklavda işlenmesiyle elde edilir.

Kum-kireç tuğlası, kuvars kumu ve kireç karışımının yüksek basınç altında preslenmesi ve ardından otoklavda sertleştirilmesiyle yapılan yapay bir taş malzemedir. Başlangıç malzemeleri, kuru karışımın ağırlıkça %6-8'i CaO bazlı hava kireci, %92-94'ü kuvars kumu ve %7-8'i sudur.

Kum-kireç tuğlasının uygulama alanları seramik tuğla ile aynıdır. Bununla birlikte, yüksek nem koşullarında temellerin ve duvarların döşenmesi tavsiye edilmez, çünkü yeraltı suyuna ve kanalizasyona maruz kalmak tahribatına neden olur. Yüksek sıcaklıklara maruz kalan yapılarda (fırın, baca vb.) Kum-kireç tuğlaları kullanılamaz.

Basınç dayanımı oldukça geniş bir aralıkta (15-60 MPa) dalgalanır ve karışımın bileşimine, otoklav işleme moduna ve diğer faktörlere bağlıdır. Silikat betonun suya dayanımı tatmin edicidir. Tam su doygunluğu ile mukavemetlerindeki azalma% 25'i geçmez. Donma direnci 25-50 devir olup, Portland çimentosu ilavesiyle 100 devire çıkar.

Yoğun silikat beton, oluklu boşluklara ve iç yük taşıyan duvarlara, panellere ve döşeme levhalarına, sütunlara, kirişlere ve çatı aşıklarına, sahanlıklara ve basamaklara, bodrum bloklarına ve diğer güçlendirilmiş ürünlere sahip büyük dış duvar blokları yapmak için kullanılır.

Gözenekli yapının oluşma yöntemine bağlı olarak hücresel silikat betonu köpük ve gaz silikatlara ayrılır. Bunlar, içine stabil köpük (köpük silikat) veya alüminyum tozu ve diğer gaz oluşturucu maddelerin (gaz silikat) eklendiği kireç-kum plastik karışımının otoklavda işlenmesiyle elde edilir.

Kullanım amaçlarına göre hafif ve hücresel silikat betonlar ikiye ayrılır: ısı yalıtımı, yapısal-ısı yalıtımı ve yapısal.

→ İnşaat malzemesi bilimi

Genel bilgi silikat malzemeleri hakkında

Silikat malzemeleri ve otoklavlanmış ürünler, yüksek sıcaklıkta ve yüksek basınçta buharın etkisi altında otoklav işlemi sırasında sentezlenen, kalkerli-silisli (silikat) taşa dayalı yapay yapı konglomeralarıdır. Ürünlerin oluşturulduğu hammadde karışımının ana bileşenlerinden biri, termal ve nem işlemi sırasında silikaya karşı kimyasal olarak oldukça reaktif olan kireçtir. Ham karışımın ikinci ana bileşeninin kuvars kumu veya başka bir madde olmasının nedeni budur. mineraller silis içeren, örneğin cüruflar, termik santrallerden gelen kül, vb. Kimyasal etkileşimin oldukça yoğun bir şekilde gerçekleşmesi için silika bileşeni ince bir şekilde öğütülür. Ezilmiş kum ne kadar ince olursa, karışımdaki bağıl kireç içeriği de o kadar yüksek olmalıdır. Diğer bileşenler ayrıca öğütülmemiş kuvars kumu, cüruf, genleştirilmiş kil, genişletilmiş perlit vb. formundaki dolgu maddelerini de içerebilir. Tüm karışımlarda vazgeçilmez bir bileşen sudur.

Otoklavlanmış silikat ürünleri arasında kum-kireç tuğlaları, büyük silikat blokları, ağır silikatlı beton levhalar, zemin ve duvar panelleri, kolonlar, kirişler vb. Hafif agregalar ağırlığın azaltılmasına yardımcı olur duvar panelleri ve diğer unsurlar. Silikat ürünler katı veya hafif, tamamen veya yarı kapalı boşluklarla üretilir. Eşit olarak dağıtılmış hava hücreleri veya kabarcıklarla doldurulmuş silikat hücresel betonlar özellikle önemlidir. Ürünlerin şeklini, boyutunu ve kalite göstergelerini belirleyen yapısal ve ısı yalıtım amacına sahip olabilirler.

Ürünler, karakteristik yeni kalsiyum ve magnezyum hidrosilikat oluşumlarının yanı sıra susuz silikatlarla yeni bir kalkerli-silisli çimentonun oluşturulduğu otoklav işleminden sonra yapı malzemeleri için gerekli özellikleri kazanır.

Otoklavda taş benzeri bir ürünün oluşma olasılığı tespit edilmiştir. XIX sonu yüzyılda ancak ülkemizde ilk kez beton gibi silikatlı ürün, parça ve yapıların seri üretimi düzenlendi. Üretim teknolojisi mekanize ve büyük ölçüde otomatiktir; bu da diğer ürünlere kıyasla daha ucuz ürünler sağlar. çimento malzemeleri ve ürünler. Bu yönde etkili araştırmalar P.I. Bozhenov, A.V. Volzhensky, P.P. Budnikov, Yu.M. Buttom ve arkadaşları, otoklav işlemi sırasında en stabil düşük bazlı hidrosilikatların 0,8-1,2 aralığında bir CaOiSiCh oranıyla oluşturulduğunu, ancak katılaşmanın ara aşamalarında daha yüksek bazik hidrosilikatların da mümkün olduğunu gösterdi. kimyasal bileşikler. P.I. Hidrosilikat karışımından oluşan otoklavlanmış bir konglomerada çimentolu bir bağlayıcının "teknik sentezine" dikkat çeken Bozhenov, kimyasal hammaddelerin belirli gereksinimleri karşılaması gerektiğine inanıyor. Tozun spesifik yüzey alanı 2000-4000 cm2/g aralığında, mümkünse amorf, camsı, oldukça dağılmış olması gerekir. Kimyasal olarak aktif hammaddeler, otoklavlanmış bir konglomerada yalnızca çimento bağlayıcı maddenin oluşumunu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda hammadde karışımının bir dizi teknolojik özelliğini de (ürünlerin şekillendirilebilirliği, yüzeylerinin düzgünlüğü, taşınabilirlik vb.) Sağlar. Ancak otoklav işlemi sırasında silikat malzemelerin yapısının ve özelliklerinin oluşumunu yalnızca kimyasal ve fizikokimyasal süreçler etkilemez. AV. Volzhensky, otoklav işlemi sırasında ısı ve nem koşullarındaki değişime ve bunların ürün kalitesi üzerindeki etkisine dikkat çeken ilk kişi oldu. Bu bağlamda, otoklav işlemede üç aşamanın ayrılmasına karar verildi: otoklavın ve ürünlerin belirli bir maksimum basınca kadar buharla doldurulması; buhar çıkışı; Ürünlerin otoklavdan çıkarılması.

P.I.'ye göre otoklav işleminin tam döngüsü. Bozheno-va beş aşamadan oluşur: buhar alımı ve sıcaklığın 100°C'ye ayarlanması; ortam sıcaklığının ve buhar basıncının belirlenen maksimuma daha da arttırılması; sabit basınçta izotermal tutma (basınç ne kadar yüksek olursa, otoklavlama modu o kadar kısa olur); buhar basıncının atmosfere ve sıcaklığın 100°C'ye düşme oranında yavaş ve kademeli bir artış; Ürünlerin bir otoklavda veya otoklavdan boşaltıldıktan sonra son soğutulması. Optimum mod yani en iyi koşullar buhar basıncı, sıcaklık ve işlemin tüm aşamalarının süresi açısından, ham maddenin türüne göre belirlenir, ancak ekonomik nedenlerden dolayı her zaman hızlı bir artış ve basıncın yavaş salınması için çaba gösterirler.

Otoklavda silikat ürününün mikro ve makro yapısının oluşumu, işlemin çeşitli aşamalarında meydana gelir. Kireç kumu hammaddesinin taş benzeri bir duruma sertleşme mekanizması, ilk önce karışımdaki ana bileşenlerin yüksek basınç koşulları altında kimyasal etkileşiminin bir ürünü olarak kireçli-silisli bir çimentolama maddesinin oluşmasıyla ifade edilir. ve sıcaklıklar. Teorilerden birine göre (P.P. Budnikova, Yu.M. Butta, vb.), çimentolu bir maddenin oluşumu, kirecin su içinde önceden çözülmesiyle meydana gelir. Sıcaklık arttıkça kirecin çözünürlüğü azaldığı için çözelti yavaş yavaş doygun hale gelir. Ancak sıcaklık arttıkça ince dağılmış silikanın çözünürlüğü artar. Örneğin, sıcaklığın 80°C'den 120°C'ye artmasıyla silikanın çözünürlüğü (Kennedy'ye göre) neredeyse 3 kat artar. Bu nedenle, 120-130°C sıcaklıkta kireç ve silika, çözelti içindeyken etkileşime girerek jel benzeri kalsiyum hidrosilikatlar oluşturur. Sıcaklık daha da yükseldikçe, çekirdeklerin ve kristalin bir fazın ortaya çıkması ve ardından kristalin iç içe büyümeleri ile yeni oluşumlar daha da büyür. Kirecin fazla olması durumunda, C2SH ve C2SH2 tipi nispeten kaba kristalli dibazik kalsiyum hidrosilikatlar ortaya çıkar ve kirecin tamamen bağlanmasından sonra ve yeniden kristalleşme sürecinde, CSH ve C5S6H5 tipinde daha stabil mikrokristalin düşük bazlı kalsiyum hidrosilikatlar (yani bermorit) ortaya çıkar. Kristalleşme kuvars taneleri çevresinde ve taneler arası boşlukta meydana gelir; kristalin yeni oluşumların daha da güçlenmesi ve kirlenmesiyle birlikte bir çerçeve halinde kaynaşması eşlik eder.

Başka bir teoriye göre, bağlayıcının mikro yapısının oluşumu, kireç ve silikanın çözünmesi yoluyla değil, katı fazda, 1 koşulları altında moleküllerin kendi kendine difüzyon sürecinin etkisi altında meydana gelir. su ortamı ve yüksek sıcaklık. Sıvı ve katı fazdaki reaksiyonların bir sonucu olarak bağlayıcı bir mikro yapının oluşmasına izin veren üçüncü bir teori (A.V. Satalkin, P.G. Komokhov, vb.) vardır.

Silikat taşlarının ve malzemelerinin yapısını ve özelliklerini şekillendirmede büyük fayda sağlayan, kalsiyum veya magnezyum hidrosilikatların oluşumunda hızlandırıcı, yeni oluşumların kristalleşmesi ve özellik ve yapı değiştiriciler olarak görev yapan, karışımlara eklenen katkı maddeleridir. Genel olarak kompozisyon silikat taşıİnce iğneli veya pullu mikrokristal yapıya sahip CSH ve tobermorit C5S6H5'e sahip olan düşük bazlı kalsiyum hidrosilikatlar baskındır. Yüksek kireçli karışımlarda sentez, hillebrandit 2CaO Si02 H20 (yani C2SH) oluşumuyla sonuçlanır.

Silikat malzemenin optimal yapısı, belirli miktarda kireçli silika çimentosu ve bunun faz bileşenlerinin minimum oranı ile oluşturulur. Taze hazırlanmış bir konglomerada, dispersiyon ortamı (c), kireç macunudur (It) ve öğütülmüş silisli (kum) bileşen (PM), katı dağılmış faz (f) görevi görür. Otoklav işleminden sonra optimal yapıdaki kireç-silisli bağlayıcının aktivitesi (mukavemeti), silikat malzemenin diğer özellikleri gibi, Th: Pm oranının (ağırlıkça) değerine bağlıdır. sonuçlar deneysel araştırma basınç dayanımının, eğilmede çekme dayanımının sınırlarını, ortalama yoğunluk ve silikat taşının özelliklerine ilişkin diğer göstergeler, belirli bir minimum c7f = I^./Pm oranında R MPa'da aşırı değerler alır (Şekil 9.28). Formül (3.4)'e tam uygun olarak, silikat konglomerasının mukavemeti Rc = R*lxy, burada R*, optimal yapıya sahip otoklavlanmış silikat taşının mukavemetidir; ^ x = ШПм: И7ПМ = – 8/5* - konglomera bağlayıcıdaki ve optimal yapının bağlayıcısındaki kireç macunu filmlerinin ortalama kalınlıklarının sırasıyla oranı; n-üs kaynak materyallerin kalitesine bağlıdır.

İnce ve iri taneli beton örnekleri kullanılarak silikat taşı ve silikat konglomera çalışmaları, optimal yapılarda özelliklerinin tamamen ISC'nin genel yasalarına tabi olduğunu göstermiştir.

Silika hammaddesinin yanı sıra üretimde de kullanılabilir otoklav ürünleri Düşük kuvarslı hammaddelerin yaygın türleri feldspatik, killi, karbonatlı kumların yanı sıra cüruflar ve diğer endüstriyel yan ürünlerdir. Otoklav koşulları altında çözünen düşük kuvarslı hammaddelerin mineralleri, kuvarsın çözünürlüğü açısından daha düşük olmayan aktif bileşenler haline gelir. Aktiviteleri, bileşimlerinde bulunan anyonların ve katyonların yarıçaplarının büyüklüğüne bağlıdır. Otoklavda, kalkerli-silisli otoklav sertleştirmesinden daha üstün özelliklere sahip yeni bir bağlayıcı (ateşlemeyen tuz-cüruf bağlayıcı) oluşur. Düşük bazlı, zayıf kristalize kalsiyum hidrosilikatlardan ve alüminyum iyonlarının varlığında yüksek bazik kalsiyum hidrosilikatlardan oluşur.

İLE otoklavlanmış silikat malzemeler üretimi hidrotermal senteze dayanan malzemeleri içerir mineral karışımı(ana hammaddeler, bağlayıcılar ve dolgu maddeleri), yüksek basınçta (1,5 MPa'ya kadar) ve sıcaklıkta (174...200 °C) su buharıyla gerçekleştirilir.

Otoklavda sertleştirme malzemelerinin ana hammaddeleri ağırlıklı olarak kireç-kum karışımları ve endüstriyel atıklar - yüksek fırın cürufu, yakıt külü, nefelin çamuru vb.'dir. En yaygın olanları kireç-kum karışımlarıdır. (silikat) malzemeler.

Otoklavlanmış malzemelerin ana bağlayıcı bileşeni kireçtir. Silikat ürünlerinin üretimi için, toplam aktif kalsiyum ve magnezyum oksit içeriği% 70'in üzerinde olan hızlı sönen kireç kullanılması tavsiye edilir. Bu durumda MgO içeriği %5'ten fazla olmamalıdır. Kirecin yanı sıra Portland çimentosunun da özellikle üretiminde kullanılması mümkündür. hücresel beton. Portland çimentosunun kullanılması ürünlerin donma direncinin artmasına yardımcı olur.

Silikat malzemeler için en yaygın dolgu maddesi kuvars kumudur. Feldspatik ve karbonat kumları kullanıldığında fiziksel ve mekanik özelliklerürünler bozulur.

Ana hammaddelerin otoklavlarda ısıl işlemine tabi tutulması sırasında, kalsiyum hidroksit, silika ve su arasında, az çözünür reaksiyon ürünlerinin (kalsiyum hidrosilikatlar) oluşmasıyla birlikte bir etkileşim meydana gelir:

A Ca(OH)2 + Si02 + ( hayır)H 2 0 → A CaO. Si0 2 . N H20,

ve katsayının değeri A sıvı fazdaki CaO ve Si02 konsantrasyonlarının oranı ile belirlenir.

Amorf ve camsı hammaddeler otoklav işlemi sırasında yüksek reaktiviteye sahiptir. Bunlar arasında volkanik etkili kayalar, granül cüruf, yakıt külü vb.

Otoklav malzemelerinin sertleşmesinin yoğunlaştırılması ve temel özelliklerinin iyileştirilmesi, yüksek oranda dağılmış hammaddeler kullanılarak elde edilir. Yüksek mukavemetli kireç-kum ürünlerinin imalatında sönmemiş kireç, kumla birlikte 3000...5000 cm 2 /g spesifik yüzey alanına kadar öğütülür ve bağlayıcı olarak kullanılır.

Silikat malzemelerden üretilen ürünler kullanım amaçlarına göre farklılık gösterir. yapısal Ve ısı yalıtım ürünleri, ve üretim şekline göre - parça Ve büyük boyutlu ürünler.

Otoklavla sertleşen malzemelerden üretilen ürünlerin üretim hacmi açısından lider yer kum-kireç tuğlası, ve onun arkasında - duvar ürünleri yoğun ve hücresel betondan.

Kum-kireç tuğlası yapay ateş etmeyen bir duvardır inşaat malzemesi Kuvars kumu (%90...92) ve sönmüş kireç (%8...10) karışımının preslenmesi ve ardından otoklavda sertleştirilmesiyle yapılır.

Kum-kireç tuğlası üretimine yönelik hammadde karışımının bileşiminde kireç içeriği, CaO'nun aktif rolü açısından %7 ila %10 arasında değişmektedir. Kum-kireç tuğlasının mukavemetini arttırmak için, bağlayıcı bileşen olarak ince öğütülmüş kireç-silika, kireç-cüruf ve kireç-kül karışımları kullanılır.

Kum-kireç tuğlalarının üretiminde, taneleri 0,2...2 mm olan ve minimum sayıda boşluğa sahip taş ocağı kumları en çok tercih edilendir. Kil safsızlıklarının içeriğinin% 10'dan fazla olmamasına izin verilir, o zamandan beri daha fazla içerik killi malzemeler, su emme artar, tuğlaların mukavemeti ve dona karşı direnci azalır. Tuğla üretimi için hammadde karışımında organik yabancı maddelerin bulunması, mukavemetini azaltır ve otoklavda sertleşme sırasında gazların salınması nedeniyle çatlak oluşumuna yol açabilir.

Kum-kireç tuğlası birlikte kullanılır seramik tuğlalar dış cephede taş ve güçlendirilmiş taş döşemek için ve iç yapılar Normal ve ıslak çalışma koşullarına sahip binaların yer üstü kısımlarında. Suya ve içinde çözünen maddelere karşı daha düşük direnç nedeniyle, seramik tuğladan farklı olarak kum-kireç tuğlası, su yalıtım tabakasının altındaki binaların temellerini ve süpürgeliklerini döşemek için kullanılamaz. Binaların duvarlarında kum-kireç tuğlalarının kullanılmasına izin verilmez. ıslak mod Duvarları nemden korumak için özel önlemler alınmadan çalıştırma (banyo, çamaşırhane vb.). Soba, boru döşemek için kullanılmasına izin verilmez çünkü yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kalmaya dayanamaz.

Silikat beton Kuvars kumu (%70...80), öğütülmüş kum (%8...15) ve öğütülmüş sönmemiş kireçten (%6...10) oluşan, otoklavda sertleştirilmiş sıkıştırılmış bir karışımdır. Ortamın zayıf alkaliliğinden dolayı donatının daha düşük korozyon direnci ile karakterize edilir. Takviyenin dayanıklılığı %60 hava neminde güvenilir bir şekilde sağlanır. Çimento gibi silikat betonları da yoğunluğa, yapısal özelliklere, agreganın maksimum boyutuna ve türüne ve uygulama alanına bağlı olarak sınıflandırılır.