Silikat malzemelerin üretimi. Sınıflandırma, özellikleri ve amacı, hammaddeler. Tipik silikat teknolojisi prosesleri, reaktör tipleri. Şema. Seramik üretimi. Silikat malzemeleri ve otoklavlanmış ürünler Silikat ürünleri

Yapı kireci bazlı silikat malzemeler normal koşullar sertleşmelerin mukavemeti düşüktür. Bu nedenle mukavemetlerini arttırmak için 70...100°C'de doymuş su buharı ile arıtma yapılır. atmosferik basınç(buharlama) veya yapay karbonatlama.

Makalenin içeriği:

1. Silikat malzemeleri otoklav kürleme.

2. Kum-kireç tuğlası.

3. Kireç külü ve kireç cürufu tuğlaları.

4. Silikat betonu

5. Silikat betondan yapılmış büyük boyutlu ürünler.

Güç ve dayanıklılık göstergeleri silikat malzemeleri Doymuş su buharı ortamında otoklavlarda hidrotermal arıtma koşulları altında maksimum değerler elde edilir. Hidrotermal arıtma (buharlama) doymuş su buharı basıncı altında gerçekleştirilir: 0,8; Belirtilen ortamın 174,5 sıcaklıklarına karşılık gelen 1,2 ve 1,6 MPa; 190,7 ve 203,3°C.

Otoklav yapı malzemeleri dış ve dış mekanlar için tuğla, blok ve panel şeklinde üretilmektedir. iç duvarlar, döşeme panelleri, sütunlar, merdiven uçuşları ve platformlar, kirişler ve diğer ürünler. Özellikleri çimento betonununkine yakındır, ancak daha düşük bağlayıcı tüketimi, ucuz yerel agregaların yaygın kullanımı ve dolayısıyla daha düşük maliyetle karakterize edilirler.

Ancak bunların üretimi için otoklavlara ihtiyaç vardır.

♣ Kum-kireç tuğlası

Büyük boyutlu silikat beton ürünleri

Silikat beton, kuvars kumundan (%70...80) oluşan, otoklavda sertleştirilmiş sıkıştırılmış bir karışımdır.
öğütülmüş kum (%8..15) ve öğütülmüş sönmemiş kireç (%6...10) Yoğun silikatlı beton, ağır bir beton türüdür.
Çimento betonu gibi silikat beton da ağır (yoğun agregalar - kum ve kırma taş veya kum-çakıl karışımı), hafif (gözenekli agregalar - genişletilmiş kil, genişletilmiş perlit, agloporit vb.) ve hücresel (agrega hava kabarcıklarıdır, ürün hacmine eşit olarak dağıtılmış).

Silikat betondaki bağlayıcı, ince öğütülmüş kireç-silisli bir karışımdır; bir otoklavda ısı ve nem işlemi sırasında suyla karıştırıldığında yüksek mukavemetli bir bileşik oluşturabilen kireç-silisli bir bağlayıcıdır. sahte elmas. Silika bileşeni olarak öğütülmüş silika bileşeni kullanılır. kuvars kumu, metalurjik (çoğunlukla yüksek fırın) cürufları, termik santral külü. Silisli bileşen (ince öğütülmüş kum) büyük etki silikat betonun özelliklerinin oluşumu üzerine.

Böylece öğütülmüş kum parçacıklarının artan dispersiyonu ile silikat malzemelerin mukavemeti, donma direnci ve diğer özellikleri artar.
Kumun öğütülmesinin inceliği arttıkça, bağlayıcı karışımındaki göreceli CaO içeriği, aktif CaO içeriği, otoklav işlemi sırasında mevcut kum tarafından düşük bazlı kalsiyum hidrosilikatlara bağlanmasına izin verene kadar artar.

VNIIstrom'a göre, öğütülmüş kumun spesifik yüzey alanı 2000...2500 cm²/g ile karışımdaki kireç içeriği (CaO cinsinden)
Ağırlıkça %20...28 oranında kireçli-silisli bağlayıcı ve kumun spesifik yüzey alanı 2500 cm2/g'den fazla olduğunda, karışık bağlayıcıdaki optimal CaO içeriği %33'e yükseltilebilir.

Otoklav işlemi silikat ürünlerinin üretiminde son ve en önemli aşamadır. Otoklavda meydana gelir karmaşık süreçler orijinal, serilmiş ve sıkıştırılmış silikat beton karışımının farklı yoğunluk, şekil ve amaçlara sahip dayanıklı ürünlere dönüştürülmesi. Şu anda otoklavlar 2,6 ve 3,6 m çapında, 20...30 ve 40 m uzunluğunda üretilmektedir.Yukarıda belirtildiği gibi otoklav, uçlarında hava geçirmez şekilde kapatılmış küresel kapaklara sahip silindirik yatay kaynaklı bir kaptır (kazan).

Kazanda buhar basıncını gösteren manometre ve kazan içindeki basınç limitin üzerine çıktığında otomatik olarak açan emniyet valfi bulunmaktadır. Otoklavın alt kısmında, otoklava yüklenen ürünlerin bulunduğu arabaların hareket ettiği raylar bulunmaktadır. Otoklavlar, transfer arabaları olan travers rayları ile donatılmıştır - arabaları yüklemek ve boşaltmak için elektrikli köprüler ve otoklav işleme modunun otomatik olarak izlenmesi ve kontrolü için cihazlar.

Çevredeki alana ısı kaybını azaltmak için otoklavın yüzeyi ve tüm buhar hatları bir ısı yalıtım tabakasıyla kaplanır. Çıkmaz uçlu veya geçişli otoklavlar kullanılır. Otoklavlar, doymuş buharı serbest bırakmak, kullanılmış buharı başka bir otoklava, atmosfere, bir geri kazanım ünitesine atlamak ve yoğuşmayı gidermek için hatlarla donatılmıştır.

Otoklavları çalıştırırken, “Basınçlı kapların tasarımı ve çalışma güvenliğine ilişkin kurallara” kesinlikle uymak gerekir.
Otoklavı yükledikten sonra kapağı kapatın ve doymuş buharı otoklavın içine yavaş ve eşit bir şekilde verin. Otoklavlama en çok Etkili araçlar Beton sertleşmesinin hızlandırılması. İşlenmiş betonda damla sıvı haldeki suyun varlığında yüksek sıcaklıklar, uygun koşullar Kalsiyum oksit hidrat ve silika arasındaki kimyasal etkileşimin ana çimentolu maddeyi (kalsiyum hidrosilikatları) oluşturması için.

Otoklav işleme döngüsünün tamamı (Prof. P. I. Bozhenov'a göre) geleneksel olarak beş aşamaya ayrılır: 1 - buhar alımının başlangıcından otoklavdaki sıcaklık 100 ° C'ye ulaşana kadar; 2 - ortam sıcaklığının ve buhar basıncının belirlenen minimum düzeye çıkarılması; 3 - maksimum basınç ve sıcaklıkta izotermal maruz kalma; 4 - basıncın atmosfer basıncına, sıcaklığın 100 °C'ye düşürülmesi; 5 - Ürünlerin bir otoklavda veya otoklavdan boşaltıldıktan sonra 100 ila 18...20 °C arasında kademeli olarak soğutulması periyodu.

Otoklavlanmış silikat ürünlerinin kalitesi yalnızca yeni oluşumların bileşimine ve yapısına değil aynı zamanda uygun yönetime de bağlıdır. fiziksel olaylar, ortaya çıkan çeşitli aşamalar otoklav işleme. Otoklav işlemi sırasında, kalsiyum hidrosilikatların sentezini sağlayan fizikokimyasal işlemlere ek olarak, su buharının termodinamik özellikleri ve değişiklikleriyle belirlenen sıcaklık ve nem gradyanlarıyla ilişkili fiziksel işlemler de vardır. fiziksel özellikler hammadde karışımında ve daha sonra elde edilen yapay silikat taşında.

Dahil silikat taşı CSH(B) tipinde ince iğneli veya pullu mikrokristal yapıya sahip düşük bazlı kalsiyum hidrosilikatlar ve tobermorit hakimdir. Bununla birlikte, düşük bazlı olanların yanı sıra, C2SH(A) tipinde kaba kristalli yüksek bazik kalsiyum hidrosilikatlar da mevcut olabilir.

1880 yılında Alman bilim adamı W. Michaelis, silikat (kireç-kum) tuğla üretmek için kullanılan bir yöntem icat etti. Yirminci yüzyılın başlarında, Rusya'da kum-kireç tuğlası üreten beş fabrika zaten vardı.

50'li yıllara kadar silikatların tek türü otoklav ürünleri kum-kireç tuğlaları ve hücresel silikat betondan yapılmış küçük taşlar vardı. Ancak Rus bilim adamlarının çalışmaları sayesinde dünyada ilk kez prefabrik yapılara yönelik büyük boyutlu silikat beton otoklavlanmış ürünlerin üretimi yaratıldı. Şu anda, binaların ve yapıların hemen hemen tüm elemanları (paneller, döşeme levhaları, merdiven elemanları vb.), özellikleri bakımından neredeyse betonarme betondan daha düşük olmayan ve yerel ham madde kullanımı sayesinde silikat betondan yapılabilir. malzemeler ve endüstriyel atıklar, Portland çimentosu kullanılan benzer betonarme elemanlara göre %15 ...20 daha ucuzdur.

Silikat malzemeleri ve ürünleri için hammaddeler

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 silika içerir, örneğin cüruf, kül vb. Kimyasal etkileşimin oldukça yoğun bir şekilde gerçekleşmesi için silika bileşeni ince bir şekilde öğütülür. Kum ne kadar ince öğütülürse, karışımdaki bağıl kireç içeriği de o kadar yüksek olmalıdır. Öğütülmemiş kuvars kumu, cüruf, genişletilmiş kil, genleştirilmiş perlit vb. şeklindeki dolgu maddeleri de diğer bileşenler olarak eklenebilir.

İçin modern üretim Kum-kireç tuğlaları yapılırken %90...95 kum, %5...10 öğütülmüş sönmemiş kireç ve belirli miktarda su içeren bir hammadde karışımı kullanılır.

3. Genel teknoloji silikat malzemeleri elde etmek

Silikat ürünleri üretme teknolojisi genellikle aşağıdaki adımlardan oluşur:
1. Hammadde karışımının elde edilmesi.
2. Ürünlerin preslenmesi.
3. Ürünlerin otoklavda işlenmesi.
4. Bitmiş ürünlerin yaşlanması.

Silikat üretimi Yapı malzemeleri 0.8-1.3 MPa basınç 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.

İÇİNDE bu üretim Büyük miktarda iş, hammadde karışımı için kireç elde etme sürecini içerir. İÇİNDE teknolojik süreç kireç üretimi aşağıdaki işlemleri içerir: ekstraksiyon kireçtaşı taş ocaklarında kırmak ve fraksiyonlara ayırmak, şaftlı döner ve diğer fırınlarda yakmak, parça kireci kırmak veya öğütmek (sönmemiş kireç üretmek).
Hammadde karışımı, kireç-kum karışımının hazırlanmasında birbirinden farklılık gösteren tambur ve silo olmak üzere iki şekilde üretilir.

Otoklav, uçlarında hermetik olarak kapatılmış kapaklara sahip, yatay olarak yerleştirilmiş bir çelik silindirdir. 0,8-1,3 MPa basınç ve 175-200°C sıcaklıkta doymuş buhar atmosferindeki bir otoklavda tuğla 8...14 saatte sertleşir.

Otoklav malzemelerinin mukavemeti, iki işlemin etkileşimi sonucu oluşur: kalsiyum hidrosilikatların sentezinin neden olduğu yapı oluşumu ve iç gerilimlerin 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.

Neredeyse bitmiş ürünler otoklavdan boşaltılır ve reaksiyona girmemiş kirecin karbonatlanması için 10...15 gün bekletilir. karbon dioksit hava, ürünlerin su direncinin ve mukavemetinin artmasına neden olur. Kum-kireç tuğla üretiminde işlem sıcaklığı ve toplam enerji tüketimi, seramik tuğla üretiminden önemli ölçüde daha düşüktür, bu nedenle kum-kireç tuğlaları ekonomik olarak daha verimlidir.

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 ürünleri Tamamen veya yarı kapalı boşluklu, sağlam veya hafif olarak üretilirler. Özellikle önemli olan silikattır. hücresel beton, eşit olarak dağılmış hava hücreleri veya kabarcıklarla doludur. Ürünlerin şeklini, boyutunu ve kalite göstergelerini belirleyen yapısal ve ısı yalıtım amacına sahip olabilirler.

Silikat malzemeleri ve otoklav sertleştirme ürünleri, otoklav işlemi sırasında buharın etkisi altında sentezlenen, kalkerli-silisli (silikat) taşa dayanan yapay yapı kümeleridir. Yüksek sıcaklık ve yüksek tansiyon. Ürünlerin oluşturulduğu hammadde karışımının ana bileşenlerinden biri, termal ve nem işlemi sırasında silikaya karşı kimyasal olarak oldukça reaktif olan kireçtir.

Bu nedenle hammadde karışımının ikinci ana bileşeni kuvars kumu veya cüruf, termik santral külü vb. gibi silika içeren diğer mineral maddelerdir. Kimyasal etkileşimin oldukça yoğun bir şekilde gerçekleşmesi için silika bileşeni ince bir şekilde öğütülür. zemin. 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.

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 işleminin, 0.8-1.2 aralığında bir CaOiSiCh oranına sahip en stabil düşük bazlı hidrosilikatları ürettiğini, ancak katılaşmanın ara aşamalarında daha yüksek bazik kimyasal bileşiklerin de mümkün olduğunu gösterdi.

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.

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 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.

P.I.'ye göre otoklav işleminin tam döngüsü. Bozhenov beş aşamadan oluşur:

• buhar girişi ve sıcaklık ayarı 100°C'de;
• ortam sıcaklığının ve buhar basıncının belirlenen maksimuma daha da arttırılması; sabit basınçta izotermal tutma (basınç ne kadar yüksek olursa otoklav 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.

Optimal mod, yani. en iyi koşullar buhar basıncı, sıcaklık ve işlemin tüm aşamalarının süresi açısından hammadde türüne göre belirlenir, ancak ekonomik nedenlerden dolayı her zaman basıncın hızlı bir şekilde artırılması ve yavaş bir şekilde azaltılması için çabalanırlar.

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 silikat taşının bileşiminde, ince iğneli veya pullu mikrokristal yapıya sahip CSH ve tobermorit C5S6H'ye sahip düşük bazlı kalsiyum hidrosilikatlar hakimdir. Yüksek kireçli karışımlarda sentez, hillebrandit 2CaO Si02 H20 oluşumuyla sonuçlanır ( yani C2SH).

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.

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

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.

Silisli hammaddelere ek olarak, otoklav ürünlerinin (feldspatik, killi, karbonat kumlarının yanı sıra cüruflar ve diğer endüstriyel yan ürünler) üretiminde yaygın olarak kullanılan düşük kuvarslı hammaddeler kullanılabilir. 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.

Silikat malzemelerin sınıflandırılması ve çeşitleri

Silikat malzemeleri bağlayıcı esaslı yapay taş malzemeler grubuna aittir.

Bağlayıcı bazlı yapay taş malzemeler hakkında genel bilgi

Çimentolu malzemelerin ayırt edildiği sınıflandırma kriterleri:

1. Bağlayıcı türüne bağlı olarak çimento, kireç, alçı vb. bazlı ürünler ayırt edilir.
2. Üretim yöntemine bağlı olarak bu tür malzemelerin sertleşme koşulları belirlenir: doğal sertleştirme, buharlama, otoklav işlemi.

Yapay taş ürünleri üretmek için dolgu maddesi olarak çeşitli malzemeler kullanılır: kum, genişletilmiş kil ve diğer gözenekli dolgu maddeleri, talaş ve talaş ve özel bir takviye dolgu maddesi - asbest.

Ana yapay taş malzemeler ve ürünler şunları içerir:
1. Kum-kireç tuğlası
2. Silika beton ürünleri:
2.1. Geleneksel betona benzer ağır silikatlı beton ürünleri
2.2. Gözenekli agrega veya hücresel (köpük ve gaz silikatlar) bazlı hafif silikatlı beton ürünleri
3. Alçı ve alçı beton ürünleri
4. Duvar taşları hafif ve hücresel betondan yapılmış
5. Ahşap beton
6. Çimento parçacık levhaları ve asbestli çimento ürünleri

Seramikten farklı olarak mineral bağlayıcı bazlı malzemeler, doğal sertleştirme veya 200 °C'ye kadar sıcaklıklarda ısıl işlem yoluyla elde edilir. Bu nedenle, mineral bağlayıcıların kullanıldığı ürünlerin üretimi için enerji tüketimi, bağlayıcının kendisinin elde edilmesi için gereken enerji tüketimi dikkate alındığında bile, seramik üretimine göre daha azdır. Fakat seramik malzemeler suya, agresif çözeltilere ve yüksek sıcaklıklara karşı daha dayanıklı ve dayanıklıdır.

GOST 379-95 Silikat tuğla ve taşlara göre silikat malzemelerden yapılmış içi boş ürün çeşitleri

Şekil A1 - Taş (tuğla) 14 delikli (delik çapı 30 - 32 mm, boşluk oranı %28 - 31)

Şekil A2 - Taş (tuğla) 11 delikli (delik çapı 27 - 32 mm, boşluk %22 - 25)

Şekil A3 - 3 delikli tuğla (delik çapı 52 mm, boşluk %15)

ÜRETİMDE KULLANILAN MALZEMELERİN LİSTESİ
SİLİKA ÜRÜNLERİ

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 yüksek kimyasal reaktiviteye sahip olan kireçtir; hammadde karışımının ikinci ana bileşeni kuvars kumu veya silika içeren mineral maddelerdir. Kimyasal etkileşimin yeterince yoğun bir şekilde gerçekleşmesi için silika bileşeni ince öğütmeye tabi tutulur. Su tüm karışımlarda önemli bir bileşendir.

Otoklavlanmış silikat ürünleri arasında kum-kireç tuğlaları, büyük silikat blokları, ağır silikatlı beton levhalar, zemin ve duvar panelleri, kolonlar, kirişler vb. yer alır.

Hafif agregalar duvar panellerinin ve diğer elemanların ağırlığının azaltılmasını mümkün kılar.

Silikat ürünler katı veya hafif, tamamen veya yarı kapalı boşluklarla üretilir.

7.6.1. Kum-kireç tuğlası

Kireç-kum silikat tuğlası şekil, boyut ve ana amaç bakımından kil tuğladan farklı değildir.

Tuğla, nemlendirilmiş kireç-kum karışımından preslenir: saf kuvars kumu %92-95, havadar kireç %6-8, su - yaklaşık %7.

Tuğla kalıplama, 15-20 MPa basınç altındaki preslerde gerçekleştirilir.

Sertleşmek için ham tuğla buharda pişirilmek üzere bir otoklava gönderilir. Otoklav çelik bir silindirdir, uçları kapaklarla hava geçirmez şekilde kapatılmıştır. Sertleşme sadece yüksek sıcaklıklarda değil aynı zamanda yüksek nem, bunun için otoklava basınç altında buhar verilir. Buhar basıncı kademeli olarak artırılır. Buharlama döngüsü 10-14 saat devam eder.

Çiğ etin otoklavda buharda pişirilmesi geleneksel olarak beş aşamadan oluşur:

Buhar çıkışının başlangıcından otoklavdaki sıcaklık 100 °C'ye ulaşana kadar;
Buhar basıncındaki artışın başlangıcından maksimum ayar noktası belirlenene kadar
Gitme;

Ürünü sabit sıcaklık ve basınçta tutmak;

Basınç ve sıcaklığın 100 °C'ye düştüğü andan itibaren;

Ürünlerin 18-20 °C sıcaklığa soğutulması.

Kum-kireç tuğlası 250> ebatlarında üretilmektedir.<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.

Kum-kireç tuğlasının maliyeti kil tuğladan% 25-35 daha düşüktür, çünkü yakıt tüketimi iki kat daha azdır, elektrik tüketimi üç kat daha azdır ve üretimin emek yoğunluğu daha düşüktür.

Kum-kireç tuğlası, konut, endüstriyel ve sivil binaların taşıyıcı duvarlarının döşenmesinde, sütunlarda, desteklerde vb. Kil tuğlayla aynı şekilde kullanılır. Temel ve süpürgeliklerin döşenmesinde ve ürünlerde kullanılamaz.

500 °C'nin üzerindeki sıcaklıklara uzun süre maruz kalan yapılar.

Kireç-cüruf ve kireç-kül tuğlaları daha düşük hacimsel kütle ve daha iyi ısı yalıtım özellikleri ile karakterize edilen bir tür kum-kireç tuğlasıdır, çünkü bunlarda kuvars kumunun yerini kireç-cüruf tuğlasında gözenekli hafif cüruf ve kireç-kül tuğlasında kül alır.

Boyutları, fiziksel ve mekanik özellikleri ve üretim yöntemi kum-kireç tuğlasına benzer.

Kireç külü ve kireç cürufu tuğlaları, alçak binaların duvarlarının döşenmesinde ve çok katlı binaların üst katlarının duvarlarının döşenmesinde kullanılır.

7.6.2. Silikat beton

Silikat betonu ağır bir betondur.

İç taşıyıcı duvarların, zemin panellerinin ve taşıyıcı bölmelerin, basamakların, levhaların, kirişlerin büyük duvar blokları, bir otoklavda ısıl işlem kullanılarak en az 150 dereceli silikat betondan yapılır.

Bükme elemanları çelik çubuklar ve ağlarla güçlendirilmiştir.

Büyük boyutlu silikat ürünleri, 15-40 MPa basınç dayanımına, 1800-2100 kg/m3 kütle yoğunluğuna ve 50 döngü veya daha fazla donma direncine sahiptir.

Hücresel silikat ürünleri Düşük hacimsel kütle ve düşük ısı iletkenliği ile karakterize edilirler. Köpük silikat ve gaz silikat ürünleri bulunmaktadır.

Köpük silikat ürünleri, kireç (% 25'e kadar) ve köpük oluşturucu bir madde olan öğütülmüş kum karışımından yapılır. Gaz silikatlara bir alüminyum tozu karışımı eklenir.

Hücresel silikat ürünleri otoklavlarda sertleştirilir.

Takviyeli ve takviyesiz olarak üretilirler.

Güçlendirilmiş olanlarda çelik donatı ve gömülü parçalar korozyona daha duyarlı olduğundan çelik donatı koruyucu bileşiklerle kaplanır.

Hücresel betondan yapılan silikat ürünleri aşağıdakilere ayrılır:

Isı yalıtımı;

Yapısal ve ısı yalıtımı;

Yapıcı.

Isıl iletkenlik değeri 0,1-0,2 W/(m-°C) olup dona karşı oldukça dayanıklıdırlar.

Binaların dış duvarlarında, bölmelerde ve endüstriyel binaların kaplamalarında kullanılırken, hücresel betonun yük taşıma ve ısı yalıtım özelliklerinden etkin bir şekilde yararlanılmaktadır.

IfnuTnnnkttki» nnnnnru

SİLİKAT MALZEMELERİ VE ÜRÜNLERİ. Asbestli çimento ÜRÜNLER

Mineral bağlayıcılar henüz hazır yapı malzemeleri değildir. Bağlayıcıların temel özelliği belli miktarda su ile karıştırıldıktan sonra sertleşebilmeleridir.

Bağlayıcıların sertleşmesi sırasında meydana gelen reaksiyon esas olarak hidratasyon reaksiyonu, yani suyun bir kısmının eklenmesidir.

Çimentoyla birlikte harç yapımında da kullanılırlar. kireç: hava ve hidrolik hidratlanmış tüy, kireç ezmesi veya süt formunda ve ayrıca sönmemiş kireç formunda. Kireç hamurunun yoğunluğu en az 1200 kg/m3 olmalı ve ağırlıkça en az %30 kireç içermelidir. Sıva ve cephe harçları için kullanılan kireç, sertleşmiş tabakada dökülmelere (dub) neden olabilecek sönmemiş parçacıklar içermemelidir. Bu nedenle taze söndürülmüş kireç, 0,315 - 0,25 mm hücreli bir elekten geçirilir.

İnşaat hava kireci CaO– doğal karbonat kayalarının 900-1300°C'de orta derecede pişirilmesiyle elde edilen bir ürün CaCO3% 8'e kadar kil yabancı maddeleri (kireçtaşı, dolomit, tebeşir) içerir. Pişirim şaftlarda ve döner fırınlarda yapılır. Şaft fırınları en yaygın kullanılanlardır. Kireçtaşını bir şaft fırında kalsine ederken, şaftta yukarıdan aşağıya doğru hareket eden malzeme art arda üç bölgeden geçer: bir ısıtma bölgesi (hammaddelerin kurutulması ve uçucu maddelerin salınması), bir pişirme bölgesi (maddelerin ayrışması) ve bir soğutma bölgesi. Isıtma bölgesinde, gaz halindeki yanma ürünlerinden yanma bölgesinden gelen ısı nedeniyle kireçtaşı 900°C'ye kadar ısıtılır. Ateşleme bölgesinde yakıt yanması ve kireçtaşı ayrışması meydana gelir. CaCO3 kireçli CaO ve karbondioksit CO2 1000-1200°C'de. Soğutma bölgesinde yanmış kireçtaşı aşağıdan yukarıya doğru hareket eden soğuk hava ile 80-100°C'ye kadar soğutulur.

Pişirme sonucunda karbondioksit tamamen kaybolur ve beyaz veya gri parçalar halinde topaklı, sönmemiş kireç elde edilir. Topak sönmemiş kireç, farklı türde bina hava kirecinin elde edildiği bir üründür: öğütülmüş toz sönmemiş kireç, kireç ezmesi.

Çeşitli tiplerde inşaat gazlı kireci, duvar ve sıva harçlarının hazırlanmasında, düşük dereceli betonda (havada kuru koşullarda çalışan), yoğun silikatlı ürünlerin (tuğla, büyük bloklar, paneller) imalatında ve karışık üretimde kullanılır. Çimento harcına kireç eklenmesi plastisiteyi, mukavemeti ve kaplama süresini artırır.

Hava kirecinin sertleşme süreci büyük ölçüde havadaki karbondioksitin etkisi altında karbonlaşmanın bir sonucu olarak meydana gelir. Havadar kireç sertleştiğinde suda çözünebilen bileşikler oluşur.

Hidrolik kireç Doğal marn ve marnlı kireçtaşlarının 900-1100°C'de orta derecede pişirilmesiyle elde edilir. Hidrolik kireç üretiminde kullanılan marn ve marnlı kireçtaşı %6 ila %25 arasında kil ve kum yabancı maddeleri içerir. Hidrolik özellikleri hidrolik (veya ana) modül ( M), kalsiyum oksit içeriğinin silikon, alüminyum ve demir oksit toplamı içeriğine yüzde oranını temsil eder. Hidrolik kireç yavaş sertleşen ve yavaş sertleşen bir maddedir. Harçların, düşük kaliteli betonun, hafif betonun hazırlanmasında ve karma beton üretiminde kullanılır.

Hidrolik kireç hem havada hem de suda sertleşir ve mukavemetini korur. Hidrolik kireç saf haliyle kullanılmaz, karışım halinde kullanılır. Hidrolik kireç üretimi için kullanılan hammadde, safsızlık olarak kil içerdiğinden hava kirecinden daha koyu renklidir.

Kum-kireç tuğlası. Hava kireci bazlı kireç-kum harçları düşük dayanımlı, yavaş sertleşen ve su geçirmez olmayan malzemelerdir.

Kireç ve kuma dayalı, yeterince su geçirmez ve dayanıklı bir malzeme elde eden ilk kişi, 1880'de kireç-kum karışımının 150...200°C sıcaklıkta doymuş buhar atmosferinde işlenmesini öneren Alman bilim adamı W. Michaelis'ti. .

Michaelis'in keşfi silikat (kireç-kum) tuğlaları üretmek için kullanıldı. Kum-kireç tuğlasının modern üretimi aşağıdaki gibidir. %90...92 saf kuvars kumu, %8...10 öğütülmüş sönmemiş kireç ve bir miktar sudan oluşan hammadde karışımı iyice karıştırılarak kireç tamamen sönene kadar bekletilir. Daha sonra bu karışımdan tuğla yüksek basınç (15...20 MPa) altında preslenir, arabalar üzerine yerleştirilir ve sertleşmeye gönderilir. otoklavlar- 2 m'ye kadar çapa ve 20 m'ye kadar uzunluğa sahip, hermetik olarak kapatılmış kapaklı kalın duvarlı çelik silindirler. 0,8 MPa basınçta ve 180 ° C sıcaklıkta doymuş buhar atmosferindeki bir otoklavda tuğla 8... 14 saatte sertleşir.Neredeyse bitmiş tuğla, 10.. bekletilen otoklavdan boşaltılır. 15 gün, bunun sonucunda tuğlanın suya dayanıklılığı ve mukavemeti artar.

Hava kireci, paneller, bloklar, zemin elemanları ve merdiven basamakları şeklinde 0,8-1,6 MPa ve T = 200° basınçta otoklavlanmış yoğun hücresel malzemelerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kum-kireç tuğla üretiminde işlem sıcaklığı ve toplam enerji tüketimi, seramik tuğla üretiminden önemli ölçüde daha düşüktür, bu nedenle kum-kireç tuğlaları ekonomik olarak seramik olanlardan daha verimlidir.

Sıradan kum-kireç tuğlasının yoğunluğu, katı seramik tuğlanınkinden biraz daha yüksektir. Tuğla ve taşların yoğunluğunun azaltılması, boşlukların kalıplanması veya ham madde kütlesine gözenekli agregaların eklenmesiyle sağlanır.

Kum-kireç tuğlası, seramik tuğla gibi, boyutuna bağlı olarak şunlar olabilir:

Bekar(katı veya gözenekli dolgulu) 250x120 x 65 mm;

kalınlaştırılmış(içi boş veya gözenekli dolgulu) 250x120x88 mm (kalınlaştırılmış tuğlaların ağırlığı 4,3 kg'dan fazla olmamalıdır);

silikat taşı(içi boş) 250x120x138 mm. Kum-kireç tuğla üretim teknolojisi daha yüksek boyutsal doğruluk sağlar.

Tuğlanın rengi süt beyazından açık griye kadar değişmektedir. Fiziksel ve mekanik özellikleri arttırılmış cephe tuğlaları üretirler.Kütle halinde veya ön kenarları mavi, yeşilimsi, sarı ve diğer açık renklerde boyanmış alkaliye dayanıklı pigmentlerle renklendirilebilir.

Basınç ve bükülme mukavemetine bağlı olarak kum-kireç tuğlaları ve taşları sekiz dereceye ayrılır: 300; 250; 200; 175; 150; 125; 100 ve 75, ortalama basınç dayanımı değerleri sırasıyla en az 30...7,5 MPa'dır. Kum-kireç tuğlasının su emme oranı en az 6'dır. %. Tuğla ve taşlar için donmaya dayanıklılık dereceleri - F50; 35; 25 ve 15; Yüz ürünleri için donma direnci en az 25 olmalıdır.

Kum-kireç tuğlasının seramik tuğlaya göre önemli bir dezavantajı, su direncinin ve ısı direncinin azalmasıdır.

Kum-kireç tuğlası, binaların ve yapıların yer üstü kısımlarının dış ve iç duvarlarının döşenmesinde kullanılır. Suya maruz kalan yapılarda (temel, bodrum, kanalizasyon kuyusu vb.) ve yüksek sıcaklığa (soba, baca vb.) kullanılması yasaktır.

Şu anda, prefabrik yapılara yönelik binaların ve yapıların (paneller, döşeme levhaları, merdiven elemanları vb.) Hemen hemen tüm elemanları için büyük boyutlu silikat beton otoklavlanmış ürünler üretilmektedir.Betonarmeden daha aşağı olmayan yapılar, betonarme silikat betondan yapılmıştır.

Silika beton ürünleri ağır (geleneksel betona benzer) ve hafif (gözenekli agregalara dayalı) veya hücresel (köpük ve gaz silikatlar) olabilir. Bu pişmemiş tuğla, hava kireci (%5-10) ve kuvars kumu (%90-95) karışımının %6-7 nem oranında kuru preslenmesiyle yapılır. Mukavemeti arttırmak için kireç-silis karışımları kullanılır. Tuğla kaliteleri M - 75, 100, 125,150,200,250.

Boyutlar 65x120x250 - tek ve bir buçuk veya modüler 88x120x250 içi boş ağırlık 4,3 kg'dan fazla değildir. Ortalama yoğunluk 1700-2000kg/m3. donma direnci Mrz-15, 25 ve 50. Kum-kireç tuğlası suya dayanıklı değildir, agresif suya dayanıklı değildir ve yangına dayanıklı değildir. Soba ve boruların döşenmesinde kullanılamaz. Otoklavlarda 170°C sıcaklıkta ve 4-6 atm basınçta üretilir.

Kireç esaslı malzemeler kireç-kum, kireç-kil ve kireç-kül malzemelerinin hazırlanmasında kullanılır. Bu tür ürünlere çimentosuz veya silikat beton bazlı denir. Kireç, beyazlatma için saf halde veya tebeşirle karıştırılarak kullanılır.

Kum-kireç tuğlası, toplam duvar malzemesi hacminin önemli bir bölümünü oluşturur. Kum-kireç tuğlalarından duvar inşa etmek için verilen maliyetler, seramik tuğla kullanımında gerekli maliyetlerle karşılaştırıldığında yaklaşık %84'tür. Kum-kireç tuğla üretimi için eşdeğer yakıt ve elektrik tüketimi seramik tuğlaya göre 2 kat daha azdır. 1 bin adet almak için. kum-kireç tuğlası, yarısı kireç yakmak için, diğer yarısı otoklav işleme ve diğer teknolojik işlemler için olmak üzere ortalama 4,9 GJ ısı tüketir.

Bu malzemenin üretiminde bağlayıcı veya dolgu maddesi olarak termik santrallerden çıkan kül ve cüruf kullanılmaktadır. İlk durumda kül tüketimi 1 bin adet başına 500 kg'a ulaşıyor. ikincisinde tuğlalar - 1.5-3.5 ton Bağlayıcı bileşimdeki optimal kireç ve kül oranı, külün aktivitesine, kireçteki aktif kalsiyum oksit içeriğine, kumun boyutuna ve granülometrik bileşimine ve diğerlerine bağlıdır. teknolojik faktörler. Kömür külünün eklenmesiyle kireç tüketimi% 10-50 oranında azalır ve% 40-50'ye kadar (CaO + MgO) içeriğine sahip şeyl külü, silikat kütlesindeki kirecin tamamen yerini alabilir. Kireç külü bağlayıcısındaki kül sadece aktif bir silika katkı maddesi olmakla kalmaz, aynı zamanda karışımın plastikleşmesine de katkıda bulunur ve hammaddenin mukavemetini 1,3-1,5 kat artırır, bu da özellikle otomatik katmanların normal çalışmasını sağlamak için önemlidir.

Kireç-kum silikat tuğlaların yanı sıra kireç cürufu ve kireç külü, kum yerine kısmen veya tamamen endüstriyel atıkların kullanıldığı: termik santrallerden gelen cüruf ve kül. Bu tip tuğlaların özellikleri kireç kumuna benzer.

Kum-kireç tuğlalarının üretiminde kireçli-silisli bağlayıcı, topak sönmemiş kirecin kül ve kuvars kumu ile birlikte öğütülmesiyle elde edilir. Bağlayıcıdaki toplam aktif CaO ve MgO içeriği %30-40, spesifik yüzey 4000-5000 cm2/g, 02 numaralı elek üzerindeki kalıntı %2'den fazla değildir. Bir silikat karışımındaki optimum kül ve cüruf içeriği tanecik bileşimine ve kalıplama yöntemine bağlıdır; parçacık boyutu modülü ve presleme döngüsüyle birlikte artar.

Kül ve yakıt cürufu ilavesiyle kum-kireç tuğlası, 0,8-1,6 MPa doymuş buhar basıncında otoklavlarda sertleşir. Önerilen maruz kalma süresi 4-8 saattir.Ortaya çıkan malzeme suya ve dona karşı dayanıklılık açısından sıradan kum-kireç tuğlasından daha üstündür, daha düşük su emme ve geçirgenlik değerlerine sahiptir ve daha iyi bir sunuma sahiptir. Optimum bileşime sahip kül-silikat karışımından yapılan tuğlaların avantajı, ortalama yoğunluğunun geleneksel olana göre daha düşük olmasıdır (A = 700-1800 kg/m3'e karşı 1900-2000 kg/m3).

Termik santral külü kullanılarak aşağıdaki özelliklere sahip gözenekli kum-kireç tuğlası elde edildi: yoğunluk 1250-1400 kg/m3; mukavemet 10-17,5 MPa, gözeneklilik %27-28, donma direnci 15-35 döngü.

Kullanımı, dış duvarların kalınlığını %20 ve ağırlığını %40 oranında azaltmayı ve binaların ısıtılması için ısı tüketimini önemli ölçüde azaltmayı mümkün kılar.

Bu nedenle alçı ve havadar kireç esaslı yapı malzemelerinin nemden korunması, kuru ortamda çalıştırılması veya su direncini arttıracak bileşenler eklenmesi gerekir.

Mineral bağlayıcıların su tüketimi, elde edilen malzemelerin özelliklerini etkiler. Su gereksinimi, işlenebilir bir karışım elde etmek için gereken su miktarına göre belirlenir. Yeterli su yoksa karışım gevşek olacaktır; çok fazla su kütlenin yayılmasına neden olacaktır. Sudaki önemli bir artış yapay taşın özelliklerini etkiler - büyük gözeneklerin oluşmasına, ciddi büzülmeye ve mukavemetin azalmasına neden olabilir.