Ev · elektrik güvenliği · Silikat ürünleri. İnşaatta uygulama. Silikat malzemeleri ve ürünleri. Genel bilgi. Otoklav teknolojisi kavramı İnşaatta silikat ürün çeşitleri ve özellikleri uygulaması

Silikat ürünleri. İnşaatta uygulama. Silikat malzemeleri ve ürünleri. Genel bilgi. Otoklav teknolojisi kavramı İnşaatta silikat ürün çeşitleri ve özellikleri uygulaması

İÇİNDE en büyük sayı Yer kabuğu (litosfer) serbest silikon anhidrit veya silika Si02 içerir. Çoğu mineralde silikatlar -> bazik oksitlerle kimyasal bileşikler halinde bulunur. Serbest, doğal olarak oluşan kristal silika, yer kabuğundaki en yaygın minerallerden biri olan kuvars formunda oluşur. Kristalleri, uçlarında (tabanlarında) altıgen piramitler bulunan altıgen prizmalar şeklindedir. Kuvars genellikle opaktır, daha sıklıkla beyazdır, süt rengidir. Kuvarsın çatlaması yoktur, kırığı konkoidaldir, yağlı bir parlaklığa sahiptir; Normal sıcaklıklarda alkalilerle birleşmez ve asitler (hidroflorik asit hariç) tarafından tahrip edilmez. Kuvars, sertlik ölçeğinde 2,65 özgül ağırlığa ve 7 sertliğe sahiptir. Kuvars yüksek basınç dayanımına (yaklaşık 20.000 kg/cm2) ve iyi aşınma direncine sahiptir. 575°C sıcaklığa ısıtıldığında kuvars, β-modifikasyonundan α-modifikasyonuna (yüksek sıcaklık) geçer ve hacim olarak aniden yaklaşık %1,5 oranında artar. 870° C sıcaklıkta tridimite dönüşmeye başlar (özgül ağırlık 2.26), hacmi önemli ölçüde artar (tridimit minerali ince altıgen plakalar şeklinde kristalleşir). Yüksek sıcaklıklarda kuvarsın hacmindeki bu değişiklikler, refrakter silika ürünlerinin üretiminde dikkate alınmalıdır. 1710°C sıcaklıkta kuvars sıvı hale gelir. Erimiş kütlenin (eriyik) hızla soğutulmasıyla kuvars camı oluşur - özgül ağırlığı 2.3 olan amorf silika.

Doğada mineral opal, silika hidrat (Si0 2 *nH 2 0) olan amorf bir yapıya sahiptir. Amorf silika aktiftir ve normal sıcaklıklarda kireçle birleşebilirken, kristalin silika (kuvars) bu yeteneği yalnızca yüksek basınçlı buharın etkisi altında (otoklavda) veya füzyon sırasında kazanır.

ALÜMİNOSİLİKAT GRUBU

Alümina A1 2 O 3 yer kabuğunda silikadan sonra ikinci sırada yer alır. Serbest alümina, korundum mineralleri ve diğer alüminli mineraller olarak doğal olarak oluşur.

Korindon en sert minerallerden biridir. Yüksek derecede refrakter malzemeler üretmek için kullanılır ve değerli bir aşındırıcıdır.

Başka bir alüminli malzeme - diaspor - alümina monohidrat A1203'tür. H20 ve %85 A1203 içerir. Diaspor, boksitin bir parçasıdır - ince dağılmış kayalar, genellikle kırmızı veya mor alümina bakımından zengin (%40 ila 80 arası) ve alüminli çimento üretiminde hammadde olarak kullanılır.

Alümina genellikle silika ve alüminosilikatlar adı verilen diğer oksitlerle kimyasal bileşikler formunda bulunur. Yer kabuğundaki en yaygın alüminosilikatlar, ağırlıkça litosferin toplam kütlesinin yarısından fazlasını oluşturan feldispatlardır. Aynı grup mineraller mikaları ve kaolinitleri içerir.

DEMİR-MAGNEZYEN SİLİKAT GRUBU

Bu grupta yer alan mineraller koyu renkli olduğundan genellikle koyu renkli mineraller olarak da adlandırılırlar. Özgül ağırlıkları diğer silikatlardan daha yüksektir, sertlikleri 5,5-7,5 arasındadır; önemli viskoziteye sahiptirler. Kayalarda büyük miktarda bulunanlar ikincisini veriyorlar koyu renk ve daha yüksek viskozite, yani artan darbe direnci. Demirli-magnezyum grubunun en yaygın kaya oluşturucu mineralleri piroksenler, amfiboller ve olivindir.

KARBONAT GRUBU

Sedimanter kayaçlarda en yaygın kayaç oluşturan mineraller karbonat mineralleri olup, bunların en önemlileri kalsit, manyezit ve dolomittir.

Kalsit veya kristal kireç spar CaC0 3, yer kabuğundaki en yaygın minerallerden biridir. Bölünme düzlemleri boyunca üç yönde kolayca bölünür, özgül ağırlığı 2,7 ve sertliği 3'tür. Kalsit suda az çözünür. Temiz su(1 l'de 0,03 g), ancak su agresif karbondioksit CO2 içerdiğinde çözünürlüğü keskin bir şekilde artar, çünkü çözünürlüğü kalsitinkinden neredeyse 100 kat daha fazla olan asidik kalsiyum karbonat Ca(HC03)2 oluşur.

Manyezit MgC0 3 oluşur çoğu kısım için kriptokristalin bir yapıya sahip, topraksı veya yoğun agregatlar şeklinde. Kalsite göre daha ağır ve serttir.

Dolomit CaC0 3 -MgC0 3 fiziki ozellikleri kalsite yakın, ancak daha sert ve daha güçlü ve hatta suda daha az çözünür.

SÜLFAT GRUBU

Karbonatlar gibi sülfat mineralleri (sülfatlar) sıklıkla tortul kayaçlarda bulunur; bunların en önemlileri alçı ve anhidrittir.

Alçı CaS0 4 *2H 2 0 tortul kayaçların tipik bir mineralidir. Yapısı kristal, bazen ince taneli, kristaller katmanlı, sütunlu, iğne şeklinde ve liflidir. Alçıtaşı esas olarak katı granüler, lifli ve yoğun kayaçların yanı sıra kil, şeyl, kaya tuzu ve anhidrit formunda oluşur. Alçı var Beyaz renk bazen şeffaftır veya yabancı maddelerden dolayı çeşitli renklerde renklendirilmiştir. Özgül ağırlığı 2,3, sertliği 2'dir.

Alçı, 32-41 ° C sıcaklıkta suda nispeten kolay çözünür, çözünürlüğü kalsitten 75 kat daha fazladır.

Anhidrit CaS0 4'ün özgül ağırlığı 2,8-3, sertliği 3-3,5'tir; alçıya benziyor. Alçı taşı ve kaya tuzu ile birlikte katmanlar ve damarlar halinde oluşur. Suyun etkisi altında anhidrit yavaş yavaş alçıya dönüşür ve hacmi artar.

KİMYASAL KÖKENLİ KAYAÇLAR

Manyezit MgC03, refrakter malzemeler ve magnezyum düşürücü - kostik manyezit üretmek için kullanılır.

Dolomit esas olarak aynı adı taşıyan CaC03 MgC03 mineralinden oluşur. Dolomitlerin özellikleri yoğun kireçtaşlarına yakındır ve bazen daha da fazlasına sahiptirler. yüksek nitelikler. Beton için yapı taşı ve kırma taş olarak kullanıldığı gibi, yangına dayanıklı malzeme ve bağlayıcıların (kostik dolomit) üretiminde de kullanılırlar. Dolomitler yaygındır.

Aynı isimli mineralden oluşan alçı CaS0 4 *2H 2 Q, esas olarak alçı bağlayıcıların üretiminde ve Portland çimentosu üretiminde katkı maddesi olarak kullanılır.

Aynı adı taşıyan bir mineralden oluşan anhidrit CaS0 4, bağlayıcıların elde edilmesinde ve ayrıca levha üretiminde kullanılır. iç astar. Dışarıdan anhidrit, alçıdan belirgin bir şekilde farklı değildir ve genellikle onunla birlikte oluşur.

Soğuk ve sıcak yer altı karbondioksitli sulardan CaCO3'ün çökelmesi sonucu kalkerli tüfler oluşmuştur. Çok gözenekli kalkerli tüfler, dekoratif binalar (mağaralar vb.) için malzeme olarak ve hasır yapımında hammadde olarak kullanılır ve küçük, eşit aralıklı gözeneklere ve 800 kg/cm2'ye kadar basınç dayanımına sahip yoğun olanlar - için Binaların dış kaplaması.

BETON. BETON HAKKINDA TEMEL BİLGİLER

Beton, bir bağlayıcı, su ve agregalardan (kum ve kırma taş veya çakıl) oluşan rasyonel olarak seçilmiş bir karışımın sertleştirilmesiyle elde edilen yapay bir taştır. Bu malzemelerin sertleşmeden önce oluşturduğu karışıma beton karışımı denir.

Betondaki taş çerçeveyi kum taneleri ve kırma taş oluşturur. Sonra oluşan çimento hamuru kapanış su ile beton karışımı, kum ve kırma taş tanelerini sararak aralarındaki boşlukları doldurur ve başlangıçta agregaların yağlanması, beton karışımına hareketlilik (akışkanlık) verilmesi rolünü oynar ve daha sonra sertleşirken betonun tanelerini bağlar. yapay bir taş - beton oluşturan agregalar. Çelik donatı ile birleştirilen betona betonarme denir.

BETONUN SINIFLANDIRILMASI

Beton aşağıdakilere göre sınıflandırılır: ana Özellikler: hacimsel ağırlık, bağlayıcı türü, mukavemeti, donma direnci ve amacı.

Ana sınıflandırma hacimsel ağırlığa dayanmaktadır. Beton, hacimsel ağırlığı 2500 g/m3'ten fazla olan ekstra ağır, hacimsel ağırlığı 1800 ila 2500 kg/m3 dahil ağır, hacimsel ağırlığı 500 ila 1800 kg/m3 dahil hafif, ekstra olarak ayrılır. -hafif - hacimsel ağırlığı 500 kg/m3'ten az olan m3.

Kullanılan agregaların en büyük boyutuna bağlı olarak, agregası 10 mm'ye kadar olan ince taneli beton ile en büyük agrega boyutu 10-150 mm olan iri taneli beton arasında ayrım yapılır.

Betonun kalitesinin en önemli göstergesi sağlamlığı ve dayanıklılığıdır. Betonlar basınç dayanımına göre kg/cm2 cinsinden R sınıflarına ayrılır. Çimento ve sıradan yoğun agrega bazlı ağır betonlar 100-600, ekstra ağır beton 100-200, gözenekli agrega bazlı hafif beton 25-300, hücresel beton 25-200, yoğun silikat beton 100-400 ve ısıya dayanıklı beton derecesine sahiptir. 100-400.

Betonun dayanıklılığı donma direncinin derecesi ile değerlendirilir. Bu göstergeye dayanarak beton, Mrz donma direnci derecelerine ayrılır: ağır beton için Mrz 50-300 ve hafif beton için Mrz 10-200. Bağlayıcı türüne göre beton ayırt edilir: hidrolik bağlayıcılarla yapılan çimento betonu - Portland çimentosu ve çeşitleri;

silikat - silikat veya alüminat bileşenleriyle kombinasyon halinde kireç bağlayıcılar;

alçı - alçı anhidrit bağlayıcıların kullanılması; Organik bağlayıcı malzemeler üzerindeki betonlar.

Ağır beton, çimento ve geleneksel yoğun agregalardan, hafif beton ise doğal veya yapay gözenekli agregalar kullanılarak çimentodan yapılır. Hafif betonun bir türü, bağlayıcı madde, su, ince dağılmış silika bileşeni ve şişirici maddenin sertleştirilmiş bir karışımı olan hücresel betondur. Eşit dağılmış küçük gözeneklere sahip yüksek gözeneklilik (% 80-90'a kadar) ile karakterize edilir. Silikat beton, kireç ve kuvars kumu karışımından üretilir, ardından kalıplanan ürünler 9-16 atm (g) basınçta ve 174,5-200 ° C sıcaklıkta otoklavda sertleştirilir.

Kullanım amaçlarına göre beton aşağıdaki tiplerde olabilir:

normal - binaların ve yapıların (kolonlar, kirişler, döşemeler) beton ve betonarme taşıyıcı yapıları için;

hidrolik - barajlar, kilitler, kanal kaplamaları vb. için;

binalar ve hafif zeminler için;

zeminler, yol yüzeyleri ve temeller için;

özel amaç: Asite dayanıklı, ısıya dayanıklı, biyolojik koruma için ekstra ağır.

İkincisi çimento kullanılarak yapılır özel türler yüksek kütle yoğunluklu agregalar.

Çimento

Ağır betonun hazırlanması için sıradan Portland çimentosu, plastikleştirilmiş ve hidrofobik, hidrolik katkılı Portland çimentosu, Portland cüruflu çimento vb. Kullanılır.Bu çimentoların özellikleri ve bunlara ilişkin gereksinimler dördüncü bölümde belirtilmiştir.

Suyu karıştırma

Kapatma için beton karışımları ve betonun sulanmasında, betonun normal sertleşmesine müdahale eden zararlı yabancı maddeler içermeyen su kullanılır - asitler, sülfatlar, yağlar, bitkisel yağlar, şeker vb. Bataklık ve atık su ile kirli su kullanılmamalıdır. zararlı kirlilikler pH değeri 4'ün altında olan ve %0,27'den fazla sülfat (SO3 olarak hesaplanan) içeren. Deniz ve mineral tuz içeren diğer sular ancak içindeki toplam tuz miktarı %2'yi geçmediği takdirde kullanılabilir. Suyun betona uygunluğu belirlendi kimyasal analiz bununla ve temiz içme suyuyla yapılan ve 28 günlükken test edilen beton numunelerinin mukavemetine ilişkin karşılaştırmalı testler. normal koşullar altında saklandığında. Suyla hazırlanan numuneler, temiz içme suyuyla hazırlanan numunelerden daha az dayanıklılığa sahip değilse suyun uygun olduğu kabul edilir.

Kum

Kum, masif kayaların doğal olarak tahrip olması veya bunların ezilmesi (doğal kumlar) sonucu oluşan, parçacık büyüklüğü 0,14 ila 5 mm olan gevşek bir tanecik karışımıdır. Doğal kumlara ek olarak, metalurjik ve yakıt cüruflarının veya özel olarak hazırlanmış malzemelerin (genişletilmiş kil, agloporit vb.) ezilmesi veya granüle edilmesiyle elde edilen yapay kumlar kullanılır. Parçalanmış ve parçalanmamış kumlar kullanılabilir.

Kaba agrega

Ağır beton için kaba agrega olarak kayalardan çakıl veya kırılmış kaya, daha az sıklıkla cüruf ve kırılmış tuğla kullanılır.

Çakıl, kayaların doğal tahribatı sonucu oluşan, 5-70 (150) mm boyutlarında taneciklerin birikmesidir. Çakıl tanesi yuvarlak bir şekle sahiptir ve yumuşak yüzey. Beton için en avantajlı olanı alçak yuvarlak, kırma taş şeklindeki tanelerdir, daha kötüsü oval (yuvarlak) ve daha da kötüsü betonun mukavemetini azaltan katmanlı ve iğne benzeri tanelerdir. Çakıldaki lamel ve iğne taneciklerinin içeriğinin% 15'ten fazla olmamasına ve zayıf (gözenekli) kaya tanelerinin -% 10'dan fazla olmamasına izin verilir. Tane büyüklüğüne göre çakıl şu fraksiyonlara ayrılır: 5-10, 10-20, 20-40 ve 40-70 mm.

Çoğunlukla çakıl kumla birlikte oluşur. Çakıl %25-40 oranında kum içerdiğinde malzemeye kum-çakıl karışımı denir.

Kırma taş, büyük kayaların, çakılların, kayaların veya kayaların ezilmesiyle üretilir. yapay taşlar 5-70 mm ölçülerinde parçalara ayrılır. Beton hazırlamak için genellikle yoğun kayaların kırılmasıyla elde edilen kırma taş, çakıldan kırma taş ve yüksek fırından kırma taş ve açık ocak cürufu kullanılır.

BETON KARIŞIMI VE BETONUN TEMEL ÖZELLİKLERİ

Ağır beton çoğunlukla Portland çimentosu, kuvars kumu ve çakıl veya yoğun kayalardan kırma taştan yapılır. Beton tasarım gücünü şu şekilde kazanmalıdır: belirli bir süre ve üretilen yapının amacına uygun diğer niteliklere (suya dayanıklılık, dona dayanıklılık, yoğunluk vb.) sahip olmalıdır. Ek olarak, beton karışımının, kabul edilen döşeme yöntemlerine karşılık gelecek belirli bir derecede hareketliliği gereklidir.

Bu bileşenlerin her biri karışımın viskoplastik özelliklerini etkiler. Yani agrega içeriğini arttırırsanız karışım daha katı hale gelir; çimento hamurunun daha plastik ve akışkan olması. Beton karışımının özelliklerini ve çimento hamurunun viskozitesini önemli ölçüde etkiler. Çimento hamurundaki su ne kadar fazla olursa hamur o kadar plastik olur ve buna bağlı olarak beton karışımı da o kadar plastik olur.

Beton karışımının ana özelliklerinden biri tiksotropidir - periyodik olarak tekrarlanan mekanik etkiler (örneğin titreşim) altında sıvılaşma ve bu etki sona erdiğinde tekrar kalınlaşma yeteneği. Tiksotropik sıvılaşmanın mekanizması, titreşim sırasında iç sürtünme kuvvetlerinin ve parçacıklar arasındaki yapışmanın azalması ve beton karışımının akışkan hale gelmesidir. Bu özellik, beton karışımlarının döşenmesinde ve sıkıştırılmasında yaygın olarak kullanılır.

Şekil 9.1. Plastik beton karışımlarının hareketliliğinin koni oturması (OC) ile belirlenmesi:

1-destekler;2-kulplar;3-koni şekli;4-beton karışımı.

İşlenebilirlik - genelleştirilmiş teknik özellikler Beton karışımının viskoplastik özellikleri. İşlenebilirlik, belirli tekniklerin ve mekanizmaların etkisi altında bir beton karışımının kalıba kolayca sığma ve tabakalara ayrılmadan sıkıştırılma yeteneği olarak anlaşılmaktadır. Karışımların işlenebilirliği, kıvamlarına bağlı olarak hareketlilik veya sertlik ile değerlendirilir.

Hareketlilik, kendi ağırlıklarının etkisi altında deforme olabilen plastik karışımların işlenebilirliğinin bir özelliği olarak hizmet eder. Çökme, test edilen beton karışımından oluşturulan standart bir koninin oturması ile karakterize edilir. Bunu yapmak için üzerine metal bir koni kalıbı monte edilir. yatay yüzey, her katmanı süngerle sıkıştırarak üç katman halinde beton karışımıyla doldurulur. Fazla karışım kesilir, koni kalıbı çıkarılır ve koninin beton karışımından yerleşimi ölçülür - OK (Şekil 9.1), değeri (santimetre cinsinden) hareketliliğin bir göstergesi olarak hizmet eder.

Sertlik- Koni oturmasının gözlemlenmediği beton karışımlarının işlenebilirlik özellikleri (OK = 0). 240 mm çapında ve 200 yüksekliğinde metal bir silindir olan özel bir cihaz (Şekil 12.3) kullanılarak önceden oluşturulmuş bir beton karışımı konisini düzleştirmek ve sıkıştırmak için gereken titreşim süresi (saniye cinsinden) ile belirlenir. bir stand ve çubuk (6) ve altı delikli bir metal disk (4) ile mm. Cihaz standart bir titreşimli platform (1) üzerine sabitlenir, içine bir koni kalıbı (3) yerleştirilir Koni, her katman 25 kez süngülenerek üç katman halinde beton karışımıyla doldurulur. Daha sonra koni şekli kaldırılır ve tripod döndürülerek indirilir metal disk 4 beton karışımının yüzeyine. Bundan sonra vibratörü açın. Karışımın silindirik formda (2) eşit şekilde dağıldığı ve şerbetin diskin en az iki deliğinden salınmaya başladığı süre, karışımın sertliğinin (W) bir göstergesi olarak alınır.

Pirinç. 9.2. Beton karışımının sertliğini (H) belirleme şeması:

a - cihaz başlangıç ​​​​konumunda; b - testlerin sonunda aynısı; 1 - titreşim platformu; 2 - silindirik şekil; 3- beton karışımı; 4 - delikli disk; 5- burç; b - çubuk; 7 - titreşim sonrası beton karışımı

İşlenebilirliğe bağlı olarak sert ve esnek beton karışımları ayırt edilir (Tablo 9.1).

Sert beton karışımları, eşit mukavemetteki mobil beton karışımlarına kıyasla az miktarda su ve buna bağlı olarak daha az miktarda çimento içerir. Sert karışımlar yoğun mekanik sıkıştırma gerektirir: uzun süreli titreşim, titreşimli sıkıştırma vb. Bu tür karışımlar prefabrik imalatında kullanılır. betonarme ürünler fabrika koşullarında (örneğin, ev inşa eden fabrikalarda); İnşaat koşullarında sert karışımlar nadiren kullanılır.

Tablo 9.1. Beton karışımlarının işlenebilirliğe göre sınıflandırılması

Hareketli karışımlar, yüksek su tüketimi ve buna bağlı olarak çimento ile karakterize edilir. Bu karışımlar titreştiğinde kolayca sıvılaşan kalın bir kütledir. PZ ve P4 kalitelerinin karışımları akışkandır; yerçekiminin etkisi altında, önemli bir mekanik çaba gerektirmeden kalıbı doldururlar. Hareketli karışımlar beton pompaları ile boru hatları aracılığıyla taşınabilir.

Kohezyon, beton karışımının homojen bir yapıyı koruyabilme, yani taşıma, döşeme ve sıkıştırma sırasında katmanlara ayrılmama yeteneğidir. Beton karışımı üzerindeki mekanik etkiler altında, tiksotropik sıvılaşmasının bir sonucu olarak, en hafif bileşen olan suyun bir kısmı yukarı doğru bastırılır. Yoğunluğu genellikle harç kısmının (çimento, kum ve su karışımı) yoğunluğundan daha büyük olan kaba agrega aşağıya doğru batar (Aksine, hafif agregalar (genişletilmiş kil vb.) Yüzebilir. Bütün bunlar Betonu heterojen hale getirerek mukavemetini ve donma direncini azaltır.

BETONUN MUKAVEMETİ, DERECESİ VE SINIFI

Ağır beton- ana yapısal yapı malzemesidir, bu nedenle mukavemet özelliklerinin değerlendirilmesi verilmiştir. büyük ilgi. Betonun mukavemet özellikleri kesinlikle standartların gereklerine uygun olarak belirlenir. Betonun mukavemetini karakterize etmek için çeşitli göstergeler kullanılır. Betonun bir malzeme olarak heterojenliği, ana dayanım özelliğinde (beton sınıfı) dikkate alınır.

Kuvvet. Tüm taş malzemeler gibi, betonun basınç altındaki çekme mukavemeti, çekme ve bükülmeye göre önemli ölçüde (10...15 kat) daha yüksektir. Bu nedenle bina yapılarında beton kural olarak sıkıştırmayla çalışır. İnsanlar betonun mukavemetinden bahsettiklerinde, onun basınç mukavemetini kastediyorlar.

Portland çimento betonu giderek güç kazanır. Normal sıcaklıklarda ve sabit nemde betonun mukavemetindeki artış uzun süre devam eder, ancak zamanla mukavemet kazanma hızı azalır.

Betonun mukavemeti genellikle 28 günlük normal sertleşmeden sonra bu beton numunelerinin test sonuçlarının aritmetik ortalaması ile değerlendirilir. Bunu yapmak için, çalışan bir beton karışımından yapılmış ve %95 bağıl neme sahip havada (veya betondaki nem). Betonun mukavemetini belirleme yöntemleri standart tarafından düzenlenir.

Beton markası. Betonun mukavemetinin aritmetik ortalama değerine göre derecesi belirlenir - yuvarlanmış mukavemet değeri (ve yuvarlama her zaman azalır). Ağır beton için aşağıdaki basınç dayanımı dereceleri belirlenmiştir: 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700 ve 800 kgf/cm2. Bir markayı belirlerken “M” endeksini kullanın; örneğin, M350 beton kalitesi, ortalama dayanımının en az 35 MPa olduğu (ancak 40'tan fazla olmadığı) anlamına gelir.

Betonun ayırt edici bir özelliği, özelliklerinin önemli ölçüde heterojenliğidir..

Bu, hammaddelerin (kum, kaba agrega ve hatta çimento) kalitesindeki değişkenlik, beton karışımını hazırlama rejiminin ihlali, taşınması ve döşenmesi ile açıklanmaktadır.

(sıkıştırma derecesi) ve sertleşme koşulları. Bütün bunlar aynı markanın betonunun mukavemetinde farklılıklara yol açmaktadır. Üretim kültürü ne kadar yüksek olursa ( daha iyi kalite Malzemelerin hazırlanması, betonun hazırlanması ve döşenmesi vb.), betonun mukavemetindeki olası dalgalanmalar o kadar küçük olacaktır. İnşaatçı için, yalnızca belirli bir ortalama dayanıma sahip değil, aynı zamanda bu dayanımdan minimum sapmalarla (özellikle aşağı doğru) beton elde etmek önemlidir. Betonun kalitesindeki olası dalgalanmaları dikkate alan bir gösterge beton sınıfıdır.

Beton sınıfı- bu, garantili güvenlikle (genellikle 0,95) kabul edilen herhangi bir özelliğinin (kuvvet dahil) sayısal bir özelliğidir. Bu, sınıf tarafından belirlenen özelliğin, örneğin betonun mukavemetinin, 100 vakanın en az 95'inde elde edildiği anlamına gelir.

"Beton sınıfı" kavramı, betonun gerçek veya olası değişimini dikkate alarak mukavemet atamanıza olanak tanır. Dayanımın değişkenliği ne kadar az olursa, aynı ortalama dayanımdaki betonun sınıfı da o kadar yüksek olur.

GOST 26633-85, basınç dayanımı (MPa) açısından aşağıdaki ağır beton sınıflarını oluşturur: 3,5; 5; 7.5; 10; 12.5; 15; 20; 25; otuz; 32.5; 40; 45; 50; 55 ve 60. Basınç dayanımı sınıfı, sağına MPa cinsinden garanti edilen dayanımının atandığı Latin harfi B ile gösterilir. Böylece B15 sınıfı beton, 0,95 garantili dayanımla en az 15 MPa basınç dayanımına sahiptir.

Beton sınıfları ve dereceleri arasındaki ilişki belirsizdir ve varyasyon katsayısı kullanılarak değerlendirilen betonun homojenliğine bağlıdır. Değişim katsayısı ne kadar düşük olursa beton o kadar homojen olur. Aynı kalitedeki beton sınıfı, varyasyon katsayısının azalmasıyla gözle görülür şekilde artar. Yani, M300 beton kalitesi ve% 18'lik bir değişim katsayısı ile beton sınıfı B15 olacak ve% 5 - B20'lik bir değişim katsayısı ile, yani. bir adım daha yüksek. Bu da tüm teknolojik operasyonların dikkatli bir şekilde yürütülmesinin ve üretim standartlarının iyileştirilmesinin ne kadar önemli olduğunu göstermektedir. Ancak bu durumda, betonun yüksek homojenliği ve sürekli çimento tüketimiyle daha yüksek bir mukavemet sınıfı elde edilir.

Bina kodları Beton mukavemetinde %13,5'e eşit standart bir değişim katsayısı benimsenmiştir ve bu, teknolojiyi karakterize etmektedir Beton işleri tatmin edici.

Basınç dayanımı açısından beton sınıfları ile standart değişim katsayısı %13,5 olan kaliteleri arasındaki ilişki Tablo'da verilmiştir. 9.2.

Tablo 9:2. Ağır beton markaları ve sınıfları arasındaki dayanım açısından %13,5 değişim katsayısı ile ilişki

Beton sınıfı En yakın beton markası Beton sınıfı Bu sınıfın ortalama mukavemeti, kgf/cm2 En yakın beton markası
B3.5 M50 VZO M400
5'te M75 B35 M450
B7.5. M100 B40 M550
10'DA M150 B45 M600
B12.5 M150 B5O M600
B15 M200 B55 M700
20'DE M250 B60 M800
B25 M350

AĞIR BETONUN TEMEL ÖZELLİKLERİ

Ağır betonun temel özellikleri, mukavemete ek olarak şunları içerir: gözeneklilik, deforme olabilirlik (elastikiyet modülü, sünme, büzülme), su geçirgenliği, donma direnci, termofiziksel özellikler vb.

Deforme edilebilirlik beton. Yük altındaki beton, mükemmel elastik bir gövde (örneğin cam) gibi değil, elastik-visko-plastik bir gövde gibi davranır (Şekil 9.3). Düşük gerilimlerde (nihai mukavemetin 0,2'sinden fazla değil), beton elastik bir malzeme gibi deforme olur. Ayrıca, başlangıç ​​elastiklik modülü gözenekliliğe ve mukavemete bağlıdır ve ağır beton için 10 4 MPa'dır (2,2...3,5) (yüksek gözenekli hücresel beton için elastik modül yaklaşık 10 4 MPa'dır).

Şekil 9.3. Gerilme eğrisi Şek. 9.4. Beton deformasyonlarının gelişimi

σ - ε koordinatlarında zaman olarak: ε başlangıç ​​- betonun ilk deformasyonu

yükleme anında; ε p - tanım. sürünme

Yüksek gerilimlerde, mikro çatlakların büyümesi ve çimento taşının jel bileşeninin plastik deformasyonları sonucu gelişen plastik (kalıntı) deformasyon ortaya çıkar.

Sürünme- Statik yükün uzun süreli etkisi altında betonun plastik deformasyonları artırma eğilimi. Betonun sünmesi aynı zamanda çimento jelinin plastik özellikleri ve mikro çatlak oluşumu ile de ilişkilidir. Zamanla çürüyen bir yapıya sahiptir (Şekil 9.4). Sürünmenin mutlak değerleri birçok faktöre bağlıdır. Sürünme özellikle beton yüklendiğinde aktif olarak gelişir. Erken yaş. Sürünme iki şekilde değerlendirilebilir: termal ve büzülme süreçlerinden kaynaklanan gerilimlerin azaltılmasına yardımcı olan olumlu bir süreç olarak ve örneğin öngerilme takviyesinin etkisini azaltan olumsuz bir olay olarak.

Büzülme- Havayla kuruyan koşullarda beton elemanların boyutlarının küçültülmesi işlemi. Büzülmenin ana nedeni jel bileşenin su kaybı nedeniyle sıkışmasıdır.

Betondaki çimento hamurunun hacmi ne kadar yüksek olursa, betonun büzülmesi de o kadar yüksek olur (Şekil 9.5). Ortalama olarak ağır betonun büzülmesi 0,3...0,4 mm/m'dir.

Pirinç. 9.5. Havada sertleştiğinde büzülme eğrileri: 1-çimento taşı, 2-harç, 3-beton

Beton rötresine bağlı olarak beton ve betonarme yapılarda büyük rötre gerilmeleri oluşabileceğinden elemanlar uzun mesafeÇatlakları önlemek için büzülme dikişleriyle kesin. 30 m uzunluğundaki bir yapıda beton çekmesi 0,3 mm/m ise toplam çekme 10 mm olacaktır. Betonun agrega ile temasında ve çimento taşının kendisinde meydana gelen büzülme çatlakları donma direncini azaltabilir ve beton korozyonunun kaynağı olarak hizmet edebilir.

Gözeneklilik. Garip görünse de, bu kadar yoğun görünen bir malzemenin gözle görülür bir gözenekliliği var. Oluşmasının nedeni, defalarca söylendiği gibi, fazla miktarda karışım suyunda yatmaktadır. Sonra beton karışımı doğru kurulum yoğun bir vücuttur. Sertleşme sırasında suyun bir kısmı çimento klinkerinin mineralleri tarafından kimyasal olarak bağlanır (Portland çimentosu için, çimento ağırlığının yaklaşık 0,2'si) ve geri kalan kısım yavaş yavaş buharlaşarak geride gözenekler bırakır. Bu durumda betonun gözenekliliği formülle belirlenebilir.

P = [(V - ώ C)/1000] 100,

burada B ve C, 1 m3 başına su ve çimento tüketimidir, ώ, çimento kütlesinin kesirleri cinsinden kimyasal olarak bağlı su miktarıdır.

Böylece çimento 28 günlükken kütlesinin %17'sini bağlar; Bu betonun su tüketimi 180 kg, çimento tüketimi ise 320 kg'dır. O zaman bu betonun gözenekliliği şöyle olacaktır:

P = [(180 - 0,17-320)/1000] 100 = %12,6.

Bu, jel mikro gözenekleri ve kılcal gözenekler de dahil olmak üzere toplam gözenekliliktir (sürüklenen havanın hacmini dikkate almıyoruz). Betonun geçirgenliği ve donma direnci üzerindeki etkisi açısından kılcal gözeneklerin sayısı önemlidir. Bu tür gözeneklerin bağıl hacmi, % formülü kullanılarak hesaplanabilir:

P k = [(V -2 ώ C)/1000]100

Bizim durumumuzda kılcal gözenek sayısı %7,3 olacaktır.

Su emme ve geçirgenlik. Beton, kılcal gözenekli yapısı sayesinde hem kendisiyle temas ettiğinde hem de doğrudan havadan nemi emebilir. Ağır betonda higroskopik nem emilimi önemsizdir, ancak hafif betonda (ve özellikle hücresel betonda) sırasıyla %7...8 ve %20...25'e ulaşabilir. "

Su emme, betonun damla sıvı haldeki nemi emme yeteneğini karakterize eder; esas olarak gözeneklerin doğasına bağlıdır. Betondaki kılcal birbirine bağlı gözeneklerin sayısı ne kadar fazla olursa, su emme de o kadar fazla olur. Yoğun agregalı ağır betonun maksimum su emmesi ağırlıkça %4...8'e (hacimce %10...20) ulaşır. Hafif ve gözenekli beton için bu rakam önemli ölçüde daha yüksektir.

Yüksek su emme, betonun donma direncini olumsuz etkiler. Su emilimini azaltmak için, betonun hidrofobizasyonunun yanı sıra yapıların buhar ve su yalıtımına da başvurulur.

Betonun su geçirgenliği esas olarak çimento taşının geçirgenliği ve “çimento taşı - agrega” temas bölgesi ile belirlenir; Ayrıca çimento taşındaki mikro çatlaklar ve donatıların betona yapışmasındaki kusurlar, sıvının betondan süzülmesine yol açabilir. Betonun yüksek su geçirgenliği, çimento taşının korozyonu nedeniyle hızlı bir şekilde tahrip olmasına yol açabilir.

Su geçirgenliğini azaltmak için uygun kalitede dolgu maddelerinin (temiz yüzeyli) kullanılması ve ayrıca özel sızdırmazlık katkı maddelerinin (sıvı cam, demir klorür) veya genleşen çimentoların kullanılması gerekir. İkincisi betonun su yalıtımı için kullanılır.

Su direncine göre beton W2; W4; W6; W8 ve W12. İşaret, standart testler sırasında 15 cm yüksekliğindeki silindir numunesinin suyun geçmesine izin vermediği su basıncını (kgf/cm2) gösterir.

donma direnci- dayanıklılığı belirleyen ana gösterge beton yapılar bizim iklimimizde. Betonun donma direnci, daha önce suya doyurulmuş test edilen beton numunelerinin dönüşümlü olarak eksi (18 ± 2) ° C'de dondurulması ve (18 ± 2) ° C'de suda çözülmesiyle değerlendirilir. Bir döngünün süresi numunelerin boyutuna bağlı olarak 5... 10 saattir.

Donmaya dayanıklılık derecesi şu şekilde alınır: en büyük sayı Numunelerin, testlerin başlangıcındaki kontrol numunelerinin mukavemetine kıyasla basınç mukavemetini %5'ten fazla düşürmeden dayanabildiği "donma-çözülme" döngüleri. Aşağıdaki betonun donmaya karşı dayanıklılık dereceleri belirlenmiştir: F25, F35, F50, F75, F100...1000. Standart ayrıca tuz çözeltisinde veya eksi (50 ± 5) ° C'ye kadar derin dondurmada hızlandırılmış test yöntemlerini de sağlar.

Söz konusu koşullar altında betonun tahrip olmasının nedeni kılcal gözenekliliktir (Şekil 12.16). Su, betona kılcal damarlardan girer ve orada donarak yapısını yavaş yavaş tahrip eder. Böylece, Şekil 2'ye göre gözenekliliğini daha yüksek hesapladığımız beton. 12.16 F150...F200 donma direncine sahip olmalıdır.

Donma direnci yüksek beton elde etmek için minimum kılcal gözenekliliğe (%6'dan yüksek değil) ulaşmak gerekir. Bu, beton karışımındaki su içeriğinin azaltılmasıyla mümkündür; bu da aşağıdakilerin kullanılmasıyla mümkündür:

Kurulum sırasında yoğun olarak sıkıştırılan sert beton karışımları;

Beton karışımlarının su ilave edilmeden işlenebilirliğini artıran plastikleştirici katkı maddeleri.

Termofiziksel özellikler.

Bunlardan en önemlileri termal iletkenlik, ısı kapasitesi ve sıcaklık deformasyonudur.

Ağır betonun ısıl iletkenliği, havayla kuruduğunda bile yüksektir - yaklaşık 1,2-1,5 W/(m·K), yani tuğlanınkinden 1,5...2 kat daha yüksektir. Bu nedenle ağır beton yalnızca kapalı yapılarda aşağıdakilerle birlikte kullanılabilir: etkili ısı yalıtımı. Hafif beton (bkz. § 12.7), özellikle hücresel betonun ısı iletkenliği 0,1...0,5 W/(m·K) kadar düşüktür ve bunların kapalı yapılarda kullanılması tercih edilir.

Ağır betonun ısı kapasitesi diğer taş malzemeler gibi 0,75...0,92 J/(kg K) aralığındadır; ortalama olarak - 0,84 J/(kg·K).

Sıcaklık deformasyonları. Ağır betonun doğrusal genleşme sıcaklık katsayısı (10...12) Yu DS1. Bu, beton sıcaklığının 50°C artmasıyla genleşmenin yaklaşık 0,5 mm/m olacağı anlamına gelir. Bu nedenle çatlamayı önlemek için uzun vadeli yapılar genleşme derzleri ile kesilir.

Büyük sıcaklık dalgalanmaları, kaba agrega ve çimento taşının farklı termal genleşmesinden dolayı betonun iç çatlamasına neden olabilir.

HAFİF BETON

Önemli dezavantaj genellikle ağır beton - yüksek yoğunluk (2400...2500 kg/m3). İnşaatçılar betonun yoğunluğunu azaltarak en az iki sonuç elde ederler. pozitif sonuçlar: ağırlık azalır bina yapıları; ısı yalıtım özellikleri artar.

Hafif beton (20. yüzyılın başında bunlara “sıcak beton” deniyordu) - yoğunluğu 1800 kg/m3'ten az olan beton - evrensel malzeme konut ve endüstriyel binaların kapalı ve taşıyıcı yapıları için. Çoğu şunlardan yapılmıştır: duvar panelleri ve bloklar, levhalar çatı kaplamaları ve duvar döşemek için taşlar. “Hafif beton” terimi, farklı bileşim, yapı ve özelliklere sahip geniş bir beton grubunu birleştirir.

Kullanım amaçlarına göre hafif beton ikiye ayrılır:

yapısal (mukavemet sınıfı - B7.5...B35; yoğunluk - 1800 kg/m3);

yapısal ve ısı yalıtımı (mukavemet sınıfı ВЗ,0'dan az değil, yoğunluk -600...1400 kg/m3);

ısı yalıtımı - özellikle hafif (yoğunluk< 600 кг/м3).

Yapısına ve gözenekli yapının elde edilme yöntemine göre hafif beton ikiye ayrılır: aşağıdaki türler:

gözenekli agregalı sürekli beton;

ne kaba ne de ince agrega içeren hücresel beton ve bunların rolü küçük küresel gözenekler (hücreler) tarafından oynanır;

ince agreganın bulunmadığı büyük gözenekli, bunun sonucunda kaba agrega parçacıkları arasında boşluklar oluşur.

Hafif beton için aşağıdaki dayanım sınıfları (MPa) oluşturulmuştur: B2'den B40'a. Hafif betonun mukavemeti agreganın kalitesine, kullanılan çimentonun markasına ve miktarına bağlıdır. Bu durumda doğal olarak betonun yoğunluğu da değişir.

Hafif beton için D200'den D2000'e kadar (100 kg/m3 aralıklarla) 19 yoğunluk derecesi (kg/m3) belirlenmiştir. Gözenekli çimento taşı ile hafif betonun azaltılmış yoğunluğu elde edilebilir.

Hafif betonun ısıl iletkenliği yoğunluğuna ve nemine bağlıdır (Tablo 9.3). Hacimsel nemdeki %1'lik artış, betonun ısıl iletkenliğini 0,015...0,035 W/(m·K) kadar artırır.

Tablo 9.3. Hafif betonun ortalama ısıl iletkenlik değerleri

Gözenekli olduğunda hafif betonun donmaya karşı direnci

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. 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.

Otoklavlanmış silikat ürünleri şunları içerir: kum-kireç tuğlası, büyük silikat bloklar, ağır silikatlı beton levhalar, zemin ve duvar panelleri, kolonlar, kirişler vb. Hafif agregalar, duvar panellerinin ve diğer elemanların ağırlığının azaltılmasını mümkün kılar. 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 Ca0:Si02 oranıyla oluşturulduğunu, ancak katılaşmanın ara aşamalarında daha yüksek bazik olanların 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 olmalıdır. 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. Bozhenov 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 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.

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(A) ve C2SH2 tipi nispeten kaba kristalli dibazik kalsiyum hidrosilikatlar ortaya çıkar ve kirecin tamamen bağlanmasından sonra ve yeniden kristalleşme sürecinde, CSH(tipi) daha stabil mikrokristalin düşük bazlı kalsiyum hidrosilikatlar ortaya çıkar. B) ve C5S6H5 (tobermorit) 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 moleküllerin koşullar altında 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 silikat taşının bileşiminde, ince iğneli veya pullu mikrokristal yapıya sahip CSH(B) ve tobermorit CsSeH'ler içeren düşük bazlı kalsiyum hidrosilikatlar hakimdir. Yüksek kireçli karışımlarda sentez, hillebrandit 2CaO Si0 2 H2O (yani C 2 SH) oluşumuyla sonuçlanır.

Silikat malzemenin optimal yapısı, belirli miktarda kalk-silisli çimento ve bunun faz bileşenlerinin minimum oranı ile oluşturulur.

Pirinç. 9.28. Silikat taşının mukavemetinin kireç macunu (Ig) ve öğütülmüş kum (P m) kütlelerinin oranına ve ayrıca karışımın bileşimine bağlılığı:

1 - 20.80; 2 - 40.60; 3 - 60.40; 4 - 80.20. Pay kireç miktarı, payda ise ağırlıkça alınan öğütülmüş kum (öğütme) miktarıdır.


Pirinç. 9.29.

Taze hazırlanmış bir konglomerada, dispersiyon ortamı (c), kireç macunudur (I t) ve öğütülmüş silisli (kum) bileşen (Pm), katı dağılmış faz (f) görevi görür. Silikat malzemenin diğer özellikleri gibi, otoklav işleminden sonra optimal yapıya sahip kireç-silisli bir bağlayıcının aktivitesi (mukavemeti), Im: Pm (ağırlıkça) oranının değerine bağlıdır. sonuçlar deneysel araştırma Silikat taşının basınç dayanımı, bükülme mukavemeti, ortalama yoğunluk ve diğer özelliklerinin sınırlarının belirli bir minimum s7f = I^/P m oranında aşırı değerler aldığını gösterdi (Şekil 9.28). Formül (3.4)'e tam uygun olarak silikat konglomerasının mukavemeti R c= /G/x, burada R*- optimum yapıya sahip otoklavlanmış silikat taşının gücü; x = It/Pm: I7Pm =

1 - 80:20; 2 - 60:40; 3 - 40:60; 4 - 30:70; 5 - 20:80; 6 - 17:83. Kompozisyonlar hazırlandı: 1,2, 3 - seramik kullanmak; 4 , 5, 6 - granit kırma taş kullanılarak. Optimum yapı eğrileri 1.11 ve III sırasıyla granit kırılmış taş, seramik karolar ve yalnızca yerel taş ocağı kumu kullanan betona atıfta bulunur

6/5* - sırasıyla konglomeratın bağlayıcısındaki ve optimal yapının bağlayıcısındaki ortalama kireç macunu film kalınlıklarının oranı; P- üs, başlangıç ​​malzemelerinin kalitesine bağlıdır.

İnce ve kaba taneli beton örnekleri kullanılarak silikat taşı ve silikat konglomera çalışmaları (Şekil 9.29), 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.

OTOKLAV SERTLEŞTİRME

7.1 Genel bilgiler ve sınıflandırma

Silikat, kireç, silisli bileşenler ve sudan elde edilen, otoklavda ısı ve nem işlemi sonucu sertleştirilen yapay taş malzemeler ve ürünlerdir. Otoklavda sertleştirmenin özü aşağıdaki gibidir. Kireç bazlı ürünler normal şartlarda çok az dayanıma sahiptir. Birikimi yalnızca kirecin sertleşmesi nedeniyle oluşur. 174,5–200 °C sıcaklıkta ve 0,8–1,5 MPa basınçta doymuş buhar ortamında silika aktif hale gelir ve aşağıdaki şemaya göre kireçle etkileşime girer:

Ca (OH) 2 SiO 2 + (n – 1) H 2 O → CaO SiO 2 N H2O.

Kalsiyum hidrosilikat oluşur - yüksek mukavemetli ve suya dayanıklı bir madde. Ürünlerin buharlanması otoklavlarda gerçekleştirilir.

Kireç-kum karışımından küçük taşlar üretme ve ardından otoklav işlemine tabi tutma yöntemi, 1880 yılında Alman bilim adamı W. Michaelis tarafından önerildi. P. I. Bozhenov, A. V. Volzhensky ve diğer bilim adamları, üretim ve kullanım teknolojisinin geliştirilmesine büyük katkı sağladılar. silikat malzemelerden.

Silikat malzemeleri ve ürünleri grubu, beton ve ondan yapılan ürünleri, tuğla ve silikat taşlarını içerir.

7.2 Silikat betonları ve bunlardan yapılan ürünler

Silikat betonları yoğun ve hafif gözenekli betonlara ayrılır. Yoğun betonun ana hammaddeleri kireç ve kuvars kumudur. Etkinliği %70'in üzerinde olan, hızlı sönen kalsiyum kireç kullanılması tavsiye edilir. En iyisi pürüzlü yüzeye sahip kumdur.

Betonun mukavemetini arttırmak için, sönmemiş kireç ve kuvars kumunun 30: 70 ila 50: 50 oranında alınan 3000-5000 cm² / g'lik belirli bir yüzey alanına birlikte öğütülmesiyle elde edilen kireç-silisli bir bağlayıcı kullanılır. %.

İnce öğütülmüş kumun betonun özellikleri üzerinde büyük etkisi vardır. Dispersiyonu arttıkça ürünlerin mukavemeti ve dona karşı direnci artar.

Kuvars kumu yerine kuvars-feldispatik kumlar, metalurjik cüruflar, termik santral külü, nefelin çamuru, agloporit üretiminden kaynaklanan atıklar ve genişletilmiş kil silisli bir bileşen olarak kullanılabilir.

Su zararlı yabancı maddeler içermemelidir.

Silikat betonu yalnızca doğal ve kırılmış kum kullanılarak ve tane boyutu 20 mm'yi geçmeyen büyük, yoğun veya gözenekli agregalar kullanılarak ince taneli yapılabilir.

Dolgu maddesi olarak yüksek fırın cürufundan kırma taş, agloporit kırma taş ve kum, genişletilmiş kil çakıl ve kum, kırma taş ve metalurjik cüruftan gözenekli kum kullanılması tavsiye edilir. Çimento betonunda olduğu gibi agregalar için de aynı şartlar geçerlidir.

Silikat betondan ürünler çoğunlukla çimento kullanan ürünlerin üretimi için ekipman kullanılarak yapılır.

Ürünlerin üretimi aşağıdaki teknolojik işlemleri içerir: kireç-silika bağlayıcının hazırlanması, silikat beton karışımı, ürünlerin kalıplanması ve otoklavlarda ısı ve nem işlemleri.

Kirecin kumla gerekli inceliğe öğütülmesi, yani. Kireç-silisli bağlayıcının üretimi bilyalı değirmenlerde gerçekleştirilmektedir. Karışım cebri karışımlı beton mikserlerinde hazırlanır. Ürünleri kalıplamanın ana yöntemi titreşimdir. Silikat ürünlerinin ısı ve nem işlemleri, 2.0-3.6 çapında ve 19-40 metre uzunluğunda silindirik yatay kaplar olan ve hava geçirmez kapaklarla kapatılmış otoklavlarda gerçekleştirilir. Otoklavın uzunluğu boyunca, ürünlerin bulunduğu arabaların yüklendiği raylar bulunmaktadır. Otoklav, doymuş buharın girişi ve çıkışı için hatlarla donatılmıştır. Otoklav yüklendikten sonra kapakları kapatılarak belli bir rejime göre buharın içeri girmesine izin verilir. Buharlama sıcaklığı 174,5–200 °C, basınç ise kural olarak 0,8–1,3 MPa'dır. Isı ve nem işleminin toplam süresi 8-17 saattir.

Basınç dayanımına göre yoğun silikatlı betonlar B5'ten B60'a kadar sınıflara ayrılır; kaliteler için: F35'ten F600'e kadar donmaya dayanıklılık, W2'den W10'a kadar suya dayanıklılık, Pl 1000'den Pl 2400'e kadar ortalama yoğunluk.

Yoğun silikat beton, şehir içi yolları, tramvay raylarını, kaldırım levhalarını, yan taşları, endüstriyel ve sivil inşaatlara yönelik yük taşıyan takviyeli yapıları kaplamak için betonarme levhalar yapmak için kullanılır ve çimento takviyeli betondan yapılmış yapıların yerini başarıyla alır. Öngerilmeli takviyeli traverslerin ve tüneller için boruların imalatında ağır silikat betonun kullanılması konusunda deneyim mevcuttur.

%60'a kadar bağıl nemde çalıştırılan yapılarda donatı çeliği paslanmaz. Nemin yüksek olduğu durumlarda bağlantı parçaları korozyona karşı korunmalıdır.

Gözenekli agregalara dayalı silikat betonlar - genişletilmiş kil, agloporit, cüruf pomza ve diğerleri bina kaplamalarının üretiminde kullanılır.

Yol sektöründe endüstriyel ve sivil amaçlı bina ve yapıların inşasında çeşitli yapay taş yapı malzemeleri kullanılmaktadır.

Bu tür malzemeler üç gruba ayrılabilir: ateşlenmemiş, ateşlenmiş Ve silikat eriyiklerinden elde edilen ürünler.

Pişmemiş yapı malzemeleri ve ürünleri

Ateşlenmeyen yapı malzemeleri şunları içerir:

  • ? otoklavlanmış kireç bazlı silikat malzemeleri;
  • ? alçı ve alçı beton ürünleri;
  • ? asbestli çimento malzemeleri ve ürünleri;
  • ? havanlar.

Otoklavlanmış kireç bazlı silikat malzemeler

Otoklavlanmış silikat malzemeler- yüksek basınç ve sıcaklıkta sertleşen, kireçli silika bağlayıcı bazlı yapay taş malzemeler.

Silikat malzemelerin elde edildiği hammadde karışımının ana bileşeni kireç(CaO), geliştirilmiş termal ve nem işlemiyle silika (Si0 2) ile kolayca reaksiyona girer. Silikat malzemelerinin üretimi için, toplam aktif kalsiyum ve magnezyum oksit içeriği (aktivite)% 70'ten fazla olan hızlı sönen kireç kullanılması tavsiye edilirken, MgO içeriği% 5'i geçmemelidir.

Kireç ile birlikte, otoklav teknolojisi Silikat ürünlerinin donma direncini artıran Portland çimentosu, öğütülmüş kum ilaveli çimentolar, düşük aktif belit çimentoları kullanmak mümkündür.

Ham karışımın ikinci bileşeni kuvars kumu(bazen yüksek fırın cürufu, silika içeren yakıt külü). Kuvars kumu ve diğer silisli bileşenler ince bir şekilde öğütülür (belirli bir yüzey alanına kadar)

1500...3000 cm2/g).

Kireçli-silika bağlayıcıya ek olarak, silikat malzemelerine öğütülmemiş kuvars kumu, cüruf, genleştirilmiş kil ve genleştirilmiş perlit formundaki agregalar da eklenebilmektedir.

Otoklavlanmış silikat malzemeleri şunları içerir:

  • ? silikat betonları;
  • ? kum-kireç tuğlası;
  • ? kireç cürufu ve kireç külü tuğlaları;
  • ? duvar ürünleri hücresel ve köpük silikat betondan.

Silikat malzemelerden yapılan ürünler, otoklav işleminden sonra gerekli özellikleri kazanır: 1,5...2 saat boyunca buhar basıncında ve sıcaklıkta kademeli bir artış, ürünün 175...200 °C sıcaklıkta bir otoklavda izotermal olarak maruz bırakılması ve 4...8 saat boyunca 0,8...1,6 MPa basınç ve 2...4 saat boyunca basınçta azalma.Toplam tedavi süresi 8...14 saattir.Sonuç olarak yeni bir kalkerli-silisli çeşitli bileşimlerdeki kalsiyum hidrosilikatlardan oluşan çimento oluşur.

Otoklavlama sırasında kalsiyum hidroksit ile silika bileşeni arasında bir reaksiyon meydana gelir:

Bu reaksiyonun bir sonucu olarak, kum tanelerini veya diğer dolgu maddelerini dayanıklı, su geçirmez bir taş malzemeye bağlayan bir çimentolama maddesi sentezlenir - kalsiyum hidrosilikat.

Hidrotermal sentez için otoklav, silindirik, yatay kaynaklı bir kaptır ve sızdırmaz şekilde kapatılmıştır.

Pirinç. 6.1.

küresel kapaklarla mekanik olarak kapatılmıştır (çap

2...3,6 m, uzunluk 19...30 m) (Şek. 6.1).

Silikat betonları,(çimento olanlar gibi) şunlar olabilir:

  • ? ağır (dolgu maddesi - kum ve kırma taş);
  • ? hafif (gözenekli dolgu maddeleri - genişletilmiş kil, genişletilmiş perlit, agloporit);
  • ? hücresel.

Silikat betonda, havadar kireç ve ince kırılmış kuvars kumundan (kül, öğütülmüş yüksek fırın cürufu vb.) oluşan kireçli-silisli bir bağlayıcı kullanılır.

Kireç-silika bağlayıcının mukavemeti aşağıdakilere bağlıdır:

  • ? kireç aktivitesinden;
  • ? CaO/Si0 2 oranı;
  • ? kum öğütmenin incelikleri;
  • ? otoklav işleme parametreleri.

Beton ve betonarme ürünlerin üretim teknolojisi şunları içerir:

  • 1) kireç-silika bağlayıcının hazırlanması;
  • 2) silikat beton karışımının hazırlanması ve karıştırılması;
  • 3) ürünlerin kalıplanması;
  • 4) otoklav tedavisi.

Ağır silikatlı beton 1800...2500 km3 yoğunluğa ve 15...18 MPa dayanıma sahip olup, prefabrik beton ve betonarme yapılaröngerilmeli olanlar dahil. Yüksek mukavemetli silikat betonu 80 MPa'ya kadar dayanıma sahip olabilir. Silikat betonun titreşim sıkıştırmasıyla donma direnci 200 döngüye veya daha fazlasına ulaşır.

Yoğun silikatlı betonun en yaygın kullanılan markaları şunlardır: M150; M200; M250; M300; M400 ve M500.

Prefabrik, endüstriyel, sivil ve tarımsal yapılara yönelik iç taşıyıcı duvarlar, zemin panelleri ve taşıyıcı bölmeler, levhalar ve diğer parçalardan oluşan büyük duvar blokları yoğun silikat betondan yapılmıştır.

Hücresel silikat beton Kireç-silis bağlayıcıya gaz oluşturucu katkı maddesi (gaz beton) veya köpük (köpük beton) katılarak üretilir. Gaz jeneratörü olarak sulu bir alüminyum tozu süspansiyonu kullanılır ve köpük oluşturucu madde olarak yapışkan reçine, reçine-saponin ve diğer maddeler kullanılır.

Gazbeton karışımı hidrodinamik veya titreşimli karıştırıcıda, köpük beton karışımı ise iki tamburlu karıştırıcıda hazırlanır. Bir tamburda köpük hazırlanır, diğerinde ise bağlayıcı ve sudan oluşan bir çözelti hazırlanır. Bundan sonra köpük, çözeltiyle birlikte tambura boşaltılır ve karıştırılır, ardından silikat beton karışımı dağıtım hunisine ve ardından ürün kalıplarına dökülür.

Amaca bağlı olarak hücresel beton ikiye ayrılır:

  • ? yapısal için
  • (p 0 = 900...1200 kg/m3, # sıkıştırma = 7,5...15 MPa);
  • ? ısı yalıtımı ve yapısal
  • (p 0 = 500...900 kg/m3, D sıkıştırma = 2,5...7,5 MPa);
  • ? ısı yalıtımı (p 0

Kum-kireç tuğlası yapay bir şey

Kireç ve kuvars kumundan oluşan sert, nemli hammadde karışımının otoklavda preslenmesi ve sertleştirilmesiyle elde edilen, pişirilmemiş duvar yapı malzemesi.

  • 6. Yapay taş malzemeler

Pirinç. 6.2.

  • 1 - kireç fırını; 2 - kırıcı; 3 - dikey kovalı konveyör; 4 - taşıma bandı; 5,12 - disk besleyiciler (dağıtıcılar); 6 - kireç ve kumun öğütülmesi için değirmen; 7 - vida besleyici; 8 - iki odacıklı pnömatik pompa; 9 - karıştırıcı; 10 - ters çevrilebilir bantlı konveyör; 11 - silolar (reaktörler); 13 - çubuk karıştırıcı; 14 - basmak; 15 - otomatik istifleyici 16 - tramvay; 17 - otoklav; 18 - elektrikli transfer arabası;
  • 19 - otoklav arabalarının platformunun temizlenmesi için kurulum

Hammadde karışımı şunları içerir:

  • ? kireç (%6...8, aktif CaO bazında);
  • ? kuvars kumu (%92...94);
  • ? su (%7...9).

Teknolojik süreç Kum-kireç tuğlası üretimi aşağıdaki işlemleri içerir (Şekil 6.2):

  • 1) kumun çıkarılması ve temini;
  • 2) sönmemiş kirecin ezilmesi ve öğütülmesi;
  • 3) kumun öğütülmüş kireçle karıştırılması;
  • 4) kireç ve kum karışımının söndürülmesi;
  • 5) karışımın ilave karıştırılması ve nemlendirilmesi (%7...9'a kadar su);
  • 6) ham tuğlanın preslenmesi;
  • 7) ham tuğlaların otoklavda buharda pişirilmesi.

Kumla karıştırılmış kirecin söndürülmesi yöntemine bağlı olarak silo ve tamburlu kum-kireç tuğla üretimi çeşitleri ayırt edilmektedir. Daha yaygın olarak silo yöntemi karıştırılmış, nemlendirilmiş kireç ve kum karışımı silolarda 8...9 saat bekletilir. Kumla karıştırılmış kireç de söndürülebilir söndürme tamburu yatay bir eksen etrafında dönen, uçları kesik koni şeklinde olan metal bir silindirdir. Kum hacimce, kireç ise ağırlıkça dozajlanır. Yüklemeden sonra tambur döndürülerek buharın içeri girmesi sağlanır 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 presleme, 15... 20 MPa basınç altında mekanik preslerde gerçekleştirilir, ardından ham tuğlanın mukavemeti en az 0,3 MPa olmalıdır.

Kalıplanmış ham tuğlalar otoklava beslenen arabalara yerleştirilir (bkz. Şekil 6.1).

Otoklavdan boşaltılan tuğla muhafaza edilir.

10... 15 gün Aşağıdaki şemaya göre silika ile kimyasal etkileşime girmemiş kirecin karbonizasyonu için havada:

Kum-kireç tuğlası genellikle açık gridir, ancak karışıma alkaliye dayanıklı pigmentlerin eklenmesi nedeniyle herhangi bir renkte olabilir.

İki tip tuğla üretiyorlar: Bekar(250x120x65) mm ve modüler(250 x 120 x 88 mm) boşluklu, bu sayede bir tuğlanın ağırlığı 4,3 kg'ı geçmiyor.

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

Kum-kireç tuğlasının yoğunluğu (boşluksuz) yakl.

1800... 1900 kg/m3, yani. sıradan kil tuğladan daha ağırdır, ısı iletkenliği 0,70...0,75 W/(m °C), cephe tuğlasının su emme oranı %14'ü geçmez, sıradan tuğla - %16.

Kaplama tuğlaları için donmaya dayanıklılık dereceleri: M rz 25, 35, 50; özel için - M rz 15.

Kil tuğla gibi kum-kireç tuğlası binaların taşıyıcı duvarlarının yapımında kullanılır. Yüksek sıcaklıklarda Ca(OH) 2 dehidratlar, CaC0 3 ve kalsiyum hidrosilikatlar ayrıştığı ve 573'te kuvars kumu taneleri oluştuğu için, yetersiz su direnci nedeniyle süpürgeliklerin yapımında ve ayrıca boru ve fırınların döşenmesinde kullanılması tavsiye edilmez. Kuvarsın polimorfik olarak başka bir çeşide dönüşmesi sonucu °C'ye genişler ve bu da tuğlanın çatlamasına neden olur.

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

Kireç-cüruf tuğlası kireç (%3...12 hacim) ve granül yüksek fırın cürufu (%88...97) karışımından yapılır. Cüruf kül ile değiştirilirken ortaya çıkıyor kireç külü tuğlası. Karışımın bileşimi: %20...25 kireç ve %75...80 kül.

Cüruf gibi kül de ucuz bir hammaddedir. Büyük miktarlar termik santrallerin, eyalet bölge enerji santrallerinin vb. kazan dairelerinde yakıtın (sert veya kahverengi kömür vb.) yakılmasından sonra.

Toz haline getirilmiş yakıt yakıldığında, odak artıklarının bir kısmı yanma odasına (kül-cüruf) yerleşir ve en küçük kül parçacıkları, kül toplayıcılar tarafından tutulduğu bacalara taşınır ve daha sonra kül çöplüklerine taşınır. En ince şekilde dağılmış küle denir külleri Uçur Kül, su ile karıştırıldığında sertleşmez, ancak kireç veya Portland çimentosu eklendiğinde aktive edilir ve karışımın otoklavlarda buharlaştırılması, yeterli mukavemette ürünler elde edilmesini mümkün kılar.

Kireç-cüruf ve kireç-kül tuğlaları, kum-kireç tuğlalarının üretiminde olduğu gibi aynı preslerde kalıplanır ve otoklavlarda buharda pişirilir.

Cüruf ve kül tuğlalarının yoğunluğu 1400... 1600 kg/m3, ısı iletkenlik katsayısı 0,5...0,6 W/(m K)'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 çok katlı binaların üst katlarının döşenmesinde kullanılır.

Köpük silikat ve silikat hücresel betondan yapılmış ürünler. Köpük silikat- hücresel yapıya sahip yapay taş malzeme. Teknik köpükle karıştırılmış plastik kireç-kum karışımının sertleşmesi sonucu elde edilir. Böyle bir karışım gaz oluşturucu bir madde (alüminyum tozu, perhidrol vb.) ile karıştırılırsa, ortaya çıkan hücresel yapıya sahip taş malzemeye denir. gaz silikat.

Köpük silikat üretimi için belirli miktarda öğütülmüş kireç-kireç (aktif CaO en az %70) kullanılır.

Kuru karışımın ağırlıkça %15...20'si. Kuvars kumunun yanı sıra granül yüksek fırın cürufu, uçucu kül ve büyük miktarlarda Si0 2 içeren diğer dolgu maddeleri dolgu maddesi olarak kullanılabilir.

Kireç-kum karışımının öğütme inceliği 2900...3200 cm2/g aralığındadır.

Hücresel silikat ürünlerinin üretimine yönelik teknolojik süreç aşağıdaki işlemlerden oluşur (Şekil 6.3):

  • 1) kireç-kum bağlayıcının hazırlanması (kum miktarı, kireç ağırlığının %20...50'sidir);
  • 2) kumun öğütülmesi;
  • 3) köpük veya gazbeton kütlesinin hazırlanması;
  • 4) ürünün metal kalıplarda kalıplanması;
  • 5) ürünlerin otoklavda işlenmesi.

Hücresel silikat ürünleri hem takviyeli hem de takviyesiz olarak üretilmektedir. Takviyeli silikat betonda, çelik donatı ve gömülü parçalar, çimento betona göre korozyona daha duyarlıdır, bu nedenle kaplanırlar. koruyucu bileşikler(çimento-kazein, polimer-çimento).


Pirinç. 6.3.

BEN- kum deposu; 2 - kurutucu tamburu; 3 - kuru kum için sığınak; 4 - kireç haznesi; 5 - kum öğütme için bilyalı değirmen;

  • 6 - kireç ve kumun birlikte öğütülmesi için bilyalı değirmen;
  • 7 - burgu sistemi; 8 - kireç-kum karışımı için sığınak; 9 - öğütülmüş kum için sığınak; 10 - çimento tedarik asansörü;

II- zemin kireci sağlamak için asansör; 12 - çimento sığınağı; 13 - öğütülmüş kireç için hazne; 14 - tartım dağıtıcıları; 15 - su sebili; 16 - köpük dağıtıcısı; 17 - köpük beton karıştırıcısı; 18 - kütlenin kalıplara dökülmesi için bir asansör; 19 - arabalar

formlarla; 20 - otoklav

Hücresel betondan yapılan silikat ürünleri aşağıdakilere ayrılır:

  • ? ısı yalıtımı için - orta yoğunluk 500 kg/m3'e kadar ve basınç dayanımı 2,5 MPa'ya kadar;
  • ? yapısal ve ısı yalıtımı - ortalama yoğunluğu 500...800 kg/m3 ve basınç dayanımı 2,5...7,5 MPa olan;
  • ? yapısal - ortalama 850 kg/m3 yoğunluğa ve 7,5... 15,0 MPa basınç dayanımına sahip.
  • 6.1.2. Alçı ve alçı beton ürünleri

Bu tür ürünler, alçı ve alçı çimento bağlayıcıları esas alınarak yapılan ürünleri içerir.

Alçıtaşının hızlı sertleşmesi ve iyi kalıplanma özellikleri, prefabrik büyük boyutlu elemanların üretilmesini mümkün kılar çeşitli amaçlar için: cihaz için döşemeler ve duvar panelleri iç bölümler binalar, zemin tabanları vb. Alçı bağlayıcı bazlı levhalar ve paneller yangına oldukça dayanıklı olduğundan, genellikle metal ve ahşap yapıların yangına dayanıklı kaplamasında kullanılırlar.

Alçı ve alçı beton ürünlerinin üretiminde inşaat ve yüksek mukavemetli alçının yanı sıra çelik donatıların korozyonuna neden olmayan alçı cüruflu çimento kullanılır.

Alçıdan yapılan ürünler alçı ve alçı betona ayrılır.

Alçı ürünleri bazen öğütülmüş organik veya mineral agregaların eklenmesiyle alçı hamurundan yapılır.

Alçı beton ürünleri Hafif ve gözenekli agregalı alçı harcından elde edilir. Öğütülmüş atık kağıtlar organik dolgu maddesi olarak kullanılır, talaş mineraller olarak - yakıt ve yüksek fırın cürufları, kabuklu kaya, pomza ve tüf kırma taşı vb.

Dolgu maddeleri alçı ürünlerinin mukavemetini azaltır. Bu nedenle, mukavemetlerini arttırmak için su tüketimi azaltılır, ancak bu, titreşimli sıkıştırma veya sıkıştırmanın kullanılmasını gerektirir.

Alçı bazlı ürünler düşük yoğunluğa sahiptir: alçı - 800... 1100 kg/m3, alçı beton - 1200... 1500 kg/m3. Ürünlerin mukavemeti 2,5... 10 MPa'dır. Bu malzemeler iyi ses ve ısı yalıtım özelliklerine sahiptir, işlenmesi kolaydır ve boyanması kolaydır.

Otoklavlanmış silikat ürünlerinin üretimi için teknoloji

Hava kireci kuvars kumu ve su ile karıştırıldığında normal koşullar altında çok yavaş sertleşen katı bir çözelti elde edilir. Normal koşullar altında kum kimyasal olarak inert olduğundan.

Silikat betonlarıçimento olanlar gibi olabilir ağır(yoğun agregalar - kum ve kırma taş veya kum-çakıl karışımı), ışık(gözenekli dolgu maddeleri - genişletilmiş kil, genişletilmiş perlit, agloporit vb.) ve hücresel(dolgu maddesi, ürünün hacmi boyunca eşit olarak dağılmış hava kabarcıklarıdır).

Silikat betondaki bağlayıcı, ince öğütülmüş kireç-silisli bir karışımdır; bir otoklavda ısı ve nem işlemi sırasında suyla karıştırıldığında yüksek mukavemetli bir yapay taş oluşturabilen kireç-silisli bir bağlayıcıdır.

Silisli bileşen olarak öğütülmüş kuvars kumu, metalurjik (çoğunlukla yüksek fırın) cürufu ve termik santral külü kullanılır. Silisli bileşen (ince kum), silikatlı betonun özelliklerinin oluşumunda büyük etkiye sahiptir. Böylece zemin kumu parçacıklarının dağılımı arttıkça mukavemet ve donma direnci artar. Ve silikat malzemelerin diğer özellikleri.

Kumun öğütülmesinin inceliğinin artmasıyla birlikte, bağlayıcı karışımındaki göreceli CaO içeriği, aktif CaO içeriği, mevcut kumla otoklav işlemi sırasında düşük dereceli kalsiyum hidrosilikatlara bağlanma olasılığını garanti edene kadar artar.

Otoklav işleme- Silikat ürünlerinin üretiminde son ve en önemli aşama. Otoklavda, orijinal, serilmiş ve sıkıştırılmış silikat beton karışımını farklı yoğunluk, şekil ve amaçlara sahip dayanıklı ürünlere dönüştüren karmaşık işlemler gerçekleşir. 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.

Otoklavı yükledikten sonra kapağı kapatın ve doymuş buharı otoklavın içine yavaş ve eşit bir şekilde verin. Otoklav işlemi betonun sertleşmesini hızlandırmanın en etkili yoludur. İşlenmiş betonda damlacık-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. Bo-zhenov'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.

Silikat betonun sıkıştırma, bükülme ve çekme mukavemeti, deformasyon özellikleri ve donatıya yapışması, aynı boyut ve donatı derecesine sahip silikat ve çimento betonundan yapılmış yapıların aynı yük taşıma kapasitesini sağlar. Bu nedenle silikat beton, güçlendirilmiş ve öngerilmeli yapılar için kullanılabilir ve bu da onu çimento betonu ile aynı seviyeye getirir.

Konut, endüstriyel ve kırsal inşaatlara yönelik taşıyıcı yapılar yoğun silikat betondan yapılmıştır: iç duvar ve tavan panelleri, merdiven uçuşları ve platformlar, kirişler, aşıklar ve sütunlar, korniş levhaları vb. Son zamanlarda preslenmiş asbest içermeyen arduvaz, gerilimli-takviyeli silikat beton demiryolu traversleri, güçlendirilmiş silikat beton borular gibi yüksek mukavemetli ürünlerin imalatında ağır silikat beton kullanılmıştır. metro tünellerinin bitirilmesi ve maden inşaatı için (60 MPa veya daha fazla dayanıma sahip beton).

Silikat betonda donatının korozyonu betonun yoğunluğuna ve yapıların servis koşullarına bağlıdır; Yapıların normal çalışması sırasında yoğun silikatlı betondaki donatı korozyona uğramaz. Yoğun silikatlı betondan yapılmış yapılarda ıslak ve değişken çalışma koşullarında donatı korozyon önleyici kaplamalarla korunmalıdır.

Gözenekli agregalı silikat beton, yeni bir hafif beton türüdür. Otoklavlarda sertleşir. Bu betonlar için bağlayıcılar yoğun silikatlı betonla aynıdır ve dolgu maddeleri gözenekli agregalardır: genişletilmiş kil, genişletilmiş perlit, agloporit, cüruf pomza

Kum-kireç tuğlası

Kum-kireç tuğlası şekli, boyutu ve asıl amacı bakımından seramik tuğladan farklı değildir (bkz. Bölüm 3). Kum-kireç tuğlaları yapmak için kullanılan malzemeler hava kireci ve kuvars kumudur. Kireç, öğütülmüş sönmemiş kireç, kısmen söndürülmüş veya söndürülmüş hidrat formunda kullanılır. Kireç çabuk sönmeli ve %5'ten fazla MgO içermemelidir. Aşırı yanma, kirecin sönme hızını yavaşlatır ve hatta ürünlerde çatlak, şişme ve diğer kusurların ortaya çıkmasına neden olur, bu nedenle otoklavlanmış silikat ürünlerinin üretimi için kireç aşırı yanma içermemelidir.

Silikat ürünlerinin üretiminde kuvars kumu, öğütülmemiş veya öğütülmemiş ve ince öğütülmüş karışım halinde ve ayrıca silis içeriği en az% 70 olan kaba öğütülmüş olarak kullanılır. Kumdaki yabancı maddelerin varlığı ürünlerin kalitesini olumsuz yönde etkiler: mika mukavemeti azaltır ve kumdaki içeriği% 0,5'i geçmemelidir; organik yabancı maddeler şişmeye neden olur ve aynı zamanda gücü azaltır; kumdaki kükürt yabancı maddelerin içeriği SO3 açısından %1 ile sınırlıdır. Eşit olarak dağılmış kil safsızlıklarına %10'dan fazla olmayan bir miktarda izin verilir; hatta karışımın işlenebilirliğini biraz arttırırlar. Ürünlerin kalitesini düşürdüğü için kumda büyük miktarda kil bulunmasına izin verilmez. Silikat tuğla üretimi için kireç-kum karışımının bileşimi şu şekildedir: %92...95 saf kuvars kumu, %5...8 hava kireci ve yaklaşık %7 su.

Kum-kireç tuğlalarının üretimi iki şekilde gerçekleştirilir: kireç-kum karışımının hazırlanmasında farklılık gösteren tambur ve silo.

Şu tarihte: davul yöntemi (Şekil 8.6) topaklı kirecin bir bilyeli değirmende öğütülmesiyle elde edilen kum ve ince öğütülmüş sönmemiş kireç, söndürme tamburunun üzerindeki ayrı bunkerlere girer. Söndürme tamburuna periyodik olarak bunkerlerden hacimce dozlanmış kum ve kütlece kireç yüklenir. İkincisi hava geçirmez şekilde kapatılır ve kuru malzemeler 3...5 dakika karıştırılır. 0,15...0,2 MPa basınç altında canlı buhar sağlandığında, sürekli dönen bir tamburla kireç söndürülür. Kireç söndürme işlemi 40 dakika kadar sürer.

Şu tarihte: silo yöntemi Önceden karıştırılmış ve nemlendirilmiş kütle söndürülmek üzere silolara gönderilir. Silolarda bastırma 7...12 saat sürer, yani. Silo yönteminin önemli bir dezavantajı olan varillere göre 10...15 kat daha fazladır. Bir tambur veya siloda iyice söndürülen kireç-kum kütlesi, ilave nemlendirme ve karıştırma için bir kürekli karıştırıcıya veya yolluklara beslenir ve ardından preslenir. Tuğla presleme işlemi, 15...20 MPa'ya kadar basınç altında mekanik preslerde gerçekleştirilerek yoğun ve dayanıklı tuğla üretimi sağlanır. Kalıplanmış hammadde, sertleşme için otoklava gönderilen bir arabaya yerleştirilir.

Otoklav, çapı 2 m veya daha fazla, uzunluğu 20 m'ye kadar olan, uçları kapaklarla hava geçirmez şekilde kapatılmış çelik bir silindirdir (Şekil 8.7). Sıcaklık arttıkça kireç ile kum arasındaki reaksiyon hızlanır ve 174 °C sıcaklıkta 8... 10 saat sürer.Hızlı sertleşme sadece yüksek sıcaklıklarda değil aynı zamanda yüksek nemde de meydana gelir, bu amaçla buhar 0,8 MPa'ya kadar basınçla otoklava verilir ve bu basınç 6...8 saat korunur.Buhar basıncı yükseltilir Ve 1,5 saat azaltın Buharlama döngüsü* 10... 14 saat devam eder.

Yüksek sıcaklık ve nemin etkisi altında kireç ve silika arasında kimyasal bir reaksiyon meydana gelir. Reaksiyon sonucu oluşan hidrosilikatlar kum taneleriyle birlikte büyüyerek dayanıklı bir taşa dönüşür. Ancak silikat balyalarının sertleşmesi söz konusudur. pika burada bitmiyor, buharlaştıktan sonra devam ediyor. Kumun silikasıyla kimyasal etkileşime giren kirecin bir kısmı havadaki karbondioksit ile reaksiyona girerek denkleme göre güçlü kalsiyum karbonat oluşturur.

Ca (OH)2 + C02 = CaCO3 + H20

Kum-kireç tuğlası 250 X 120X 65 mm ebatlarında, 75, 100, 125, 150, 200, 250 ve 300 kalitelerde, su emme oranı %8...16, ısı iletkenliği 0,70...0,75 W/(m-) olarak üretilmektedir. ° C), yoğunluğu 1650 kg/m3'ün üzerinde - seramik tuğlaların yoğunluğundan biraz daha yüksek; donma direnci F15. Kum-kireç tuğlası ve seramikten yapılmış duvarların ısı yalıtım özellikleri neredeyse eşittir.

Kum-kireç tuğlası, seramik tuğlayla aynı şekilde ancak bazı kısıtlamalarla kullanılır. Kum-kireç tuğlası, suya daha az dayanıklı olduğundan temellerin ve süpürgeliklerin döşenmesinde ve ayrıca soba ve bacaların döşenmesinde kullanılamaz, çünkü yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kaldığında kalsiyum hidrosilikat ve oksit hidratın dehidrasyonu meydana gelir, kalsiyum kum tanelerini bağlar ve tuğla yok edilir.

Teknik ve ekonomik göstergeler açısından kum-kireç tuğlası seramik tuğladan üstündür. Üretimi 2 kat daha az yakıt, 3 kat daha az elektrik, 2,5 kat daha az emek yoğunluğu gerektiriyor; Sonuçta kum-kireç tuğlasının maliyeti seramik tuğlaya göre %25...35 daha düşüktür.