silikat malzemeler. Silikat duvar malzemeleri Silikat yapı malzemeleri ve ürünleri

SİLİKAT MALZEME VE ÜRÜNLERİ. Asbestli çimento ÜRÜNLERİ

Mineral bağlayıcılar henüz bitmemiş yapı malzemeleridir. Bağlayıcıların ana özelliği, belirli bir miktar su ile karıştırıldıktan sonra sertleşebilmeleridir.

Bağlayıcıların sertleşmesi sırasında meydana gelen reaksiyon, esas olarak suyun bir kısmının eklenmesi olan hidrasyon reaksiyonudur.

Harç üretimi için çimentolarla birlikte, kireç: hava ve hidrolik hidratlı tüy, kireç ezmesi veya süt şeklinde ve ayrıca sönmemiş kireç formunda. Kireç hamurunun yoğunluğu en az 1200 kg/m3 olmalı ve ağırlıkça en az %30 kireç içermelidir. Sıva için kireç ve yüz yüze çözümler sertleşmiş katmanda dökülmeye (toz) neden olabilecek sönmemiş parçacıklar içermemelidir. Bu nedenle, taze sönmüş kireç 0,315 - 0,25 mm hücreli bir elekten geçirilir.

Bina hava kireci CaO- doğal karbonat kayaçlarının 900-1300 °C'de orta derecede kavrulması ürünü CaCO3%8'e kadar kil safsızlıkları (kireçtaşı, dolomit, tebeşir) içerir. Kavurma şaftlarda ve döner fırınlarda yapılır. En çok kullanılan şaft fırınları. Kireçtaşının bir şaft fırınında pişirilmesi sırasında, şaft içinde yukarıdan aşağıya doğru hareket eden malzeme arka arkaya üç bölgeden geçer: bir ısıtma bölgesi (hammaddelerin kurutulması ve uçucu maddelerin salınması), bir pişirme bölgesi (maddelerin ayrışması) ve bir soğutma bölgesi. Isıtma bölgesinde, yanmanın gaz halindeki ürünlerinden yanma bölgesinden gelen ısı nedeniyle kireç taşı 900°C'ye kadar ısıtılır. Ateşleme bölgesinde yakıt yakılır ve kireçtaşı ayrıştırılır. CaCO3 kireç üzerinde CaO ve karbondioksit CO2 1000-1200°C'de. Soğutma bölgesinde, yanmış kireçtaşı yukarı doğru hareket eden soğuk hava ile 80-100°C'ye kadar soğutulur.

Kavurma sonucunda karbondioksit tamamen kaybedilir ve topak topak, beyaz veya beyaz parçalar halinde sönmemiş kireç elde edilir. gri renk. Sönmemiş kireç, bir üründür. farklı şekiller bina kireci: öğütülmüş toz sönmemiş kireç, kireç hamuru.

Duvar ve duvarların hazırlanmasında çeşitli tiplerde hava kireci kullanılır. alçı çözümleri, düşük dereceli beton (hava-kuru koşullarda çalışma), yoğun silikat ürünlerin imalatı (tuğla, büyük bloklar, paneller), karışık çimento üretimi çimento harcı kireç sünekliği, mukavemeti ve yayılma süresini arttırır.

Hava kirecinin sertleşme süreci, büyük ölçüde karbonizasyonun bir sonucu olarak gerçekleşir. karbon dioksit hava. Hava kirecinin sertleşmesi sırasında suda çözünebilen bileşikler oluşur.

hidrolik kireç doğal marnların ve marn kireçtaşlarının 900-1100°C'de orta derecede pişirilmesiyle elde edilir. Hidrolik kireç üretiminde kullanılan marn ve marn kireçtaşı, %6 ila %25 arasında kil ve kum safsızlıkları içerir. Hidrolik özellikleri, hidrolik (veya ana) modül ( M), kalsiyum oksit içeriğinin yüzde olarak silikon, alüminyum ve demir oksitlerin toplam içeriğine oranını temsil eder. Hidrolik kireç yavaş priz alan ve yavaş sertleşen bir maddedir. hazırlamak için kullanılır harçlar, düşük dereceli betonlar, hafif betonlar, karışık beton üretiminde.

Hidrolik kireç, hem havada hem de suda sertleşme ve dayanıklılık sağlar. İÇİNDE saf formu hidrolik kireç kullanılmaz, karışımda kullanılır. Hidrolik kirecin üretimi için hammadde, safsızlık olarak kile sahip olduğundan, hava kirecinden daha koyu renklidir.

silikat tuğla. Hava kireci esaslı kireç-kum harçları, düşük mukavemetli, yavaş sertleşen ve suya dayanıklı olmayan malzemelerdir.

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

Michaelis'in keşfi, sözde silikat (kireç-kum) tuğlayı üretmek için kullanıldı. modern üretim silikat tuğla aşağıdaki gibidir. %90...92 saf kuvars kumu, %8...10 öğütülmüş sönmemiş kireç ve bir miktar su içeren ham karışım iyice karıştırılır ve kireç tamamen sönene kadar bekletilir. Daha sonra bu karışımdan büyük baskı(15 ... 20 MPa) arabalara serilen ve sertleşmeye gönderilen tuğla preslenir otoklavlar- 2 m çapa kadar ve 20 m uzunluğa kadar, hermetik olarak kapatılmış kapaklara sahip kalın duvarlı çelik silindirler. 0,8 MPa basınçta ve 180 ° C sıcaklıkta doymuş buhar atmosferindeki bir otoklavda tuğla 8 ... 14 saat sertleşir. bitmiş tuğla 10 ... 15 gün dayanabilen, bunun sonucunda tuğlanın su direnci ve mukavemeti artar.

Hava kireci, 0,8-1,6 MPa ve T=200° basınçta otoklavlanmış yoğun gözenekli malzemelerin panel, blok, zemin elemanları, yassı marşlar şeklinde ürünlerin imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Silikat tuğla üretimindeki işleme sıcaklığı ve toplam enerji tüketimi, seramik tuğla üretiminden önemli ölçüde daha düşüktür, bu nedenle silikat tuğlalar, seramik tuğlalardan daha uygun maliyetlidir.

Sıradan bir silikat tuğlanın yoğunluğu, tam gövdeli bir seramik olandan biraz daha yüksektir. Tuğla ve taşların yoğunluğunu azaltmak, içlerinde boşluklar oluşturarak veya ham kütleye gözenekli agregalar ekleyerek elde edilir.

Silikat tuğlanın yanı sıra seramik, boyutuna bağlı olarak şunlar olabilir:

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

kalınlaşmış(içi boş veya gözenekli agregalı) 250x120x88 mm (kalınlaştırılmış tuğlanın ağırlığı 4,3 kg'ı geçmemelidir);

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

Tuğla rengi süt beyazından açık griye kadardır. Serbest bırakmak kaplama tuğlası fiziksel ve mekanik özellikleri artırılmış, mavi, yeşilimsi, sarı ve diğer açık renklerde kütle halinde veya ön yüzler boyunca boyanmış alkaliye dayanıklı pigmentlerle renklendirilebilir.

Silikat tuğlalar ve taşlar basınç ve eğilme dayanımına bağlı olarak sekiz dereceye ayrılır: 300; 250; 200; 175; 150; 125; 100 ve 75, sırasıyla ortalama basınç dayanımı değerlerine sahip, en az 30...7,5 MPa. Silikat tuğlanın su emmesi 6'dan az değil %. Tuğlalar ve taşlar için donma direnci sınıfları - F50; 35; 25 ve 15; ön cepheli ürünlerde donma dayanımı en az 25 olmalıdır.

Önemli bir dezavantaj silikat tuğla seramiğe göre, su direnci ve ısı direnci azalır.

Silikat tuğla dış mekan döşemek için kullanılır ve iç duvarlar yer üstü parçalar binalar ve yapılar. Suya maruz kalan yapılarda (temel, baza, kanalizasyon kuyuları vb.) ve yüksek sıcaklıklar (fırınlar, bacalar vb) yasaktır.

Şu anda, prefabrike inşaat için bina ve yapıların hemen hemen tüm elemanlarının (paneller, döşeme plakaları, merdiven elemanları vb.)

Silikat beton ürünleri ağır (sıradan betona benzer) ve hafif (gözenekli agregalara dayalı) veya gözeneklidir (köpük ve gaz silikatlar). Bu yanmaz tuğla, %6-7 nem içeriğine sahip hava kireci (%5-10) ve kuvars kumu (%90-95) karışımının kuru preslenmesiyle yapılır. Mukavemeti arttırmak için kireç-silika karışımları kullanılır. Tuğla kaliteleri M-75, 100, 125,150,200,250.

Boyutlar 65x120x250 - tek ve bir buçuk veya 4,3 kg'dan daha ağır olmayan modüler 88x120x250 oyuk. Ortalama yoğunluk 1700-2000kg/m3. donma direnci Mrz-15, 25 ve 50. silikat tuğla su geçirmez değildir ve agresif suya dayanıklı değildir, yangına dayanıklı değildir. Fırın ve boru döşemek için kullanılamaz. 170°C sıcaklıkta ve 4-6 atm basınçta otoklavda üretilir.

Kireç bazında kireç-kum, kireç-kil ve kireç-kül malzemeleri hazırlanır. Bu tür ürünlere çimentosuz veya silikat beton bazlı denir. Kireç, saf haliyle veya badana için tebeşirle karıştırılarak kullanılır.

Silikat tuğla, toplam hacmin önemli bir bölümünü oluşturur. duvar malzemeleri. Kum-kireç tuğladan yapılmış duvarların inşası için verilen maliyetler, diğerlerine kıyasla yaklaşık %84'tür. gerekli masraflar kullanarak seramik tuğla. Silikat tuğla üretimi için referans yakıt ve elektrik tüketimi, seramik tuğlaya göre 2 kat daha düşüktür. 1 bin adet almak için. kum-kireç tuğla ortalama 4,9 GJ ısı tüketir, bunun yarısı kireci yakmak için ısı, diğer yarısı otoklavlama ve diğer teknolojik işlemler için ısıdır.

Bu malzemenin üretiminde termik santrallerden çıkan kül ve cüruflar bağlayıcı veya dolgu maddesi olarak kullanılmaktadır. İlk durumda kül tüketimi 1 bin adette 500 kg'a ulaşıyor. tuğla, ikinci - 1.5-3.5 ton Bağlayıcının bileşimindeki optimal kireç ve kül oranı, külün aktivitesine, kireçteki aktif kalsiyum oksit içeriğine, kumun boyutuna ve granülometrik bileşimine ve diğer teknolojik faktörlere bağlıdır. Kömür külünün eklenmesiyle kireç tüketimi% 10-50 azalır ve içeriği (CaO + MgO)% 40-50'ye kadar olan şeyl külü, silikat kütlesindeki kirecin yerini tamamen alabilir. Kireç-kül bağlayıcıdaki kül, sadece aktif bir silika katkı maddesi olmayıp, aynı zamanda karışımın plastikleşmesine ve hammaddenin mukavemetinin 1,3-1,5 kat artmasına katkıda bulunur, bu da özellikle sağlanması için önemlidir. normal operasyon istifleyiciler.

Kireç-kum silikat tuğlalara ek olarak, üretirler kireç cürufu ve kireç külü, kum yerine kısmen veya tamamen endüstriyel atıkların kullanıldığı: termik santrallerden çıkan cüruf ve kül. Bu tür tuğlaların özellikleri kireç kumununkine benzer.

Silikat tuğla üretiminde kireç-silika bağlayıcı, sönmemiş kirecin kül ve kuvars kumu ile birlikte öğütülmesiyle elde edilir. Bağlayıcıdaki aktif CaO ve MgO'nun toplam içeriği %30-40, özgül yüzey alanı 4000-5000 cm2/g, 02 numaralı elek üzerindeki kalıntı %2'den fazla değildir. Silikat karışımındaki optimum kül ve cüruf içeriği tanecik bileşimine ve kalıplama yöntemine bağlıdır ve parçacık boyutu modülü ve presleme döngüsü ile artar.

Kül ve yakıt cürufu ilavesiyle silikat tuğla, otoklavlarda 0,8-1,6 MPa doymuş buhar basıncında sertleşir. Tavsiye edilen maruz kalma süresi 4-8 saattir Ortaya çıkan malzeme su ve donma direnci açısından sıradan silikat tuğlaya göre daha üstündür, daha düşük su emme ve su geçirgenlik değerlerine sahiptir, daha iyi pazarlanabilir durum. Kül-silikat karışımından tuğlaların avantajı optimal kompozisyon normalden daha düşük ortalama yoğunluk A=700-1800 kg/m3'e karşı 1900-2000 kg/m3).

Termik santrallerden elde edilen küller kullanılarak, aşağıdaki özelliklere sahip gözenekli bir silikat tuğla elde edilmiştir: yoğunluk 1250-1400 kg/m3; mukavemet 10-17,5 MPa, gözeneklilik %27-28, donma direnci 15-35 döngü.

Kullanımı, dış duvarların kalınlığını% 20 ve kütleyi -% 40 oranında azaltmaya ve binaların ısıtılması için ısı tüketimini önemli ölçüde azaltmaya izin verir.

Bu nedenle, alçı, hava kireci bazlı yapı malzemelerinin nemden korunması, kuru bir ortamda çalışması veya su direncini artırmak için bileşenler eklemesi gerekir.

Mineral bağlayıcıların su tüketimi, elde edilen malzemelerin özelliklerini etkiler. Su talebi, işlenebilir bir karışım elde etmek için gereken su miktarı ile belirlenir. Yeterli su yoksa karışım gevşek olur, fazlası kütlenin yayılmasına neden olur. Sudaki önemli bir artış özellikleri etkiler yapay taş- Büyük gözenek oluşumuna, ciddi büzülmeye neden olabilir, mukavemeti azaltır.

silikat malzemeler silikatların, polisilikatların ve alüminosilikatların karışımlarından veya alaşımlarından elde edilen malzemeler olarak adlandırılır. Yaygın bir katı faz malzemeleri grubunu, yani bir veya daha fazlasını belirleyen bir dizi özelliğe sahip maddeleri temsil ederler. pratik kullanım(I.V. Tananaev). Bir malzemenin bu tanımında esas olan, uygulanabilirliğinin işareti olduğundan, silikat malzemeler grubu, silikatların kendileriyle aynı amaçlar için kullanılan bazı silikat olmayan sistemleri de içerir.

silikatlar bağlantılar çeşitli unsurlar asit rolünü oynadığı silika (silikon oksit) ile. yapısal eleman silikatlar, 2.6.10-10 m uzunluğunda (0.26 nm) kenarları olan, merkezde silikon atomu Si4+ ve tetrahedronun köşelerinde oksijen atomları O2- bulunan bir tetrahedral ortogrup 4-'tür. Silikatlardaki tetrahedra, ortak oksijen köşelerinden silikon-oksijen komplekslerine bağlanır değişen karmaşıklık kapalı halkalar, zincirler, ızgaralar ve katmanlar şeklinde. Alüminosilikatlar, silikat tetrahedraya ek olarak, silikat tetrahedra ile alüminyum-silikon-oksijen kompleksleri oluşturan Al3+ alüminyum atomlu [Al04] 5-tetrahedra içerir.

Si 4+ iyonuna ek olarak, karmaşık silikatların bileşimi şunları içerir: katyonlar: Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Mn 2+, B 3+, Cr 3+, Fe 3+, Al 3+, Ti 4+ ve anyonlar: O 2 2-, OH -, F -, Cl -, S04 2- ve ayrıca su. İkincisi, silikatlar tarafından emilen, OH -, kristalleşme H20 ve fiziksel şeklinde kristal kafese dahil edilen anayasal formdaki silikatların bileşiminde olabilir.

Silikatların özellikleri bileşimlerine, yapılarına bağlıdır. kristal kafes, iyonlar arasında hareket eden kuvvetlerin doğası ve büyük ölçüde silikon ve oksijen atomları arasındaki 450–490 kJ / mol olan yüksek bağlanma enerjisi değeri tarafından belirlenir. (C–O bağı için enerji 314 kJ/mol'dür). Silikatların çoğu demlenebilirlik ve refrakterlik bakımından farklılık gösterir, erime noktaları 770 ila 2130 o C arasında değişir. Silikatların sertliği 1 ila 6-7 birim arasında değişir. Mohs ölçeğinde.

Silikatların kimyasal bileşimi genellikle elementlerin artan değerlik sırasına göre sembollerinden veya aynı sıradaki oksitlerinin formüllerinden oluşan formüller şeklinde ifade edilir. Örneğin feldspat K2Al2Si6O16, KAlSi308 veya K2O·Al203 ·6SiO2 olarak temsil edilebilir.

Tüm silikatlar doğal (mineraller) ve sentetik (silikat malzemeler) olarak ikiye ayrılır. silikatlar en yaygın olanlarıdır kimyasal bileşikler kütlelerinin %82'sini oluşturan yerkabuğu ve mantosunda, ayrıca ay kayalarında ve göktaşlarında. Bilinen doğal silikatların toplam sayısı 1500'ü aşıyor. Kökenlerine göre kristalleşme (magmatik) kayaçlar ve tortul kayaçlar olarak ikiye ayrılırlar. Doğal silikatlar çeşitli alanlarda hammadde olarak kullanılmaktadır. Ulusal ekonomi:

İÇİNDE teknolojik süreçler yakma ve eritmeye dayalı (killer, kuvarsit, feldspat, vb.);

Hidrotermal arıtma proseslerinde (asbest, mika vb.);

Yapım aşamasında;

metalürjik süreçlerde.

silikat malzemeler çok sayıda Çeşitli türler, kimyasal üretimin büyük ölçekli bir ürününü temsil eder ve ülke ekonomisinin birçok alanında kullanılır. Üretimleri için hammaddeler şunlardır: doğal mineraller (kuvars kumu, kil, feldspat, kalker), endüstriyel ürünler (sodyum karbonat, boraks, sodyum sülfat, çeşitli metallerin oksitleri ve tuzları) ve atıklar (cüruf, çamur, kül).

Şek. 11.1 silikatların sınıflandırılmasını gösterir.

Pirinç. 11.1. silikatların sınıflandırılması

Üretim ölçeği açısından silikat malzemeler ilk sıralardan birini işgal ediyor. Masada. 11.1. üretim verileri sunulur en önemli türler Rusya Federasyonu'ndaki silikat malzemeler |

Tablo 11.1

Rusya Federasyonu'nda silikat malzemeleri üretimi

Silikat malzemeleri ve otoklav sertleştirme ürünleri, otoklav işlemi sırasında buhar etkisi altında sentezlenen kireç-silika (silikat) taşına dayalı yapay yapı konglomeralarıdır. Yüksek sıcaklık ve artan basınç. Ürünlerin kalıplandığı ham karışımın ana bileşenlerinden biri, termal ve nem işlemi sırasında silikaya karşı yüksek kimyasal aktiviteye sahip olan kireçtir. Bu nedenle ham karışımın ikinci ana bileşeni kuvars kumu veya diğer mineraller silis içeren örneğin cüruf, termik santral külü vb. Kimyasal etkileşimin oldukça yoğun gerçekleşebilmesi için silis bileşeni ince öğütme işlemine tabi tutulur. Ezilmiş kum ne kadar ince olursa, karışımdaki nispi kireç içeriği o kadar yüksek olmalıdır. Öğütülmemiş kuvars kumu, cüruf, genleştirilmiş kil, genleştirilmiş perlit vb. şeklindeki agregalar da diğer bileşenler olarak katılabilir.Su, tüm karışımlarda vazgeçilmez bir bileşendir.

Otoklavlanmış silikat ürünleri arasında silikat tuğla, büyük silikat blokları, ağır silikat beton levhalar, zemin ve duvar panelleri, kolonlar, kirişler vb. Hafif agregalar ağırlığı azaltır duvar panelleri ve diğer unsurlar. silikat ürünleri tam gövdeli veya hafif, açık veya yarı kapalı boşluklu olarak üretilirler. silikatlar özellikle önemlidir. hücresel beton eşit olarak dağıtılmış hava hücreleri veya kabarcıklarla dolu. Ürünlerin şeklini ve boyutunu, kalite göstergelerini belirleyen yapıcı ve ısı yalıtım amacına sahip olabilirler.

Ürünler gerekli özellikleri kazanır Yapı malzemeleri, otoklavlamadan sonra, karakteristik kalsiyum ve magnezyum hidrosilikat neoplazmalarının yanı sıra susuz silikatlarla yeni bir kireç-silika çimentosu oluşur.

Otoklavda taş benzeri bir ürün oluşma olasılığı, geç XIX yüzyılda, ancak beton türü başta olmak üzere silikat ürün, parça ve yapılarının seri üretimi ilk olarak ülkemizde organize edilmiştir. Üretimlerinin teknolojisi mekanize ve büyük ölçüde otomatiktir, bu da diğerlerine kıyasla daha ucuz ürünler sağlar. çimento malzemeleri ve ürünler. Bu yönde etkili araştırmalar P.I. Bozhenov, A.V. Volzhensky, P.P. Budnikov, Yu.M. Butt ve diğ., 0.8-1.2 aralığında bir Ca0:Si02 oranına sahip en kararlı düşük bazlı hidrosilikatların otoklav işlemi sırasında oluştuğu, ancak katılaşmanın ara aşamalarında daha yüksek bazik kimyasal bileşiklerin de mümkün olduğu gösterilmiştir. P.I. Bir hidrosilikat karışımından oluşan bir otoklav konglomerasında bir çimento bağlayıcının "teknik sentezine" dikkat çeken Bozhenov, kimyasal hammaddelerin belirli gereksinimleri karşılaması gerektiğine inanıyor. Tozun özgül yüzey alanı 2000-4000 cm2/g aralığında, mümkünse amorf, camsı olacak şekilde yüksek oranda dağılmış olmalıdır. Reaktif hammaddeler, otoklav konglomerasında sadece bir bağlayıcı bağlayıcı oluşumunu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda ham karışımın bir dizi teknolojik özelliğini (ürünlerin şekillendirilebilirliği, yüzeylerinin düzgünlüğü, taşınabilirliği vb.) sağlar. Ancak otoklav işleme sırasında silikat malzemelerin yapı ve özelliklerinin oluşumunu yalnızca kimyasal ve fizikokimyasal işlemler etkilemez. A.V. Otoklav işleme sırasında termal ve nem koşullarındaki değişikliğe ve bunların ürünlerin kalitesi üzerindeki etkisine ilk dikkat çeken Volzhensky oldu. Bu bağlamda, otoklav işlemede üç aşamayı ayırt etmek alışılmış bir durumdu: otoklavı ve ürünleri belirli bir maksimum basınca kadar buharla doldurmak; buhar inişi; ürünlerin otoklavdan çıkarılması.

P.I.'ye göre tam otoklavlama döngüsü. Bozhenov, beş aşamadan oluşuyor: buhar girişi ve 100°C sıcaklık ayarı; ortamın sıcaklığında ve buhar basıncında belirlenen maksimuma daha fazla artış; sabit basınçta izotermal tutma (basınç ne kadar yüksek olursa, otoklavlama modu o kadar kısa olur); buhar basıncının atmosfere ve sıcaklığa - 100°C'ye kadar düşme hızında yavaş ve kademeli artış; Ürünlerin otoklavda veya otoklavdan boşaltıldıktan sonra son soğutulması. optimum mod, yani en iyi koşullar buhar basıncı, sıcaklık ve işlemenin tüm aşamalarının süresi açısından, ekonomik nedenlerle basıncı her zaman hızlı bir şekilde yükseltme ve yavaşça düşürme eğiliminde olmalarına rağmen, hammadde türüne göre belirlenir.

Bir otoklavda bir silikat ürününün mikro ve makro yapısının oluşumu, işlemenin çeşitli aşamalarında gerçekleşir. Ham kireç-kumunun taş benzeri bir duruma sertleşme mekanizması, önce, karışımdaki ana bileşenlerin yüksek basınç ve sıcaklık koşulları altında kimyasal etkileşiminin bir ürünü olarak bir kireç-silika çimentolama maddesinin oluşmasıyla ifade edilir. Teorilerden birine göre (P.P. Budnikova, Yu.M. Butta ve diğerleri), çimentolayıcı bir maddenin oluşumu, kirecin suda ön çözünmesiyle gerçekleşir. Kireç çözünürlüğü artan sıcaklıkla azaldığından, çözelti yavaş yavaş doymuş hale gelir. Ancak artan sıcaklıkla birlikte ince dağılmış silisin çözünürlüğü artar. Örneğin, sıcaklığın 80'den 120 ° C'ye çıkarılmasıyla, silisin çözünürlüğü (Kennedy'ye göre) neredeyse 3 kat artar. Bu nedenle, 120-130 ° C sıcaklıkta, çözelti halinde bulunan kireç ve silika, jel benzeri kalsiyum hidrosilikatların oluşumu ile etkileşime girer. Sıcaklık daha da yükseldikçe, neoplazmalar, çekirdeklerin ve bir kristalin fazın ve ardından kristalin iç içe büyümelerin ortaya çıkmasıyla daha büyük hale gelir. Kireç fazlalığında, C2SH(A) ve C2SH2 tiplerinin nispeten iri taneli dibazik kalsiyum hidrosilikatları ortaya çıkar ve kirecin tamamen bağlanmasından sonra ve yeniden kristalleştirme sırasında, CSH(B) ve C5S6H5 tiplerinin (tobermorit) daha kararlı mikrokristalin düşük bazlı kalsiyum hidrosilikatları ortaya çıkar. Kuvars taneleri çevresinde ve taneler arası boşlukta kristalleşme meydana gelir; kristalli neoplazmaların daha fazla sertleşmesi ve kirlenmesi ile çerçeveye füzyonu ile birlikte.

Başka bir teoriye göre, bağlayıcı mikro yapının oluşumu, kireç ve silisin çözünmesi yoluyla değil, katı fazda, moleküllerin koşullar altında kendi kendine difüzyon sürecinin etkisi altında gerçekleşir. su ortamı ve yüksek sıcaklık. Sıvı ve katı fazlardaki reaksiyonlar sonucunda bir bağlayıcı mikro yapının oluşmasına izin veren üçüncü bir teori de (A.V. Satalkin, P.G. Komokhov, vb.) Vardır.

Silikat taşının ve malzemelerinin yapısının ve özelliklerinin oluşumunda büyük fayda sağlayan, karışıma eklenen, kalsiyum veya magnezyum hidrosilikat oluşum süreçlerini hızlandırıcı, neoplazmaların kristalleşmesi, özellik ve yapı değiştiricileri olarak işlev gören ek maddelerdir (katkı maddeleri). Genel olarak, içinde silikat taşı ince iğne veya pullu mikrokristal yapıya sahip düşük bazlı kalsiyum hidrosilikatlar CSH(B) ve tobermorit CsSeH'ler baskındır. Yüksek kireçli karışımlarda sentez sonucunda gillebrandit 2CaO Si0 2 H2O (yani C 2 SH) oluşur.

Optimum Yapı silikat malzeme belirli bir miktarda kireç-silika çimentosu ve bunun faz bileşenlerinin minimum oranı ile oluşturulur.

Pirinç. 9.28. Silikat taşının mukavemetinin kireç macunu (Ig) ve öğütülmüş kumun (P m) kütle oranına ve ayrıca karışımın bileşimine bağımlılığı:

1 - 20.80; 2 - 40.60; 3 - 60.40; 4 - 80.20. Payda, paydadaki kireç miktarı - ağırlıkça alınan öğütülmüş kum (öğütme) miktarı

Pirinç. 9.29.

Yeni yapılmış bir konglomerada, dispersiyon ortamı (c) kireç hamurudur (It) ve öğütülmüş silis (kum) bileşeni (Pm) katı bir dağılmış faz (f) görevi görür. Otoklavlamadan sonra optimum yapıya sahip kireç-silika bağlayıcının aktivitesi (kuvveti) ve ayrıca silikat malzemenin diğer özellikleri, And t: Pm (ağırlıkça) oranının değerine bağlıdır. sonuçlar Deneysel çalışmalar sıkıştırmadaki nihai mukavemetin, bükülmedeki gerilme mukavemetinin, ortalama yoğunluğun ve silikat taşının özelliklerinin diğer göstergelerinin belirli bir minimum c7f \u003d I ^ / P m oranında aşırı değerler aldığını göstermiştir (Şekil 9.28). Formül (3.4) ile tamamen uyumlu olarak, silikat konglomeratın mukavemeti RC= /G/x, burada R*- optimum yapıya sahip otoklavlanmış silikat taşının gücü; x \u003d It / Pm: I7Pm \u003d

1 - 80:20; 2 - 60:40; 3 - 40:60; 4 - 30:70; 5 - 20:80; 6 - 17:83. Kompozisyonlar yapıldı: 1,2, 3 - keramdor kullanımı ile; 4 , 5, 6 - ezilmiş granit kullanarak. Optimum yapılar 1,11 ve III'ün eğrileri sırasıyla kırılmış granit, seramdor ve sadece yerel taş ocağı kumunun kullanıldığı betonu ifade eder.

6/5* - kireç macunu filmlerinin ortalama kalınlığının, sırasıyla, konglomeranın bağlayıcısında ve optimal yapıdaki bağlayıcıda oranı; P- üs, kaynak malzemelerin kalitesine bağlıdır.

İnce ve kaba taneli beton örnekleri üzerinde silikat taşı ve silikat konglomera üzerinde yapılan çalışmalar (Şekil 9.29), optimum yapılarda, özelliklerinin tamamen ISC'nin genel yasalarına tabi olduğunu göstermiştir.

Otoklav ürünlerinin üretiminde silisli hammaddenin yanı sıra feldispat, killi, karbonatlı kumlar gibi yaygın düşük kuvarslı hammaddeler ile cüruflar ve diğer sanayi yan ürünleri kullanılabilmektedir. Otoklavlama koşulları altında çözünen düşük kuvarslı hammaddelerin mineralleri, kuvarsın çözünürlüğünden daha düşük olmayan aktif bileşenler haline gelir. Aktiviteleri, bileşimlerinde yer alan anyonların ve katyonların yarıçaplarının boyutuna bağlıdır. Otoklavda, özellikleri bakımından kireç-silika otoklav sertleştirmesinden daha üstün olan yeni bir bağlayıcı (ateşlemeyen tuz-cüruf bağlayıcı) oluşturulur. Düşük bazlı, zayıf kristalize kalsiyum hidrosilikatlardan ve alüminyum iyonlarının varlığında - yüksek oranda bazik kalsiyum hidrosilikatlardan oluşur.

Silikat ürünlerinin sınıflandırılması
Silikat ürünleri, çeşitli silikatların ve polisilikatların bir karışımından oluşur. Silikat hammaddelerinin termal veya termokimyasal işlenmesiyle elde edilirler. Bu işlemenin koşullarına ve hammaddelerin kalitesine bağlı olarak ortaya çıkan ürün ve ürünler farklı özelliklere sahiptir. kimyasal bileşim ve farklı var fiziki ozellikleri. Silikat ürünleri elde etme koşullarına ve özelliklerine göre pratikte üç kategoriye ayrılırlar: seramik, cam ve bağlayıcılar.
Seramik ürünler, çeşitli mineral ve oksitlerin ezilmiş karışımlarının yüksek sıcaklıklarda sinterlenmesiyle elde edilir. Sinterleme derecesine bağlı olarak, ürünlere ayrılırlar: a) gözenekli ve b) sinterlenmiş parça. Bu ürünlerin ilk grubu şunları içerir: tuğla, fayans, kiremit, kiremit, pişmiş toprak, çanak çömlek ve çeşitli refrakterler (şamot, dinas, vb.). İkinci grup ürünler ise porselen, kimya endüstrisi için aside dayanıklı ürünler, kaldırım ve bakan plakalar vb. Yüzeyin durumuna bağlı olarak seramik ürünler sırlı ve sırsız olarak ikiye ayrılırlar. Sırlı ürünler, yüzeyinde bulunan ürünleri içerir. ince tabaka erimiş camsı kütle.
Bazı toz silikatlar, alüminosilikatlar ve diğer mineral kökenli maddelerin pişirilmesinden sonra büzücü özelliklere sahip ürünler oluşur, yani su varlığında güçlü bir taş kütlesine dönüşürler. Bu tür ürünlere büzücü denir.
Silikat karışımlarının erimesi için ısıtılması, ardından sıvının katılaşması için soğutulması, çeşitli çeşitler bardak.
Cam ve bağlayıcıların sınıflandırılması aşağıda verilmiştir (bkz. Bölüm III ve IV).

Silikat ürünlerinin kullanımı
Şu anda, ulusal ekonominin silikat ürünlerinin kullanılmadığı böyle bir dalını adlandırmak zordur. Hidroelektrik santrallerin, şehirlerin ve çeşitli endüstriyel tesislerin yaygın olarak inşa edilmesiyle bağlantılı olarak Sovyetler Birliği'nde önemi özellikle büyüktür. binalarımız Büyük miktarlarçimento, tuğla, kaplama levhaları, fayans tüketin, Kanalizasyon boruları, cam ve çeşitli doğal yapı malzemeleri.
Sovyetler Birliği'ndeki konut ve endüstriyel inşaatın kapsamlı gelişimi ile bağlantılı olarak en önemli silikat malzemesi olan çimento üretimi sürekli artmaktadır. 1965 planına göre ülkemizde 84,6 milyon tona kadar çimento üretilecek ve bu rakam 1958'de ulaşılan seviyenin 2,5 katını aşacak.
Silikat ürünleri, kimya ve metalürji endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır: bunlar, fırınların döşenmesinde kullanılan çeşitli refrakter malzemeler, asit üretiminde aside dayanıklı ürünler, seramik borular— agresif gazların ve sıvıların vb. sağlanması ve uzaklaştırılması için.
Elektrik ve radyo endüstrisi çok fazla silikat ürünü tüketir: porselen izolatörler çeşitli sistemler ve boyutları, seramik parçalar için ısıtma cihazları, porselen ve havai fişek boruları elektrikli fırınlar vesaire.
Sovyet iktidarı yıllarında, esasen devrimden önce sahip olmadığımız optik cam endüstrisi geniş bir gelişme kazandı. Optik cam çeşitli ürünlerin üretiminde kullanılmaktadır. Optik enstrümanlar: mikroskoplar farklı sistemler dürbünler, optik pirometreler vb.
Son olarak, günlük yaşamda çok sayıda silikat ürünü kullanılmaktadır: cam, porselen ve fayans tabaklar, sağlık gereçleri vb.

Silikat malzemeleri ve otoklav sertleştirme ürünleri, yüksek sıcaklıkta ve yüksek basınçta buhar etkisi altında otoklav işlemi sırasında sentezlenen kireç-silika (silikat) taşına dayalı yapay yapı konglomeralarıdır.

Ürünlerin kalıplandığı ham karışımın ana bileşenlerinden biri, ısıl işlem ve nem işlemi sırasında silikaya karşı yüksek kimyasal aktiviteye sahip olan kireçtir, ham karışımın ikinci ana bileşeni kuvars kumu veya silika içeren mineral maddelerdir. Kimyasal etkileşimin yeterince yoğun olabilmesi için silika bileşeni ince öğütme işlemine tabi tutulur. Su, tüm karışımlarda vazgeçilmez bir bileşendir.

Otoklavlanmış silikat ürünleri arasında silikat tuğlalar, büyük silikat bloklar, ağır silikat beton levhalar, zemin ve duvar panelleri, kolonlar, kirişler vb.

Hafif agregalar, duvar panellerinin ve diğer elemanların ağırlığını azaltır.

Silikat ürünler, tam gövdeli veya hafif, açık veya yarı kapalı boşluklarla üretilir.

7.6.1. silikat tuğla

Silikat kireç-kum tuğlası şekil, boyut ve ana amaç bakımından kil tuğladan farklı değildir.

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

Tuğla kalıplama preslerde 15-20 MPa basınç altında gerçekleştirilir.

Sertleştirme için, ham tuğlalar buharda pişirilmek üzere bir otoklava gönderilir. Otoklav çelik bir silindirdir, uçları hermetik olarak kapaklarla kapatılmıştır. Sertleşme sadece yüksek sıcaklıklarda değil, aynı zamanda yüksek nem bunun için otoklava basınçlı buhar beslenir. Buhar basıncı kademeli olarak artırılır. Buharlama döngüsü 10-14 saat devam eder.

Çiğ etin bir otoklavda buharda pişirilmesi şartlı olarak beş aşamadan oluşur:

Buhar başlangıcının başlangıcından otoklavdaki sıcaklık 100 °C'ye ulaşana kadar;
buhar basıncındaki artışın başlangıcından maksimum setin kurulmasına kadar
bacak;

Ürünün sabit bir sıcaklık ve basınca maruz bırakılması;

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

Ürünlerin 18-20 °C sıcaklığa soğutulması.

Silikat tuğla 250 ebatında 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.

Silikat tuğlaların maliyeti, kil tuğlalara göre %25-35 daha düşüktür, çünkü yakıt tüketimi iki kat, elektrik tüketimi üç kat daha azdır ve üretimin emek yoğunluğu daha düşüktür.

Kum-kireç tuğlalar, kil tuğlalarla aynı şekilde konut, sanayi ve sivil binaların taşıyıcı duvarlarının döşenmesinde, sütunlarda, desteklerde vb. kullanılır. Temel ve kaidelerin döşenmesinde ve ürünlerde ve

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

Kireç cürufu ve kireç külü tuğlası bir tür silikat tuğladır, daha düşük kütle yoğunluğuna ve daha iyi ısı yalıtım özelliklerine sahiptir, çünkü bunlarda kuvars kumu kireç cürufundaki gözenekli hafif cüruf ve kireç külü tuğladaki kül ile değiştirilir.

Boyutlar, fiziksel ve mekanik özellikler ve imalat yöntemi silikat tuğlalara benzer.

Kireç-kül ve kireç-cüruf tuğlaları, az katlı binaların duvarlarının döşenmesinde, ayrıca çok katlı binaların üst katlarının duvarlarının döşenmesinde kullanılır.

7.6.2. silikat beton

Silikat beton, ağır beton anlamına gelir.

Bir otoklavda ısıl işlem kullanılarak 150 dereceden düşük olmayan silikat betondan, iç taşıyıcı duvarların büyük duvar blokları, zemin panelleri ve taşıyıcı bölmeler, basamaklar, döşemeler, kirişler yapılır.

Bükülme elemanları çelik çubuklar ve kafeslerle güçlendirilmiştir.

Büyük silikat ürünlerin basınç dayanımı 15-40 MPa, kütle yoğunluğu 1800-2100 kg/m3, donma direnci 50 döngü veya daha fazladır.

Hücresel silikat ürünleri düşük kütle yoğunluğu ve düşük termal iletkenlik ile karakterize edilirler. Köpük silikat ve gaz silikat ürünleri bulunmaktadır.

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

Hücresel silikat ürünleri otoklavlarda sertleşir.

Hem takviyeli hem de takviyesiz yapılırlar.

Güçlendirilmiş çelik donatı ve gömülü parçalar korozyona karşı daha hassastır, bu nedenle çelik donatı koruyucu bileşiklerle kaplanır.

Hücresel betondan elde edilen silikat ürünler aşağıdakilere ayrılır:

Isı yalıtımı;

Yapısal ve ısı yalıtımlı;

Yapıcı.

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

Binaların dış duvarlarında, bölme duvarlarında, endüstriyel binaların kaplamalarında kullanılırken, gözenekli betonun taşıyıcı ve ısı yalıtım özelliklerinden etkin bir şekilde yararlanılır.

IfnuTnnnkttki» nnnnnru