Бетон остается одним из основных строительных материалов. Из-за целого комплекса преимуществ, отказ от бетона невозможен. К бетону примешивают дополнительные ингредиенты, что способствует увеличению качественных характеристик бетона, технических параметров, структуры. Среди подобных “бетонных примесей” выделяют силикатный бетон.
О материале
Силикатный бетон представляет собой бесцветное вещество. Вяжущим элементом выступает известняк, смешанный кремнеземнистым материалом (помол должен быть тонким). Материалы вступают в химическую реакцию между собой, из чего получается гидросиликат кальция, который скрепляет монолит с наполнителем. Подобными процессами силикатные материалы выделяют себя среди прочих бетонов.
Как уже оговаривалось, свойства силикатных веществ схожи с цементными. Есть несколько значительных отличий:
- Водоотталкивающий состав. Смесь пропитывают, карбонизируют, покрывают кремниевыми составами, отторгающими влагу.
- Устойчивость агрессивным внешним факторам.
- Большее количество соединений оксида кальция (из-за шлаковых добавок).
- Наличие искусственных пор, заполненных газом, водой, пеной.
- Наличие алюминиевой пудры, перекиси водорода в составе (выступают в роли газообразователей).
Следует помнить о возможности развития коррозии. Она зависит от плотности вещества, условий эксплуатации. Арматура не корродирует при адекватных условиях службы, минимальном уходе. Коррозия обеспечена в случаях:
- повышенной влажности помещения;
- отсутствия антикоррозионных добавок;
- переменный климатический режим здания.
ПРЕИМУЩЕСТВА СИЛИКАТНЫХ БЛОКОВ
К преимуществам блоков относятся:
- стойкость к циклам холода (рассчитаны на 50 – 100 циклов);
- отличные звукоизоляционные характеристики;
- термостойкость;
- продолжительный эксплуатационный период.
В рамках реализации государственной программы «Доступное жилье», производство бюджетных изделий из силикатного материала неавтоклавного и автоклавного твердения стало перспективным направлением. Песчано – глиняная порода с хорошей химической активностью, применяется для изготовления силикатного автоклавного бетона. В процессе автоклавной обработки подобного материала по ускоренному варианту твердения получают крупнокристаллические фазы разного состава. Именно они играют роль наполнителей для низкоосновных гидросиликатов, которые получают при смешивании песка, извести, глинистых пород.
При затвердевании вяжущего в материале образуется искусственный высокопрочный камень. Кремнеземистый компонент (измельченный песок) влияет на структуру всего материала. С повышением дисперсности крупинок песка повышаются и эксплуатационные характеристики готового состава:
- морозостойкость;
- прочность.
Кремнезёмистым компонентом выступает природный либо искусственный пуццолан: мелкий кварцевый песок, доменный металлургический шлак, зола ТЭЦ.
Результатом реакции между песком и известью, протекающей в автоклаве, станут низкоосновные гидросиликаты кальция, обладающие чешуйчатым либо тонкоигольчатым микрокристаллическим строением, повышающие стойкость изделий.
Свойства силикатных бетонов
Основные свойства силикатных бетонов представлены следующими показателями:
- Водопоглощение силикатных изделий, в зависимости от способа уплотнения бетонной смеси, равно 10–18%.
- Морозостойкость высокопрочного силикатного бетона доходит до 100 циклов и более.
- Высокая коррозийная стойкость – эти параметры незначительно отличаются от показателей цементного бетона.
- Термостойкость.
- Устойчивость к температурным и атмосферным воздействиям.
- Низкая себестоимость производства готовых изделий.
- Долговечность (до 70 лет).
Материалы для производства силикатных бетонов
Основным вяжущим компонентом в силикатном бетоне выступает тонкомолотая известь кипелка или известь-пушонка, которая в сочетании с заполнителями и составляет основное сырье для производства силикатных бетонов. После добавления воды и последующей тепловой обработки в автоклавах, силикатобетонная смесь превращаться в прочное бетонное изделие.
Известь, применяемая для производства силикатных смесей должна отвечать следующим свойствам:
- средняя скорость гидратации;
- умеренный экзотермический эффект;
- вся фракция должна быть одинаково обожженной;
- MgO менее 5%;
- время гашения извести — 20 мин не более.
Недожог известковой массы приводит к повышенному расходу материала. Пережог снижает время гидратации извести, что приводит к вспучиванию, появлению трещин на поверхности изделий и др.
Известь, применяемая для производства силикатобетона, обычно используется в виде тонкомолотых известковых смесей следующего состава:
- известково-кремнеземистые — соединение извести и кварцевого песка;
- известково-шлаковые (известь и доменный шлак);
- известково-зольные — топливная сланцевая или угольная зола и известь;
- известково-керамзитовые и другие подобные компоненты, получаемые из отходов промышленного производства пористых заполнителей;
- известково-белитовые вяжущие, получаемые при низкотемпературном обжиге известково-кремнеземистой сухой смеси и кварцевого песка.
В качестве кремнеземистых заполнителей используют следующие материалы:
- кварцевый молотый песок;
- металлургические (доменные) шлаки;
- зола ТЭЦ.
Наиболее часто в качестве заполнителей выступают кварцевые пески средней и мелкой фракции, которые по своему составу должны выглядеть следующим образом:
- 80% и более кремнезема;
- менее 10% глинистых включений;
- 0,5% и меньше примесей слюды.
Крупные включения глины в структуре кварцевого песка снижают морозостойкость и прочность силикатного бетона.
Тонкомолотый кварцевый песок оказывает значительное влияние на формирование высоких эксплуатационных свойств силикатных бетонов. Так, с повышением дисперсности частиц песка увеличивается морозостойкость, прочность и другие характеристики силикатных материалов.
При выборе составляющих для изготовления силикатного бетона необходимо знать следующее:
- Расход вяжущего увеличивается пропорционально увеличению прочности бетона.
- Снижение расхода вяжущих в составе силикатной смеси наблюдается при повышении дисперсности мелкого кварцевого песка, и увеличивается при повышении формовочной влажности силикатобетонного раствора.
- Дисперсность молотого кварцевого песка должна быть в 2,5 раза ниже дисперсности молотой извести.
Разновидности
Силикатным материалам отведена следующая классификация:
- специальные;
- конструкционные.
Внутри этих двух видов они делятся на:
- бетоны, предел прочности которых варьируется от 7,5 до 70кг/м3;
- материалы с средней силикатной плотностью: 1000-2400 кг/м3;
- вещества, что находятся на силикатном уровне прочности в диапазоне от 1 до 4 кг/м3;
- водонепроницаемые материалы.
Свойства вышеперечисленных веществ варьируются в зависимости от вида, состава, предназначения. Единственная объединяющая черта — свойства аналогичны цементному составу, независимо от типа бетонов.
Технология изготовления
Подобный бетон не требует сложного плана изготовления. Основные вяжущие добавки, которые используются:
-
- известь/кремнезем (из мелкого кварцевого песка, извести);
- шлак (известь, металлургический/топливный/фосфорный шлак);
- известь/зола (топливная зола, измельченная известь);
- известь/белит (песок, белитовый шлак, известь, кремнезем).
Как говорилось выше, сложно доступных материалов не потребуется. Подготовьте такие материалы для создания бетона:
- вяжущее средство (одно из вышеперечисленных);
- заполнитель;
- вода;
- специальные добавки (а зависимости от вида, предназначения).
Смешивайте поочередно материалы, соблюдая пропорции, указанные в инструкции к материалам. В подобных бетонах удерживается оптимальный микроклимат, который поглощает избыточную влажность в случае необходимости. Силикатным бетонам присуща функция накапливания тепла.
Тяжелые бетоны
Отличие тяжелого вещества от обычного — наличие кварцевого песка. Он является основным компонентом мелкозернистой смеси. Песок обеспечивает устойчивость, плотность, морозостойкость конструкции из тяжелого силикатного вещества. В некоторых случаях применяют известняковые добавки, кремнеземистые смеси и прочее. Применение: строительные работы (ЖБИ, элементы конструкций), отделка наружных конструкций, гражданские постройки, жилые сооружения.
Недостаток: низкий модуль упругости, находится на несколько ступеней ниже цементных образований. Это негативно сказывается на деформациях при кратковременных значительных нагрузках. Обратите внимание, что ползучесть силикатного камня на порядок ниже цементного.
Преимущество: отсутствие необходимости в армировании (это вызвано значением суммарных деформаций).
ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПРИ СОЗДАНИИ СИЛИКАТОБЕТОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
При создании силикатобетонных материалов осуществляется следующий порядок:
- добыча песка, выделение из него крупных фракций;
- добыча известняка, его термический обжиг;
- дробление извести;
- смешивание извести, песка, гипса, помол в шаровой мельнице;
- приготовление смеси. В бетоносмесителях при принудительном перемешивании к извести, песку, добавляют воду;
- формирование заданных изделий;
- твердение в автоклавах отформованных деталей при диапазоне температур 174 – 200 градусов, давлении в пределах 0,8 – 1,5 МПа. Если требуется изготовить плотное изделие, пользуются известью, имеющей удельную поверхность до 5000 см2/г, песок с показателем 4000 см 2/г;
- охлаждение изделия в автоклаве либо после извлечения из автоклава.
ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ КАЧЕСТВО ПОЛУЧАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ
На качество автоклавных силикатных деталей зависит не только структура и состав добавок, но и правильность управления физическими явлениями, которые происходят на разных стадиях обработки смеси в автоклавах.
По объемной массе силикатные бетоны подразделяют на:
- силикатные тяжелые бетоны, которых заполнителями служат гравий, песок, щебень;
- силикатные легкие бетоны, в них наполнителем выступает керамзит, вермикулит;
- силикатные ячеистые бетоны, в роли наполнителя выступаю пузырьки воздуха, распределенные равномерно по всему объему изделия.
Формовка крупногабаритных изделий осуществляется непосредственно на строительной площадке, прочность таких изделий (на разрыв) достигает 60 МПа.