Строительные материалы. Часть 2. 2013

ское кольцо, которое заполняют рассти раствора51 твором.

Через 10 минут поднимают марлю с кольцом и раствором, взвешивают промокательную бумагу и по количеству поглощённой ею воды определяют показатель водоудерживающей способности смеси, который должен быть не менее 90 %, а у растворов с глиной – не менее 93 %.

Водоудерживающая способность повышается по мере увеличения содержания в растворе тонкодисперсных частиц (вяжущего, добавок глины, золы и др.), некоторых ПАВ. Смеси с высокой водоудерживающей способностью сохраняют свою подвижность, а значит, удобоукладываемость после их нанесения на пористое основание. Кроме того, они меньше расслаиваются при транс-

портировке и в рабочих емкостях.
Расслаиваемость растворной смеси определя-
ют вибрированием раствора в течение 1 минуты
в форме куба с ребром 150 мм (на рисунке 39
форма куба закреплена на столе виброплощад-
ки). Промывают раствор из верхней и из ниж-
ней половины формы через сито с отверстиями
0,14 мм. Чем больше количество промытого
песка в нижней части формы по сравнениию с
верхней половиной, тем выше показатель рас-	Рисунок 39 – установка для
слаиваемости, тем хуже раствор. Показатель	определения расслаивае-
расслаиваемости должен быть не более 10 %.	мости раствора52

Определение марки раствора. Для определения свойств затвердевшего раствора формуют образцы-кубы с ребром 70,7 мм. Изготавливают образцы из растворных смесей подвижностью до 5 см в формах с дном (рисунок 40), а подвижностью 5 см и более – в формах без дна, устанавливаемых на поверхность кирпича, покрытого смоченной газетной бумагой. Раствор уплотняют штыкованием.

51http://contros.ru/catalog/11/162/

52http://www.bizpages.ru/messages/29/153370/index.html

41

Рисунок 40 – Формы для изготовле-

ния растворных образцов: а – с дном53; б – без дна54

В зависимости от вида вяжущего и условий, в которых будет служить раствор, образцы в разные сроки расформовывают и хранят в разных условиях в течение 28 суток, затем испытывают на прочность. Прочность раствора характеризуется его маркой – от 4 до 200 (0,4–20 МПа), устанавливаемой по пределу прочности при сжатии образцов кубов с ребром 70,7 мм 28-суточного твердения при 15–25 °С и относительной влажности, соответствующей условиям эксплуатации – 60 %, 90–100 % или в воде. Пределом прочности раствора при сжатии является среднее арифметическое значение результатов испытания трех образцов.

Прочность затвердевшего раствора, как и прочность бетона, зависит от активности вяжущего, водоцементного (водовяжущего) отношения, длительности и условий твердения (температуры, влажности).

Морозостойкость раствора определяют по потере прочности образцов (не более 25 %) и массы (не более 5 %) после требуемого количества циклов попеременного замораживания и оттаивания (F). Для каменной кладки и наружной штукатурки установлены марки от F10 до F50, а во влажных местах – от F100 до F200.

2.4 Кладочные, отделочные и некоторые специальные растворы

К кладочным относят растворы, применяемые для каменных кладок и монтажа крупноразмерных элементов (блоков, плит). Для каменной кладки наружных и внутренних стен применяют преимущественно смешан-

ные цементно-известковые и цементно-глиняные растворы марок 25 и 50 в за-

висимости от требуемой прочности и долговечности. Цементные растворы марок 50 и 75 используют для подземной кладки ниже гидроизоляционного слоя, когда грунт насыщен водой.

При монтаже стен из железобетонных панелей швы заполняют растворами марок не ниже 50 для панелей из легкого бетона и не ниже 100 – из тяже-

53http://prom.ua/p127028-formy-dlya-prigotovleniya-betonnyh-obraztsov.html

54http://www.euro-test.ru/cgi-bin/catalog.cgi?level1=500&level2=530&level3=26112&w_code=24081

42

лого.

Подвижность растворов принимают следующей: 9–13 см –для кладки из полнотелого кирпича, бетонных камней и камней из легких горных пород, 7– 8 см – для заполнения швов при монтаже стен из бетонных блоков и железобетонных панелей и 4–6 см – для кладки из плотных горных пород.

Отделочные растворы делятся на растворы для обычных штукатурок и декоративные. Для внутренней штукатурки стен и перекрытий помещений с относительной влажностью до 60 % могут применяться все виды раство-

ров: известковые, гипсовые, известково-гипсовые, цементно-известковые и цементно-глиняные растворы марок от 4 и выше, в зависимости от требований. Для штукатурки помещений с влажным и мокрым режимами эксплуатации и для наружной штукатурки применяют цементноизвестковые и цементные растворы. Составы и марки этих штукатурных растворов назначают в зависимости от условий эксплуатации и вида вяжущих по таблицам или по СНиПам.

Подвижность штукатурных растворов принимается 6–10 см при механизированном нанесении и 8–12 см – при ручном.

Декоративные растворы могут быть цветными (на белом и цветных цементах или белом цементе, извести, гипсе с добавками пигментов), с белыми или цветными заполнителями (гранит, мраморы, известняк и другие), фактур-

но или рельефно обработанными. Требования к вяжущим те же, что и для штукатурных растворов и зависят от условий их службы.

Специальные растворы – это гидроизоляционные, акустические, рентгенозащитные, кислотоупорные и др.

Гидроизоляционные растворы используют при отделке стен подвалов, различных емкостей, изготавливают на портландцементе и его разновидностях состава цемент: песок от 1:2,5 до 1:3,5. Для повышения водонепроницаемости этих растворов используют различные добавки.

Акустические растворы – это легкие растворы с однофракционным пористым заполнителем 3–5 мм: керамзите, пемзе и др., что обеспечивает растворам преимущественно открытые, сообщающиеся поры, хорошо поглощающие звук.

3 СИЛИКАТНЫЙ КИРПИЧ

3.1 Свойства, применение

Силикатный кирпич изготавливают прессованием смеси известково-

43

кремнеземистого вяжущего, песка и воды и последующей тепловлажностной обработкой в автоклаве.

а

б

Рисунок 41 – Кирпич силикатный: а

– одинарный55; б – утолщённый56; в – камень57

в

По размерам (рисунок 41) производят (длина × ширина × толщина), мм:

кирпич одинарный –	250 × 120 × 65;
кирпич утолщенный –	250 × 120 × 88;
камень (двойной кирпич) –	250 × 120 × 138.

По пустотности изготавливают изделия полнотелые и пустотелые (с пустотами в виде несквозных отверстий). Кирпич изготавливают полнотелым и пустотелым, а камни – только пустотелыми.

По прочности силикатные изделия делят на марки: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300 (прочность при сжатии 7,5–30 МПа).

По морозостойкости в водонасыщенном состоянии силикатные изделия могут иметь марки: F15, F25, F35, F50 (15–50 циклов).

По назначению силикатные изделия могут быть лицевые и рядовые. Ли-

55http://www.abs-stroy.ru/technologies/view/43/

56http://35925.ru.all-biz.info/cat.php?oid=201069

57http://tk.78stroy.ru/production/catalog/

44

цевые изделия применяют для кладки фасадных поверхностей наружных стен. Морозостойкость лицевых изделий должна быть не ниже F25, а марки по прочности у кирпича должны быть не ниже 125, а у камня – не ниже 100.

Водопоглощение силикатных изделий должно быть не менее 6 %, так как оно косвенно характеризует пористость и теплопроводность. Чем меньше водопоглощение, тем меньше пористость и, следовательно, выше теплопроводность изделий, что нежелательно.

Применение. Силикатный кирпич и камни применяют так же, как и керамические, для кладки каменных и армокаменных конструкций. В связи с недостаточной водостойкостью силикатные кирпич и камни нельзя применять для фундаментов, для стен зданий и помещений с мокрым режимом эксплуатации (бань, прачечных и т.д.) без специальных мер защиты от увлажнения. Из-за разложения гидросиликатов силикатные изделия нельзя применять при температуре выше 500 °С, т.е. для кладки печей, газоходов, дымовых труб и т.п.

3.2. Сырьё

Сырьевыми материалами для получения силикатных изделий являются

воздушная известь CaO и кварцевый песок SiO2 (рисунок 42). Известь пригодна всех трёх сортов, т.е. содержащая более 70 % активных СаО и MgO. В песке должно быть не менее 50 % свободного кремнезёма в виде кварца SiO2

а б Рисунок 42 – Сырьё для силикатного кирпича: а – известь58; б – кварце-

вый песок59

В России используют в небольшом количестве другие виды сырья, отходы промышленности: золы, шлаки и др. В других странах в производстве силикатного кирпича отходы используются значительно больше. В Китае, например, почти при каждой ТЭЦ имеется завод силикатного кирпича. Около 90 %

58http://images.google.ru/imglanding?q

59http://www.iqp.ru/index.php?page=price

45

образующихся на ТЭЦ зол и шлаков утилизируется этими заводами.

3.3 Технология

Технологический процесс производства силикатного кирпича включает следующие 5 основных операций:

–помол известково-кремнезёмстого вяжущего;

–приготовление силикатной смеси;

–её гашение;

–вторичное перемешивание;

–прессование кирпича;

–автоклавная обработка кирпича.

Помол. Комовую негашеную известь-кипелку размалывают совместно с кварцевым песком в соотношении примерно 1 : 1 в шаровых мельницах (рисунок 43) до остатка на сите с отверстиями 0,2 мм не более 2 %. Молотую смесь называют известково-кварцевым или известково-кремнезёмистым вяжущим.

Рисунок 43 – Шаровая мельница для помола известково-кремнезёмистого вяжущего60

60 http://d.17-71.com/2008/03/12/avtomatizatsiya-protsessa-suhogo-pomola

46

Приготовление силикатной смеси. Вяжущее (12– 20 %), немолотый песок (80– 88 %) и воду (6–8 %) смеши-

вают в двухвальных смесителях (рисунок 44).

Гашение. Полученную смесь гасят в цилиндрических ёмкостях (силосах) (рисунок 45), где происходит гидратация извести по реакции:

CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q

Вторичное перемешивание

силикатной смеси. Так как вода израсходовалась на гашение извести, смесь перед прессованием необходимо опять увлажнить до 6–8 % и перемешать.

Рисунок 44 – Двухвальный смеситель61

		Рисунок 45 – Силос62
	На современных заводах это производят
	в стержневых смесителях (см. рисунок
	48, «Материаловедение 2» и рисунок
	46). Из полученной смеси при удельном
	давлении 15–40 МПа прессуют кирпич-	Рисунок 46 – Стержневой
	сырец аналогично керамическому кир-
		смеситель63)
	пичу полусухого прессования (рисунок
	47), укладывают на вагонетки.

612http://www.wuk-industry.com/steuerung-vormischerei-02.html

62http://www.rostehinvest.ru/index_p_5_p_10.html

63http://www.stroyportal.su/production/Rastiratel_gomogenezator_SMM82/491307

47

2
Р	3
1

		Р
I		II	III	IV
Рисунок 47 – Прессование силикатного кирпича. I – схема прессования: 1
– силикатная смесь; 2 – форма; 3 – пуансон.			II – автомат укладчик кирпича-

сырца на вагонетки; III – собственно пресс; IV – вверху под наклоном – конвейер подачи силикатной массы в пресс64

Автоклавная обработка кирпича. Вагонетки с кирпичом-сырцом направляют в автоклав (рисунки 48 и 49), где его обрабатывают паром (запаривают) при температуре 175–190 ºС и давлении 0,9–1,3 МПа. Автоклав представляет собой горизонтально расположенный длинный цилиндр с крышками по торцам и рельсами для вагонеток внизу. Длительность цикла запаривания – 10– 14 часов. Высокая температура и давление пара в автоклаве обеспечивает взаимодействие компонентов вяжущего – извести и молотого песка – с образованием гидросиликатов кальция по реакции

mCaO + nSiO2 + pH2O = mCaO nSiO2 pH2O

Образующиеся гидросиликаты mCaO nSiO2 pH2O скрепляют, цементируют между собой зерна немолотого песка-заполнителя и обеспечивают кирпичу прочность. После автоклавной обработки кирпич с запарочных вагонеток укладывают на поддоны для транспортировки на строительные объекты.

64 http://www.ohlert.com/kirp/kirp_ob1.php

48

Рисунок 48 – Схема автоклава65: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – байонетный затвор; 4 – механизм привода; 5 – неподвижная опора; 6 – подвижная опора; 7 – рельсовый путь

а б Рисунок 49 – Автоклавное отделение: а – автоклавы; б – загрузка вагоне-

ток с кирпичом-сырцом в автоклавы

4 ЯЧЕИСТЫЙ БЕТОН

4.1 Основные понятия

Ячеистый бетон – это высокопористый материал, получаемый в результате затвердевания смеси вяжущего, кремнеземистого компонента, порообразователя и воды. Структура ячеистого бетона образована равномерно распределёнными сферическими порами-ячейками с размерами преимущественно 0,5–2 мм (рисунок 50).

65 http://upoural.ru/production/20.htmlОбозначения

49

Вяжущими веществами в ячеистом бетоне чаще всего являются портландцемент и из-

весть.

В качестве кремнезёмистого компонента в ячеистых бетонах применяют преимущественно песок. Могут использоваться золы ТЭЦ.

Рисунок 50 – Структура ячеистого бетона66

4.2 Виды ячеистых бетонов по способу порообразования

По способу порообразования ячеистые бетоны делят на газобетон и пе-

нобетон.

а б Рисунок 51 – Порообразователи для ячеистых бетонов: а – алюминиевая пуд-

ра67; б – пенообразователь68

Вгазобетоне порообразование происходит за счёт введения газообразующей добавки (чаще всего алюминиевой пудры ПАП–1) в смесь из вяжущего, кремнезёмистого компонента и воды (рисунок 51, а).

Впенобетоне порообразование происходит за счёт введения пены (рисунок 51, б) в смесь из вяжущего, кремнезёмистого компонента и воды и последующего совместного перемешивания.

4.3 Виды ячеистых бетонов по назначению

Пористость ячеистого бетона находится в пределах 50–90 %. Чем выше

66http://www.atmen-house.ru/mat.html

67http://sual-pm.saitru.ru/products/34-aluminiumpowder/

68razdelmaterial.biz-market.ru/num...170.html

50