Средние показатели прочности кирпича

в зависимости от марки (ГОСТ 379–95)

Марка по прочности лицевого кирпича должна быть не менее 125, лицевых камней не менее 100.

Предел прочности при изгибе определяют по фактической площади изделия без вычета площади пустот.

Предел прочности (напряжение) при изгибе R изг вычисляется по формуле

R изг = 3/2 ⋅ Pl / bh 2, МПа (кгс/см2),

где Р – разрушающая нагрузка (сила), МН (кгс); l – расстояние между порами, м (см); h – толщина образца, м (см): b – ширина образца, м (см).

Предел прочности (напряжения) при сжатии R сж – вычисляют по формуле

R сж = P / F, Н/м2 (Па),

где Р – разрушающая нагрузка (сила), МН (кгс); F – площадь образца, м2 (см2).

Водопоглощение 8…16 % (лицевого не более 14 %, рядового не более 16 %).

Теплопроводность 0, 46…0, 7 Вт/(м ⋅ К).

Плотность 1800…2000 кг/м3.

Морозостойкость: Мрз 15 (рядового), 25, 35, 50 (лицевого кирпича).

Преимущество силикатного кирпича над глиняным заключается в том, что на его производство требуется в 2 раза меньше топлива, в 3 раза меньше электроэнергии и в 2, 5 раза ниже трудоемкость производства, в конечном итоге себестоимость силикатного кирпича оказывается на 25…35 % ниже, чем глиняного.

Однако недостатками силикатного кирпича являются бó льшая по сравнению с глиняным его теплопроводность и вес, больший объемный вес. Силикатный кирпич менее стоек против химических воздействий, имеет меньшую огнестойкость, чем обыкновенный керамический кирпич.

Нельзя использовать силикатный кирпич для кладки фундаментов и цоколей, для кладки печей, так как при длительном воздействии высокой температуры происходит дегидратация гидросиликата кальция и гидроксида оксида кальция, которые связывают зерна песка и кирпич разрушается.

При температуре 500 °С происходит дегидратация Са(ОН)2 на СаО и Н2О, а при температуре 573 °См кварц скачкообразно увеличивается в объеме (β -кварц переходит в α -кварц), что нарушает структуру кирпича и существенно понижает его прочность.

При температуре 600 °С происходит снижение прочности силикатного кирпича на 80 %, а при 700°С в нем появляются трещины.

Применение. Для кладки несущих стен и столбов в жилых, общественных и промышленных зданиях, но выше гидроизоляционного слоя.

Перечислите основные стадии производства изделий из плотных силикатных бетонов и приведите их характеристику. Укажите, какие требования предъявляют к сырью для производства плотных силикатных бетонов

Плотные силикатные бетоны получают из сырья различного состава – известково-песчаных (кварцевых) смесей, шлаков, зол, нефелинового шлама и других. Например, силикатные бетоны высокого качества готовят из сырьевой смеси, содержащей 70-80 % кварцевого песка, 8-15 % молотого кварцевого песка и 6-10 % молотой негашеной извести. Процесс производства изделий из плотных силикатных бетонов на основе известково-песчаных (кварцевых) смесей включает следующие технологические операции: добычу и подготовку кварцевого песка; дробление извести; совместный помол извести, гипса и кварцевого песка в шаровых мельницах; приготовление формовочной смеси путем смешивания немолотого песка с известково-песчаной смесью и водой в бетоносмесителях; формование изделий; предавтоклавную выдержку; гидротермальную обработку и отделку готовых изделий (рис. 5.11).

Изделия формуют из жестких и пластичных смесей. При автоклавной обработке крупноразмерных изделий подъем давления водяного пара занимает 1, 5-2, 0 ч, изотермическая выдержка – 3-8 ч, снижение давления сравнительно медленное (2-3 ч). Крупноразмерные изделия из силикатных (автоклавных) бетонов имеют среднюю плотность – 1800-2100 кг/м3, предел прочности при сжатии – 15-40 МПа, морозостойкость – 50 циклов и более. Из силикатных бетонов изготавливают панели внутренних несущих стен, перекрытий и покрытий, пустотные настилы, колонны, прогоны, лестничные площадки и марши, железнодорожные шпалы и тюбинги. В изделия, которые активно работают на растяжение и изгиб, вводят стальную арматуру.

Материалы, применяемые для приготовления силикатного бетона, должны удовлетворять требованиям стандартов или технических условий на эти материалы и обеспечивать получение бетона заданных технических характеристик.

В качестве вяжущего необходимо применять следующие тонкомолотые смеси, получаемые при совместном помоле компонентов: известково-кремнеземистые, состоящие из извести и песка (кварцевого или кварцево-полевошпатового); известково-шлаковые, состоящие из металлургического шлака и извести; известково-зольные, состоящие из извести и топливных зол (угольных, сланцевых); известково-аглопоритовые, известково-керамзитовые, известково-шунгизитовые и др., состоящие из извести и отходов производства искусственных пористых заполнителей; известково-белитовые, состоящие из продуктов низкотемпературного обжига известково-кремнеземистой шихты и песка или белитового (нефелинового) шлама и песка.

В качестве заполнителей для силикатного бетона следует применять:

природные и дробленые пески но ГОСТ 8736-77 и ГОСТ 10268-80;

щебень из доменного шлака по ГОСТ 5578-76;

щебень и песок аглопоритовые по ГОСТ 11991-76;

гравий и песок керамзитовые по ГОСТ 9759-76;

гравий шунгизитовый по ГОСТ 19345-73;

щебень и песок пористый из металлургического шлака (шлаковая

пемза) - по ГОСТ 9760-75.

Крупные заполнители следует применять с размером зерен не более 20 мм.

Для регулирования свойств силикатного вяжущего, бетонной смеси и бетона применяют следующие добавки:

гипсовый камень по ГОСТ 4013-74 - для замедления гидратации

извести;

поверхностно-активный щелок (ПАЩ-1);

синтетическая пластифицирующая добавка (СПД);

сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ);

кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и ГКЖ-11- для улучшения удобоукладываемости и воздухововлечения бетонной смеси.

Вода для приготовления силикатного бетона должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.

23. Сформулируйте определение понятия «вяжущие автоклавного твердения». Укажите их основные свойства, стадии технологии и области применения

Вяжущие автоклавного твердения – это вещества, способные при автоклавном синтезе, происходящем в среде насыщенного водяного пара, затвердевать с образованием плотного, прочного камня. В эту группу входят: известково-кремнеземистые, известково-нефелиновые, бесклинкерные шлаковые и зольные вяжущие материалы. Хотя по существу они тоже относятся к гидравлическим вяжущим. Вяжущие автоклавного твердения превращаются в камень лишь после автоклавной обработки при давлении насыщенного пара 0, 9-1, 3 МПа и температуре 170-200 С. Сырье – горные породы (природные камни) и побочные продукты промышленности – шлаки, золы, шламы и т.д.

Автоклав – аппарат, закрывающийся герметически, предназначенный для обработки изделий насыщенным водяным паром под давлением выше атмосферного.

Промышленные горизонтальные автоклавы изготавливаются из листовой стали и имеют форму цилиндра диаметром 2, 0-2, 2 м, длиной 17-24 м. Автоклав закрывается крышками либо с одной стороны (тупиковый), либо с двух сторон (проходной) и рассчитан на рабочее давление 8-16 атм.

По окончании загрузки автоклава крышки герметически закрываются и начинается гидротермальная обработка путем подачи водяного пара от котельной.

Процесс автоклавной обработки можно подразделить на три периода (рис. 5.9).

В течение первого периода производят подъем давления насыщенного водяного пара от атмосферного до заданного. Продолжительность периода 1–4 ч, иногда его подразделяют на два этапа:

1. Подъем температуры с начала пуска пара в автоклав до установления температуры 100 °C;

2. Повышение температуры от 100 °C до максимальной.

Первый период характеризуется значительным перепадом температур на поверхности и в центре изделия, иногда достигающим 30-50 °C.

Поэтому температуру и давление в этот период следует повышать медленно, быстрое повышение может привести к разрушению изделий под действием термических напряжений.

Второй период называется изотермической выдержкой, в это время в автоклаве поддерживаются требуемые температура и давление водяного пара. Продолжительность второго периода до 9 ч.

В течение третьего периода давление водяного пара в автоклаве постепенно снижается от требуемого до атмосферного (продолжительность 1-5 ч). Третий период, так же как и первый, иногда разделяют на два этапа: от начала выпуска пара до температуры 100 °C и от 100 °C до 18-20 °C. В этот период также возможно разрушение изделий за счет интенсивного парообразования в порах при быстром снижении давления и возникающих при этом термических напряжений.

Перечисленные периоды автоклавной обработки оказывают существенное влияние на фазовый состав и структуру как связки, так и искусственного камня в целом. Режим автоклавной обработки (температура и давление насыщенного водяного пара, продолжительность периодов и обработки в целом) устанавливается опытным путем или расчетом, в зависимости от состава сырьевой смеси, дисперсности компонентов, формы, размеров изделия.

Режим подбирают так, чтобы получить изделия с требуемыми строительно-техническими свойствами при минимальных затратах. Важными технико-экономическими показателями автоклавной технологии являются степень заполнения автоклава изделиями и продолжительность обработки. Продолжительность автоклавной обработки в заводских условиях составляет от 10 до 16 ч при давлении 8 атм (0, 8 МПа) и температуре 174 °C.__

Автоклавная обработка сырьевых смесей, состоящих из кварцевого песка и извести, изменяет характер процессов твердения и является основной стадией производства силикатных (автоклавных) материалов. При гидротермальной обработке известь взаимодействует с SiO₂ кварца с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция переменного состава:

хCaO ・ уSiO₂ ・ zH₂ O.

Основность образующихся гидросиликатов (CaO/SiO₂) изменяется в пределах от 0, 8 до 1, 5 и более.

Целью автоклавной (гидротермальной) обработки является синтез гидросиликатов, которые являются связующим веществом (связывают зерна кварцевого песка и образуют искусственный камень высокой прочности).

Технические свойства силикатных изделий определяются основностью и микроструктурой образующихся гидросиликатов кальция. Последние, в свою очередь, изменяются в зависимости от состава сырьевой смеси, дисперсности компонентов и режима автоклавной обработки.

Автоклавная технология позволяет получать изделия полной заводской готовности за 10-15 ч.

Автоклавная обработка широко применяется при производстве следующих видов строительных изделий: силикатного кирпича; изделий из плотных силикатных бетонов – панелей внутренних несущих стен, перекрытий и покрытий; изделий из ячеистых бетонов – крупноразмерных панелей, блоков, а также теплоизоляционных материалов.

К строительным материалам на основе вяжущих автоклавного твердения относят силикатный кирпич, стеновые изделия из ячеистого бетона. При пропаривании и при комнатной температуре такие вяжущие не твердеют или набирают прочность в незначительной степени. Применяются для изготовления разнообразных материалов: пористых (газосиликаты, пеносиликаты – для теплоизоляции элементов наружных стен и покрытий зданий) и плотные (для конструктивных элементов).