14.2. Силикатный кирпич и силикатобетонные изделия

Известно, что известь относится к воздушным вяжущим веществам, а известково-песчаные растворы являются малопрочными и неводо­стойкими материалами. В то же время основной продукт твердения портландцемента — гидросиликаты кальция иСа • SiO ■ тИ₂О. Естест­венно предположить, что известково-песчаный раствор также при определенных условиях должен твердеть с образованием гидросилика­тов, так как в нем есть все необходимые для этого компоненты: известь Са(ОН)₂, песок SiO₂ и вода Н₂О.

Первым, кто получил достаточно водостойкий и прочный материал на основе извести и песка, был немецкий ученый В. Михаэлис, который

в 1880 г. предложил обрабатывать известково-песчаную смесь в атмос­фере насыщенного пара при температуре 150...200° С.

Известно, что для получения насыщенного пара температурой выше 100° С необходимо давление выше атмосферного, причем оно должно быть тем выше, чем выше температура насыщенного пара. При температуре 150...200⁰ С и соответствующем ей давлении 0,9...1,3 МПа известь, песок и вода образуют гидросиликаты кальция:

Открытие Михаэлиса было использовано для производства так называемого силикатного (известково-песчаного) кирпича. К началу XX в. в России было уже пять заводов, выпускавших силикатный кирпич, а в настоящее время силикатный кирпич занял такое же место в ряду строительных материалов, как и керамический.

Современное производство силикатного кирпича заключается в следующем. Сырьевую смесь, в состав которой входит 90...95 % песка, 5... 10 % молотой негашеной извести и некоторое количество воды, тщательно перемешивают и выдерживают до полного гашения извести. Затем из этой смеси под большим давлением (15...20 МПа) прессуют кирпич, который укладывают на вагонетки и направляют для твердения

в автоклады (рис. 14.1) — толстостенные сталь­ные цилиндры диамет­ром до 2 м и длиной до 20 м с герметически за­крывающимися крыш­ками. В автоклаве в атмосфере насыщенно­го пара при давлении 0,9 МПа и температуре 175° С кирпич твердеет 8... 14 ч. Из автоклава выгружают почти гото­вый кирпич, который выдерживают 10... 15 дн для карбонизации не-прореагировавшей из­вести углекислым газом воздуха, в результате че­го повышаются водо­стойкость и прочность кирпича. Плотность обыкновенного сили­катного кирпича не-

сколько выше, чем полнотелого керамического. Снижение плотности кирпича и камней достигается формованием в них пустот или введе­нием в сырьевую массу пористых заполнителей.

Силикатный кирпич, так же,как и керамический, в зависимости от размеров может быть:

одинарный (полнотелый или с пористыми заполнителями) 250 х х 120 х 65 мм;

утолщенный (пустотелый или с пористыми заполнителями) 250 х х 120 х 88 мм (масса утолщенного кирпича не должна быть более 4,3 кг);

силикатный камень (пустотелый) 250 х 120 х 138 мм.

Цвет кирпича — от молочно-белого до светло-серого. Выпускают также лицевой кирпич с повышенными физико-механическими свой­ствами; он может быть цветным — окрашенным в массе или по лице­вым граням щелочестойкими пигментами в голубой, зеленоватый, желтый и другие светлые тона.

В зависимости от предела прочности при сжатии и изгибе сили­катный кирпич и камни подразделяют на семь марок: 300; 250; 200; 150; 125; 100 и 75, имеющих средние значения прочности при сжатии соответственно не менее 30...7,5 МПа. Водопоглощение силикатного кирпича не менее 6 %. Марки по морозостойкости у кирпича и камней — F50; 35; 25 и 15; для лицевых изделий морозостойкость должна быть не ниже 25.

Существенным недостатком силикатного кирпича по сравнению с керамическим является пониженная водостойкость и жаростойкость.

Силикатный кирпич применяют для кладки наружных и внут­ренних стен надземных частей зданий и сооружений. Использовать его в конструкциях, подвергающихся воздействию воды (фунда­менты, канализационные колодцы и т. п.) и высоких температур (печи, дымовые трубы и т. п.), запрещается.

Кроме известково-песчаного силикатного кирпича выпускают из-вестково-шлаковый и известково-зольный, в которых вместо песка частично или полностью используют промышленные отходы: золы теплоэлектростанций и шлаки. Свойства этих видов кирпича анало­гичны свойствам известково-песчаного.

До 50-х годов единственным видом силикатных автоклавных изде­лий были силикатный кирпич и небольшие камни из ячеистого силикатного бетона. Однако благодаря работам российских ученых (А.В. Волженского, П.И. Боженова и др.) в СССР впервые в мире было создано производство крупноразмерных силикатобетонных автоклав­ных изделий для сборного строительства. В настоящее время почти все элементы зданий и сооружений (панели, плиты перекрытий, элементы лестниц и др.) могут быть изготовлены из армированного силикатного бетона, который по своим свойствам почти не уступает железобетон­ным, а благодаря применению местных сырьевых материалов и про-

мышленных отходов обходится на 15...20 % дешевле, чем аналогичные железобетонные элементы на портландцементе.

Силикатобетонные изделия бывают тяжелые (аналогичные обыч­ному бетону) и легкие (на основе пористых заполнителей) или ячеистые (пено- и газосиликаты).