1.2. Легкий силикатный бетон

Вяжущие для легких силикатных бетонов те же, что и для плотных, но в качестве заполнителей используют керамзит, гранулированный шлак, шлаковую пемзу и другие пористые материалы в виде гравия и щебня.

По назначению легкие силикатные бетоны разделяют на конструкционные плотностью 1400-1800кг/м3, конструкционно-теплоизоляционные плотностью 500-1400кг/м3 и теплоизоляционные - менее 500кг/м3, теплопроводностью 0,5-0,7Вт/(м°С).

Прочность при сжатии легких силикатных бетонов составляет от 3,5 до 20МПа (20МПа у конструкционных бетонов). Водопоглощение их зависит от плотности и колеблется от 12 до 30% (по объему), морозостойкость - 15-50 циклов. Из легких силикатных бетонов на пористых заполнителях изготовляют блоки и панели наружных стен жилых зданий.

1.3. Ячеистый силикатный бетон

Ячеистые силикатные бетоны в зависимости от способа образования пористой структуры разделяют на пено- и газосиликаты. Их получают при автоклавной обработке известково-песчаной пластичной смеси, в состав которой вводит устойчивую пену (пеносиликат) или алюминиевую пудру и другие газообразователи (газосиликат). Плотность изделий из ячеистых силикатных бетонов - 300-1200 кг/м3, прочность - 1-20МПа, теплопроводность - 0,09-0,4 Вт/(м-°С). По назначению ячеистые силикатные изделия также делят на теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные и конструкционные. Теплоизоляционные ячеистые силикатные изделия плотностью 300-500 кг/м3 служат хорошим утеплителем для железобетонных, асбестоцементных и других слоистых панелей, чердачных перекрытии, камер холодильных установок, а также в виде скорлуп и коробов для утеплении теплопроводов и др. Конструкционно-теплоизоляционные пено- и газосиликаты плотностью 500-800кг/м3 и прочностью 2,5-7,5МПа применяют для изготовления армированных крупноразмерных изделий для наружных и внутренних стен. Конструкционные пено- и газосиликаты плотностью 800-1200кг/м3 и прочностью 7,5-20МПа целесообразны для армированных конструкций покрытий промышленных зданий, междуэтажных и чердачных перекрытий жилых зданий, несущих перегородок и др. Изделия из силикатобетона не рекомендуются для конструкций, подверженных значительному увлажнению (фундаментов, цоколей, подоконников, карнизов и др.)

2. Состав и основы технологии производства

При смешивании негашеной извести с кварцевым песком и водой получают строительный раствор, который твердеет при обычных условиях очень медленно. Так как песок в обычных условиях химически инертен.

Вяжущим в силикатном бетоне является тонкомолотая известково-кремнеземистая смесь - известково-кремнеземистое вяжущее, способное при затворении водой в процессе тепловлажностной обработки в автоклаве образовывать высокопрочный искусственный камень.

В качестве кремнеземистого компонента применяют молотый кварцевый песок, металлургические (главным образом доменные) шлаки, золы ТЭЦ. Кремнеземистый компонент (тонкомолотый песок) оказывает большое влияние на формирование свойств силикатных бетонов. Так, с возрастанием дисперсности частиц молотого песка повышаются прочность, морозостойкость и другие свойства силикатных материалов.

С увеличением тонкости помола песка повышается относительное содержание СаО в смеси вяжущего до тех пор, пока содержание активной СаО обеспечивает возможность связывания ее во время автоклавной обработки имеющимся песком в низкоосновные гидросиликаты кальция.

Автоклавная обработка - последняя и самая важная стадия производства силикатных изделий. В автоклаве происходят сложные процессы превращения исходной, уложенной и уплотненной силикатобетонной смеси в прочные изделия разной плотности,- формы и назначения. В настоящее время выпускаются автоклавы диаметром 2,6 и 3,6м, длиной 20...30 и 40 м. Как изложено выше, автоклав представляет собой цилиндрический горизонтальный сварной сосуд (котел) с герметически закрывающимися с торцов сферическими крышками. Котел имеет манометр, показывающий давление пара, и предохранительный клапан, автоматически открывающийся при повышении в котле давления выше предельного. В нижней части автоклава уложены рельсы, по которым передвигаются загружаемые в автоклав вагонетки с изделиями. Автоклавы оборудованы траверсными путями с передаточными тележками - электромостами для загрузки и выгрузки вагонеток и устройствами для автоматического контроля и управления режимом автоклавной обработки. Для уменьшения теплопотерь в окружающее пространство поверхность автоклава и всех паропроводов покрывают слоем теплоизоляции. Применяют тупиковые или проходные автоклавы. Автоклавы оборудованы магистралями для выпуска насыщенного пара, перепуска отработавшего пара в другой автоклав, в атмосферу, утилизатор и для конденсатоотвода.

После загрузки автоклава крышку закрывают и в него медленно и равномерно впускают насыщенный пар. Автоклавная обработка является наиболее эффективным средством ускорения твердения бетона. Высокие температуры при наличии в обрабатываемом бетоне воды в капельно-жидком состоянии создают благоприятные условия для химического взаимодействия между гидратом оксида кальция и кремнеземом с образованием основного цементирующего вещества - гидросиликатов кальция.

Весь цикл автоклавной обработки (по данным проф. П. И. Боженова) условно делится на пять этапов:

• 1 -от начала впуска пара до установления в автоклаве температуры 100 °С;

• 2 - повышение температуры среды и давления пара до назначенного минимума;

• 3 - изотермическая выдержка при максимальном давлении и температуре;

• 4 - снижение давления до атмосферного, температуры до 100°С;

• 5 - период постепенного остывания 5 изделий от 100 до 18...20°С; либо в автоклаве, либо после выгрузки их из автоклава.

Прочность силикатного бетона при сжатии, изгибе и растяжении, деформативные свойства, сцепление с арматурой обеспечивают одинаковую несущую способность конструкций из силикатного и цементного бетона при одинаковых их размерах и степени армирования. Поэтому силикатный бетон можно использовать для армированных и предварительно напряженных конструкций, что ставит его в один ряд с цементным бетоном.

Из плотных силикатных бетонов изготовляют несущие конструкции для жилищного, промышленного и сельского строительства: панели внутренних стен и перекрытий, лестничные марши и площадки, балки, прогоны и колонны, карнизные плиты и т. д. В последнее время тяжелые силикатные бетоны применяют для изготовления таких высокопрочных изделий, как прессованный безасбестовый шифер, напряженно-армированные силикатобетонные железнодорожные шпалы, армированные силикатобетонные тюбинги для отделки туннелей метро и для шахтного строительства (бетон прочностью 60 МПа и более).

Коррозия арматуры в силикатном бетоне зависит от плотности бетона и условий службы конструкций; при нормальном режиме эксплуатации сооружений арматура в плотном силикатном бетоне не коррозирует. При влажном и переменном режимах эксплуатации в конструкциях из плотного силикатного бетона арматуру необходимо защищать антикоррозионными обмазками.

Силикатный бетон на пористых заполнителях - новый вид легкого бетона. Твердение его происходит в автоклавах. Вяжущие для этих бетонов применяют те же, что и для плотных силикатных бетонов, а заполнителями служат пористые заполнители: керамзит, вспученный перлит и др.