Свойства строительных материалов

Обычный строительный гипс мало пригоден для приготовления изделий, так как он быстро прилипает к сетке, закрывает отверстия и затрудняет вакуумирование массы. Более пригоден гипс, который вылежался продолжительное время на воздухе. Для ускорения процесса «старения» гипс в течение 10 мин обрабатывают водяным паром низкого давления; при этом водогипсовыи фактор снижается на 25%, а прочность отливок повышается более чем на 30% и одновременно уменьшается прилипание гипса к металлу.

При изготовлении гипсоволокнистых изделий применяют бумажную макулатуру, солому, камыш и др. Подготовка волокна заключается в размоле и расщеплении волокнистых материалов в тонкие волокна, сплетение которых впоследствии, в формовочной массе, создает арматурный каркас. Для расщепления материалов на волокна применяют роллы и гидроразбиватели. Приготовленная измельчением волокнистая пульпа поступает в массные бассейны.

Формуют гипсоволокнистые перегородочные плиты и панели на специальных вакуумформующих агрегатах в следующей последовательности. Сначала в смеситель через объемный дозатор поступает волокнистая пульпа, а затем при постоянном перемешивании подается от-дозированное количество гипса. Приготовленная гипсоволокнистая масса подается в отливной короб, имеющий форму плиты. Внизу под коробом находится металлическая перфорированная плита-сеточный стол, являющийся опорой для бронзовой сетки конвейера в момент отливки гипсоволокнистой массы, и подсеточная вакуум-камера. Перед заполнением отливного короба гипсоволокнистой массой вакуум-камеру заполняют водой, так чтобы уровень воды был выше сетки сеточного стола на 4--5 мм. Этот слой, воды содействует равномерному распределению формуемой массы, сверху поступающей в короб, и препятствует преждевременному ее обезвоживанию. После наполнения короба формуемой массой ее обезвоживают вакуум-насосом. Наименьшее время вакуумирования обеспечивается при температуре массы 20° С. Влажность плиты после вакуумирования составляет 65--70%. Далее плиту калибруют по заданной толщине прессованием на гидравлическом прессе. Режим прессования панелей двухстадийиый: в первом периоде масса подвергается сжатию до заданной толщины плиты, причем изделие уплотняется и из него удаляется некоторое количество избыточной воды; второй период составляет время, в течение которого плита остается в относительном покое между прессующей и опорной плитами пресса. В это время происходит схватывание массы и изделие приобретает прочность, необходимую не только для обеспечения нормальной кристаллизации гипса, но и для преодоления упругих сил волокон, стремящихся восстановить свое положение до прессования. Влажность гипсоволокнистых панелей после прессования составляет 35--40%.

Отпрессованная панель передается на сушку, обезвоживается до 2--3% и поступает на склад готовой продукции.

Гипсоволокнистые панели изготовляют объемным весом от 0,5 до 1 т/'м3, предел прочности их при изгибе составляет соответственно от 25 до 90 кГ/см2. Эти панели обладают лучшими, чем гипсобетонные, звуко-и теплоизоляционными качествами, их используют в виде перегородок в жилых и общественных зданиях.

Вентиляционные блоки

Вентиляционные блоки, применяемые в жилых домах, изготовляют на гнпсо-цементно-пуццолановом вяжущем размером «на этаж». Блоки устраивают со сквозными круглыми пустотами диаметром 140 мм и толщиной стенок до 20 мм.

Отформованные блоки устанавливают на кассетную сушильную вагонетку и выдерживают в течение 3--4 ч в нормальных условиях (до полной гидратации вяжущего), а затем 12--13 ч держат в туннельной сушилке с температурой поступающих газов до 120° С. Высушенные изделия подают на склад готовой продукции.

Гипс используют строительный марки 120--130, полученный в пш-соварочных котлах с добавкой поваренной соли NaCl.

Санитарно-технические кабины

Санитарно-технические кабины представляют собой готовые элементы зданий заводского изготовления. Кабины собирают из гипсобе-тонных панелей, изготовленных на прокатном стане или в горизонтальных и вертикальных формах. В качестве вяжущего для изготовления панелей для стен и потолков кабин применяют гипсо-цемеитно-пуццолэ-новые смеси следующего состава: строительный гипс 60--75, портландцемент 15--25, активная минеральная кремнеземистая добавка 10-- 25%; вместо портландцемента рекомендуется применять пуццолановый портландцемент. Полы в кабинах изготовляют из железобетона и облицовывают керамическими плитками или релином (линолеумом). Полы могут быть выполнены также и из других материалов, в том числе и из гипсо-цементно-пуццоланового бетона. При сборке стен, потолка и пола используется сварка закладных деталей. В заводских условиях в кабине устанавливают все санитарно-техническое оборудование, и в готовом виде кабины поступают на строительные площадки.

Гипсовые и гипсоволокнистые обшивочные листы

Гипсовые обшивочные листы (гипсовая сухая штукатурка) представляют собой листовой отделочный материал, изготовленный из строительного гипса и армированный путем оклейки с обеих сторон картоном или армированный растительным волокном. Кроме оклеечного картона и строительного гипса в производстве сухой штукатурки применяют вещества, регулирующие сроки схватывания (гипс-двугидрат, поваренную соль, сульфитно-спиртовую барду), добавки, снижающие вес листов и расход вяжущего (древесные опилки, фибра), пенообразователи (казеин, канифоль, каустическая сода), клеящие вещества, содействующие сцеплению картона с гипсовым сердечником (декстрин, казеиновый клей, жидкое стекло), и клеи для приклеивания кромок картона. Листы сухой штукатурки выпускают шириной 1,2 и длиной от 2,5 до 3,3 м при толщине 10--12 мм.

Листы обшивочные плохо сопротивляются изгибу и разрушаются под действием влаги. В связи с этим влажность их не должна превышать 2% по весу, а предел прочности при изгибе (испытание сосредоточенной нагрузкой по середине пролета в 350 мм) должен быть не менее 32 и 25 кГ соответственно при толщине листа 12 и 10 мм. Объемный вес штукатурки с гипсовым сердечником 1000--1110 кг/м3. Сухая штукатурка не горит, легко режется и пробивается гвоздями.

Технология производства гипсовой сухой штукатурки (рис. Ш) включает приготовление, формовочной массы, подготовку картона, формование непрерывной ленты штукатурки, ее твердение и резку на листы, сушку листов в многоярусных туннельных сушилках и складирование.

Применяют сухую штукатурку для внутренней отделки стен и потолков путем приклейки специальными мастиками, швы между листами заделывают безусадочной шпаклевкой.

Наряду с сухой гипсовой производят гипсоволокнистую сухую штукатурку, в которой арматурой является не картонная оболочка, а равномерно распределенное в гипсовой массе растительное волокно. Состав такой штукатурки следующий: 90--95 строительного гипса, 5--10 волокнистых материалов и 0,25--2% проклеивающих добавок (жидкое стекло, декстрин и др.). В качестве армирующего материала применяют бумажную макулатуру, льняную костру и другие органические волокнистые материалы.

Изготовление гипсоволокнистой штукатурки заключается в приготовлении жидкой расщепленной волокнистой массы (гидропульпы), смешении этой массы с проклеивающими добавками и строительным гипсом, отливки плит на вакуум-формовочной машине с последующей их допрессовкой. Отформованные плиты высушивают, обрезают и передают на склад готовой продукции.

В районах, где гипс является местным материалом и где отсутствуют другие эффективные стеновые материалы, из гипсобетона изготовляют камни для наружных стен зданий III и IV категорий. По пределу прочности при сжатии камни выпускают трех марок -- 35, 50 и 75 с морозостойкостью не менее Мрз15.

Из гипса и гипсобетона с легкими заполнителями производят также огнезащитные изделия, предназначенные для огнезащитной облицовки металлических конструкций, шахт для лифтов и т. п.

Изделия на основе извести

Долгое время известь не использовали для получения прочных и водостойких искусственных каменных изделий, так как в естественных условиях известь твердеет очень медленно и изделия получаются небольшой прочности (10--20 кГ/см2), легко размокающими при действии воды. Однако в 1880 г. было установлено, что при автоклавной обработке известково-песчаных смесей (твердении в паровой среде при давлении пара 8 атм и более при температуре выше 170° С) могут быть получены очень прочные, водостойкие и долговечные изделия.

Сущность превращения известково-песчаной смеси из легкоразмо-кающего и малопрочного материала в прочный и водостойкий камень заключается в следующем. При естественных условиях песок в известково-песчаных смесях инертен и не способен химически взаимодействовать с известью. Поэтому приобретение прочности известково-песчаных растворов в естественных условиях достигается только за счет твердения извести. Однако в среде насыщенного пара (100%-ной влажности) при температуре 170° С и выше кремнезем песка приобретает химическую активность и начинает взаимодействовать с известью по реакции

Ca(OH)a + SiO2+ (я--1)Н2О = CaO-SiO2-nH2O,

образуя гидросиликаты кальция -- прочное и водостойкое вещество. Свойства таких бетонов близки к свойствам цементных бетонов, но они требуют меньшего расхода вяжущего, позволяют шире использовать местные материалы, стоимость же изделий ниже.

Из известково-песчаных смесей производят крупноразмерные изделия для сборного строительства -- блоки и панели для стен и перекрытий, а также штучные изделия -- силикатный кирпич и камни для стен, силикатные плиты для облицовки фасадов.

Сырьевые материалы

Известь. В производстве силикатобетонных автоклавных изделий применяют известь в виде молотой кипелки, пушонки, а также частично загашенного материала. Известь должна характеризоваться средней скоростью гидратации, умеренным экзотермическим эффектом, быть раЕномерно обожженной и отличаться постоянством своих свойств, не содержать более 5% MgO, а время ее гашения не должно превышать 20 мин. По другим показателям известь должна удовлетворять требованиям технических условий. Недожог извести влечет повышенный ее расход, однако частичное присутствие известняка не только не ухудшает качества изделий, но далее повышает их прочность. Пережог замедляет скорость гидратации извести и вызывает появление в изделиях трещин, вспучиваний и других дефектов, поэтому для производства автоклавных силикатных изделий его содержание недопустимо.

Кварцевый песок в производстве силикатных изделий применяют немолотый, в виде смеси немолотого и тонкомолотого, а также грубомоло-тый. Песок для силикатных автоклавных изделий должен содержать кремнезема SiO2 не менее 70%; наличие примесей отрицательно влияет на качество изделий: слюда понижает прочность изделий, ее содержание в песке не должно превышать 0,5%; органические примеси вызывают вспучивание и также понижают прочность; ограничивается содержание в песке и сернистых примесей -- не более 1% в пересчете на.БОз. Равномерно распределенные глинистые примеси допускаются в количестве не более 10% -- они не только не понижают качество силикатных изделий, но и повышают удобоукладываемость сырьевой смеси; крупные включения глины снижают качество изделий. Зерновой состав, форма и характер поверхности зерен также оказывают большое влияние на качество изделий: лучшее сцепление обеспечивают зерна с шероховатой поверхностью и предпочтительными являются горные пески. Прочность изделий зависит от их плотности, т. е. от количества пустот в песке. Максимальная плотность достигается при смешивании зерен песка различных размеров.

Вода должна быть чистой, не содержать вредных примесей.

Для производства автоклавных изделий используют различные шлаки, золы от сжигания сланцев и углей, горелые породы. При твердении автоклавных изделий ряд шлаков и зол может частично и даже полностью заменить известь (шлакопесчаные и золопесчаные автоклавные изделия). Разнообразные шлаки и золы могут быть заполнителями в автоклавных изделиях, что практикуется обычно в производстве ячеистых материалов (газосиликат и др.). Для получения газошлакозолобетонных изделий используют шлаки и золы частично в виде вяжущих, частично -- в виде заполнителей. Шлаки и золы не должны содержать посторонних примесей (мусора, отходов древесины и т. д.), они должны противостоять железистому распаду.

Силикатный кирпич

Силикатный известково-песчаный кирпич по своей форме, размерам и основному назначению не отличается от глиняного кирпича, рассмотренного в главе III. Кирпич изготовляют из известково-песчаной смеси следующего состава: 92--95% чистого кварцевого песка, 5--8е; воздушной извести и примерно 7% воды.

Кирпич производится двумя способами: барабанным и силосным, различающимися приготовлением известково-песчаной смеси.

При барабанном способе (94) песок и тонкомолотая негашеная известь, получаемая измельчением в шаровой мельнице комовой извести, поступают в отдельные бункера над гасильным барабаном. Из бункеров песок, дозируемый по объему, а известь -- по весу, периодически загружают во вращающийся гасильный барабан, который закрывают герметически, и в течение 3--5 мин в нем перемешивают сухие материалы, затем подают острый пар под давлением 1,5--2 атм, и в течение 40 мин происходит гашение извести.

При силосном способе предварительно перемешанная и увлажненная масса направляется в силосы для гашения, которое продолжается 7--12 ч, т. е. в 10--15 раз дольше, чем в барабанах. Это является существенным технико-экономическим недостатком силосного способа. Хорошо загашенная в барабане или силосе известково-песчаная масса направляется в лопастную мешалку или на бегуны для дополнительного" увлажнения-и перемешивания, после чего поступает в пресс.

Прессуют кирпич на механических прессах под давлением до 150--200 кГ/см2. Такое высокое давление обеспечивает получение плотного и прочного кирпича. Отформованный сырец укладывают на вагонетку, которую направляют в автоклав для твердения.

Автоклав представляет собой стальной цилиндр диаметром 2 м и более, длиной до 20 м, с торцов герметически закрывающийся крышками (рис. 95). С повышением температуры ускоряется реакция между известью и песком, и при температуре 170° С она протекает в течение 8--10 ч. Быстрое твердение происходит не только при высокой температуре, но и при высокой влажности, для чего в автоклав пускают пар давлением до 8 атм, которое выдерживают 6--8 ч. Давление пара поднимают и снижают в течение 1,5 ч. Цикл запаривания продолжается 10--14 ч. Под действием высокой температуры и влажности происходит химическая реакция между известью и кремнеземом песка, рассмотренная ранее. Образующиеся в результате реакции гидросиликаты срастаются с зернами песка в прочный камень. Однако твердение силикатного кирпича на этом не останавливается. Прочность его продолжает повышаться после запаривания. Часть извести, не вступившая в химическое взаимодействие с кремнеземом песка, реагирует с углекислотой воздуха, образуя прочный углекислый кальций по реакции Са(ОН)2 + СО2 = СаСОз + Н2О.

Силикатный кирпич изготовляется размером 250X120X65 мм. По механической прочности различают марки кирпича 75, 100 и 150. Водо-поглощение кирпича составляет 8--16%; коэффициент теплопроводности 0,7--0,75 ккал/м-град-ч; объемный вес 1800--1900 кг/м3, т. е. несколько выше, чем глиняного кирпича; морозостойкость Мрз15. Однако теплоизоляционные качества стен из силикатного и глиняного кирпича практически равны.

Применяют силикатный кирпич там же, где и обыкновенный глиняный кирпич, но с некоторыми ограничениями: нельзя его использовать для кладки фундаментов и цоколей, так как он менее водостоек, чем глиняный; непригоден он также для кладки печей, так как при длительном воздействии высокой температуры происходит дегидратация гидросиликата кальция и гидрата окиси кальция, которые связывают зерна песка, и кирпич разрушается. Однако по технико-экономическим показателям силикатный кирпич превосходит глиняный: на его производство требуется в 2 раза меньше топлива, в 3 раза меньше электроэнергии, в 2,5 раза ниже трудоемкость производства; в конечном итоге себестоимость силикатного кирпича оказывается на 25--35% ниже,, чем глиняного кирпича.

Известково-шлаковый и известково-зольный кирпич

Эти стеновые изделия являются разновидностью силикатного кирпича, но отличаются меньшим объемным весом и лучшими теплоизоляционными свойствами, так как в них тяжелый кварцевый песок заменен пористым легким шлаком в известково-шлаковом или золой в известково-зольном кирпиче.

Для приготовления известково-шлакового кирпича берут 3---12% извести и 88--97% шлака, а для известково-зольного.20--25% извести и 75--80% золы. Так же, как и шлак, зола является дешевым сырьевым материалом, образующимся при сжигании каменного или бурого угля и другого топлива в котельных ТЭС, ГРЭС и т. д. В процессе сгорания пылевидного топлива часть очаговых остатков остается в топке (зола-шлак), а наиболее мелкие частицы уносятся отходящими газами в дымоходы. Здесь большая часть мелких частиц улавливается и.задерживается золоуловителями, а затем направляется в золоотвалы. Такая зола называется золой-уносом; по сравнению с остаточной она имеет большую дисперсность, и ее не нужно измельчать. Золы содержат малое количество СаО (до 5%) и при смешивании с водой не твердеют. Но при добавлении извести или портландцемента они активизируются, а последующее запаривание смеси в автоклавах дает возможность получать изделия достаточной прочности.

При сжигании некоторых горючих сланцев образуются золы, содержащие окиси кальция до 15% и более и поэтому способные твердеть без добавок извести. Кирпич из этих зол называют сланце.-зольным.

Использование шлаков и зол экономически выгодно, так как расширяется сырьевая база силикатных и других строительных материалов и снижается их стоимость.

Производство известково-шлакового и известково-зольного кирпича аналогично производству силикатного. Формуют его на тех же прессах, что и силикатный, а затем запаривают в автоклавах. Размер кирпича 250x120x140 мм и больше, объемный вес 1400--1600 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,5--0,6 ккал/м * ч град. По пределу прочности при сжатии кирпич подразделяют на три марки --25, 50 и 75; морозостойкость такая же, как и силикатного кирпича.

Применяют известково-шлаковый и известково-зольный кирпич для кладки стен зданий малой этажности (до трех этажей), а также для кладки стен верхних этажей многоэтажных зданий.

Крупноразмерные изделия из силикатного бетона

Наряду с силикатным кирпичом в настоящее время в большой номенклатуре выпускаются крупноразмерные изделия из силикатного бетона. Силикатным бетоном называют затвердевшую в автоклаве уплотненную смесь, состоящую из кварцевого песка (70--80%), молотого песка (8--15%) и молотой негашеной извести (6--10%). Плотный силикатный бетон является разновидностью тяжелого бетона.

Из силикатного бетона марки не ниже 150 с применением тепловой обработки в автоклаве изготовляют крупные стеновые блоки внутренних несущих стен, панели перекрытий и несущих перегородок, ступени, плиты, балки. Элементы, работающие на изгиб, армируют стальными стержнями и сетками.

Технология изготовления силнкатобетонных изделий (рис. 96) состоит из следующих основных операций: добычи песка и отделения его крупных фракций; добычи и обжига известняка (если известь производят на силикатном заводе); дробления извести; приготовления известкозо-песчаного вяжущего путем дозирования извести, песка и гипса и помола их в шаровых мельницах; приготовления силикатобетон-ной смеси путем смешения немолотого песка с тюнкомолотой известко» во-песчаной смесью и водой в бетоносмесителях с принудительным перемешиванием; формования изделий и их выдерживания; твердения отформованных изделий в автоклавах при температуре до 180° давлении насыщенного пара до 8 атм и более. Для получения плотных силикатных изделий применяют известь с удельной поверхностью 4000--5000 см2/г, а песок -- 2000--2500 см2/г.

Изделия на молотой негашеной извести можно получать повышенной прочности и морозостойкости, для чего регулируют сроки гидратации извести путем введения гипса, поверхностно-активных веществ и т. д. Молотую негашеную известь целесообразно применять для изделий, изготовленных из пластичной бетонной смеси. В таких свежесфор-мованных изделиях гашение молотой извести не вызывает образования трещин. Кроме того, при последующей гидратации негашеной извести гидрат окиси кальция, образующийся в уже отформованных изделиях, более активно взаимодействуют с кремнеземом, чем ранее образовавшийся в гашеной извести гидрат окиси кальция.

Для силикатных изделий с прочностью до 100--150 кГ/см2 весь песок можно применять в немолотом виде с 6--10% извести в расчете на активную СаО. Для изготовления автоклавных силикатных изделий расход извести составляет 175--250 кг на 1 м3 изделия.

Крупноразмерные изделия формуют на виброплощадках иногда с пригрузом или с вибропригрузом. Отформованные изделия подвергают запариванию в автоклавах диаметром 2,6 и 3,6 м. Режим запаривания изделия из плотного силикатного бетона следующий: подъем давления пара до 8 атм 1,5--2 ч, выдерживание при этом давлении 8--9 ч и спуск давления 2--3 ч.

Вибрированные крупноразмерные силикатные изделия имеют прочность при сжатии 150--400 кГ/см2, объемный вес 1800--2100 кг/мъ, мороостойкость 50 циклов и более. При силовом вибропрокате силикатные изделия получают прочностью до 600 кГ/м2. и объемным весом до 2300 кг/ж3.

Применяют плотные силикатобетонные изделия для строительства жилых, промышленных и общественных зданий; не рекомендуется использовать их для фундаментов и других конструкций, работающих в условиях высокой влажности.

Силикатные плиты для облицовки фасадов

К облицовочным материалам предъявляются два основных требования -- они должны быть долговечными и отличаться высокими декоративными качествами, не утрачивая их со временем. Этим требованиям отвечают силикатные плиты: они имеют чистый белый цвет или могут легко окрашиваться в любые цвета минеральными щелочестойкими пигментами; легко формуются любой формы и рельефной поверхности.

Плиты изготовляют из смеси молотой негашеной извести и кварцевого песка, для повышения прочности и долговечности к извести добавляют молотый песок. Прочность и долговечность плит повышается с увеличением тонкости помола материалов. Технология облицовочных силикатных плит такая же, как и других силикатных изделий (рис. 97). На Оршанском силикатном заводе песок разрабатывают в карьере экскаватором и автосамосвалами доставляют на завод в приемный бункер. Над бункером уложены колосники из уголковой стали на расстоянии до 50 мм для отделения крупных камней, смерзшихся комьев песка и посторонних примесей. Из приемного бункера песок поступает на вибросито для отсеивания крупных фракций (гравия и щебня). Очищенный песок подается в раздаточный бункер, а из него отдельными порциями через весовой дозатор в смеситель для приготовления силикатной смеси. Молотый песок добавляют двумя способами: в виде шлама, получаемого мокрым помолом песка, и в виде смеси песка с известью при совместном сухом помоле. Содержание воды в'шламе обычно находится в пределах 30--35%, количество шлама по отношению к немолотому песку составляет 10--15%. При сухом способе негашеную известь с добавкой 20--30% песка размалывают в шаровой мельнице. Приготовленная сухая смесь подается в расходный бункер извести, а оттуда через весовой дозатор в растворосмеситель для получения тщательно перемешанной массы с влажностью 14--18%. Для повышения механической прочности облицовочных плит в массу добавляют портландцемент марки 300--400. Таким образом, в мешалку загружают отвешенные количества песка, молотой смеси извести и песка и цемент. Сначала перемешивают сухую массу в течение 2--3 мин, а затем добавляют воду и снова перемешивают 3--4 мин до получения массы однородной консистенции -- полупластичной с влажностью 14--18%.

Формуют силикатные облицовочные плиты на' виброплощадке в формах кассетных или одиночных. В кассетных формах изготавливают плоские плиты в вертикальном положении (на ребро), в одиночных формах -- плиты с рельефной поверхностью. Отформованные изделия выдерживают при температуре 20--25° С в течение 4--8 ч до полного схватывания массы, затем, в случае необходимости, обрабатывают поверхность изделий-и направляют их-в автоклав для твердения, где они за 12--14 ч достигают прочности на сжатие 200 кГ/см2 и более. Режим запаривания облицовочных плит следующий: подъем давления пара до 8 атм 4 ч, выдержка при этом давлении 8 ч, снижение давления пара до 0 атм 2--3 ч. Весь процесс твердения силикатных изделий составляет 18--22 ч.

Распалубку плит производят после охлаждения их до 20--25° С. Извлеченные из форм плиты устанавливают в специальные контейнеры и транспортируют на склад готовой продукции. Хранят плиты уложенными на ребро в штабелях на деревянных прокладках в несколько рядов по высоте, но не более 1,5 м. Транспортируют плиты в контейнерах или без них, но с укладкой на ребро вплотную одна к другой с мягкими прокладками между ними (опилки, стружка и т. д.).

Облицовочные силикатные плиты характеризуются следующими физико-механическими показателями:

Объемный вес 1900--1950 кг/м3

Предел прочности при сжатии 200--300 кГ/см2

Водопоглощение по весу ....... не более 16%

Морозостойкость не менее Мрз 25

Силикатные облицовочные плиты подразделяются в зависимости от назначения на прямые (рядовые) и угловые. Установленная номенклатура плит позволяет облицовывать ими гладкие поверхности, углы, откосы, карнизные свесы.

Рядовые плиты имеют L-образную форму и состоят из облицовочной части размером от 219x194 до 294X394 мм и толщиной 30 мм и опорной пяты толщиной 65 и шириной 160 мм. Опорная часть плиты заделывается в кладку стены. Угловые плиты имеют две сходящиеся под прямым углом лицевые стороны и одну общую опорную пяту, входящую в кладку стены. Размеры плит обеспечивают возможность отделки кирпичных зданий при высоте этажа 2,8 м без рубки плит, а также возможность перевязки с горизонтальными и вертикальными швами кирпичной кладки стен.

Силикатные облицовочные плиты применяют для отделки кирпичных стен жилых, гражданских и промышленных зданий, за исключением зданий с повышенной относительной влажностью (бани, - прачечные и т. д.); не допускается их применение без защиты водонепроницаемыми покрытиями для облицовки цоколей, парапетов, наружных подоконников, поясков и других выступающих частей зданий, подвергающихся увлажнению дождем и тающим снегом.

Ячеистые силикатные изделия

Силикатные изделия ячеистой структуры отличаются малым объемным весом и низкой теплопроводностью. Различают изделия двух видов -- пеносиликатные и газосиликатные.

Пеносиликатные изделия изготовляют из смеси, состоящей из извести в количестве до 25%, и молотого песка (иногда часть песка немолотая). Молотый песок можно заменять измельченными шлаками, золой. Производство пеносиликатных изделий отличается от производства других известково-песчаных смесей тем, что в смесь добавляют пенообразователь: клееканифольный, состоящий из костного или мездрового клея, канифоли, едкого натра и воды; смоло-сапониновый -- из. растительного мыльного корня и воды; пенообразователь ГК -- гидролизованная боенская кровь. В газосиликатных изделиях образование ячеистой структуры происходит при введении в смесь алюминиевой пудры.

Технологический процесс производства ячеистых силикатных изделий (рис. 98) состоит из следующих основных операций: приготовления известково-песчаного вяжущего совместным помолом извести и части песка (количество песка от веса извести составляет 20--50%); измельчения песка по сухому или мокрому способу; приготовления пена- или газобетонной массы; формования изделия. Приготовленную массу заливают в металлические формы с уложенными арматурными каркасами и закладными деталями. В формах газосиликатная масса вспучивается, образуя горбушку, которая затем срезается. Конец вспучивания должен совпадать с началом схватывания вяжущего. В настоящее время стали применять вибровспучивание массы -- кратковременную обработку на виброплощадке. Это позволяет получать изделия устойчивого качества и исключает образование горбушки.

Ячеистые силикатные изделия изготовляют как армированными, так и неармированными. В армированных силикатных бетонах стальная арматура, а также закладные детали больше подвержены коррозии, чем в цементных бетонах, поэтому стальную арматуру, покрывают защитными составами (цементно-казеиновыми,полимерцементными), а также применяют металлизацию арматурной стали.

Силикатные изделия из ячеистого бетона подразделяются на: ' теплоизоляционные объемным весом до 500 кг/м3 и прочностью на сжатие до 25 KF/CAI2;

конструктивно-теплоизоляционные объемным весом 500--800 кг/м3 и прочностью на сжатие 25--75 кГ/см2;

конструктивные объемным весом выше 850 кг/м3 и прочностью на сжатие 75--150 кГ/см2.

Коэффициент теплопроводности их 0,1--0,2 ккал/м - ч град, они довольно морозостойки.

Применяются ячеистые силикатные изделия для наружных стен зданий, перегородок, а также для покрытий промышленных зданий; при этом эффективно используются несущие и теплоизоляционные качества ячеистых бетонов.

Сборные железобетонные конструкции на известково-шлаковом вяжущем

В районах расположения металлургических заводов дополнительным вяжущим веществом при изготовлении индустриальных изделий является местный материал -- известково-шлаковое бесклинкерное вяжущее. Из бетона на известково-шлаковом вяжущем при условии применения тепловлажностной обработки изготовляют следующие изделия и конструкции для крупнопанельных и крупноблочных домов: элементы фундаментов, блоки подвалов и панели несущих внутренних стен, панели, перекрытий, лестничные марши и площадки и другие изделия, работающие в нормальных температурно-влажностных условиях.

Основным сырьем для производства изделий является известково-шлаковое вяжущее, песок и щебень из горных пород или доменного шлака.

Известково-шлаковое вяжущее состоит из тонкоизмельченных гранулированного доменного шлака, извести и двуводного природного гипса. Соотношение извести и шлака зависит от содержания в шлаке активных AI2O3 и СаО. При содержании А!гОз менее 15% и СаО более 40_% количество шлака в смеси вяжущего находится в пределах от 85 до 95% и извести от 15 до 5%; двуводный природный гипс вводится в количестве от 3 до 5% веса вяжущего.

Сырьевые материалы для производства известково-шлакового вяжущего должны удовлетворять следующим условиям. Гранулированные доменные шлаки должны иметь модуль основности не менее 0,7 и модуль активности не менее 0,3, содержать СаО не менее 35%, а А12Оз не менее 10%- Известь применяется комовая, свежего обжига с содержанием активных CaO + MgO не менее 70% и удовлетворяющая всем другим требованиям ГОСТ. Природный двуводный гипс должен содержать основного вещества Са5О4\2НгО не менее 90%. В качестве заполнителей для бетона применяют щебень из естественного камня или из доменного шлака и песок. Для улучшения подвижности смеси вводят поверхностно-активную добавку -- сульфитно-спиртовую барду в количестве 0,15--0,2%.

Расход вяжущего принимается на основании лабораторного подбора состава бетона: в армированных конструкциях для обеспечения достаточной плотности бетона и предотвращения коррозии арматуры он составляет не менее 300 кг/м3. Водовяжущее отношение в бетонных смесях равно 0,4--0,6.

Смесь приготовляют в бетономешалках свободного или принудительного действия. Формуют изделия в вертикальных или горизонтальных формах с помощью вибрирования. Отформованные изделия в течение первых 4 ч выдерживают при температуре 20° С, а затем подвергают тепловлажностной обработке по следующему режиму: подъем температуры с 20 до 90° С 3--5 ч, изотермический прогрев при 85--95° С 11--12 ч, охлаждение до 30--40° С 6--7 ч. Пропаривание при температуре ниже 85° С не рекомендуется. Скорость подъема и снижения температуры должна составлять 25--30 град/ч.

Арматуру изделий и конструкций на известково-шлаковом вяжущем при тепловлажностной обработке следует защищать от коррозии обмазками, например цементно-казеиновой, или вводить в бетонную смесь с водой затворения нитрит натрия в количестве 1--2% веса вяжущего.

Технологическая схема производства железобетонных изделий на известково-шлаковом вяжущем (рис. 99) такая. Песок и щебень, поступающие из карьера, подсушиваются и транспортируются в расходные бункера смесительного отделения. Одновременно из силоса в расходный бункер поступает известково-шлаковое вяжущее. Из расходных бункеров через весовые дозаторы известково-шлаковое вяжущее и заполнители поступают в бетономешалку, в которую подают определенное количество воды и водного раствора сульфитно-спиртовой барды. Приготовленная смесь подается в бетоноукладчик для формования изделий в горизонтальных или вертикальных формах. Изделия в горизонтальных формах уплотняют на вибростолах, после чего формы с изделиями поступают в пропарочные камеры, а оттуда -- на склад готовой продукции. При кассетном способе бетонную смесь из бетоноукладчика выгружают в бадью, а из нее -- в кассеты. В вертикальных кассетах смесь уплотняется с помощью вибраторов. После тепловой обработки изделия направляются на склад готовой продукции.

Материалы и изделия на магнезиальных вяжущих

Фибролит магнезиальный

Материалы и изделия на основе магнезиальных вяжущих получают путем формования и последующего высушивания смеси каустического магнезита или доломита и органического заполнителя, затворенного раствором хлористого магния. В качестве органических заполнителей применяют древесные опилки, получая ксилолит, или древесные шерсть и стружку, получая фибролит. Возможность использования органических заполнителей в смеси с магнезиальными вяжущими определяется полной сохранностью их в результате минерализации оксихлоридом магния, образующимся при твердении вяжущих. Наряду с этим органические заполнители, отличаясь небольшим объемным весом, придают фибролиту и ксилолиту высокие тепло- и звукоизоляционные свойства, а также легкость обработки: материал пилится, режется, имеет хорошую гвоздимость.

Технология фибролитовых плит следующая. Каустический магнезит затворяют раствором хлористого или сернокислого магния и тщательно смешивают с дозированной частью древесной шерсти. Приготовленную фибролитовую массу загружают в металлические или деревянные формы, прессуют под давлением 0,4--0,5 кГ]см2 и направляют в камеры сушки.

В зависимости от объемного веса различают фибролит теплоизоляционный, конструктивный и фибролитовую фанеру. Применяют теплоизоляционный фибролит для утепления стен, полов и перекрытий, конструктивный -- для заполнения стен, перегородок и перекрытий каркасных зданий, а фибролитовую фанеру используют в качестве штукатурки.

Ксилолит

Ксилолит представляет собой затвердевшую смесь древесных опилок и магнезиального вяжущего, затворенного раствором хлористого магния. В ксилолит можно вводить также добавки асбеста, трепела, кварцевого песка и красители. Ксилолитовую массу получают тщательным перемешиванием сухих каустического магнезита, заполнителей и красителей с последующим затворением раствором хлористого магния. Если ксилолитовая масса предназначается для полов, то смесь должна иметь пластичную консистенцию. Уложенную на основание ксилолитовую массу выравнивают и уплотняют вибрацией или трамбованием.

При изготовлении ксилолитовых плиток на заводе приготовляют массу жесткой консистенции, которую прессуют в горячем состоянии под давлением 300 кГ/см2. Состав массы для производства ксилолитовых плиток 1:4 (1 объемная часть вяжущего и 4 объемных части опилок). Ксилолитовые плитки выпускают квадратной или шестиугольной формы размером 20X20 или 15x15 см и толщиной 12--15 мм.

На основе магнезиальных вяжущих приготавливают также пено-и газомагнезиты -- высокоэффективные теплоизоляционные материалы. Их получают путем смешивания каустического магнезита, затворенного раствором хлористого магния, с устойчивой пеной или с газообразователем.

Теплоизоляционный магнезиальный материал получают также из смеси каустического магнезита или каустического доломита и асбеста, затворенных раствором хлористого магния. Количество асбеста составляет 15%. Из массы на каустическом магнезите вырабатывают теплоизоляционные асбестомагнезиальные материалы, а на каустическом доломите -- совелит

Материалы и изделия из минеральных расплавов

Бурное развитие промышленного и гражданского строительства требует увеличения выпуска все новых и новых материалов и изделий, обладающих, повышенными физико-механическими свойствами, высокой твердостью и кислотостойкостью, водонепроницаемостью, сопротивляемостью истиранию и декоративно-облицовочными свойствами. Такими новыми материалами являются материалы и изделия, получаемые из минеральных расплавов. Минеральные расплавы в зависимости от вида исходного сырья можно разделить на следующие группы: стеклянные расплавы, каменные расплавы, шлаковые расплавы, ситаллы и шлакоситаллы.

Материалы и изделия на основе стеклянных расплавов

Большое распространение среди материалов, получаемых из минеральных расплавов, получили материалы и изделия из стеклянных расплавленных масс. Эти материалы в виде стекла со всеми его разновидностями, а также в виде стеклянных изделий нашли широкое применение в строительстве, архитектуре, санитарной технике, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Стекло как строительный материал обладает рядом положительных технических свойств. Светопреломление оконного стекла принимают равным 1,5, свето-пропускаемость в зависимости от длины волны видимого спектра колеблется от 0 до 97%.

По оптическим свойствам различают стекло прозрачное, окрашенное, бесцветное и рассеивающее свет.

Листовое стекло

Листовое оконное стекло является наиболее распространенным видом плоского стекла. Стекло выпускается толщиной от 2 до 6 мм, свето-пропускаемость его з зависимости от толщины колеблется от 90 до 85% и понижается с увеличением толщины.

Для получения , прозрачного стекла применяют чистые кварцевые пески, не содержащие окрашивающих окислов (окись железа, окись титана и др.). Листовое стекло получают двумя способами: путем вертикального или горизонтального вытягивания ленты из вязкой расплавленной стеклянной массы.

Технологическая схема производства строительного стекла (113) в основных чертах, следующая. Исходные составляющие материалы тщательно подготовляют -- сушат и очищают песок от посторонних примесей, а также отделяют крупные фракции щебня или гравия, дробят и сушат мел и доломит, размалывают уголь. Подготовленные материалы направляют в расходные бункера, а из них -- в дозировочное отделение, где дозируют по весу и направляют в смеситель для приготовления шихты. Подготовленная шихта расплавляется в специальных печах непрерывного (ванные печи) или периодического (горшковыё печи) действия. Шихту варят при температуре 1100--1200" С и затем выдерживают при этой температуре до полного отделения всех примесей, которые собираются на поверхности расплава в виде пены. В этот период происходит и обесцвечивание стекла путем введения специалы вок, а также удаление пузырьков воздуха и газа. Затем из рас ной массы с помощью машин вертикального ( 114) или i тального типа вытягивают ленту стекла, которая проходит межками машиныЛистовое стекло можно' получить т. способом литья с последующей npoicai Для этого стеклянную массу выливают гладкую поверхность и прокатывают валк ми с гладкой или узорчатой поверхность!' Разновидностями листового OKOHHOI стекла являются:

орнаментное, получаемое способом литья; одна сторона стекла гладкая, а другая тисненая, узорчатая;

с проволочной сеткой, получаемое способом литья или прокатом; при растрескивании не дает осколков и обладает высокой огнестойкостью;

защитное, получаемое специальной термической обработкой (для повышения прочности и упругости); предназначено для остекления автотранспорта;

«витрасил» -- стекло, обладающее способностью рассеивать свет по всему помещению; не оказывает слепящего действия и ке вызывает утомления зрения; является также хорошим тепло- и звукоизолятором;

облицовочное, применяемое для облицовки панелей стен жилых и общественных, зданий; устойчиво против атмосферных влияний и гигиенично; выпускается прозрачным и окрашенным, с гладкой полированной поверхностью с одной стороны и с поверхностью, имеющей рисунок или орнамент с другой стороны.

За рубежом производят строительное стекло новых видов, уменьшающих нагрев помещений от солнечных лучей. В США выпускают серое и бледно-голубое теплопоглощающее стекло, а также звукопоглощающее стекло с промежуточным слоем, поглощающим до 66% звука. Широкое распространение в США получило стекло, покрытое тонкими окиснометаллическими пленками, отражающими до 30% и более солнечных лучей.

Изделия из стекла

Профильное строительное стекло представляет собой элементы швеллерного и коробчатого сечения, формуемые на горизонтальных прокатных установках в виде бесконечной ленты, которую разрезают затем на отрезки длиной до 6000 мм. Стекло может быть бесцветным или окрашенным. Стеклодетали коробчатого сечения имеют ширину ПО--250, высоту 50--55 и толщину 5--6 мм, а профильное стекло швеллерного сечения-- ширину 250--500, высоту полки 35--40 и толщину 5--6 мм.

При изготовлении конструкций из стеклодеталей между ними необходимо прокладывать различные герметики -- мастики или специально изготовленные профилированные детали из губчатой резины или синтетических материалов.

Ограждения из профильного стекла в виде остекленных поверхностей дают мягкий рассеивающий свет, светопропускание их находится в пределах от 40 до 70%. Стена из коробчатых (в один ряд) или швеллерных (в два ряда) стеклодеталей по своим акустическим свойствам не уступает глухим межкомнатным оштукатуренным перегородкам из кирпича и других материалов. Звукоизоляция таких конструкций составляет 23--31 дб, а коэффициент теплопередачи -- 2,1--2,8 ккал/м2 * ч * град, в то время как для окон с двойным остеклением он равен 2,8-- 4,5 ккал/м2- ч-град. Предел прочности при изгибе конструкции из профильного стекла швеллерного сечения составляет 175, а из коробчатого-- 90 кГ/см2; огнестойкость конструкции равна 15--30 мин. Стекло устойчиво против воздействия концентрированных кислот, щелочей и влаги.

Профильное стекло используется для светопрозрачных ограждений и самонесущих стен в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве, для устройства внутренних перегородок и прозрачных плоских кровель в зданиях различных типов. Можно его применять в виде крупноразмерных панелей только из стекла или в сочетании с металлическими, бетонными, кирпичными или деревянными элементами зданий.

Стеклянные блоки (стеклоблоки) представляют собой изделия, состоящие из двух прессованных полублоков, сваренных по периметру. Внутренняя полость блоков заполнена разреженным воздухом. Блоки изготовляют, с разнообразной фактурой внутренней или наружной поверхности. В зависимости от профиля и размера стенок блока изменяется интенсивность и направленность световых лучей, а также создается равномерное освещение отдельных участков и больших площадей в зданиях. Светопропускание стеклоблоков составляет 35--40%.

В связи с тем, что в сваренных блоках внутри остается разреженный воздух, значительно уменьшается их коэффициент теплопроводности, который составляет в среднем 0,4 ккал/м * ч * град. Стеклянные блоки обладают также высокими звукоизоляционными свойствами: звукоизолирующая способность составляет 38--40 дб. Они хорошо сопротивляются действию высоких температур: огнестойкость вертикальных ограждений из блоков составляет 2,4 ч. Стеклянные блоки производят двух видов -- прямоугольные и угловые. Прямоугольные стеклоблоки изготовляют пяти типоразмеров: от 194X194X98 (или 60) до 300Х300Х X 60 мм, а угловые -- 194 X 209 X 98 мм.

Стеклоблоки применяются для заполнения световых проемов и устройства наружных и внутренних светопрозрачных ограждений в жилых домах, учебных, торговых, административных и санитарно-лечебных зданиях, промышленных, сельскохозяйственных и спортивных сооружениях. Используют их для фасадов промышленных зданий, освещения лестничных клеток гражданских зданий, разного рода складских помещений и помещений, требующих верхнего света, а также в архитектурно-декоративных целях. Стеклянные блоки с успехом применяются в цехах с агрессивной средой и требующих хорошего освещения, а также в цехах, где характер производства требует создания постоянных климатических условий.

Стеклопакеты представляют собой два или несколько листов стекла, герметично соединенных между собой по периметру. Между стеклами имеется полость, заполненная сухим воздухом. Стеклопакеты изготовляют из оконного, витринного, армированного, узорчатого и других стекол толщиной от 2 до 8 мм, площадью до 5 м2; расстояние между стеклами может быть от 15 до 20 мм. Стеклопакеты выдерживают большую ветровую нагрузку, чем. отдельные стекла такой же толщины. При остеклении стеклопакетами упрощается конструкция оконных проемов, увеличивается световая площадь и снижаются теплопотери: коэффициент теплопередачи стеклопакетов составляет 2,4--2,8 ккал/м2 * ч * град. Свето-пропускание в зависимости от примененного вида стекла меняется в больших пределах -- от 30 до 80%. Стеклопакеты обладают достаточной звукоизолирующей способностью -- от 21 до 31 дб.

Стеклопакеты применяются для остекления промышленных, гражданских и общественных зданий.

Стемалит представляет собой листовое стекло различной фактуры, покрытое с одной стороны глухими керамическими красками различных цветов (желтый, синий, красный, серый, черный и др.) Стемалит изготовляется из неполированного витринного или прокатного стекла толщиной 6--12 мм, площадью до 3 м2. Удельный вес стемалита 2,45-- 2,5 г/см3, предел прочности при сжатии 80, а при изгибе 25 кГ/мм2. Материал отличается высокой устойчивостью против атмосферных воздействий, постоянством цвета, прочностью, термической стойкостью.

Стемалит предназначен для наружной и внутренней облицовки зданий; используется также для изготовления многослойных навесных панелей.

Дверные полотна из стекла. Дверные полотна изготовляются из листового стекла, подвергнутого специальной термической обработке (закалке). Выпускаются из полированного, узорчатого и сырого прокатного стекла, бесцветного или окрашенного, толщиной 9--12 мм, размером до 2600X1040 мм. Отличаются большой прочностью: выдерживают удар стального шара весом 800 г, свободно падающего с высоты 2,5 м; предел прочности при сжатии 80--90, а при изгибе 23--27 кГ/мм2, объемныйвес 2,45--2,47 г/см3. .

Витринное стекло изготовляют из полированного и неполированного стекла толщиной 6--12 мм, площадью полотен от 4 до 12 м2. Стекло характеризуется высоким пределом прочности при сжатии -- до 120 кГ/мм2, может быть плоским или гнутым. Применяют витринное стекло для остекления внутренних и наружных витрин и проемов в магазинах, ресторанах, клубах, кинотеатрах, выставочных залах, вокзалах, аэропортах и т. д.

Стеклянные коврово-узорчатые плитки получают в форме квадратов из непрозрачного прессованного или прокатного стекла различного цвета с глянцевой или матовой поверхностью. Размеры плиток 18X18X4, 22X22X4 и 23x23X4 мм. Плитка характеризуется высокой долговечностью и постоянством цвета. Применение ее позволяет обеспечить индустриальную отделку железобетонных панелей. Используется для наружной облицовки стеновых панелей и внутренней отделки помещений.

Стеклянные трубы получили широкое распространение в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности для удаления или транспортирования агрессивных жидкостей. Трубопроводы из стекла прозрачны, гигиеничны и имеют гладкую поверхность, что уменьшает'сопротивление перемещаемым в них жидкостям. Стеклянные трубы ИЗГОТОВЛЯЮТ способами вертикального или горизонтального вытягивания и центробежным. Соединяют стеклянные трубы с помощью соединительных и уплотняющих устройств -- муфт, резиновых манжет с затяжкой металлическими поясами. Коррозионностойкиё трубы выпускаются диаметром 15--65 и длиной 100--3000 мм для жидкостей с температурой до 120° С и давлением 3 атм.

Стеклобетонные конструкции в зависимости от несущей способности, свето- и звукоизоляции, а также других свойств подразделяются на стеновые, конструкции перекрытий и конструкции сводов и куполов. Несущей частью является железобетонный каркас, а стеклянные блоки заполняют световое пространство каркаса. Конструкции можно успешно использовать для производственных и культурно-бытовых помещений, вокзалов, выставочных павильонов. Стеновые конструкции (панели, блоки и др.) обладают необходимыми тепло- и звукоизоляционными свойствами, хорошо освещают помещение, гигиеничны, не нуждаются в специальной отделке.

Материалы и изделия из каменного расплава

Материалы из каменного сплава обладают высокими прочностью, износостойкостью и стойкостью в химически агрессивных средах. Это позволяет применять изделия для облицовки технологических аппаратов и узлов, работающих в наиболее тяжелых условиях, заменяя другие дорогостоящие материалы, в частности металлы.

Сырьем для получения каменного литья служат горные породы магматического происхождения, преимущественно базальты и диабазы, обладающие пониженной вязкостью в расплавах. По своему химическому составу базальты более постоянны, а каменное литье из них обладает высокой химической стойкостью и прочностью на истирание. Температура плавления базальта 1100--1450° С. Расплав обладает хорошими литейными качествами и кристаллизуется в течение 5--15 мин. В качестве сырья для получения светлого каменного литья используется кварцевый песок в количестве 45%, доломит 34%, мел или мрамор 21%. Кроме основных материалов в шихту для снижения температуры плавления добавляется плавиковый шпат в количестве 3%, а для отбеливания расплава -- 0,8% окиси цинка. Перед загрузкой в печь сырьевые материалы измельчают, просеивают и дозируют в заданном соотношении.

Для плавки шихты используют шахтные, ванные, вращающиеся и электрические печи. Наиболее распространены ванные печи, работающие на шихте с небольшим количеством измельченных материалов. Плавка базальта в ваннных печах. производится при температуре 1450° С. Готовый расплав из ванны стекает в разливочный копильник, где охлаждается до температуры 1250° С. Охлаждение расплава перед разливкой благоприятно сказывается на структуре отливаемых изделий и уменьшает количество усадочных дефектов (трещин, раковин).