Вступ - В'яжучі автоклавного тверднення

Штучні кам'яні матеріали з сумішей повітряного вапна й кварцового піску, повільно тверднучи в природних умовах, набувають невисокої міцності, яка зберігається в часі лише на повітрі. У природних умовах твердіння кварцовий пісок не вступає в хімічні взаємодії з вапном, і міцність виробу повільно зростає лише за рахунок твердіння вапна. Проте при затвердінні вапняно-піщаних сумішей в умовах автоклавної обробки (запарювання в умовах насиченої водяної пари та підвищення температури й тиску) одержують досить міцні водостійкі та довговічні силікатні вироби.

Користуючись класифікацією автоклавних матеріалів за складом вихідних матеріалів, запронованою П. І. Боженовим, можна виділити такі групи в'яжучих автоклавного твердіння:

    1) силікатні, виготовлювані з сировинної суміші, що містить вапно (гашену чи мелену кипілку) і кварцовий пісок, які утворюють силікати кальцію в процесі автоклавної обробки; 2) шлакові, виготовлювані з використанням металургійних чи паливних шлаків як кремнеземистого компонента; 3) зольні, виготовлювані з застосуванням золи від спалювання вугілля, сланців, торфу; 4) в'яжучі, виготовлювані з використанням відходів хімічної (нефеліновий шлам тощо) та гірничодобувної промисловості.

Кожне із зазначених в'яжучих містить дві головні частини: кремнеземистий компонент (SiO2) у кристалічній чи аморфній формі та вапно; добавки, що вводяться, можуть регулювати процес структуроутворення.

Основними вихідними компонентами автоклавних матеріалів є в'яжучі автоклавного твердіння та заповнювачі. В'яжучі автоклавного тверднення - це речовини, здатні при автоклавному синтезі, який відбувається у середовищі насиченої водяної пари, затвердів ати з утворенням міцного щільного цементного каменю.

Комірчасті силікатні бетони - це штучні кам'яні матеріали отримані на основі мінерального в'яжучого автоклавного тверднення з рівномірно розподіленими порами у вигляді сферичних комірок діаметром близько 2 мм.

В'яжучі автоклавного твердіння при нормальних температурних умовах, вологості та при пропарюванні характеризується низькою активністю. Однак їх реакційна здатність при досягаємих в автоклавах температурах та тиску різко піднімається, що дозволяє отримувати штучні кам'яні матеріали високої міцності.

В'яжучі автоклавного твердіння ділять на безклінкерні - на основі вапна з кремнеземистими та алюмосилікатними компонентами (вапняно-кремнеземисті, вапняно-зольні, вапняно-шлакові, вапняно-нефелінові та ін.) та змішані - на основі портландцементу та вапна з кремнеземистими та алюмосилікатними компонентами (піщанисті, шлакові, пуцоланові цементи)

Твердіння автоклавних в'яжучих грунтується на синтезі гідросилікатів кальцію, який відбувається в середовищі насиченої водяної пари при температурі (у промислових автоклавах) 174,5-200 °С та відповідному тиску пари 0,8-1,6 МПа. Внаслідок взаємодії оксидів SiO2 і СаО за участю води утворюється група гідросилікатів -- тоберморитів складу 5CО * 6Sі02 * пН20 з різною кількістю води (п = 3,0.,.10,5). Тоберморити, які зумовлюють високу міцність автоклавних матеріалів, можуть супроводжуватися погано закристалізованими гідросилікатами.

Активність в'яжучих автоклавного твердіння залежить від співвідношення компонентів, їх хіміко-мінералогічного складу та тонкості помолу. При виготовленні стійких та морозостійких виробів компоненти в'яжучих повинні характеризуватися зниженню водо необхідністю.

В виробництві автоклавних матеріалів найбільше використовується вапняно-кремнеземисті в'яжучі, основними компонентами яких служать повітряне будівельне вапно та молотий кварцовий пісок (SiO2 в кристалічній та аморфній формі). Для автоклавних виробів в більшості випадків застосовується кальцієве вапно, яке має швидкість гашення не більше 20 хвилин. Роль кремнеземистого компонента цих в'яжучих окрім піска дрібного помолу можуть бути зола та інші промислові відходи.

Заповнювачі автоклавних силікатних бетонів - пісок, щебінь або гравій. Вимоги до них близькі до вимог, які ставлять до звичайних цементних бетонів.

Вапно являється основним в'яжучим компонентом в виробництві автоклавних матеріалів, і в той же чай найдорожчий. При спаленні вапна в навколишнє середовище разом з вуглекислим газом виділяється велика кількість пилу. Тому розробка варіантів зниження кількості вапна при виготовленні матеріалів необхідна для покращення екологічного стану. Однак деякі технологічні характеристики сировини та готового виробу не завжди дозволяють знизити активність суміші. Отже, якісні автоклавні вироби можна отримати шляхом підвищення хімічної активності кожного з компонентів в'яжучого.

Одним з факторів підвищення розчинності гідроксиду кальцію компонентів є їх дисперсність. Встановлено що підвищення швидкості процесу гасіння вапна та тепловиділення сприяє одержанню дрібнодисперсних продуктів.

Підвищення реакційної активності гідроксиду кальцію при зміні умов його одержання сприяє швидкій взаємодії компонентів в'яжучого та підвищеному складу гідро силікатної зв'язки на більш ранніх стадіях тверднення, що дозволяє в виробництві автоклавних матеріалів скоротити час ізотермічної витримки виробів в автоклаві або знизити витрати вапна.

Похожие статьи




Вступ - В'яжучі автоклавного тверднення

Предыдущая | Следующая