Технология производства силикатного кирпича

новообразований за 10 лет частично замещаются вторичным кальцитом в

результате карбонизации гидросиликатов кальция.

Гаррисон и Бесси испытывали в течение многих лет силикатный кирпич разных

классов прочности, зарытый в грунт полностью или наполовину, а также лежащий

в лотках с водой и на бетонных плитах, уложенных на поверхность земли. Они

установили, что внешний вид кирпичей, лежавших 30 лет в земле с дренирующим и

не дренирующим грунтом, мало изменился, но их поверхность размягчилась, а у

кирпичей, частично зарытых в землю, открытая часть осталась без повреждений,

хотя в некоторых случаях поверхность покрылась мхом.

Состояние кирпичей, находившихся 30 лет на бетонных плитах, зависело от их

класса, Так, оказались без повреждений или имели незначительные повреждения

95% кирпичей класса 4 – 5 (28 – 35 МПа), 65% .кирпичей класса 3 (21 МПа) и

25% кирпичей класса 2 (14 МПа). Все кирпичи класса 1 (7 МПа) имели

повреждения уже через 16 лет. Все кирпичи, лежавшие 30 лет на земле в лотках

с водой, получили повреждения, и чем ниже класс кирпича, тем раньше они

появлялись: у кирпичей класса 1 – через 8 лет, класса 2 – через 19 лет;

класса 3 – через 22 года и для классов 4 – 5 – через 30 лет.

Прочность кирпичей, пролежавших в земле 20 лет, уменьшилась примерно, вдвое.

При этом наибольшее снижение прочности наблюдалось у кирпичей, находившихся в

недренирующем глинистом грунте, а наименьшее – у кирпичей, наполовину зарытых

в землю (стоймя). За 20 лет в зависимости от условий пребывания в грунте

карбонизировалось 70 – 80% гидросиликатов кальция, причем в основном

карбонизация произошла в первые 3 года. Таким образом, даже при таких

исключительно жестких испытаниях силикатный кирпич классов 3 и 4 оказался

достаточно стойким.

Общеизвестно, что прочность силикатного кирпича после остывания повышается.

Именно поэтому по ранее действовавшему ОСТ 5419 предусматривалось определять

его прочность не ранее чем через две недели после изготовления. Были

проведены испытания кирпича на образцах, отобранных от большого, числа партий

(в общей сложности 3 млн. шт.). По 10 кирпичей из каждой пробы раскалывали

пополам, половинки разных кирпичей складывали попарно в определенной

последовательности и испытывали сразу, а остальные укладывали на стеллажи и

испытывали в той же последовательности через 15 сут. При этом было

установлено, что прочность кирпича за это время возросла в среднем на 10,6%,

влажность его уменьшилась с 9,6 до 3,5%, а содержание свободной окиси кальция

снизилось на 25% первоначального. Таким образом, повышение прочности

силикатного кирпича через 15 сут. после изготовления можно объяснить

совместным влиянием его высыхания и частичной карбонизации свободной извести.

Термографическими и рентгеноскопическими исследованиями установлено, что

после испытания образцов в климатической камере заметных изменений в

цементирующей связке не отмечается, а после карбонизации гидросиликаты

кальция превращаются в 'карбонаты и гель кремнекислоты, являющиеся стойкими

образованиями, цементирующими зерна песка.

Таким образом, можно считать, что силикатный кирпич, изготовленный из песков

различного минерального состава с 'использованием тонкомолотого известково-

кремнеземистого вяжущего, является вполне атмосферостойким материалом.

     Стойкость в воде и агрессивных средах.

Стойкость силикатного кирпича определяется степенью взаимодействия

цементирующего его вещества с агрессивными средами, так как кварцевый песок

стоек к большинству сред. Различают газовые и жидкие среды, в которых

стойкость силикатного кирпича зависит от их состава. Из этих данных следует,

что силикатный кирпич нестоек против действия кислот, которые разлагают

гидросиликаты и карбонаты кальция, цементирующие зерна песка, а также против

содержащихся в воздухе агрессивных газов, паров и пыли при относительной

влажности воздуха более 65%. Необходимо отметить, что приведенные

ориентировочные данные относятся к силикатному кирпичу по ГОСТ 379 – 53,

требования к качеству которого значительно ниже, чем по ГОСТ 379 – 79.

Образцы силикатного кирпича подвергали воздействию проточной и не- проточной

дистиллированной и артезианской воды в течение более 2 лет. В основном

коэффициент стойкости образцов падает в первые 6 мес., а затем остается без

изменения. Более высокий коэффициент стойкости – у образцов, содержащих 5%

молотого песка, а более низкий – у образцов, в состав которых введено 5%

молотой глины. Образцы, содержащие 1,5% молотого песка, занимают

промежуточное положение: их коэффициент стойкости составляет примерно 0,8,

что следует признать достаточно высоким для рядового силикатного кирпича.

Аналогичные образцы подвергали воздействию сильно минерализованных грунтовых

вод, содержащих комплекс солей, а также 5%-ного раствора Na2SO4

и 2,5%-ного раствора MgSO4.

Каждые 3 мес. определяли прочность и коэффициент стойкости образцов,

находившихся в различных растворах. В растворе Na2SO4

прочность образцов снижается в основном в течение 9 мес., а к 12 мес. она

стабилизируется и в дальнейшем не меняется. В отличие от этого прочность

образцов, находившихся в растворе MgSO4, падает все время, и

они начинают интенсивно разрушаться уже по истечении 15 мес.

Как правило, коэффициент стойкости образцов, содержащих 5% молотого песка,

составляет в грунтовых водах и растворе Na2SO4 примерно

0,9, содержащих 1,5% молотого песка – 0,8, тогда как у образцов, в состав

которых введено 5% молотой глины, в грунтовой воде и 5%-ном растворе Na2

SO4 он достигает 0,7. Следовательно, образцы с молотой глиной нельзя

признать достаточно стойкими к воздействию агрессивных растворов, а также

мягкой и жесткой воды.

Таким образом, силикатный кирпич, в состав которого введено 5% молотого песка,

обладает высокой стойкостью к минерализованным грунтовым водам, за исключением

растворов MgSO4.

     Жаростойкость.

К. Г. Дементьев, нагревавший силикатный кирпич при различной температуре в

течение 6ч, установил, что до 200'С его прочность увеличивается, затем

начинает постепенно падать и при 600'С достигает первоначальной. При 800'С

она резко снижается вследствие разложения цементирующих кирпич гидросиликатов

кальция.

Повышение прочности кирпича при его прокаливании до 200'С сопровождается

увеличением содержания растворимой SiO2, что свидетельствует о

дальнейшем протекании реакции между известью и кремнеземом.

Основываясь на данных исследований и опыте эксплуатации силикатного кирпича в

дымоходах и дымовых трубах разрешается применять силикатный кирпич марки 150

для кладки дымовых каналов в стенах, в том числе от газовых приборов, для

разделок, огнезащитной изоляции и облицовки; марки 150 с морозостойкостью

Мрз35 – для кладки дымовых труб выше чердачного перекрытия.

     Теплопроводность.

Теплопроводность сухих силикатных кирпичей и камней колеблется от 0,35 до 0,7

Вт/(м 'С) и находится в линейной зависимости от их средней плотности,

практически не завися от числа и расположения пустот.

Испытания в климатической камере фрагментов стен, выложенных из силикатных

кирпичей и камней различной пустотности, показали, что теплопроводность стен

зависит только от плотности последних. Теплоэффективные стены получаются лишь

при использовании многопустотных силикатных кирпичей и камней плотностью не

выше 1450 кг/м3 и аккуратном ведении кладки (тонкий слой нежирного

раствора плотностью не более 1800 кг/м3, не заполняющего пустоты в кирпиче.

          3.Оценка конкуренции и рынков сбыта продукции.         

На протяжении ряда последних лет в Белгородской области наметилось стабильное

повышение спроса на строительные материалы. Прежде всего, это связано с

относительно благоприятным экономическим климатом области (город Белгород

занял ведущее место среди городов России в социально-экономическом аспекте).

Благодаря этому, повысился спрос на жильё, что привело к усиленному

строительству, как многоквартирных домов, так и для одной семьи. Причём,

исходя из разных факторов предпочтительнее строительство жилищных помещений

именно из кирпича.

АО «стройматериалы» сбывают силикатный кирпич по всей Белгородской области,

занимая около 1/3 рынка сбыта силикатного кирпича. Так как комбинат

использует для производства сырьё белгородской области, транспортируя его

рельсовым способом, снижая таким образом удельные затраты и себестоимость

продукции, продукция завода пользуется спросом. Ёмкость рынка растет за счёт

увеличения расширения строительства в областном центре.

     Силикатный кирпич на основе золы ТЭС и порошкообразной извести.

Вопросам использования зол тепловых станций в производстве силикатного

кирпича посвящено большое число исследований. Однако чаше всего зола

рассматривалась как компонент автоклавного вяжущего или добавка (20 – 30 %) в

силикатную смесь. Золы применяются в качестве кремнеземистого компонента в

ячеистых бетонах, но до недавнего времени практически не использовались при

изготовлении силикатного кирпича.

В УралНИИстромпроекте проведены исследования и разработана технология

производства известковозольного кирпича. Сырьевыми компонентами являются

золошлаковая смесь Челябинской ТЭС-2 и пыль газоочистки известеобжигательных

печей Челябинского металлургического комбината.

Испытания проб пыли рукавных фильтров и циклонов показали полное соответствие ее

требованиям стандарта к порошкообразной строительной извести: содержание

активных СаО+МgО – 60 %, время и температура гашения – соответственно 1,5-3 мин

и 78-960С. Известковая пыль характеризуется равномерным изменением

объема.

Зерновой и химический составы золошлаковой смеси, пробы которой отбирались с

различных горизонтов золоотвала, представлены в табл. 2.

                                                        Таблица 2.

Содержание зёрен крупнее 5 мм              Полные остатки (мас. %) на ситах, мм              Содержание частиц менее 0,16 мм, мас. %

2,5              1,25              0,63              0,315              0,16

Насыпная плотность золошлаковой смеси составляет 760-1000 кг/м3,

влажность 26 – 36 %. По зерновому составу она является среднезернистой, так как

содержит 73-78% зольной составляющей. Образцы зольной составлявшей в

смеси с портландцементом при кипячении проявляют равномерность изменения

объема.

Зависимость прочности известково-зольного сырца и кирпича от величины

формовочной влажности и давления прессования (табл. 3) аналогична влиянию

указанных факторов на свойства известково-песчаного кирпича. Однако

оптимальная формовочная влажность исследуемой смеси составляет 10 – 14 мас.

%, что вдвое превышает величину, характерную для традиционных сырьевых

материалов.

   Прочность сырца и кирпича возрастает пропорционально увеличению давления

прессования. Темпы упрочнения сырца и роста давления прессования одинаковы.

Прочность кирпича в исследованном диапазоне влажности смеси повышается

медленнее, чем давление прессования.

У известково-песчаных смесей менее тесная зависимость прочности сырца от

величины давления прессования. Эти отличия обусловлены, прежде всего, более

развитой поверхностью частиц золошлаковой смеси, чем у кварцевого песка

одинакового зернового состава. Развитая поверхность предопределяет увеличение

числа контактов между частицами при уплотнении и связанное с этим повышение

прочности сцепления и механического зацепления. Доля последних в прочности

сырца на основе кварцевого песка составляет всего 20 – 30%. Повышение роли

названных факторов в формировании прочности известково-песчаного сырца и

кирпича достигается при увеличении расхода вяжущего или введении в сырьевую

смесь уплотняющих либо укрупняющих добавок.

Приведенные в табл. 3 данные получены на известково-зольной смеси, содержащей

5,6 % СаО акт. Повышение содержания извести до 9,2% (СаО акт.) при

влажности смеси 13,5 % и давлении прессования 30 МПа способствовало росту

прочности сырца до 1,1 МПа и кирпича до 16,3 МПа.

Изучение кинетики автоклавного твердения известково-зольного кирпича

показало, что он нуждается в более длительном запаривании, чем известково-

песчаный кирпич. Оптимальная длительность изотермической выдержки составила в

зависимости от величины давления пара в автоклаве: 8 – 9 ч при 0,8 МПа., 6 –

8 ч при 1 МПа, 4 – 6 ч при 1,2 МПа.

Образцы кирпича марок 100, 125 и 150 выдержали комплексные испытания и имеют

следующие характеристики:

водопоглощение, мас. % .............................................. 18-22

марка по морозостойкости ..............................................F 25

снижение прочности при сжатии

в водонасыщенном состоянии, % .................................18-20

плотность кирпича, кг/м3....................................... 1400-1500

коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К)..............0,4-0,46

прирост теплопроводности

на 1 мас. % влажности, Вт/(м К) ................................... 0,015

Кирпич и сырьевые компоненты успешно прошли санитарно-гигиеническую экспертизу.

Зольный кирпич пользуется спросом, что обусловлено улучшенными

потребительскими свойствами (на 25-30% меньшая плотность в сравнении с

традиционным силикатным кирпичом и соответственно лучшие теплозащитные

свойства) и более низкой ценой кирпича. Существенное снижение себестоимости

эффективного зольного кирпича достигнуто не только за счет использования

дешевого техногенного сырья, но и благодаря отсутствию двух таких энергоемких

технологических переделов, как обжиг извести и помол вяжущего.

Преимуществом данной технологии является также экологический эффект от