Силикатный кирпич

Марку кирпича определяют по значению пределов прочности при сжатии и изгибе, указанных в таблице 2.

 

Таблица 2 – Марка по прочности

Марка изделия	Предел прочности МПа(кгс/см2), не менее
	при сжатии		при изгибе
	Всех видов изделий		одинарного и утолщенного полнотелого кирпича		утолшенного пустотелого кирпича
	средний для пяти образцов	наименьший из пяти значении	средний для пяти образцов	наименьший из пяти значенииi	средний для пяти образцов	Наименьший из пяти значении
300 250 200 175 150 125 100 75	30,0(300) 25,0(250) 20,0(200) 17,5(175)   15,0(150) 12,5(125) 10,0(100) 7,5(75)	25,0(250) 20,0(200) 15,0(150) 13,5(135) 12,5(125) 10,0(100) 7,5(75) 5,0(50)	4,0(40) 3,5(35) 3,2(32) 3,0(30) 2,7(27)    2,4(24) 2,0(20)  1.6(16)	2,7 (27) 2,3 (23)  2,1(21) 2,0(20) 1,8(18) 1,6(I6) 1.3(13)   1,1(11)	2,4(24) 2,0(20) 1,8(18) 1,6(16) 1,5(15) 1,2(12) 1,0(10) 0,8(8)	1.8(18) 1,6(16) 1,3(13) 1,2(12)       1.1(11) 0,9(9) 0.7(7) 0.5(5)
Примечания: 1 Предел прочности при изгибе определяют по фактической площади изделия без вычета площади пустот. Марка по прочности лицевого кирпича должна быть не менее 125, лицевых камней - 100

 

Принимаем марку сплошного цветного кирпича равной М150.

Маркировка изготавливаемого изделия:

Кирпич силикатный цветной сплошной одинарный рядовой марки по прочности 150, марки по морозостойкости 25:

 

Кирпич  СЛД-150/25 ГОСТ 379-95

 

 

 

1.2 Характеристика сырьевых материалов

 

 

Основным  компонентом силикатного кирпича (85 – 90% по массе) является песок, поэтому заводы силикатного кирпича размещают, как правило, вблизи месторождений песка, и песчаные карьеры являются частью предприятий. Состав и свойства песка определяют во многом характер и особенности технологии силикатного кирпича. Песок – это рыхлое скопление зерен различного минерального состава размером 0,1 – 5 мм. По происхождению пески разделяют на две группы.– природные и искусственные. Последние, в свою очередь, разделяют на отходы при дроблении горных пород (хвосты от обогащения руд, высевки щебеночных карьеров и т. п.), дробленые отходы от сжигания топлива (песок из топливных шлаков), дробленые отходы металлургии (пески из доменных и ватержакетных шлаков). По назначению их можно подразделять на пески для бетонных и железобетонных изделий, кладочных и штукатурных растворов, силикатного кирпича.

Форма и характер поверхности зерен  песка.

Эти факторы  имеют большое значение для формуемости силикатной смеси и прочности сырца, а также влияют на скорость реакции с известью, начинающейся во время автоклавной обработки на поверхности песчинок. По данным В. П. Батурина, И. А. Преображенского и Твенхофелла, форма зерен песка может быть окатанной (близкой к шарообразной).; полуокатанной (более волнистые очертания); полуугловатой (неправильные очертания, острые ребра и углы притуплены); угловатой (острые ребра и углы). Поверхность песчинок может быть гладкой, корродированной и регенерированной. Последняя получается при нарастании на песчинках однородного материала, например кварца на кварцевых зернах.

Гранулометрия песков.

В производстве силикатного кирпича гранулометрия песков играет важную роль, так как она в решающей степени определяет формуемость сырца из силикатных смесей. Наилучшей гранулометрией песка является та, средние зёрна размещаются между крупными, а мелкие – между средними и крупными зёрнами. Большинство исследователей к пескам относят зёрна размером 0,05 – 2 мм. В.В. Охотин выделяет при этом две фракции: песчаные – 0,25 – 2 мм и мелкопесчаные – 0,05 – 0,25 мм. П.И. Фадеев разделяет песок по размеру зёрен на пять групп: грубые (1 – 2 мм), крупные (0,5 – 1 мм), средние (0,25 – 0,5 мм), мелкие (0,1 – 0,25 мм) и очень мелкие (0,05 – 0,1 мм).

При смешении одинаковых по массе трёх фракций  песка (крупного, среднего и мелкого) с соотношением размеров их зёрен 4:2:1 получают смесь с высокой пористостью; при соотношении 16:4:1 пористость значительно уменьшается, при соотношении 64:8:1 – уменьшается ещё более сильно, при соотношении 16² :16:1 достигается наиболее плотная их упаковка.

Установлено, что оптимальная упаковка зёрен  силикатной смеси (с учётом наличия в ней тонкодисперсных зёрен вяжущего) находится в пределах соотношений от 9:3:1 до 16:4:1.

Пористость песков.

Пористость  рыхло насыпанных окатанных песков возрастает по мере уменьшения диаметра их фракций, а в уплотненном виде она одинакова для всех фракций, за исключением мелкой. Пористость остроугольных песков возрастает по мере уменьшения их размеров, как в рыхлом, так и в уплотненном состоянии (таблица 3).

        

 

Таблица 3 –  Пористость песков                                                 

Фракция, мм	Пористость песков, %, в состоянии
	рыхлом		уплотнённом
	окатанные	остроугольные	окатанные	остроугольные
2 – 1 1 – 0,5 0,5 – 0,25 0,25 – 0,1 0,1 – 0,06	36,06 36,3 39,6 44,8 44,53	47,63 47,1 46,98 52,47 54,6	33,4 33,63 33,42 34,35 39,6	37,9 40,61 41,09 44,82 45,31

 

Из таблицы 3 следует, что с уменьшением крупности песков их пористость

возрастает  довольно значительно. Таким образом, в большинстве случаев мелкие пески (за исключением хорошо окатанных) обладают повышенной пористостью как в рыхлом, так и в уплотненном состоянии, в связи с чем при их использовании в производстве силикатного кирпича расходуют больше вяжущего.

Влажность.

В грунтах  содержится вода в виде пара, гигроскопическая, пленочная, капиллярная, в твердом состоянии, кристаллизационная и химически связанная. Способность грунта удерживать в себе воду за счет молекулярных сил сцепления называют молекулярной влагоемкостью, а влажность, соответствующую максимальному смачиванию, – максимальной молекулярной влагоемкостью. Последняя возрастает по мере уменьшения размера фракций песка, что видно из таблица4.

 

 

 

 

Таблица 4 – Зависимость молекулярной влагоемкости песка от его фракции

Материал	Фракция, мм	Максимальная молекулярная влагоёмкость
Песок: крупный средний мелкий очень мелкий Глина	1 – 0,5 0,5 – 0,25 0,25 – 0,1 0,005 - 0	1,57 1,6 2,73 4,75 10,18 44,85

 

Влажность песка в значительной мере влияет на его объем, что необходимо

учитывать при перевозке песка в железнодорожных  вагонах или баржах, а также  при намыве его на карты. Наибольший объём пески занимают при влажности примерно 5%.

Для каждой группы природного песка  полный остаток на сите с сеткой № 063 и модуль крупности М_к должны соответствовать значениям, указанным в таблице 5.

 

Группа песка	Полный остаток на сите №063, % по весу	Модуль крупности
Крупный	Более 50	Более 2,5
Средний	30-50	2,5-2,0
Мелкий	10-30	2,0-1,5
Очень мелкий	Менее 10	1,5-1,0

Таблица 5 – Группы крупности песков

 

Причем, если при определении группы песка по крупности он не отвечает одновременно обоим требованиям  таблицы 6, то решающей является величина модуля крупности этого компонента.

От качества песка в значительной степени зависит качество силикатного  кирпича. Одним из важных показателем  является зерновой состав песка. Наиболее эффективен кварцевый песок неоднородный по гранулометрическому составу  с наличием зерен с острыми  гранями и шероховатой поверхностью. В этом случае происходит более компактная укладка сырьевой смеси в процессе прессования за счет равномерного распределения  крупных мелких зерен песка между  собой, а также более полное связывание кварца с известью в процессе тепловлажностной обработки.

По зерновому составу песок  должен удовлетворять требованиям  таблицы 6. (ОСТ 21-1-72)

 

Таблица 6 – Зерновой состав песка /4/

Размеры отверстий контрольных сит мм	Полные остатки на ситах, % по весу
2,5	0-10
1,25	0-18
0,63	10-47
0,315	30-80
0,14	60-90
0,08	70-95

 

При использовании однородных по гранулометрическому  составу песков, а также содержащих зерна окатанной формы, требуется  большое количество извести при  формовании, а сырец и готовый  силикатный кирпич, как правило, имеют  более низкую прочность.

Зерен крупнее 5 мм не должно быть более 5% по весу.

Существенное влияние на качество цветного силикатного кирпича оказывают  примеси песка. Вредные примеси  – комковатые глинистые включения  – затрудняют подготовку и переработку  силикатной массы, снижают прочность  и 

морозостойкость кирпича, повышают его  водопоглощение. Поэтому при изготовлении цветного силикатного кирпича, к которому предъявляются более высокие требования по прочности и морозостойкости, силикатные заводы должны уделить особое внимание вопросам переработки силикатной массы, содержащей глинистые включения.

В кварцевых песках однородного  состава при равномерном распределении  и допустимом содержании глина оказывает  положительное влияние на формовочную  способность смеси, сырцовую прочность  кирпича и качество готовой продукции.

Содержание в песке пылевидных, илистых и глинистых частиц размером менее 0,05 мм должно быть не более 10%, в том числе глинистых частиц размером менее 0,005 мм – не более 2%; содержание слюды – не более 0,5%.

Содержание в песке сернистых  и сернокислых примесей в пересчете  на SO₃ должно быть не более 2%, а щелочей (в пересчете на Na₂О) не более 3,6% /4/.

Известь является второй составной  частью сырьевой смеси, необходимой  для изготовления силикатного кирпича.

Сырьём для производства извести  являются карбонатные породы, содержащие не менее 95% углекислого кальция CaCO₃. К ним относятся известняк плотный, известняковый туф, известняк-ракушечник, мел, мрамор. Все эти материалы представляют собой осадочную горную породу, образовавшуюся главным образом в результате отложения на дне морских бассейнов продуктов жизнедеятельности животных организмов.

Известняк состоит из известкового шпата – кальцита – и некоторого количества различных примесей: углекислого  магния, солей железа, глины и  др. От этих примесей зависит окраска  известняка. Обычно он бывает белым  или разных оттенков серого и желтого  цвета. Если содержание глины в известняках  более 20%, то они носят название мергелей. Известняки с большим содержанием углекислого магния называются доломитами.

Мергель является известково-глинистой  породой, которая содержит от 30 до 65% глинистого вещества. Следовательно, наличие  в нем углекислого кальция  составляет всего 35 – 70%. Понятно, что  мергели совершенно не пригодны для  изготовления из них извести и  поэтому не применяются для этой цели.

Доломиты, так же как известняки, относятся к карбонатным горным породам, состоящим из минерала доломита (СаСО₃*МgСО₃). Так как содержание в них углекислого кальция менее 55%, то для обжига на известь они также непригодны. При обжиге известняка на известь употребляют только чистые известняки, не содержащие большого количества вредных примесей в виде глины, окиси магния и др. Основным вяжущим материалом для производства силикатных изделий является строительная воздушная известь. По химическому составу известь состоит из окиси кальция (СаО) с - примесью некоторого количества окиси магния (МgО). При обжиге известняк под влиянием высокой температуры разлагается на углекислый газ и окись кальция и теряет 44% своего первоначального веса. После обжига известняка получается известь комовая (кипелка), имеющая серовато-белый, иногда желтоватый цвет.

При взаимодействии комовой извести  с водой происходят реакции гидратации СаО+ Н₂О = Са(ОН)₂; МgО+Н₂О=Мg(ОН)₂. Реакции гидратации окиси кальция и магния идут с выделением тепла. Комовая известь (кипелка) в процессе гидратации увеличивается в объеме и образует рыхлую, белого цвета, легкую порошкообразную массу гидрата окиси кальция Са(ОН)₂. Для полного гашения извести необходимо добавлять к ней воды не менее 69%, т.е. на каждый килограмм негашеной извести около 700 г воды. В результате получается совершенна сухая гашеная известь (пушонка). Если гасить известь с избытком воды, получается известковое тесто.