Пеносиликат
Технология производства пеносиликата аналогична технологии производства автоклавного пенобетона и отличается только видом применяемого вяжущего.
Для производства пеносиликата в качестве вяжущего применяется известь-кипелка, доля которой составляет 15-25%, и в качестве заполнителя — молотый кварцевый песок. Вместо песка можно использовать также золу электростанций, доменный гранулированный шлак, маршалит, трепел, диатомит, опоку, сиштоф и другие заполнители, содержащие большое количество кремнезема.
Важное значение в производстве пеносиликата имеет вид извести. Исследованиями установлено, что при автоклавной обработке пеносиликата целесообразно применять молотую известь-кипелку.
Это объясняется тем, что при гашении молотой извести-кипелки происходит растворение ее в воде и образование коллоидного раствора гидрата окиси кальция. В результате быстрого и сильного пересыщения коллоидного раствора начинаются коагуляция и гелеобразование, а в дальнейшем-уплотнение частиц гидрата окиси кальция с повышением вязкости твердеющей извести вследствие отсоса воды внутрь зерен и уменьшения водо-известкового отношения смеси. Поэтому ячеистая смесь на извести быстро загустевает.
Кроме того, гидратационные процессы, происходящие при схватывании и твердении извести-кипелки, сопровождаются выделением тепла. Поэтому продолжительность этих процессов значительно сокращается по сравнению с применением гашеной извести, а упругость воздуха, находящегося в ячейках смеси, повышается.
Эти явления, происходящие в процессе гидратационного твердения извести-кипелки, обеспечивают ячеистой смеси достаточную вязкость и устойчивость и, следовательно, предохраняют ее от оседания и расслоения после укладки в формы.
Применение в автоклавном процессе извести вместо цемента имеет то преимущество, что она является местным материалом и при запарке в автоклаве обладает большей реакционной способностью, чем цемент.
Например, оптимальное соотношение цемента и молотого песка для пенобетона объемным весом от 600 до 1 000 кгм3 равняется в среднем от 1 : 1 до 1 : 2. Для пеносиликата же оптимальное соотношение извести и молотого песка равно в среднем от 1 : 3 до 1:4. Следовательно, расход извести на 1 м3 пеносиликата в 1,5-2 раза меньше, чем расход цемента на 1 м3 пенобетона.
Это можно объяснить тем, что минералы цемента (С36, C2S, С3А, C4AF и др.) благодаря высокой температуре при автоклавизации значительно быстрее реагируют с водой, чем в естественных условиях. Но в результате получаются те же в основном коллоидальные и кристаллические новообразования, как и при твердении цемента в естественных условиях.
Только Са(ОН)2, выделившийся при гидратации СзЭ цемента, вступает в процессе запарки в автоклаве в реакцию с Si02 молотого песка (или другого кремнеземистого компонента), образуя гидросиликат кальция. Такая реакция при естественном твердении цемента протекает медленно и в очень незначительной степени.
При гидратации цемента выделяется в среднем 10-20% Са(ОН)2 от веса цемента. Следовательно, удельный вес дополнительно полученного гидросиликата кальция, по сравнению с основными соединениями, полученными при гидратации цемента, невелик.
Это подтверждается примером запарки образцов из цементно-песчаного раствора с оптимальной добавкой молотого песка (40%)- Предел прочности при сжатии таких образцов приблизительно в 1,5 раза больше, чем образцов из цементного теста (без песка).
Следовательно, главную роль в твердении пенобетона играет» ускоренная гидратация цемента. Влияние же новообразований, получающихся при запарке, составляет только 25%. Поэтому прочность автоклавного пенобетона только в 3-5 раз выше прочности неавтоклавного пенобетона.
Прочность же автоклавного пеносиликата в несколько десятков раз выше прочности неавтоклавного пеносиликата в возрасте 28 суток. По данным Юнга запарка известково-песчаного раствора при 8 ати в течение 6 час. ускоряет химические реакции между, по сравнению с твердением при =+20°, не менее чем в 215 раза, т. е. такая запарка равносильна твердению материала при t= +20° в течение 20 лет .
При автоклавной обработке гелеобразные новообразования превращаются в очень прочные кристаллические гидросиликаты кальция, которые в обычных условиях образуются чрезвычайно медленно.
В результате исследований выявлен ряд закономерностей технологии пеносиликата.
Для более полного использования автоклавной обработки в производстве пеносиликата необходимо, чтобы в извести было не менее 70% СаО.
Скорость гашения и температурная активность извести-кипелки (т. е. наибольшая температура гашения при данных условиях) находятся в прямой зависимости от содержания несвязанного Саб: известь гасится тем быстрее и ее температурная активность тем выше, чем больше в ней СаО.
Например, известь со скоростью гашения 13 мин. имела температурную активность 67°, при 28 мин.-42° и при 36 мин.—35°.
Чем выше активность извести-кипелки, тоньше помол извести и больше SiOo в песке, тем меньше извести можно брать для пеносиликата. Содержание СаО в ячеистой смеси должно составлять 20-25% от веса сухих веществ. Расход извести на 1 м3 пеносиликата мало зависит от объемного веса пеносиликата. Возраст извести-кипелки в условиях, исключающих ее гашение при хранении не влияет на прочность пеносиликата и на расход извести.
Как заполнитель (песок, шлак, маршалит, зола и др.), так и известь-кипелка должны обязательно подвергаться совместному или раздельному помолу. Помол извести-кипелки производят до получения очень тонкого порошка, приближающегося к тонкости помола портландцемента. Оптимальная тонкость помола извести должна быть такой, чтобы при полном прохождении через сито № 02 (900 отвсм2) остаток на сите № 009 (4 900 отвсм2) был не более 25%.