Материаловедение

1

Введение.

Наша экономика представляет собой многоотраслевой народнохозяйственный комплекс, основой которого является индустрия. Быстрые темпы развития индустрии обусловлены широким применением достижений науки, техники и передовой технологии. Повышается технический уровень промышленного производства, расширяется номенклатура выпускаемых машин, станков, агрегатов, поточных линий, материалов, улучшается качество промышленной продукции, облегчаются условия труда,  и растёт его производительность.

В современных условиях производство строительных материалов является одним из важнейших направлений нашей отечественной промышленности. Это объясняется ежегодно повышающимися темпами строительства и дефицитом высококачественных стройматериалов.

Одним из наиболее популярных строительных материалов, в нынешнее время, является бетон. Применение, которого в строительстве уменьшает расход металла и дерева, обеспечивает высокую огнестойкость и долговечность зданий и сооружений, снижает стоимость и повышает технический уровень строительного производства. Учитывая широкий диапазон применения в строительстве, достаточно низкую себестоимость при изготовлении,  производство силикатного бетона экономически оправдано.  Именно этот вид производства и будет рассмотрен в данной работе.

Силикатный бетон.

Силикатный бетон – это бесцветный материал, в котором, в качестве вяжущего вещества, используется смесь кремнеземистого материала, очень мелкого помола и известняка.

Когда материал проходит обработку в автоклаве, он вступает в химическую реакцию и различными компонентами, результатом которой, является гидросиликат кальция – скрепляющий зерна наполнителя в монолитный материал. Можно выделить известково-кремнеземистые вещества от использования тонкомолотой извести и песка, зольно-известковые, от использования золы и извести тонкомолотой, шлаково-известковые, в которых применяются шлак от топлива или металлургии и самой извести.

Силикатный бетон применяется в производстве канализационных коллекторов, колон, стеновых блоков, плит для перекрытий.  Данный вид бетона становится все более популярным и востребованным в строительстве. В последнее время, его применяют даже при строительстве шахт метро, для возведения основ дорог, лестничных пролетов, железнодорожных шпал, в сельском и гражданском строительстве.

Если проходит нормальная эксплуатация арматуры в силикатном бетоне, то она не подается коррозии.

Силикатобетонные изделия характеризуются пониженной себестоимостью, на организацию их производства требуются меньше капиталовложения по сравнению с железобетонными, изготовляют их из широко распространенных сырьевых материалов – извести, песка, отходов производства (золы, шлаков, шламов).

В отличие от зарубежной практики в нашей стране практически используется все виды силикатных бетонов. Этому способствовали  многочисленные научно-исследовательские работы, проводимые различными научными институтами с высшими учебными заведениями. Изучался механизм твердения вяжущих и процессы, происходящие при автоклавной обработке, состав и структура материала, различные свойства новых видов бетона, разрабатывалась технология изделий, с успехом осваиваемая производственниками.

Распространение силикатных материалов и изделий началось с 1880г., когда Михаэлис предложил обработку известково-песчаной смеси, перемешанной и отформованной.

Однако изготовление крупноразмерных изделий стало возможным лишь после появления нового известково-кремнеземистого вяжущего, на основе которого можно изготовлять силикатный бетон. Надо заметить, что до 1959г. Лишь изредка фигурировал этот термин. Но уже в 1960г. На семинаре по обмену передовым опытом производства и применения изделий из силикатобетона, созванном двумя ведущими институтами, РОСНИИМС и ВНИИНСМ, этот термин уже широко используют применительно к материалу, в основе которого лежит тонкомолотая смесь извести и песка.

Силикатные бетоны, как и цементные, можно класси­фицировать по разным признакам: по крупности запол­нителя, по объемному весу или плотности, по пластично­сти силикатобетонной смеси, по методу уплотнения, по прочности и по некоторым другим признакам.

По рекомендациям СНиП различают мелкозернистые и крупнозернистые бетоны. К. мелкозернистым следует относить бетоны с мелким заполнителем крупностью до 10 мм. Сюда может входить как песок, так и мелкий ще­бень. В частном случае к мелкозернистым силикатным бетонам относят бетон, заполнителем в котором являет­ся только песок.

По объемному весу силикатные бетоны можно раз­делить на:

а) плотные или тяжелые с объемным весом от 1,8 до 2,5 г/см³;

б) легкие с объемным весом от 0,5 до 1,8 г/см³

в) особо легкие с объемным весом менее 0,5 г/см³.

Две последние разновидности силикатных бе­тонов относятся к разряду пористых.

Легкие силикатные бетоны можно изготовлять раз­ными способами в зависимости от вида заполнителя. Они могут подразделяться на следующие группы:

1) бетон с пористыми заполнителями, например силикатные шлакобетоны, керамзитобетоны и др.;

2) крупнопористые беспесчаные силикатные бетоны, изготовленные из вя­жущего, воды и крупного пористого заполнителя;

3) поризованные силикатные бетоны, имеющие в свою очередь две разновидности:

а) мелкозернистый, поризованный небольшим количеством добавок - газообразователей;

б) крупнозернистый поризованный бетон; в зависимости от количества газообразователя в нем достигается, различная степень поризации;

4) ячеистые силикатные бетоны, включающие помимо известково-кремнеземнистого вяжущего и воды добавки – порообразователи.

В зависимости от метода поризации различают силикатные пенобетоны или силикатные газобетоны. При объемном весе меньше 0,5 г/см³ эти бетоны относят­ся к особо легким.

В зависимости от пластичности силикатобетонной смеси и метода уплотнения силикатные бетоны можно разделить на:

1) жесткие, имеющие жесткость смеси бо­лее 80 сек, уплотняемые вибрацией с пригрузом, прессо­ванием, виброштампованием, силовым прокатом или вибропресспрокатом;

2) пластичные (с разной степенью пластичности), уплотняемые вибрацией или центрифуги­рованием с жесткостью смеси до 80 сек;

3) литые, фор­муемые без специального уплотнения, с осадкой конуса 12—16 см.

По прочности силикатные бетоны, по аналогии с це­ментными, можно разделить на бетоны малой прочно­сти— до 150 кгс/см², средней прочности — 200— 500 кгс/см², высокопрочные — более 500 кгс/см². Можно получить силикатные бетоны следующих марок: 400, 500, 600, 700, 800 и более.

По области применения различают:

1) теплоизоляци­онные силикатные бетоны с объемным весом менее 0,5 г/см³,

2) конструктивно-теплоизоляционные с объем­ным весом от 0,5 до 1,4 г/см³;

3) конструктивные с объ­емным весом более 1,4 г/см³ с маркой не менее 50.