Будуємо Будиночок - § 26
Початок Книги Зміст
§ 26. Легкі заповнювачі для будівельних розчинів
Легкі заповнювачі поділяються на неорганічні, які є дрібнопористі матеріали, і органічні— відходи чи спеціально перероблені матеріали органічного походження.
Неорганічні легкі наповнювачі. За походженням пористі неорганічні заповнювачі поділяються на дві групи, природні (природні) та штучні.
До піску з природних пористих заповнювачів відносять пісок з пористих гірських порід, що отримується розсіванням або частковим їх дробленням і подальшим розсіванням. Залежно від походження гірських порід, розрізняють пористі піски вулканічного та осадового походження. До перших відносяться піски, що отримуються з пемзи, вулканічного шлаку та з вулканічного туфу.
Пемза – пористе вулканічне скло. Основні компоненти її - оксиди кремнію Si02 (до 75%) та оксиди алюмінію AI2O3. Колір пемзи найчастіше жовтий із сірим відтінком. Об'ємна маса 300-600 кг/м3, щільність - 2,4-2,5 г/см3, межа міцності при стисканні - 4-30 кгс/см2.
Рис 19. Діатоміт (сильне збільшення)
Пемза морозостійка, має гарні теплоізоляційні якості. Подрібнюють її на дробильних установках, отримуючи пемзовий пісок з об'ємною масою близько 550 кг/м3, який після тоншого подрібнення (у кульових або трубних млинах) служить активною добавкою до в'язких, а також поліруючих матеріалів.
До піску з порід осадового походження відносяться головним чином піски, одержувані в результаті дроблення карбонатних осадових і кремнеземистих порід.
З карбонатних порід використовують пористі вапняки, у тому числі вапняки-черепашники,вапняні туфи та пористі доломіти, з кремнеземистих — діатоміти, трепели та опоки.
Діатоміт (рис. 19) - пухка порода, що складається переважно з скупчення мікроскопічних панцирів діатомових водоростей. У них також присутні мул та глина. Щільність діатомітів коливається від 1,84 до 2,40 г/см3, а об'ємна маса в межах 120. 1250 кг/м3.
З часом діатоміти ущільнювалися, кремнезем панцирів перетворювався на аморфний гідрат кремнезему і окремі зерна скріплювалися між собою крем'янистим цементом. Такі породи звуться трепелів. Їх густина в середньому 2,3 г/см3, тоді як у кристалічного кремнезему (кварцу) вона становить 2,5 г/см3. Об'ємна маса трепелів залежить від ступеня ущільнення знаходиться в межах 300. 900 кг/м3.
При подальшому ущільненні під тиском вищележачих шарів трепел перетворюється на опоку. Опока щільна, міцна порода тонкозернистої будови, яка майже вся складається з аморфного кремнезему.
Завдяки великому вмісту аморфного кремнезему ці породи широко використовують як активні гідравлічні добавки до в'яжучих матеріалів.
Штучний пористий пісок отримують шляхом термічної обробки силікатної сировини та розсіву. У деяких випадках отриманий продукт перед розсіванням дроблять у спеціальних машинах — дробарках. З відходів промисловості для одержання пористого піску використовують переважно паливні, металургійні, доменні відвальні шлаки.
Паливними шлаками називають залишки, що утворюються після спалювання твердого палива, головним чином кам'яного вугілля. Будова та властивості шлаків залежать від виду та сорту вугілля, його складу, способу спалювання палива (в шматках або пилоподібному стані), режиму горіння. Шлаки-це пористі шматки різної величини,утворені з неорганічних домішок вугілля. Об'ємна маса в розсипі легких спінених шлаків становить приблизно 400, важких-1200-1600 кг/м3. Межа міцності при стисканні легких шлаків 25-50, важких - до 400 кгс/см2.
Дробленням шматків шлаку отримують шлаковий пісок, що застосовується в теплоізоляційних та звичайних штукатурних розчинах, і шлаковий щебінь, з якого виготовляють стінові камені та блоки.
Горілі породи - продукт природного випалу, що відбувається внаслідок самозаймання шматків порожньої породи у відвалах на вугільних шахтах. У будівництві застосовують обпалені до спікання щільні горілі породи коричневого кольору, що доставляються з шахт, де видобуваються вугілля, що коксується, і спученопористі породи червонобурого кольору, одержувані в шахт антрацитового вугілля. На піску з горілих порід можна готувати розчини марок до 100. Виробництво та застосування такого піску часто виявляється економічно виправданим у вугільних районах, де немає покладів чистого природного піску.
Доменні шлаки утворюються в результаті сплавлення глинистих та інших домішок, що входять до складу палива та руди, з вапном, що додається до шихти. Вихід доменного шлаку становить приблизно 60% кількості чавуну.
Відвальні шлаки, тобто шлаки, що зливаються прямо в відвал, є сумішшю різних шлаків у всіляких поєднаннях. Вони можуть бути щільними, кам'янистими, склоподібними, ніздрюватими, спученими, а також порошкоподібними (доменне борошно) або зцементованими в шматки різних розмірів залежно від складу шлаку в шлаковозних ковшах, умов зливу та віку відвалу.
До штучних пористих пісків відносяться: керамзитовий, із шлакової пемзи (термозиту), аглопоритовий, із гранульованого шлаку, перлітовий та вермикулітовий.
керамзит. Вихідною сировиною для отримання керамзиту служать легкоплавкі глини, що мають здатність завдяки наявності речовин, що переходять при нагріванні в газоподібний стан, при випаленні збільшуватися в обсязі (спучуватися) у 2-4 рази з утворенням пористої структури. З сировинної суміші належного складу на дірчастих вальцях формують кулясті гранули, які обпалюють у печах, що обертаються. Керамзит складається із округлих зерен коричневого кольору. Його об'ємна маса 300-900 кг/м3, межа міцності при стисканні 6-30 кгс/см2. Керамзитовий пісок може бути округлий, одержуваний розсіванням керамзиту, і подрібнений, що отримується дробленням і розсіюванням керамзитового гравію. У разі він має сірий колір, близький до чорного.
Легким і міцним заповнювачем служить пісок. пористого металургійного шлаку (шлакова пемза), одержуваний спучуванням розплавів металургійних шлаків водою, парою або їх сумішшю. Переробляють шлак на пісок на спеціальних механізованих установках. Межа міцності піску (ГОСТ 9760-75) 4-25 кгс/см2 при об'ємній масі в шматку 400-800 кг/м3.
Щоб отримати високоякісний пористий заповнювач аглопорит, паливні золи, сланцеві шлаки і слабопалені горілі породи сірого та червоного кольорів піддають агломерації. Процес агломерації I полягає в тому, що зазначені матеріали у роздробленому вигляді змішують з невеликою кількістю глиняного молока і потім спікають на ґратах агломерації. Після охолодження агломерату його дроблять і розсортують (розсіюють) на великий та дрібний заповнювач.
Залежно від об'ємної насипної маси аглопоритовий пісок підрозділяється на чотири марки: 500 (об'ємна насипна маса 451—600 кг/м3) 700 (601— 800 кг/м3); 900 (801-1000 кг/м3) та 1100 (1001 - 1200 кг/м3).
Крім шлаків тагорілих порід, для отримання аглопориту можна використовувати легкоплавкі глини, суглинки, супіски, глинисті породи, що містять вугле, — відходи видобутку і збагачення вугілля, а також іншу сировину.
Гранульовані шлаки (латинською гранулум — зернятко) — це суміш округлих пористих зерен розміром від 0,5 до 1 мм. Отримують їх при швидкому охолодженні металургійного шлаку водою або водою та повітрям. Завдяки швидкому охолодженню шлак зберігає деяку кількість хімічної енергії, яка надалі за відповідних умов витрачається на кристалізацію хімічних сполук. Це дозволяє отримати з гранульованого шлаку в'яжучий матеріал високої якості - шлакопортландцемент. Щільність гранульованого доменного шлаку становить 2,7-2,9 г/см3.
Перлітові спучені пісок і щебінь (ГОСТ 0832-74) -пористі матеріали, одержувані при термічній обробці дробленого вулканічного скла, що містить пов'язану воду. Перлітовий пісок широко використовують як легкий наповнювач. Насипна об'ємна аса спученого перлітового піску 75-250 кг/м3. Розмір зерен трохи більше 1,2 мм.
Вермикуліт спучений (ГОСТ 12865-67)-мінерал з групи слюд, що відрізняється властивістю спучуватися до 25кратного об'єму при температурі 350 ° С. об'ємна маса вермікуліту спученого в межах 00 . 400 кг/м3.
Органічні легкі наповнювачі. До органічних легких заповнювачів відносяться тирса, солом'яна січка, мох, торф.
Тирса - це відходи деревообробної промисловості. Тирса повинна бути сухою і без слідів масла. Об'ємна маса тирси близько 00 кг/м3. Використовують їх як заповнювач для теплоізоляційних штукатурок, що експлуатуються в сухих умовах, а також застосовують для приготування гіпсопилкових мастик, якими приклеюють листи сухої штукатурки.Тирса, особливо хвойних порід, містять органічні речовини, які уповільнюють схоплювання гіпсу. Вологість тирси для виготовлення гіпсопилкової мастики не повинна перевищувати 20%.
Солом'яна січка (із соломи хлібної злаки) добре армує штукатурні розчини. Її широко застосовують у південних районах як теплий наповнювач глиняних штукатурок для невідповідних приміщень. З суміші солом'яної січки та глини готують саман (саманна цегла).
Мох - дуже поширена рослина, особливо в помірних та холодних поясах. Об'ємна маса висушеного моху становить кілька сотень кілограмів на кубічний метр. Мох дуже гігроскопічний. Використовують його у штукатурних розчинах.
Торф - продукт розкладання мохів та деяких інших рослин у стоячій воді. Його об'ємна маса після сушіння 75-300 кг/м3. Недоліки торфу при використанні як заповнювач: велика гігроскопічність і вологоємність, слабка біологічна стійкість. Він легко загниває, служить живильним середовищем для різних грибків та бактерій.
У деяких випадках як легкий заповнювач застосовують вугілля, отримане спалюванням деревини при нестачі повітря.
Перевезення легких органічних заповнювачів на далекі відстані значно підвищує їх вартість, тому їх застосування економічно виправдане тільки при місцевому виробництві.