Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Материалы для производства асбестоцементных изделий

Портландцемент применяют в качестве вяжущего для производства асбестоцементных изделий. Он должен быстро гидратироваться, но сравнительно медленно схватываться. Нарастание прочности изделия должно происходить достаточно быстп0 для перехода полуфабриката в готовую продукцию.

Схватывание и твердение цемента осуществляется в специфичных условиях. Начальная гидратация протекает при очень большом водоцементном отношении. В процессе отсоса жидкой фазы происходит фильтрование части новообразований и мелких зерен клинкера и, кроме того, физико-химическое воздействие асбеста на процессы твердения цемента в композиции. Для удовлетворения требований ГОСТ для производства асбестоцементных изделий используют специальный портландцемент с удельной поверхностью 2200...3200 см2/г. Количество добавок в цементе устанавливают с согласия потребителя, но не более 3% (за исключением гипса). Гипс добавляют для регулирования сроков схватывания в количестве не менее 1,5% и не более 3,5% от массы цемента, считая на SO3.

По минералогическому составу портландцемент должен быть алитовым (с содержанием трехкальциевого силиката не менее 52%), обеспечивающим высокую производительность формовочных машин и интенсивное иарастаиие прочности асбестоцемента. Содержание трехкальциевого алюмината ограничивается, так как он дает малую прочность асбестоцементных изделий и низкую морозостойкость; свободный оксид кальция в цементе не должен превышать 1%, а оксид магния — 5%.

Формование асбестоцементных изделий продолжается дольше, чем изделий из бетона. В связи с этим начало схватывания у цемента для асбестоцементных изделий должно наступать несколько позже, чем у обычного портландцемента, — не ранее 1,5 ч с момента затворения водой, а конец — не позднее 10 ч после начала затворения.

Асбестом называют группу минералов, имеющих волокнистое строение и при механическом воздействии способных распадаться на тончайшие волокна. В производстве асбестоцементных изделий применяют хризотил-асбест. Мировая добыча хризотил-асбеста составляет 95%, а вся группа кислотостойких асбестов — не более 5%. Химический состав хризотил-асбеста. (теоретический) выражается формулой 3MgO-2SiCv2H2O, т. е. он является гидросиликатом магния.

Молекулы асбеста прочно связаны между собой лишь в одном направлении, боковая же связь с соседними молекулами крайне слаба. Этим свойством объясняется очень высокая прочность асбеста на растяжение вдоль волокон и хорошая распушиваемость — расщепление поперек волокон. Диаметр волокна хризотил-асбеста колеблется от 0,00001 до 0,000003 мм, практически хризотил-асбест распушивается до среднего диаметра волокон 0,02 мм; следовательно, такое волокно является пучком огромного количества элементарных волокон. В среднем предел прочности при растяжении волокон асбеста равен 3000 МПа Но так как при распушке волокна асбеста подвергаются сжимающим, ударным и другим воздействиям, то прочность волокон после распушки снижается до 600...800 МПа, что соответствует прочности высококачественной стальной проволоки, Асбест обладает большой адсорбционной способностью. а смеси с портландцементом при смачивании водой он адсорбирует т. е. хорошо удерживает на своей поверхности продукты гидратации цемента, связывающие волокна асбеста, поэтому асбестоцемент является как бы тонкоармированным цементным камнем. Хризотил-асбест несгораем, однако при температуре 100°С он начинает терять адсорбционную воду, предел прочности при растяжении снижается до 10%, а при 368°С испаряется вся адсорбционная вода, что приводит к снижению прочности на 25...30%. После охлаждения асбест восстанавливает из воздуха потерянную влагу и прежние свойства. При нагревании асбеста до температуры более 550°С удаляется химически связанная вода, теряются эластичность и прочность, асбест становится хрупким, и после охлаждения свойства его не восстанавливаются. При температуре около 1550°С хризотил-асбест плавится. Асбест имеет малую тепло- и электропроводность, высокую щелочестойкость и слабую кислотостойкость.

Качество асбестоцементных изделий во многом зависит от качества асбеста и тонкости помола цемента. В соответствии с ГОСТом качество хризотил-асбеста характеризуется следующими показателями: текстурой (степень распушеииости волокон), средней длиной волокна, эластичностью, влажностью, степенью засоренности пылью.

Наибольшее влияние на качество продукции оказывает длина волокон асбеста, поэтому она является основным признаком, по которому асбест делят на сорта и марки. В зависимости от длины волокон установлено восемь сортов хризотил-асбеста. Асбест с наиболее длинными волокнами (более 18 мм) относят к 0-му и 1-му сортам, а с наиболее короткими (менее 1 мм) — к 7-му сорту. Для производства асбестоцементных изделий применяют 3, 4, 5 и 6-й сорта с длиной волокон от 10 мм и менее до нескольких сотых.

Вода в производстве асбестоцементных изделий потребляется на приготовление асбестоцементной смеси и промывку сукон и сетчатых цилиндров формовочной машины. Вода, применяемая для производства асбестоцементных изделий, не должна содержать глинистых примесей, органических веществ и минеральных солей. Глинистые частицы, осаждаясь на поверхности асбестовых волокон, уменьшают их сцепление с цементом, затрудняют фильтрацию асбестоцементной суспензии и снижают механическую прочность изделий.

Органические примеси замедляют гидратацию вяжущего.

Производство асбестоцементных изделий связано с большим расходом воды. В отходящей воде содержится значительное количество асбеста и цемента, поэтому ее возвращают в технологический цикл. Работа на оборотной технологической воде позволяет не только избежать загрязнения среды, но и дает преимущества. Насыщенность оборотной воды ионами Са2+ и SO2-препятствует вымыванию гипса и предотвращает преждевременное схватывание, отсутствие в ней С02 ликвидирует забивали сеток карбонатом кальция. Наиболее благоприятной является температура 20...25°С. При температуре ниже 10°С производительность формовочных агрегатов падает, а твердение изделий замедляется. Слишком же высокая температура воды может вызвать быстрое схватывание цемента.

Краски используют для окраски стеновых плиток и листов. Применяют цветные цементы или минеральные щелочестойкие пигменты, обладающие высокой красящей способностью, свето-и атмосфероустойчивостью и не взаимодействующие с продуктами гидратации цемента. Это редоксайд (искусственный железооксидный), сурик железный, природная мумия, охра, оксид хрома, ультрамарин, пероксид марганца и др. Листы, предназначенные для облицовки стен и панелей санитарных узлов и кухонь, покрывают водонепроницаемыми эмалями и лаками, полученными на основе полимеров (глифталевых, перхлорвиниловых, нитроцеллюлозных).

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики