Силикатные материалы и изделия. Общие сведения. Понятие об автоклавной технологии и физико-химических процессах, происходящих при твердении известково-кремнезёмистых смесей.

Силикатные изделия получаются при воздействии пара высокого давления на смесь песка и воздушной извести при температуре 130…300 С. При высокой температуре известь реагирует с кремнезёмом кварцевого песка и, присоединяя воду, образует гидросиликат кальция.
К автоклавным относятся материалы, получение которых основано на гидротермальном синтезе минералов, осуществляемом при повышенных значениях давления и температуры водяного пара. Современная технология автоклавных строительных материалов включает получение изделий различного назначения и свойств, в т. ч. Конструктивных и теплоизоляционных, штучных и крупноразмерных. В качестве исходных сырьевых компонентов автоклавных материалов применяют преимущественно известково-песчаные смеси и промышленные отходы – доменные шлаки, топливные золы, нефелиновый шлам.
Наиболее распространены известково-песчаные (силикатные) автоклавные материалы.
Реактор для гидротермального синтеза – автоклав представляет собой цилиндрический горизонтальный сварной сосуд, герметически закрываемый сферическими крышками. Применяют тупиковые и проходные автоклавы.
Режим автоклавной обработки изделий (запаривания) разделяют на пять этапов.
1-ый этап начинается с момента впуска пара до установления в автоклаве температуры 100 С. Пар интенсивно отдаёт теплоту, которая идёт на нагрев стенок автоклава, вагонеток и автоклавируемых изделий.
2-ой этап начинается с момента подъёма давления в автоклаве и продолжается до достижения его максимальных значений.
3-ий этап – выдержка изделий при постоянном давлении и температуре. Продолжительность изотермической выдержки зависит от требований к качеству изделий и от давления, причём она уменьшается с повышением последнего.
4-ий этап характеризуется снижением давления в автоклаве.
5-ый этап – это период охлаждения изделий со 100 С до 18-20 С. В течение этого периода, как и предыдущего, важно не допустить чрезмерных температурных перепадов и образования трещин в изделиях.
Режим запаривания изделий подбирается с учётом особенностей сырьевых материалов. Оптимальные значения температуры находятся обычно в диапазоне 174-200 С, давления 0,8-1,5 МПа.
Интенсификация твердения и улучшение основных свойств автоклавных изделий достигаются применением высокодисперсных сырьевых материалов. Основным вяжущим компонентом автоклавных силикатных материалов является известь. Для производства силикатных изделий рекомендуется применение быстрогасящейся извести с суммарным содержанием активных оксидов кальция и магния (активностью) более 70%. При этом содержание MgO должно быть не более 5%.
Наряду с известью в автоклавной технологии, особенно в производстве ячеистых бетонов, возможно применение портландцемента и его разновидностей. Введение портландцемента совместно с известью позволяет снизить отрицательное влияние её неоднородности, уменьшить водопотребность смеси и повысить физико-механические свойства материала. Наиболее распространённый заполнитель автоклавных материалов – кварцевые пески.
В выпуске автоклавных материалов ведущее место занимает силикатный кирпич, а затем стеновые изделия из ячеистого и плотного силикатных бетонов.