 |
Приготовление искусственного песчаника без обжига ( По материалам статьи, опубликованной в журнале «Сделай сам» №3 за 1991 год) Говорить о том, какое зло и разорение приносят пожары деревне, излишне; это уже известно, да и одними рассуждениями на эту тему делу не поможешь. И Новгородское земство в данном случае поступило совершенно правильно, начав на своем заводе выделывать особый кирпич для дымовых труб. Но одни трубы разрешают лишь часть вопроса. Остаются крыши и стены, о которых также следует позаботиться. Материал этот — искусственный песчаник, изготовленный без обжигания, по способу, изобретенному Рансом около 50 лет тому назад, но, по каким-то непонятным причинам, забытый и совсем, сколько нам известно, до сих пор не применяемый у нас. Искусственный песчаник, изготовляемый по способу Рансома, может быть получен любой величины и формы и пригоден не только для грубых стенных кладок, но также и для мелких, изящных архитектурных украшений. Он состоит из обыкновенного песка и глины или другого какого-либо минерального вещества, например земли и кремнеземлистого связывающего вещества, которое делает массу твердой. При этом кремнезем переходит в кремнекислую нерастворимую известь; от этого масса приобретает свойства старого римского цемента, который сохраняется без изменения в течение более двух тысяч лет. Приготовление песчаника просто; производство его основано на научных данных. Песок и мыло или заменяющее его другое минеральное вещество тщательно перемешивают с определенным, по предварительной пробе, количеством растворенного натрового стекла. Производится это в глиномятной машине; хотя возможно и другими способами, например месить ногами и перемешивать лопатами в ямах, кадках, ящиках и т.п. Получаемую вполне плотную массу прессуют в формах или провальцовывают пластами. После того ее насыщают хлористым кальцием ; вследствие этого происходит двойное разложение обоих употребленных растворов; образуется нерастворимая кремнекислая известь и хлористый натрий (поваренная соль); первый связывает (цементирует) все твердые части песка или мела и т.п., а последний удаляется при промывке. Издержки на приготовление песчаных камней и пластин — менее, чем в некоторых местах цена за натуральные камни; издержки на формование, украшение и т.п. также незначительны. Главный расход здесь составляет заготовление необходимых форм, но и этот последний также невелик, потому-то для форм может быть употреблено и дерево, и гипс. 1) Приготовление просто, не требует предварительной выучки и потому доступно всякому; дешево и не требует больших расходов на устройство особых приспособлений. 2) Употребляемые материалы принадлежат к обыкновенным и везде находящимся естественным произведениям самой низкой цены. 3) Песчаник может приготовляться на месте потребления, в необходимой для производства форме, в потребном количестве и во всякое время года, а главное, без обжига. 4) Наружный вид песчаника такой же, как и естественного; он может быть окрашиваем в желаемый цвет. 5) Приготовление песчаника не сопряжено с какой-либо потерей материала. 6) В случае надобности, песчаники можно делать полыми, и разных форм, смотря по надобности. 7) Искусственные камни не выветриваются на воздухе, как бывает с естественными, а от времени они делаются тверже и потому составляют прекрасный материал для наружных обкладок, облицовок и украшений зданий. 8) Твердость искусственных камней много значительнее, чем камней из портландской извести Относительная твердость песчаника была испытана следующим образом. Для испытания влияния воды и кислот на песчаник Рансома было взято несколько проб одинаковой формы и величины, очищены жесткою щеткой и совершенно высушены при 80° Р; потом насыщены водою и взвешены; таким образом определялась степень поглощения воды; после кислот определяли потерю веса каждой пробы; затем их вываривали в воде до совершенного удаления кислот и снова взвешивали; наконец, после высушивания при 80°C и очистки щеткой определялось все количество потери от влияния на него воды и кислот. По этим испытаниям, произведенным над песчаником, в различных растворах кислот, оказалось, что песчаник, изготовленный по изобретенному способу Рансома в отношении сопротивления его влияниям означенных веществ и атмосферы, одинаков с лучшими естественными, братыми для сравнительного с ним испытания. При этом должно заметить, что песчаник Рансома был изготовлен для испытания всего лишь за 14 дней, а так как он от времени делается тверже, то его признали уступающим только таким, как гранит, базальт и т.п., одним из самых твердых строительных материалов. К сказанному остается добавить, что глиномяльные машины, прессы, равно формовки чугунные, в настоящее время имеются всех размеров: и ручные, и с конными приводами, и недороги. Особенно же если их приобрести примерно на целую волость и перевозить по мере надобности из одной деревни в другую, под наблюдением и руководством опытного инструктора По следам «Приготовление искусственного песчаника без обжига» ( По материалам статьи, опубликованной в журнале «Сделай сам» №2 за 1992 год) Уважаемые подписчики-строители! Возвращаясь к теме об искусственном камне (см. «Сделай сам» № 3 за 1991 год), рады сообщить новую информацию о так заинтересовавшем вас строительном материале. Оказывается, проблемой изготовления искусственного песчаника занимаются в Уфимском нефтяном институте, и там нам любезно предоставили материал, который, как мы надеемся, поможет вам разобраться в этом вопросе. * * * Итак, состав для приготовления искусственного песчаника без обжига. Давнымдавно в строительстве укрепились традиции производства строительных материалов с использованием цементных вяжущих веществ или обжига. Однако у вышеназванных способов производства стройматериалов есть свои недостатки. Так, при применении цементных вяжущих веществ велики сроки изготовления материалов, при этом в последнее время остро ощущается дефицит цемента. Для обжиговых же методов характерны технологические сложности и специальное оборудование. Растущие темпы гражданского и промышленного строительства при низких объемах производства строительных материалов ведут к необходимости поиска новых, экономически более выгодных рецептур стройматериалов и новых технологий их изготовления. Основными требованиями, предъявляемыми к стройматериалам, являются: качественность изделий, обусловленная их прочностью, водо- и морозостойкостью; невысокие экономические затраты на сырье и оборудование; технологичность изготовления изделий; экологическая чистота производства и материалов. Необходимость сокращения сроков производства строительных материалов обратила внимание специалистов на способы получения этих материалов без обжига использования цемента. Одним из таких способов является приготовление искусственного песчаника, основанное на методе двурастворной силикатизации. Метод двурастворной силикатизации заключается в последовательной обработке песчаного материала растворами жидкого стекла и какой-либо соли двух- или трехвалентного металла. Чаще всего в данной рецептуре используется хлористый кальций. Сущность силикатизации сводится к выделению в процессе реакции геля кремниевой кислоты (кремнекислой нерастворимой извести), благодаря которой масса приобретает свойства старого римского цемента. Образующийся побочно хлористый натрий (поваренная соль) удаляется при промывке [1 ]. Процесс выражается следующим уравнением: CaCl2 + Na20 *nSi02* mН20 ->NaCl + Са(0Н)2 + nSi02(m-l)H20, где CaCl — хлористый калий; NaO * nSi02 — натровое (жидкое) стекло; NaCl — хлористый натрий (поваренная соль);
Са(ОН)2 — окись кальция; nSi02(m—1)H2O — гель кремниевой кислоты (кремнекислая нерастворимая известь). Традиционная технология изготовления строительных изделий из искусственного песчаника следующая [3]. Песок и мыло или другое минеральное вещество (например, глину) тщательно перемешивают с определенным количеством жидкого стекла. Производится это в глиномятной машине, хотя возможно использование других способов. Получаемую вполне плотную массу провальцовывают пластами или прессуют в формах. После этого ее насыщают хлористым кальцием. Отличительными сторонами данной технологии являются: относительная простота изготовления; доступные и дешевые материалы; возможность производства работ на строительной площадке; практически нулевые потери; форма, наполненность и цвет — любые желаемые; твердость материалов выше, чем у камней из портландской извести. Однако следует отметить сложность выполнения насыщения грунтовой смеси хлористым кальцием, что вызывает необходимость экспериментов по изменению способа введения CaCl в песчаную массу. Для определения оптимальных условий получения безобжигового облицовочного материала с заданными свойствами был выполнен ряд экспериментов, чтобы определить оптимальные концентрации компонентов смеси — жидкого стекла (Na20-nSi02) и хлористого кальция (СаСl2) — и уточнить схемы приготовления искусственного песчаника. Песок (200 г) с небольшой добавкой 20 г глинистого материала (то есть соотношение песка и глины 10:1) перемешивают с определенным количеством натрового стекла (от 20 до 90 мл) в металлической ванне. Получаемую массу прессовали в приборе стандартного уплотнения [2], изготовляя образцы цилиндрической формы (d = h = 40 мм). Затем образцы помещают в раствор хлористого кальция для насыщения на 2...3 сут. Жидкость готовили растворением в воде порошка хлористого кальция (на 1 л воды — 300 г хлористого кальция). Через 5...7 дней проводили испытания образцов на сжатие на гидравлическом прессе, причем часть образцов водонасыщали в течение 3 сут [4 ] и также испытывали на прочность при сжатии. При осуществлении экспериментов, направленных на уточнение методики изготовления песчаника, хлористый кальций (20...90 мл) вводился в массу непосредственно после смешивания песка с жидким стеклом. Испытания полученных образцов производились теми же способами, что и при классической технологии их изготовления. Экспериментальные исследования, направленные на оптимизацию состава и методики получения безобжигового песчаника, проводились на кварцевом, хорошо отсортированном среднезернистом песке (d ~0,5 мм). В результате экспериментов по подбору оптимального количества жидкого стекла, необходимого для связывания 200 г песка, определилось необходимое и достаточное количество Na20 · nSi02; оно составляет 60 мл на 200 г, или 300 мл на 1 кг, песка. При последующем насыщении образцов с оптимальным содержанием жидкого стекла хлористым кальцием в ходе испытаний на прочность при сжатии были получены следующие результаты: Rсж = 10,8 МПа и R сж = 5,6 МПа, где Rсж — прочность на сжатие в сухом состоянии; Rb сж — прочность на сжатие в водонасыщенном состоянии. Необходимо отметить, что насыщение , смеси хлористым кальцием следует производить непосредственно после формировки изделий, не позволяя им подсохнуть на воздухе. Для совершенствования методики изготовления безобжигового песчаника производились опыты, в которых песчаная масса смешивалась и с натровым стеклом, и с хлористым кальцием. Было установлено оптимальное количество СаСl2 — 20 мл на 200 г, или 100 мл на 1 кг песка. По итогам экспериментов сделан вывод о нецелесообразности последовательного вмешивания в песок жидкого стекла и хлористого кальция вследствие быстрого схватывания смеси и невозможности последующего ее уплотнения до нужной степени. Подобный порядок изготовления смеси возможен при помещении уплотненных образцов в водную среду.
Более точные рекомендации желающие смогут получить, обратившись по адресу: 450062, г.Уфа, ул.Космонавтов, 1 МП «ПРО- ЖИК» при Уфимском нефтяном институте.
Материал подготовили Е.А.Шамраева, Ю.И.Спектор, А.В.Аксенов.
Литература
Ваш САД
|
  |
|
|