Стеновые камни

Введение

      Одним из основных видов стеновых материалов для малоэтажного строительства являются шлакобетонные камни, объем производства которых в настоящее время составляет около 25% объема производства красного и силикатного кирпича.

      Шлакобетонные камни относятся к числу наиболее дешевых и простых в изготовлении стеновых материалов, применяемых в России и за границей. Основным сырьем для производства шлакобетонных камней являются местные отходы – шлаки от доменных печей, котельных установок промышленных предприятий, горелых пород угольных шахт. Запасы шлаков в нашей стране составляют сотни миллионов тонн и распространены повсеместно, а поэтому являются мощными сырьевыми ресурсами промышленности строительных материалов.

      Основным формовочным оборудованием для производства шлакобетонных камней являются вибропрессовальные станки.

      В нашей стране массовое производство шлакобетонных камней фактически началось в 1944-1947 гг., когда разработали типовой проект и было приступлено к строительству механизированных заводов по производству шлакобетонных камней.

      Производство бетонных камней  в некоторых зарубежных странах.

      Объем производства бетонных  камней в Англии составляет  примерно 1/3 объема производства  глиняного кирпича, а в США  – ¾ общего объема производства  стеновых материалов. Около половины  камней изготовляется из легких  заполнителей. Вяжущие и заполнители  для производства камней стандартизированы.

      В Англии применяют следующие  виды вяжущих материалов: портландцемент, шлакопортландцемент и, по согласованию с покупателями, глиноземистый цемент. Большей частью применяется быстросхватывающийся цемент для ускорения оборачиваемости поддонов. В

3

качестве заполнителей применяются: приподный гравий, щебень, обогащенная пемза, ячеистый шлак, гранулированный доменный шлак, воздушноохлажденный доменный шлак, хорошо прокаленный доменный шлак, ячеистый керамический заполнитель из обожженных глин и сланцев и щебень из глиняного кирпича.

      Применяется состав бетона 1:6 (цемент:смесь мелкого и крупного заполнителя) по объему или 1:4,5 при тонкостенных изделиях.

      В США стандартами рекомендуется  в качестве вяжущего применение портландцемента, а в качестве заполнителя – песок, гравий, щебень, топливные шлаки, обожженная глина и сланцы, пемза, вулканическая лава, доменный шлак.

      Соотношение между объемом крупного (6,4-9,5 мм) заполнителя и мелкого  (4,76 мм) составляет от 1:1 до 1:3. Состав  бетона по объему 1:6-1:11 (цемент:заполнители).

      В качестве добавок применяются:  тонкомолотый песок, гашеная известь,  каолин, диатомит, хлористый кальций  и органические пластифицирующие  добавки.

      Камни подвергаются пропариванию (в последнее время при высокой  температуре и влажности), а в  южных районах твердеют на  воздухе.

      Преимущества шлакоблоков перед другими строительными стеновыми материалами:

 -дешевизна исходного материала, т.к. возможно применение «подручного» материала;

 -простота и низкая себестоимость при самостоятельном изготовлении;

-относительно высокая скорость изготовления требуемого количества шлакоблоков и, следовательно, возможность быстрого возведения стен при строительстве.                                                                                                                         -по своему объему блоки заменяют 6 шт. красного кирпича, а с учетом

теплопроводности 12 шт.  

4

-пустоты в блоках позволяют снизить расход сырья и, как следствие, себестоимость продукции.

-при производстве мелкоштучных изделий из бетона экономятся затраты на покупку оборудования, электроэнергию, содержание производственных помещений, нейтрализацию вредных выбросов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

1. Анализ конструктивно-технологических

свойств заданной номенклатуры изделия

      По ГОСТ 6133-84 камни применяют в соответствии со строительными

нормами и правилами для  несущих и ограждающих конструкций  жилых, общественных, промышленных и  сельскохозяйственных зданий, в основном при малоэтажном строительстве.

      Камни изготавливают в виде полнотелых и пустотелых прямоугольных параллелепипедов и подразделяют на следующие типы:

   СКЦ — на цементном вяжущем;

   СКИ — на известковом вяжущем;

   СКШ — на шлаковом вяжущем;

   СКГ — на гипсовом вяжущем.

      Камни подразделяют  на целые, продольные половинки  и перегородочные.

 

 

Таблица 1.

      Камни типов СКЦ, СКИ и СКШ изготавливают полнотелыми и

6

пустотелыми, камни  типа СКГ — полнотелыми со средней  плотностью от 1200 до 1650 кг/м³. Допускается  по заказу потребителя, согласованному с проектной организацией, изготавливать  камни типа СКГ пустотелыми.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Целый камень.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Целый камень

 

7

 

Рис. 3. Продольная половинка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Перегородочный камень

 

 

 

8

      Толщина наружных стенок пустотелых камней не должна быть менее 20 мм. Толщина горизонтальной диафрагмы в наиболее тонкой части не должна быть менее 10 мм.

      По прочности на сжатие камни подразделяют на марки: 200, 150, 125, 100, 75, 50, 35, 25. По морозостойкости камни подразделяют на марки: Мрз50, Мрз35, Мрз25 и Мрз15.

      Камни подразделяют на рядовые (Р) и лицевые (Л). Лицевые камни изготовляют с неокрашенными или окрашенными лицевыми поверхностями с маркой по прочности на сжатие не менее 75, по морозостойкости — не менее 25.

      Средняя плотность пустотелых камней не должна быть более 1650 кг/м³, а полнотелых камней — 2200 кг/м³.

      По средней плотности и теплопроводности камни подразделяют на эффективные — плотностью до 1400 кг/м³, условно-эффективные — плотностью от 1401 до 1650 кг/м³ и тяжелые — плотностью более 1650 кг/м³.

      Масса одного камня не должна быть более 31 кг.

      Плотность камней определяют по ГОСТ 12730.1-78. Предел прочности на сжатие камней определяют по ГОСТ 8462-85. Прочность на сжатие образцов-кубов определяют по ГОСТ 10180-90. Отпускную влажность гипсобетонных камней определяют по ГОСТ 12730.2-78. Морозостойкость камней определяют по ГОСТ 7025-91 после достижения ими проектной марки.

      Транспортируют камни на специализированных многооборотных плоских поддонах или пакетами с помощью полуавтоматических захватов автомобильным, железнодорожным, морским и речным транспортом в соответствии с Правилами перевозок грузов, действующими на этих видах транспорта, утвержденными в установленном порядке.

 

 

 

9

2. Технологическая часть

2.1 Характеристика исходных материалов.

      Шлакобетонная смесь, из которой формуют камень, состоит из вяжущих материалов, заполнителей и добавок.

      Основными вяжущими материалами, применяемыми в производстве

шлакобетонных камней, являются клинкерные цементы (портландцемент, пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент) и бесклинкерные цементы (известково-пуццолановый, известково-глинистый и известково-зольный цементы).

      Применение в качестве вяжущих бесклинкерных цементов в производстве шлакобетонной смеси допускается лишь при пониженных требованиях в отношении морозостойкости камней.

      Основными видами заполнителей в шлакобетонной смеси являются доменные и топливные шлаки, а также горелые породы и золы пылевидного топлива.

      Доменные шлаки, применяемые в производстве шлакобетонных камней, делятся на гранулированные и отвальные кусковые (шлаковая пемза). Гранулированные шлаки должны иметь плотные, прочные зерна и объемный вес не менее 800 кг/м³. Отвальные кусковые шлаки должны обладать устойчивостью против распада при испытании и не содержать металлических включений.

      Топливные шлаки, используемые для изготовления шлакобетонной смеси, не должны содержать несгоревшего угля в шлаках смешанных (каменных и бурых) углей более 10%, в каменноугольных - более 15% и в антрацитовых — более 20%, а также не должны содержать более 4% серы и не иметь включений негашеной извести. 
      Горелые породы, применяемые в производстве шлакобетонной 
смеси, должны быть равномерно обожжены, состоять из плотных 
кусков; потери веса при прокаливании не должны превышать 8%.

10

      По гранулометрическому  составу все шлаковые заполнители  должны удовлетворять следующим  требованиям: наибольшая крупность  зерен шлака, применяемого для  пустотелых камней, должна быть  не более 20, а для сплошных  камней – не более 40 мм.

      Содержание в шлаковом  заполнителе мелких частиц крупностью  менее 5 мм допускается не более  50% (по весу) при предельной крупности  зерен заполнителя 40 мм и не  более 60% при предельной крупности  зерен заполнителя 20 мм. Топливные  шлаки могут содержать мелких  фракций размером не менее  1,2 мм не более 25% (по весу).

      При производстве  шлакобетонных камней для сокращения  расхода клинкерного цемента,  являющегося самым дорогостоящим  материалов в шлакобетонной смеси,  применяются добавки к вяжущим  и заполнителям.

      К основным видам  добавок относятся тонкомолотые  доменные шлаки, обладающие вяжущими  свойствами и гидравлической  активностью, а также доменные кислые гранулированные и отвальные шлаки, золы от сжигания топлива, кирпичный бой.

      В качестве добавок  применяются не обладающие гидравлическими  свойствами инертные материалы:  колошниковая пыль, глина, лессы.

      При необходимости  получения наиболее плотной шлакобетонной  смеси к шлаковым заполнителям  добавляются мелкозернистый песок  и отсевы, получающиеся от дробления  щебня на дробильно-помольных  агрегатах.

      В качестве пластифицирующих  добавок могут применяться глина и известь.

    Месторождение шлакового бассейна р. Джиды. К джидинским вулканам относятся вулканические постройки, расположенные в верховьях р. Джиды: Хурай-Цакир, Бурун-Хобольский и вулканы Бартойской группы. Морфология конусов довольно разнообразна. Вулкан Хурай-Цакир имеет форму правильного усеченного конуса; вулкан Бурун-Хобольский представляет собой сложную

11

вытянутую в широтном направлении вулканогенную постройку с двумя кратерами. Вулканы Бартойской группы представляют собой небольшие шлаковые конусы высотой до 50 м без кратерных воронок. Вулканы Хурай-Цакир и Бартойской группы состоят из вулканического шлака с вулканическими бомбами и лапиллями, агглютинатов и небольших тел пористого базальта. Вулкан Бурун-Хобольский состоит из чередующихся тел базальта и шлака.

   Шлаковый конус Хурай-Цакир расположен в верховьях пади Хурай-Цакир на расстоянии 8,5-9 км от р. Джида, в 12 км от г. Закаменска, в 200 км от ж.-д. ст. Джида. Вулканический конус расположен на ровной поверхности базальтового покрова шириной до 3 км. Высота вулканического конуса 100-155 м. В плане вулкан образует овал, большая ось которого длиной 1100 м ориентирована в северо-восточном направлении. В верхней части конуса сохранились три кратерных углубления диаметром 140, 30 и 22 м соответственно.

     Кратерные углубления представляют тарелкообразные впадины с крутыми стенками высотой от 3 до 8 м. Из большого кратера имеется желобообразный выход на север в сторону пади Дунзугол.

   Конус состоит из красно-бурого и черного рыхлого шлака, агглютинатов, вулканических бомб и большого количества лапиллей. В незначительном количестве присутствуют плотные базальты, образующие маломощный поток, который излился из малого кратера. Жерло вулкана состоит из обломков плотных и пористых базальтов, шлака, лапиллей и вулканических 6ом6, спекшихся в плотную агломератовую массу. В районе центрального кратера местность сильно заболочена, поэтому породы жерловой фации изучены слабо. Периферическая часть шлакового конуса состоит из мелко-, средне- и крупнообломочного красно-бурого шлака с большим количеством

12

вулканических 6ом6 и лапиллей. В шлаках отчетливо видна первичная слоистость. В массе вулканического шлака выделяются крупные бесформенные глыбы, обломки различных размеров, лапилли, песок и пепел. Определенный интерес представляют отдельные находки пемзы комендитового состава в массе эксплозивных выбросов вулкана Хурай-Цакир. В шлаке встречаются вулканические бомбы, имеющие разные размеры и формы. Преобладают красно-бурые шарообразные до 0,5 м бомбы с поверхностью типа хлебной корки. Реже встречаются бомбы черного цвета небольших размеров. Бомбы обычно слегка деформированы (имеются вмятины глубиной до 1-2 см), что свидетельствует о том, что в момент эксплозии материал находился в пластичном состоянии. Встречаются также бомбы в виде лепешек и веретеновидных образований.