Silikatstein: Zusammensetzung, Wärmeleitfähigkeit, Dichte
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Gegenwärtig ist Silikatstein trotz der alten Herstellungstechnologie und einer primitiven Reihe von Rohstoffen einer der beliebtesten Baumaterialien. Andererseits machen diese Herstellungstechniken die Herstellung einfach und daher billig. In einem modernen Wohnungsfonds, der in den letzten fünfzig Jahren errichtet wurde, bestehen ungefähr 4/5 aller Gebäude aus Baumaterial auf Silikatbasis.
Erstkomponenten für die Produktion ↑
Die moderne Zusammensetzung von Silikatziegeln unterscheidet sich nicht wesentlich von der des letzten Jahrhunderts:
- Quarzsand von 80-90% der Zusammensetzung;
- Hydratisierter gelöschter Kalk 10-15%;
- Gereinigtes Wasser, Rückstände, die zum Benetzen und Befeuchten der Formmischung in einen plastischen Zustand erforderlich sind.
Alle Komponenten werden vorab gründlich von Verunreinigungen gereinigt, gemischt und in den Rohblock der zukünftigen Einheit gepresst. Ferner wird das Rohmaterial bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur autoklaviert, wodurch starke und stabile Calciumsilikatverbindungen in der Lösung gebildet werden, das Material in Wasser unlöslich wird, eine hohe mechanische Festigkeit und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Nach etwa einem Tag ist der Block auf Silikatbasis einsatzbereit..
Bei der modernen Herstellung von Silikatsteinen werden verschiedene Arten von Additiven verwendet, die die Fließfähigkeit und Plastizität der Formlösung flüssiger machen, die Luft aus den Poren drücken und die Trennung der Masse während des Autoklavierens verhindern.
Hitzeschutz- und Festigkeitseigenschaften des Materials ↑
Angesichts der klimatischen Bedingungen, unter denen der Bau von Silikatmaterial erwartet wird, bleibt die Erhöhung der Frostbeständigkeit von Silikatgebäuden ein ernstes Problem. Die übliche Zusammensetzung liefert einen Index der Frostbeständigkeit bis zu 30 Zyklen des Einfrierens und Auftauens von Baumaterialien. Spezielle Polymeradditive können die Geschwindigkeit auf 50 Einheiten erhöhen.
Durch die Verwendung spezieller Lösungen von Mineralfarbstoffen, die gegen die alkalische Umgebung von Kalk beständig sind, können Sie das Sortiment an farbigen Silikatziegeln erstellen und erweitern. Der Farbstoff wird sogar zur Herstellung von weißen Blöcken verwendet. Aufgrund des hohen Gehalts an Kalk und weißem Quarzsand in der Lösung ist die natürliche Farbe von unbemaltem Ziegel sehr nahe an Weiß. Mit der Zeit verleihen adsorbierter Staub und Kalk, die von der Oberflächenschicht abgewaschen werden, der äußeren Oberfläche des Silikats eine graue Färbung. Um einen natürlichen Weißton beizubehalten, wird daher der Zusammensetzung und den Oberflächenschichten Titanoxid zugesetzt.
In teuren Materialien auf Silikatbasis von bekannten europäischen Marken werden die folgenden Additive in der Lösung verwendet, um absolut beständig gegen Sonnenlicht und nicht verblassende Zusammensetzungen zu erhalten:
- Bis zu 5 kg Portlandzement pro m3 Formsand;
- Bis zu 5 kg weißer Aluminiumoxidzement pro m3 Gemische;
- 0,5 bis 10 kg Pulverpolymere auf Basis von Methacrylaten und aromatischen Vinylalkoholen.
Diese Additive ermöglichen es über Jahrzehnte, die Sättigung und Tiefe der ursprünglichen Farbe des Verkleidungsmaterials aufrechtzuerhalten.
Das zweite, nicht weniger wichtige Merkmal von Silikatziegeln ist seine Fähigkeit, Wärme im Haus zu speichern. Herkömmliche Silikatsteine weisen einen relativ hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten auf, und je höher die Dichte der Silikatsteine und ihre Festigkeit sind, desto höher ist die Dichte «kälter» wird Zeug. Der Wert des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten für gewöhnliche Ziegel beträgt 0,55 W / M * C.Über, Bei Mauerwerk nimmt der Indikator jedoch aufgrund des hohen Zementgehalts in den Fugen um etwa 29 bis 22% ab.
Eine wichtige Voraussetzung für die Gewährleistung angemessener Lebensbedingungen in Gebäuden aus Silikatziegeln ist ein hoher Dampfdurchlässigkeitskoeffizient, dessen Wert im Bereich von 10-12 mg / m * h * Pa liegt. Dies ermöglicht Mauerwerk «atmen», Schaffung eines Mikroklimas, das mit der Atmosphäre in Holzräumen vergleichbar ist.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Wärmeleitfähigkeit von Silikatsteinen zu verringern:
- durch Erhöhen der Anzahl von Gasporen in der Zusammensetzung mit speziellen Additiven und Verringern ihrer Dichte;
- Formen künstlicher Hohlräume im Ziegelkörper, wodurch dessen Gewicht und Wärmeleitfähigkeit verringert werden;
- die Verwendung von hydrophoben Additiven und wärmeisolierenden Beschichtungen auf der Vorderseite des Silikatmaterials.
Die Dichte von Silikatziegeln wird durch seine Festigkeit, sein spezifisches Gewicht und seine Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse bestimmt. Je dichter der Ziegel ist, desto höher ist seine Frostbeständigkeit und desto niedriger ist der Wasserabsorptionskoeffizient. Im Durchschnitt kann trockenes Silikatmaterial mit einer durchschnittlichen Dichteklasse von 1,6-1,8 bis zu 10-14% Wasser absorbieren, während seine Fähigkeit, Wärme zu speichern, um 30% verringert werden kann.
Die Festigkeit und der Wasserabsorptionskoeffizient eines solchen Materials sind erheblich niedriger als bei der Standardprobe, für Vorderflächen jedoch nicht so wichtig wie für Mauerwerksstützkonstruktionen.
Merkmale der Zusammensetzung zur Herstellung von Silikatziegeln ↑
Abhängig von der Korngröße des verwendeten Quarzsandes ist es sehr flexibel, die grundlegenden Festigkeitseigenschaften von Silikatziegeln auszuwählen und anzupassen. Je feiner die Fraktion ist, desto stärker und dichter ist der Silikatziegelkörper. Absolut undurchlässiges Material ist jedoch nicht für den Bau geeignet – es nimmt einfach nicht die erforderliche Menge an Mörtel und zementhaltigem Mauerwerk auf. Daher werden der Ausgangsmischung in einem bestimmten Verhältnis auch große Sandfraktionen zugesetzt, wodurch Oberflächenporen und zementartige Körner von Calciumsilikaten gebildet werden.
Vor dem Gebrauch wird der Sand von schädlichen Verunreinigungen wie Ton und Glimmer gereinigt. Tonknollen in vorbereitetem Sand sollten nicht mehr als 10 kg pro 1000 kg oder 0,5 m betragen3 Formsand und Glimmer – nicht mehr als 5 kg pro m3 Mischungen. Besondere Kontrolle wird über die Reinheit des Ausgangsmaterials aus Schwefel oder organischen Einschlüssen ausgeübt, wodurch die Aktivität der Bildung eines starken Ziegelbündels stark abnimmt.
Eine separate Produktionsstätte für hochwertige Silikatmaterialien kontrolliert die Reinheit des Kalks. Kalk kann als Branntkalk oder teilweise gelöscht verwendet werden, meistens jedoch in Form von hydratisierter gelöschter Form. Besonderes Augenmerk wird auf den Gehalt an Magnesiumoxid gelegt, er sollte nicht mehr als 5 kg pro 1/2 m betragen3 zubereiteter Kalk.
Zur Erhöhung der Frostbeständigkeit werden der Lösung aluminiumalkalische Abfallprodukte aus der metallurgischen Industrie zugesetzt. Zugabe von 70 kg pro Lösung zu jedem m3 oder 1600 kg der Ausgangsmischung ermöglichen es Ihnen, den Index der Frostbeständigkeit um 30-35% zu erhöhen. Zusätzlich reduziert das Additiv die Wärmeleitfähigkeit des Materials um 10-12%. Oft können dem Mörtel für Silikatziegel modifizierte Versionen solcher Substanzen zugesetzt werden, was die Wärmeleitfähigkeit des gesamten Mauerwerks verringert.
Das spezifische Gewicht von Silikatsteinen ↑
Bestehende Standardsilikatsteine werden entsprechend der durchschnittlichen Materialdichte in sieben Hauptklassen unterteilt. Die leichtesten Arten von Silikatziegeln haben ein spezifisches Gewicht von bis zu 1000 kg pro m3, Die schwerste Klasse 2.2 hat ein Gewicht von 2200 kg in m3. Die Stärke und Marke von Silikatsteinen hängt von der Dichte ab. Schwerere Ziegelarten werden für tragende Strukturen von Hochhäusern verwendet, leichtere – zum Verlegen von Wänden. Die leichtesten, insbesondere bei künstlichen Hohlräumen, werden als wärmeisolierendes und Verkleidungsmaterial bei der Verlegung von Hauptwänden verwendet.
Fazit ↑
Silikatziegel werden unter Baumaterialien noch lange ein Favorit bleiben, insbesondere im privaten Wohnungsbau. Bisher gibt es nichts, was sie durch Ziegel oder Materialien ersetzen könnte, die in ihren Eigenschaften und ihrer Haltbarkeit ähnlich sind. Darüber hinaus entwickeln sich Produktionstechnologien und ermöglichen es in Zukunft, Silikatmaterialien billiger und besser zu erhalten.