Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Силикатный (известковый) бетон – силикатобетон

Каждый, кто когда-либо занимался самостоятельной стройкой, наверняка уже слышал про силикатные изделия. В последнее время они пользуются большим спросом и составляют конкуренцию как традиционному цементобетону, так и керамическому кирпичу. Но что это за материал и чем он заслужил такую популярность?

Ниже мы расскажем о том, что входит в состав силикатных изделий и как их производят. Мы рассмотрим основные отличия силикатобетона от цементобетона, а также основные виды и свойства этого материала. А в заключительных разделах статьи мы подробнее остановимся на истории применения силикатных изделий и приведем краткий обзор их крупнейших производителей в России.

Кирпич из силикатного бетона на белом фоне

Состав силикатобетона

Этот вид бетона относится к классу бесклинкерных. Другими словами, роль цемента в нем играет другое вяжущее вещество.

В состав силикатобетона входят:

  • Известковое вяжущее (5-18%)
  • Заполнители (82-95%)
  • Различные добавки

Давайте остановимся на каждом компоненте смеси немного подробнее.

Известковое вяжущее

Как можно понять по названию, роль «клея» между частицами заполнителя в бетоне играет известь.

Ее получают из кальциево-магниевых карбонатных пород:

  • Известняка
  • Доломита
  • Известковых туфов

Эти породы добывают, как правило, буровзрывным способом на карьерах и дробят на щебень для удобства обработки. Затем камни загружают в печь и обжигают при температуре около 1100-1200°С.

В ходе обжига протекает реакция карбонизации. Карбонат кальция CaCO3, который составляет основу этих пород, распадается на оксид кальция CaO и углекислый газ. Газ улетучивается, а твердый остаток собирают и перемалывают в тонкий порошок. Это и есть известь.

В строительных работах могут применяться такие ее виды:

  • Негашеная известь (кипелка) – собственно оксид кальция
  • Гашеная известь (пушонка) – гидроксид кальция Ca(OH)2, который получается в результате реакции кипелки с водой

Для производства силикатного бетона, как правило, берут именно известь-кипелку. На ее основе материал получается более плотным и прочным, и количество свободной воды в нем меньше, чем в бетоне на гашеной извести. Это благотворно влияет на морозостойкость бетона: он лучше переносит многократные замораживания и оттаивания.

Надо сказать, что известь как вяжущее во многом уступает цементу. Она чувствительна к воде и имеет низкую связующую способность. Однако силикатные изделия на ее основе получаются достаточно прочными и долговечными. Как это работает?

Дело в том, что известь вступает в сложные химические реакции с заполнителем. А если говорить точнее, то с кремнеземом, который входит в состав песка. В результате образуются новые вещества – гидросиликаты кальция. Отсюда и название материала. Именно эти гидросиликаты выполняют цементирующую функцию в бетоне и обеспечивают его прочность.

Несложно догадаться, что заполнитель для такого материала должен обладать определенными характеристиками. Давайте остановимся на них подробнее.

Заполнители

В отличие от «обычного» бетона, силикатная разновидность производится на основе мелкозернистых заполнителей. Другими словами, в составе этого материала нет частиц крупнее 5 мм в диаметре. За счет использования мелкого заполнителя и его тесной связи с вяжущим силикатные изделия имеют очень однородную, практически монолитную структуру.

Обычно в качестве заполнителя берут песок таких модулей крупности:

  • Очень мелкий (от 1 до 1,5)
  • Мелкий (1,5-2,0)
  • Средний (2,0-2,5)

Главное требование к такому материалу – это высокое содержание оксида кремния SiO2, который еще называют кремнеземом. По различным нормативам его содержание в заполнителе должно быть не меньше 70-80%.

Но для производства действительно качественных силикатных изделий берут не обычный песок, а кварцевый. Доля кремнезема в нем составляет около 98-99%.

Его получают двумя способами:

  • Добычей на особых месторождениях
  • Дроблением кварцевого щебня

Стоит такой материал дороже природного песка.

К нему также предъявляются и другие требования:

  • Острая форма зерен и шероховатая поверхность
  • Содержание глинистых примесей – не более 10%
  • Содержание слюды – не более 0,5%

Впрочем, если глина в песке присутствует не в виде комков, а в виде очень мелких частиц, то ее наличие даже желательно. В этом случае смесь получается более пластичной, ее легче укладывать в формы и уплотнять.

Образец кварцевого песка на белом фоне

Кроме того, в качестве заполнителей могут применяться:

  • Керамзитовый песок
  • Вспученный перлит
  • Доменные шлаки
  • Золы

На основе пористого керамзита и перлита производят облегченные разновидности силикатобетона. А использование шлаков и зол – отходов металлургической промышленности – позволяет несколько снизить себестоимость материала.

Для того, чтобы известь хорошо прореагировала с кремнеземом в заполнителе, нужны особые условия: высокая температура и давление. Поэтому силикатные изделия получают путем автоклавной обработки. Подробнее об этом мы поговорим чуть позже.

А сейчас давайте рассмотрим основные добавки, которые используют для улучшения свойств силикатобетона.

Добавки

Помимо вяжущего и заполнителей, в состав бетона часто вносят другие вещества. Таким образом можно лучше контролировать свойства и характеристики будущего продукта.

В частности, для улучшения качества силикатобетона в него добавляют:

  1. Кремнеземистые добавки
    Известь активнее реагирует с кремнеземом в виде пудры, чем в виде песка. Поэтому для улучшения ее вяжущих свойств в смесь добавляют молотый кварц, диатомит, пуццолан, трепел, маршалит и другие порошки с высоким содержанием оксида кремния. Такая добавка обязательна в тех случаях, когда в качестве заполнителя используют материал с низким содержанием кварца (например, керамзитовый песок).
  2. Гипс
    При добавлении к известковому порошку он ускоряет время твердения вяжущего, а значит – сокращает сроки производства изделий.
  3. Замедлитель БС
    Эта органическая добавка, наоборот, замедляет твердение известкового вяжущего. Она требуется в тех случаях, когда нужно «продлить» жизнь бетонной смеси в жидком виде.
  4. Сульфитно-спиртовую барду (ССБ)
    Она применяется в качестве пластификатора – то есть увеличивает подвижность бетонной смеси. Это позволяет нивелировать один из минусов силикатобетона – высокий расход воды при его производстве.

Конечно, это далеко не полный список всех присадок, которые влияют на свойства бетона и бетонных смесей. Больше узнать о них вы можете в нашей статье Виды добавок для бетона.

В следующем разделе мы подробнее рассмотрим технологию получения силикатобетона и изделий из него.

Собственное производство бетона и своя лаборатория, а также большой парк техники гарантируют высокое качество продукции и точные сроки поставки
Бетон — производство и доставка
Автобетононасосы — аренда
7 904 179–31–56
Валентин Юрьевич Швец
Директор «БетонСтрой»

Производство силикатных изделий

Технология приготовления силикатобетона отличается от традиционной. Это обусловлено особенностями известкового вяжущего.

Она состоит из следующих шагов:

  1. Сначала отмеряют нужное количество извести, песка и добавок в соответствии с рецептурой
  2. Сухие компоненты перемешивают до однородного состояния, затем смесь увлажняют и еще раз перемешивают
  3. Полученная масса поступает в реактор, где протекает реакция гашения извести – она занимает около 2 часов
  4. Смесь заполнителя и гашеной извести вновь отправляется в смеситель и перемешивается с водой до получения пластичной массы

Если бы мы говорили о цементобетоне, то на этом шаге мы бы и остановились. Но для силикатобетона это только начало. Ведь полноценная «активация» известкового вяжущего происходит не на этапе замешивания смеси, а в ходе тепловлажностной обработки.

Для этого используется особая установка – автоклав. Он представляет собой длинную трубу, с обеих сторон закрытую герметичными клапанами. Внутри него изделия подвергаются воздействию высокой температуры, пара и давления.

Производство готовых силикатобетонных изделий состоит из следующих этапов:

  1. Пластичная масса поступает под пресс, где из нее формируют изделия заданной формы и размера: кирпичи, блоки, плиты и так далее. Их называют сырцами
  2. Сырцы погружаются на вагонетки, которые затем отправляются в автоклав
  3. Первый этап автоклавной обработки длится около 1,5 часов. В установку запускают пар, разогретый до температуры около 170°C, и начинают постепенно повышать давление
  4. В условиях высокой температуры и давления известь реагирует с кремнеземом в песке, образуя гидросиликаты кальция. После того как в камере устанавливаются постоянная температура (170-200°C) и давление (от 8 до 16 атмосфер), изделия выдерживают еще 5-8 часов
  5. После окончания выдержки пар спускают, постепенно понижая температуру и давление в камере

Готовые силикатные изделия затем отправляют на пункт упаковки или – если речь об облицовочных изделиях – на дополнительную декоративную обработку.

Мы рассмотрели весь процесс производства силикатобетона и продукции из него. Как видите, материал этот достаточно специфический. В продолжении статьи мы подробнее поговорим о том, чем он отличается от традиционного цементобетона и обычного кирпича.

Плюсы и минусы силикатобетона

Мы уже отмечали, что на рынке строительных материалов силикатные изделия пользуются большим спросом.

Они имеют следующие достоинства:

  • Жаростойкость
    Силикатные изделия выдерживают температуры до 600-800°C, тогда как обычный бетон на цементе начинает терять прочность уже при нагреве до 300°C. По этому параметру силикатные кирпичи примерно равны керамическим.
  • Легкость обработки
    Стену из силикатобетона можно сверлить обычной дрелью или даже шуруповертом.
  • Звукоизоляционные свойства
    По этому параметру силикатный кирпич превосходит большинство популярных материалов.
  • Теплопроводность
    Если взять стену из силикатобетона и цементобетона одинаковой толщины и плотности, то первая будет гораздо эффективнее задерживать тепло в помещении.
  • Водостойкость
    Коэффициент размягчения силикатобетона близок к 1, а значит – он практически не теряет прочность при намокании.
  • Пониженную ползучесть
    За счет особых связей между вяжущим и заполнителем силикатобетон меньше деформируется под постоянной нагрузкой, чем цементобетон.
  • Химическую стойкость
    Силикатобетон меньше подвержен коррозии под воздействием сульфатных растворов.
  • Низкую стоимость
    Сырье для производства силикатного бетона гораздо дешевле и доступнее, чем цемент. А изделия из него, в отличие от обычного кирпича, не требуют обжига. Отсюда экономия на топливе, а значит – ниже себестоимость продукта.

Тем не менее, при всех своих преимуществах этот материал идеальным назвать нельзя. Давайте разберемся, почему.

Дело в том, что у него:

  • Высокое водопоглощение
    Известь гораздо более чувствительна к воде и гигроскопична, чем цемент. В связи с этим силикатобетонные кирпичи и блоки не рекомендуется использовать для наружных отделочных работ и в помещениях с влажностью свыше 75% – например, в подвалах и санузлах.
  • Низкая морозостойкость
    Это свойство тесно связано с предыдущим. Поскольку силикатобетон имеет высокое водопоглощение, он быстрее разрушается при неоднократном замораживании и оттаивании.
  • Теплопроводность
    Да, выше мы отметили, что по этому параметру силикатный кирпич превосходит обычный бетон. Однако он уступает обычному керамическому кирпичу.
  • Медленная влагоотдача
    Насыщенный водой силикатобетон долгое время остается влажным. Так, мокрая кладка из керамического кирпича полностью просохнет примерно за 5 дней, а из силикатного – за 22 дня. Причем в этом он уступает даже гипсобетону и гипсокартону, которые, несмотря на высокое водопоглощение, быстро отдают влагу и сохнут.

В следующем разделе мы подробнее рассмотрим основные виды этого материала.

Виды силикатобетона и силикатных изделий

Бетон – это один из самых разнообразных в современном мире строительных материалов. Он используется практически во всех видах строительных работ, и для каждой из них нужен материал со своими специфическими свойствами. Подробнее о том, какие разновидности бетона существуют, вы можете прочитать в нашей статье Виды бетона.

Конкретно силикатобетон не может похвастаться большим разнообразием в этой области.

В основном выпускают такие его разновидности:

  • Плотный тяжелый
    Это силикатобетон на основе кварцевого песка. Он имеет достаточно большую плотность – свыше 1800 кг/м3. Его основное преимущество – высокая прочность, которая достигает максимальных значений для этого вида бетона. Такие силикатные блоки и кирпичи хорошо использовать для строительства фундаментов и цоколей, но стены из них получаются холодными и оказывают большую нагрузку на основание.
  • Плотный легкий
    Роль заполнителя в таком материале выполняет пористый песок: керамзитовый, перлитовый, аглопоритовый, шлакопемзовый и так далее. Получаемые таким образом изделия имеют меньший вес и более низкую теплопроводность, но по прочности уступают тяжелым. Как правило, они относятся к конструкционно-теплоизоляционным материалам. Из таких кирпичей и блоков удобно возводить стены.
  • Газосиликат
    Это самая легкая разновидность силикатного бетона, которую получают по особой технологии. Для этого в состав бетонной смеси вносят газообразующую добавку – например, алюминиевую пудру. Она вступает в контакт с другими компонентами, в результате чего выделяется газ, жидкая масса вспучивается. При застывании она образует очень пористый и легкий камень, в разрезе похожий на пемзу. Он имеет низкие показатели прочности и морозостойкости, но отличные теплоизоляционные свойства.

Кроме перечисленных видов, существует также пеносиликат. По структуре и свойствам он похож на газосиликат, но вместо специальной добавки для его производства используется плотная органическая пена. Этот материал, однако, применяется очень редко. Подробнее о технологии его производства вы можете прочитать в статье Пенобетон.

Разнообразие выпускаемых силикатных изделий достаточно велико. Их официальная классификация и маркировка приведены в ГОСТ 379-2015.

Эти материалы делятся на виды по:

  • Форме
  • Назначению
  • Структуре
  • Наличию дополнительной обработки

Давайте остановимся на каждой классификации немного подробнее.

Виды силикатных изделий по форме

Продукция из силикатобетона пользуется наибольшим спросом при возведении стен, а также межквартирных и межкомнатных перегородок.

Она представлена такими изделиями:

  • Кирпичи
  • Камни
  • Блоки
  • Перегородочные плиты

Отдельные заводы могут выпускать и другие изделия из силикатобетона: от черепицы до массивных дорожных плит и фундаментных блоков. Но это уже не основная область использования материала.

Подробнее о том, как эти изделия применяются в строительстве, вы можете прочитать в статье Применение силикатного бетона.

Силикатный кирпич на белом фоне
Перегородки из силикатного бетона

Виды силикатных изделий по назначению

Постройка дома не заканчивается возведением фундамента, стен и крыши. Следующий важный шаг – это отделочные работы.

Соответственно, силикатные изделия бывают:

  • Рядовыми
    Такие кирпичи, камни, блоки и плиты используются для возведения конструкций: несущих и ненесущих стен, перегородок. Основное требование к ним – это хорошие значения прочности, теплопроводности и других технических характеристик.
  • Лицевыми (облицовочными)
    Такие изделия применяются для наружной отделки дома. Требования к ним гораздо более жесткие. Во-первых, они должны быть прочными, водонепроницаемыми, морозостойкими и долговечными. Ведь наружные стены постоянно подвергаются воздействию окружающей среды. Во-вторых, они должны иметь эстетичный внешний вид. Для этого облицовочные материалы часто подвергают декоративной обработке.

При заказе силикатного кирпича или камня важно выбирать именно такой материал, который соответствует вашей задаче.

Виды силикатных изделий по структуре

Это еще одна важная характеристика материала, которая прямо влияет на его свойства.

Силикатные кирпичи и камни могут быть:

  • Полнотелыми
    Они имеют плотную, монолитную структуру. Такие изделия отличаются хорошей прочностью, водонепроницаемостью и морозостойкостью. Но конструкции из них получаются массивными и вдобавок «холодными»: они плохо удерживают тепло.
  • Пустотелыми
    Эти изделия имеют большое количество крупных пустот. Объем воздуха в них может достигать 45%. За счет этого улучшаются теплоизоляционные свойства камня, но снижается его прочность и морозостойкость.

Сферы применения у этих разновидностей разные. Полнотелые изделия применяют там, где важна прочность и стойкость: при возведении фундаментов, цоколей, несущих стен, столбов и так далее. А из пустотелого силикатного кирпича и камня кладут ненесущие стены и перегородки.

Виды силикатных изделий по дополнительной обработке

Как мы уже отмечали, для облицовочных изделий важны не только прочность и долговечность, но и декоративные свойства. Однако бетон – материал достаточно невзрачный, не чета природному камню. Для улучшения его внешнего вида используются различные методы обработки.

По фактуре облицовочное силикатное изделие может быть:

  • Обычным
    Это кирпич или камень, не подвергавшийся механической обработке. Его поверхность ровная, матовая и немного шероховатая на ощупь.
  • Колотым (рустированным)
    Такой метод обработки заключается в том, что лицевую сторону затвердевшего изделия частично скалывают на станке. В результате она приобретает рельефную фактуру, имитирующую природный камень.
  • Торкретированным
    Суть торкретирования заключается в том, что на лицевую сторону кирпича наносят слой стеклянной или минеральной крошки. Когда на такую стену падает свет, она начинает «играть»: мерцать и искриться.
  • Ангобированным
    Ангоб – это покрытие из жидкой белой глины, которое тонким слоем наносят на готовое изделие, а затем обжигают. Оно заполняет мельчайшие неровности, образуя совершенно гладкую на ощупь поверхность. В ангоб также могут добавляться цветные пигменты. В таком случае он одновременно играет роль краски.

По цвету различают силикатные изделия:

  • Естественного цвета
    Как правило, необработанный силикатный кирпич имеет светло-серый или белый цвет. Благодаря этому он легко окрашивается.
  • Объемно окрашенные
    Такую разновидность получают еще на этапе приготовления бетонной смеси. В нее добавляют небольшое количество красящего пигмента нужного цвета. В результате получаются цветные кирпичи, камни, блоки и плиты. Часто окрашивание совмещают с механической обработкой (рустированием или токретированием).
  • С декоративным покрытием
    На светлый силикатный кирпич хорошо ложится краска: ее цвет не контрастирует с цветом самого изделия. Для этого используются обычные акриловые, силиконовые и латексные краски. Их наносят на облицовочные материалы как перед продажей, так и в ходе декоративно-отделочных работ на объекте. Но у этого метода обработки есть серьезный минус: некачественные краски быстро блекнут, а также могут отслаиваться и шелушиться.

Кроме того, на облицовочный кирпич или плитку могут наносить специальные гидрофобизирующие составы. Они значительно повышают водонепроницаемость и морозостойкость изделий. Это особенно важно в регионах с суровым климатом и частыми дождями.

Технические характеристики силикатобетона

При выборе материала для строительных работ очень важно обращать внимание на его показатели.

Силикатные изделия имеют такие технические характеристики:

  • Прочность
    Этот показатель силикатобетона в первую очередь зависит от его структуры. Так, марка по прочности на сжатие плотного бетона варьируется в пределах от M100 (В7,5) до M250 (В20), а при правильном подборе компонентов и условий твердения может достигать M400 (В30) и больше. А вот у газосиликата цифры более скромные: от M15 до М35. Такой материал выдерживает только очень небольшие нагрузки, поэтому несущие конструкции из него возводить нельзя.
  • Средняя плотность
    Она показывает, сколько весит 1 м3 материала. Этот показатель используется для расчета нагрузки на несущие конструкции, а также косвенно связан со многими другими характеристиками бетона. Изделия из тяжелого силикатобетона имеют плотность от 1800 до 2200 кг/м3, а из газосиликата – от 200 до 1200 кг/м3.
  • Водопоглощение
    Характеризует объем воды, которую может вобрать в себя образец бетона в лабораторных условиях. Для силикатобетона этот показатель не должен быть ниже 6%, иначе кирпичи и блоки из него не будут иметь хорошего сцепления с кладочным раствором. А вот верхняя граница колеблется в пределах от 10-18% для плотного силикатобетона до 40% для газосиликата.
  • Морозостойкость
    Она обозначается буквой F и числом, которое указывает на количество циклов заморозки-оттаивания, которые материал переносит без потери своих свойств. У силикатобетона этот показатель не очень высокий. Для большинства силикатных изделий он составляет всего 15-50 циклов (марки F15-F50). И только особо прочные разновидности могут переносить до 100 циклов заморозки и оттаивания.
  • Теплопроводность
    Это свойство имеет большое значение для силикатобетона, ведь из него часто обустраивают стены, перегородки и перекрытия. Полнотелый силикатный кирпич имеет показатель 0,7-0,8 Вт/(м·°С), а пустотелый – 0,4-0,68 Вт/(м·°С). Его теплопроводность ниже, чем у обычного бетона и некоторых видов керамического кирпича. У газосиликата показатель составляет около 0,1-0,21 Вт/(м·°С), что соответствует характеристикам обычного газобетона.
  • Звукоизоляционные свойства
    Это еще одна характеристика, важная для стеновых материалов. Она обозначается индексом изоляции воздушного шума. Чем он выше, тем лучше звукоизоляционные свойства материала. Для силикатного кирпича показатель – 54-54 дБ, что на несколько дБ выше, чем у керамического кирпича. Силикатобетонные перегородки с индексом 44 дБ также превосходят гипсовые, газобетонные и керамзитобетонные.

В заключительном разделе статьи мы немного подробнее остановимся на истории возникновения этого материала.

История применения силикатобетона

Известь – это одно из древнейших вяжущих в истории человечества. Первые печи для обжига известняка датируются 2450-ми годами до нашей эры. А о применении извести в составе строительных растворов писали еще древние греки и римляне.

Но качественный бетон на ее основе – по крайней мере, используя привычную технологию – сделать было невозможно. Ведь известь – материал малопрочный и к тому же боится воды.

Ситуация изменилась в 1866 году, когда в Великобритании был зарегистрирован патент на производство силикатного кирпича. В нем впервые предлагалось обрабатывать изделия из смеси извести с песком в автоклаве, тем самым придавая им нужную прочность.

Надо сказать, что в самой Великобритании новый материал не «взлетел». Запасы высококачественных кварцевых песков в стране были скудными, зато индустрия керамических кирпичей процветала. Инвестировать в разработку нового материала никому не было интересно.

Зато открытием сразу заинтересовались в Германии. В 1880 году немецкий изобретатель Вильгельм Михаэлис получил патент на усовершенствованную технологию силикатного – в то время «песчано-известкового» – кирпича. А в 1894 году был налажен массовый выпуск этого стройматериала.

В начале XX века заводы силикатных изделий появились во многих странах Европы. Особой популярностью они пользовались в Голландии. Здесь правительству даже пришлось принять специальные законы, защищающие производителей керамического кирпича. Иначе индустрия не выдержала бы конкуренции с новым материалом.

В это же время были построены первые силикатные заводы в Российской Империи. Однако массовый выпуск кирпича и камня начался только в 30-е годы, на волне советской индустриализации. Этот материал оказался очень кстати в военные и послевоенные годы, когда дефицит цемента ощущался очень остро. Кстати, эти же причины – дешевизна и доступность – обуславливают популярность силикатных изделий и в наши дни.

Давайте подведем итог всему вышесказанному.

Силикатобетон – это особая разновидность бетона, которая производится на основе извести и заполнителя с высоким содержанием кремнезема. Из нее делают кирпичи, камни, блоки, плиты и другие стеновые материалы. Силикатные изделия получают путем прессования с последующей автоклавной обработкой. По своим характеристикам они примерно равны цементобетону и керамическому кирпичу, но стоят при этом дешевле. К их минусам можно отнести высокое водопоглощение и низкую морозостойкость. Это значит, что их нужно с осторожностью применять для внешней отделки стен и сооружения влажных помещений.