Кварцевый песок для производства силикатного кирпича

Силикатный кирпич почти на 90% состоит из кварцевого песка, и именно от качества этого сырья зависит прочность, морозостойкость и внешний вид готовых изделий. В производстве используют песок фракцией от 0,1 до 5 мм с содержанием диоксида кремния не менее 50-70%, а требования к зерновому составу и допустимым примесям закреплены в ГОСТ 2138-91 и ГОСТ 8736-2014. В этой статье мы расскажем, какими характеристиками должен обладать кварцевый песок для силикатного производства, как его добывают и готовят, и почему форма зерна и чистота состава напрямую влияют на качество кирпича.

Силикатный кирпич — это изделие, изготовленное прессованием увлажнённой смеси из кремнезёмистых материалов и извести с последующей обработкой паром в автоклаве. Кварцевый песок в этой смеси выполняет функцию основного заполнителя и составляет от 90 до 95% всей массы сырья. Именно песок формирует каркас будущего кирпича, а известь связывает частицы между собой, вступая в химическую реакцию с кремнезёмом под воздействием высокой температуры и давления.

Типичный состав известково-песчаной смеси:

• 92-95% приходится на кварцевый песок;
• 5-8% на воздушную известь;
• 7% на воду.

Такое соотношение подобрано не случайно — избыток извести делает кирпич более хрупким, а недостаток снижает прочность сцепления частиц. Песок при этом должен быть максимально однородным по составу, чтобы реакция между известью и кремнезёмом проходила равномерно по всему объёму заготовки.

Интересный факт: технология изготовления силикатного кирпича была изобретена ещё в 1880 году немецким учёным В. Михаэлисом, и уже к началу 20 века в России работало пять заводов, выпускающих эту продукцию. С тех пор принцип производства почти не изменился — сырьевая база и оборудование стали современнее, а базовая технология автоклавного твердения осталась прежней.

Для производства силикатного кирпича подходит не любой песок, а только тот, что отвечает ряду технических условий. Основное требование — содержание кремнезёма в виде кварца должно составлять не менее 50-70% в зависимости от технологии конкретного завода. Чем выше доля чистого кварца, тем прочнее получается связь между зёрнами песка и известью после автоклавной обработки.

Не менее важна форма зёрен песка. Предпочтение отдаётся угловатым, шероховатым частицам, а не окатанным и гладким. Дело в том, что угловатая поверхность лучше сцепляется с известью и создаёт более плотную структуру кирпича, тогда как круглые зёрна речного или морского песка скользят друг относительно друга и ослабляют итоговую прочность. Именно поэтому карьерный песок с угловатой формой зёрен часто оказывается предпочтительнее идеально промытого речного.

Отдельное внимание уделяется примесям. Глинистые включения допускаются в объёме не более 10%, причём глина должна находиться в мелкодисперсном, равномерно распределённом состоянии, а не в виде отдельных комков. Органические примеси в песке недопустимы вовсе, поскольку они снижают прочность сцепления и могут привести к появлению пустот в теле кирпича после обжига в автоклаве.

Статья по теме: ГОСТ на кварцевый песок: какие стандарты действуют и что они регулируют

1. Приём и дозирование сырья. Кварцевый песок и известь поступают со склада на весовые дозаторы, где рассчитывается точное соотношение компонентов — обычно известь к песку составляет от 1:7 до 1:9. Правильная дозировка на этом этапе задаёт качество всей последующей смеси. 
2. Смешивание компонентов. Песок, известь и вода перемешиваются в лопастных или двухвальных мешалках до однородной массы. Влажность смеси доводят до 6-7%, для равномерного гашения извести на следующем этапе. 
3. Гашение извести барабанным или силосным способом. При барабанном способе компоненты перемешивают в стальном барабане с подачей пара, а при силосном — выдерживают в силосах-реакторах до 12 часов. Силосный способ применяется чаще, так как требует меньше финансовых и временных затрат. 
4. Вторичное увлажнение и усреднение массы. После гашения известково-песчаную смесь дополнительно увлажняют и перемешивают в лопастном смесителе или на бегунах. Это нужно, чтобы масса приобрела нужную пластичность перед прессованием. 
5. Прессование кирпича. Готовую смесь подают на механические прессы, где под давлением 15-20 МПа формируются кирпичи заданного размера и плотности. Именно на этом этапе изделие получает свою окончательную геометрическую форму. 
6. Укладка на автоклавные вагонетки. Отформованные, ещё не затвердевшие кирпичи аккуратно укладывают на специальные вагонетки. От правильной укладки зависит равномерность обработки паром на следующем этапе. 
7. Автоклавная обработка. Вагонетки закатывают в герметичный стальной автоклав, где кирпич твердеет в атмосфере насыщенного пара при давлении 0,8-1,3 МПа и температуре 175-200°С в течение 8-14 часов. В это время между кремнезёмом песка и известью происходит реакция с образованием гидросиликатов кальция, которые связывают частицы в прочный монолит. 
8. Остывание и контроль качества. После автоклава кирпич постепенно остывает, после чего партия проходит лабораторную проверку на прочность на сжатие и изгиб. Только готовые изделия, соответствующие требованиям ГОСТ 379-2015, отправляются на склад готовой продукции.

Финальные характеристики силикатного кирпича (прочность, морозостойкость и внешний вид) — напрямую зависят от того, насколько правильно был подобран и подготовлен кварцевый песок на предыдущих этапах. Марку кирпича по прочности устанавливают по пределу прочности при сжатии и изгибе, и эти показатели фиксируются в лабораторных протоколах перед отгрузкой продукции с завода.

Если в песке было слишком много глинистых включений или органики, готовый кирпич может показывать пониженную прочность и худшую морозостойкость, поскольку такие примеси мешают образованию плотных гидросиликатных связей.

Стандарт ГОСТ 379-2015 регламентирует не только состав и прочность изделий, но и требования к их внешнему виду — соответствие цвета, типу поверхности и геометрии граней, а также правила хранения, транспортировки и складирования готовой продукции. 

Основные параметры, которые проверяют в лаборатории:

Качество кварцевого песка напрямую влияет на прочность, морозостойкость и стабильность характеристик силикатного кирпича. Поэтому при выборе поставщика важно обращать внимание не только на стоимость материала, но и на надежность поставок и соответствие продукции требованиям производства.

Компания «ОПТ6» — прямой производитель кварцевого песка. Это позволяет предлагать продукцию напрямую, без посредников, сохраняя конкурентную стоимость и контроль качества на всех этапах.

Обращаясь в «ОПТ6», вы получаете:

• Кварцевый песок для промышленного применения;
• Поставки напрямую от производителя;
• Стабильное качество продукции;
• Полный комплект сопроводительной документации.

Если вам требуется помощь с выбором кварцевого песка, специалисты компании «ОПТ6» помогут подобрать подходящий материал с учетом требований вашего производства.