Кремнеземистые Компоненты: Сердце Качественного Автоклавного Газобетона

Основная функция кремнеземистого компонента (SiO₂) – вступить в химическую реакцию с известью (CaO) в условиях автоклавной обработки (высокая температура ~180-200°C и давление насыщенного пара ~1.2-1.3 МПа). Эта реакция, называемая тоберморитовым синтезом, приводит к образованию новых гидросиликатных минералов, прежде всего тоберморита (5CaO·6SiO₂·5H₂O) и реже ксонотлита (6CaO·6SiO₂·H₂O). Именно эти кристаллы создают прочную, стабильную и долговечную кристаллическую структуру газобетонного камня.
Ключевой показатель кремнеземистого компонента – реакционная способность (активность). Она определяет, насколько легко и полно кремнезем вступит в реакцию с известью.
Активность напрямую зависит от:
Удельной поверхности частиц (тонкость помола): Чем мельче частицы, тем больше площадь их контакта с известью, тем выше скорость и полнота реакции.
Кристаллической структуры SiO₂: Аморфные формы кремнезема (например, в золе-уносе) значительно реакционноспособнее кристаллических (как в кварцевом песке). Однако правильный помол кристаллического кремнезема позволяет достичь необходимой активности.
Химической чистоты: Примеси (глина, органика, слюда, полевые шпаты) могут тормозить реакцию, ухудшать структуру тоберморита и негативно влиять на конечные свойства блока (прочность, усадку, морозостойкость).

Кварцевый песок (наиболее распространенный):
Источник: Природные месторождения.
Состав: Преимущественно кристаллический SiO₂ (кварц). Требует тонкого помола.
Требования (ГОСТ 8736-2014 "Песок для строительных работ" с доп. требованиями ГОСТ 5742-76 или внутренними ТУ производителей АГБ):
Содержание SiO₂: не менее 85-90% (оптимально >92%).
Глина в комках: отсутствие.
Содержание илистых и глинистых частиц: < 3-5%.
Органические примеси: отсутствие или минимальное количество (контроль по потере при прокаливании - ППП).
Окраска по эталону: не темнее эталона.
Тонкость помола: Критически важный параметр! Удельная поверхность обычно должна быть в диапазоне 300-450 м²/кг (по Блейну). Остаток на сите 008 (63 мкм) - не более 10-15%, на сите 0045 (45 мкм) - 20-40%. Конкретные требования зависят от технологии и рецептуры.
Преимущества: Широкая доступность, стабильность состава (при качественной добыче и обогащении), предсказуемость свойств конечного продукта.
Недостатки: Высокие энергозатраты на помол, износ мелющих элементов оборудования.

Источник: Отходы сгорания угля на тепловых электростанциях, улавливаемые электрофильтрами.
Состав: Содержит значительную долю аморфного кремнезема (SiO₂) и глинозема (Al₂O₃), что придает ей высокую реакционную способность (пуццолановая активность). Также содержит оксиды железа, кальция, магния, остатки несгоревшего угля (недожег).
Требования (ГОСТ 25818-2017 "Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов"):
Содержание SiO₂ + Al₂O₃ + Fe₂O₃: не менее 70% (для эффективного использования в АГБ желательно >75-80%).
Потеря при прокаливании (ППП, показатель недожога): не более 5-8% (оптимально <5%). Высокий недожег ухудшает качество блоков (цвет, прочность, усадка).
Содержание SO₃: ограничено.
Тонкость помола: Обычно достаточно тонкая (остаток на сите 008 (63 мкм) < 10-20%), но может требоваться дополнительный помол или классификация.
Преимущества: Высокая реакционная способность (экономия извести, потенциальное повышение прочности), снижение потребности в песке и его помоле (экономия энергии), утилизация отходов, экологичность, может улучшать удобоукладываемость смеси.
Недостатки: Состав и свойства сильно зависят от сжигаемого угля и работы ТЭС (нестабильность), высокий недожег ухудшает качество АГБ, наличие несгоревшего угля может вызывать "выгорание" и дефекты на поверхности блоков, повышенное содержание серы или щелочей может быть критичным, логистика и хранение (пыление).

Источник: Природные горные породы с высоким содержанием SiO₂.
Состав: Кристаллический или скрытокристаллический кремнезем. По свойствам и требованиям близок к кварцевому песку, но требует дробления перед помолом.
Требования: Аналогичны кварцевому песку по содержанию SiO₂ и примесей. Тонкость помола та же.
Преимущества: Возможность использования местных ресурсов.
Недостатки: Дополнительные затраты на дробление, высокие затраты на помол, износ оборудования.

Содержание SiO₂: Минимум 85%, оптимально >90-92%.
Вредные примеси:
Глина, ил: Снижают активность, увеличивают водопотребность смеси, ухудшают морозостойкость. Контроль по отмучиванию, ППП.
Органика: Замедляет схватывание, может вызывать вспучивание. Контроль по окраске по эталону или ППП.
Слюда, полевые шпаты: Снижают прочность. Контроль минералогического состава.
Сернистые и хлористые соединения: Могут вызывать коррозию арматуры и коррозию автоклава. Строгий контроль по SO₃ и Cl⁻.
Тонкость помола / Удельная поверхность: Регулярный контроль ситовым анализом и/или прибором Блейна. Определяет скорость реакции и конечную прочность.
Влажность: Важна для точности дозирования и стабильности смеси. Контроль влагомерами.
Постоянство состава и свойств: Критически важно для стабильности технологического процесса и качества АГБ. Требует надежных поставщиков и входного контроля каждой партии.

Доступность и логистика: Стоимость доставки – ключевой фактор.
Качество и стабильность сырья: Надежность поставщика, результаты входного контроля.
Технология производства: Возможности помольного оборудования (для песка/песчаника), наличие оборудования для хранения и дозирования золы-уноса, рецептура смеси.
Экономика: Цена сырья + затраты на подготовку (помол, сушка) + влияние на расход других компонентов (извести) + влияние на качество и себестоимость конечного продукта.
Экологические аспекты: Использование золы-уноса – важный шаг к "зеленому" производству.
Требования к конечному продукту: Разные марки по плотности и прочности могут требовать разного подхода к сырью и его подготовке.

Для песка/песчаника:
Дробление (при необходимости): Щековые, конусные дробилки.
Сушка (при необходимости): Барабанные сушилки.
Помол: Шаровые мельницы (мокрого или сухого помола), наиболее распространены. Вертикальные валковые мельницы (более энергоэффективны). Важен классификатор (воздушно-проходной или механический) в замкнутом цикле для обеспечения требуемой тонкости.
Для золы-уноса:
Хранение: Силосы с аэрацией и системой разгрузки (часто требуется вибрация или флюидизация из-за склонности к слеживанию).
Дополнительный помол/классификация (при необходимости): Шаровые мельницы, струйные мельницы, воздушные классификаторы.
Дозирование: Точные весовые дозаторы (часто шнековые), устойчивые к абразиву.

Выбор и тщательная подготовка кремнеземистого компонента – не просто этап производства, это инвестиция в качество, прочность и долговечность вашего автоклавного газобетона. Понимание свойств разных видов сырья, строгий контроль его параметров и использование правильно подобранного оборудования для помола и дозирования – залог стабильного выпуска конкурентоспособной продукции, соответствующей самым высоким стандартам.
На блоге "Ячеистый бетон all inclusive+" мы всегда готовы помочь вам разобраться в тонкостях сырья и подобрать оптимальное оборудование для вашего завода! Изучайте материалы, задавайте вопросы!