Известково-песчаные смеси в качестве строительных растворов применялись еще в далеком прошлом. При исследовании пирамиды Сахуре проф. Rathgen [1] обнаружил, что еще при ее постройке, более 4600 лет назад, использовали известковый раствор. На территории Советского Союза также сохранились остатки построек более 1000-летней давности, сложенных на известково-песчаном растворе. В древних сооружениях большая часть извести под действием содержащегося в воздухе углекислого газа вновь превратилась в известняк, который плотно связывает зерна песка.

Практика показала, что такие «карбонизированные» известково-песчаные растворы, наряду с высокой прочностью, обладают высокой погодоустойчйвостью (Рис. 1).

Так как твердение известковых смесей на воздухе под действием углекислого газа происходит очень медленно, в течение
десятков и сотен лет, то уже в давние времена делались попытки искусственно ускорить этот процесс.

В 1900 г. профессора Банков, Курдюмов и Чаев [2] получили в России патент на изготовление известково-песчаного кирпича в камерах с водяным паром и углекислым газом при нормальном давлении. По мнению этих авторов, водяной пар применялся для гидратизации и твердения гидравлической извести, а углекислый газ — для карбонизации гидратной извести.

Приблизительно в то же время в Германии Meurer и Bormann [31 получили патент на карбонизацию известково-песчаного камня в жидкости, насыщенной углекислым газом.

После первой мировой войны в некоторых капиталистических странах производились промышленные опыты обработки известково-песчаных смесей в специальных камерах, заполненных углекислым газом. В 1950 г. в Москве на Краснопресненском, а также на некоторых других заводах было организовано опытное изготовление карбонизированных известково-песчаных изделий.

Для карбонизации 1 кг гидратной извести требуется около 300 л углекислого газа, поэтому для полной карбонизации извести в сырец большого объема и веса должно проникать значительное количество газа. Прессуемый сырец имеет небольшие поры, через которые плохо проходят газы. Процесс карбонизации извести даже в камерах, полностью насыщенных углекислым газом, протекает в сроки, неприемлемые для промышленного производства. Поры в литом или вибриро-ванном сырце заполнены водой, и ускорить твердение таких изделий с помощью углекислого газа очень сложно. Углекислый газ медленно проникает и в пеноизделия, имеющие закрытые поры. По этим причинам изготовление карбонизированных известково-песчаных изделий в производственных условиях не нашло широкого применения.

Наряду с карбонизацией на воздухе и в камерах известны также опыты ускорения твердения известково-песчаного камня иными способами.

В 1880 г. был выдан патент доктору Michaelisy [4] на запаривание в автоклаве известково-песчаных изделий в течение 9 — 10 час под давлением пара около 8 ати.

Таким образом, уже тогда были решены главные вопросы производства силикатного кирпича: выработана технология приготовления смесей гашеной извести и песка, созданы формовочные прессы и способ запаривания при относительно высоком давлении пара.

Изобретение Michaelisa имело большое значение для развития промышленности известково-песчаных изделий.

На первых заводах силикатного кирпича комовую известь загружали в жестяные ящики.

Процесс гашения извести в автоклаве проходил неудовлетворительно. Для приготовления смеси, не содержащей комков песка и гашеной извести, в процесс смешения потребовалось включить лопастный смеситель и бегуны. Таким путем получили поддающуюся прессованию смесь и хорошее качество изделий.

В России первые пять заводов силикатного кирпича были построены к 1899 г. [5].

Тогда наиболее сложным оказался процесс смешения извести и песка. Рекомендовалось замешивать известь в непрерывную струю песка при помощи воздушной струи [6]. Смешение песка и извести в вакууме предложил производить Schwarz [7]. На кирпичном заводе в Цюрихе, работавшем на озерном мокром песке, было установлено, что при замешивании молотой негашеной извести песок терял влагу и высыхал. Это наблюдение привело к разработке силосного и барабанного способов смешения.

Развитие промышленности силикатного кирпича проходило в острой конкуренции с промышленностью, выпускающей красный кирпич. В атмосфере конкуренции фабриканты глиняного кирпича оперировали ложными данными о качестве силикатного кирпича. Отдельные неудачи единичных предприятий приписывались всей отрасли промышленности. Однако научные исследования и широкая производственная практика постепенно рассеяли недоверие к новой отрасли производства. После первой мировой войны силикатная промышленность развивалась беспрепятственно. Но прошли еще десятилетия, пока технология изготовления силикатного кирпича достигла современного уровня, который, однако, не является наивысшим.

В России изготовление силикатного кирпича развивалось на базе отечественных исследований. К ним относятся, прежде всего, эксперименты 1900 — 1910 гг. Курдюмова, Байкова, Дементьева, Глазенап-па.

Одним из наиболее интересных предложений повышения качества силикатного кирпича является добавление в смесь молотого песка. Современное производство крупноразмерных известково-песчаных деталей базируется именно на этом предложении. Более детальное изучение его привело к разработке дезинтеграторного способа и изготовлению силикальцитных изделий.

В 1904 г. в России изучением молотого песка как добавки занимался в Риге Глазенапп [81. Годом позднее Cramer произвел заводские испытания силикатного кирпича с добавкой молотого песка и нашел, что она повышает прочность кирпича.

В 1907 г. по этому вопросу были опубликованы результаты опытов американца Duenra [9]. Он размалывал песок вместе с негашеной известью и рекомендовал заменять часть извести молотым песком. Один завод силикатного кирпича работавший на пережженной извести, получая при запаривании большой процент кирпича-брака, последовал рекомендации Duerra и стал очень тонко размалывать известь вместе с песком. Несмотря на это, разрушение кирпича в автоклаве не прекратилось. Позднее

многие американские и французские заводы для улучшения качества силикатного кирпича продолжительное время брали в качестве добавки молотый песок в количестве 15 — 40% [10]. Tischler [11] и Ernest [12] показали, что добавление молотого песка сопровождается увеличением количества находящейся в составе силикатного кирпича растворимой окиси кремния. В своих исследованиях к тому же результату пришел Leduc [13]. Однако вследствие высокой стоимости помола песка его использование в качестве добавок постепенно сокращалось [14]. В СССР вопросами добавок молотого песка первым детально занимался проф. Некрасов [15]. Кварцевая мука не получила практического применения при изготовлении кирпича ввиду высокой стоимости помола песка [16]. Но существуют заводы силикатного кирпича, работающие на базе искусственных песков полученных из раздробленных горных пород [17].

Наряду с молотым песком применялись и другие добавки. Пуццоланы, трассы и другие сырьевые материалы вулканического происхождения были предложены НатЫоспом [18]. Уже в 1912 г. рекомендовалось включать в смесь молотый обожженный глиняный кирпич — так называемый кирпичный порошок [19]. Эти добавки повышали прочность кирпича на сжатие. Приблизительно в то же время было замечено, что добавление в силикатную массу природной необожженной глины не оказывает вредного влияния на качество кирпича [20], если она достаточно перемешана. Но хорошо смешать глину с силикатной массой оказалось довольно трудно. Использование глины также вызывало повышение процентного содержания извести в смеси. Некоторые исследователи получили при добавлении глины отрицательные результаты [21]. В Германии при выпуске силикатного кирпича не рекомендовалось брать пески с содержанием глины свыше 2,5% [22], в СССР — свыше 8% (ОСТ 5798). В 1916г. Мазуренко и Киракосянц [23] изучили влияние запаривания каолино-известковых смесей и нашли, что из них можно получить изделия с прочностью не ниже получаемой при применении известково-песчаных смесей. Вопросом изготовления глино-известкового кирпича первым в Советском Союзе занимался проф. Будников [24]. Он разработал основы такого производства [25]. Работы Будникова успешно продолжили Розенблитт [26], Яковлев [27], Хавкин [28] и др. На композиции глины-извести-песка в последнее время налажен выпуск строительных деталей в тресте Лисхимпромстрои [29], а также за рубежом [30]. При этом песок берется молотый или природный высококачественный тонкозернистый. Молотая глина, песок и из­весть тщательно перемешиваются с водой, получаемый раствор заливается в формы и запаривается.

Сделано немало предложений по повышению качества известково-песчаных смесей применением добавок. Институт


Mellona в Америке пробовал включать в смесь тростниковый сахар по 2 — 4 г на каждый кирпич [31]. Это повышало прочность изделий на несколько десятков процентов. Проф. Волженский предложил добавлять в смесь натриевую и калиевую щелочи или соду для получения при одинаковом давлении пара более высокой температуры запаривания и более высокой прочности изделий [32]. РОСИИИМС рекомендует добавку сульфата натрия [33], трепела, диатомита, золы, глинита, порошка, приготовленного из брака силикатного кирпича, сульфитно-спиртовой барды и т. п., как ускорителей и активизаторов процесса твердения [34]. В тех же целях применяют гранулированный силикат натрия [35] и другие вещества. Однако ни одно из этих предложений не нашло широкого промышленного применения, так как все они связаны с усложнением технологии и дополнительными расходами, не оправдывающими получаемого эффекта.

Поскольку силикатный кирпич оказался значительно дешевле глиняного и цементного, с начала XX в. было сделано много попыток изготовления из известково-песчаных смесей различных видов строительных деталей.

После первой мировой войны произведенными в Германии опытами было доказано, что из обычной известково-песчаной смеси нельзя получить черепицу хорошего качества [36]. Вопрос организации Производства качественной известково-песчаной черепицы оставался нерешенным до появления дезинтеграторного способа приготовления смесей [37]. В последнее время в СССР выпускалась также литая силикатная черепица [38].

В Австрии в 1925 г. на заводе силикатного кирпича производились лестничные ступени, трубы, плиты, кабельные блоки и надгробные памятники из извести и песка [39] по следующей технологии: крупные зерна просеянного песка размалывались в шаровой мельнице, мелкие зерна употребляли без помола; в другой такой же мельнице размалывали известь, которую, кроме того, сепарировали. Затем более мелкая известь смешивалась с песком вначале в сухом виде, а затем с водой. Далее смесь выдерживалась в силосе, где известь гасилась, и после этого ее повторно перемешивали в лопастном смесителе и бегунах. Изделия формовались на мощном гидравлическом прессе. В то же время в США на некоторых заводах силикатного кирпича было начато изготовление известково-песчаных блоков [40]. Фирмы Graude Brick С° и Saginaw Brick С° выпускали блоки для фундаментов [41]. В Канаде выпускались пустотелые известково-песчаные блоки [42]. Однако в капиталистических странах крупные цементные тресты препятствовали развитию производства известково-песчаных строительных деталей. Технология известково-песчаных заводов того времени не обеспечивала изделиям более высокого качества по сравнению с бетонными изделиями, что также сдерживалоразвитие известково-песчаной промышленности.

В СССР по инициативе проф. Некрасова и канд. техн. наук Лапшина на московском заводе силикатного кирпича в 1930 — 1932 гг., наряду с известково-трепельным кирпичом, производили крупный литой известково-песчаный камень и крупноразмерные блоки.

Изучением теории изготовления различных видов известковопесча-ного камня занимался еще проф. Курдюмов [43]. Теоретические основы запаривания крупноразмерных известково-песчаных изделий были разработаны проф. Волженским. Опыты по производству пеносиликата были начаты в СССР в 1932 г. инженерами Лапшиным и Новиковым [44], продолжены инженерами Лессиг и Петровой в 1936 г. и Кудряше-вым в 1940 — 1941 гг. В результате трест Южтяжстрой начал выпускать пенобетон на вяжущем из извести и цемента. Еще до Великой Отечественной войны 1941 — 1945 гг. Шварцзайд производил опыты формования известково-песчаных деталей на центрифуге и достиг высокой плотности изделий. В 1947 г. в Москве на Краснопресненском заводе выпускались фасадные силикатные плиты [45], но затем производство было прекращено. В 1952 г. Корнилович и Гулинова [46] разработали технологию изготовления ячеистого известковопесчаного материала— микропорита с применением большого количества воды при формовании. Ее осуществили на одном из заводов в Запорожье. В тот же период по инициативе инж. Красного Казанский завод силикатного кирпича приступил к производству различных армированных силикатных деталей [47]. Заводское изготовление известково-песчаных изделий ведется в Орше, Харькове, Ленинграде, Волгограде, Калинине и других городах.

Разработанная в 1949 — 1950 гг. в Эстонской ССР новая технология изготовления известково-песчаных изделий дезинтеграторным способом позволила только из извести и песка освоить на Опытном заводе в Таллине промышленный выпуск более 20 различных видов крупноразмерных армированных и неармированных плотных и ячеистых деталей и выпустить их в объеме более 35 тыс. м.

Сейчас в различных районах страны по этой технологии работают заводы, которые ежегодно выпускают более 300 тыс, л/ крупноразмерных силикальцитных деталей для сборных домов.