Студопедия — ЯЧЕИСТЫЕ БЕТОНЫ
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ЯЧЕИСТЫЕ БЕТОНЫ






 

Широко используемая разновидность бетонов и растворов име­ет своеобразную — ячеистую — структуру макропор, равномерно распределенных в объеме бетона и отделенных друг от друга тонки­ми и достаточно прочными перегородками (мембранами). Средняя плотность таких бетонов в высушенном состоянии колеблется в ши­роких пределах: от 1200 и ниже 500 кг/м3. При средней плотности не более 500 кг/м3 их используют как теплоизоляцию, от 500 до 900 кг/м3 — в качестве конструктивно-теплоизоляционного и от 900 до 1200 кг/м3 — конструкционных материалов, обычно армиро­ванные металлической арматурой.

Другие свойства характеризуются следующими показателями: прочность — 3—15 МПа, морозостойкость — более 25 циклов, теп­лопроводность — 0,08—0,25 Вт/(м∙К), усадка — 0,2—0,6 мм/м. Сте­ны из ячеистых блоков являются наиболее экономически эффектив­ными по сравнению с другими ограждающими конструкциями — железобетонными трехслойными панелями с минеральным утепли­телем, панелями из керамзитобетона, кирпичными стенами и др. Эти стены — однослойные без дополнительного утеплителя, эколо­гически чистые и достаточно комфортные для проживания, особен­но после облицовки их, например, силикатным кирпичом. У яче­истых, как и у поризованных, бетонов цементный камень в результате добавления в свежеприготовляемую массу добарки — порообразователя оказывается насыщенным порами, в основном замкнутыми, ячеистыми. В отличие от поризованных производство ячеистых бетонов сопровождается более выраженным эффектом вспучивания исходной смеси.

Вспучивание любого вяжущего вещества, как неорганического, так и органического, чаще всего достигается под влиянием вводи­мых в смесь добавочных реагентов. В результате взаимодействия ре­агирующих веществ в смеси выделяется газ, например водород или кислород. Кроме химических методов поризация со вспучиванием может проходить механическим путем за счет образования в смеси устойчивой пены. В связи с этим ячеистые бетоны разделяют на га­зобетоны и пенобетоны.

Вместо портландцемента в ячеистом бетоне нередко используют известь, и тогда бетон именуют газосиликатом. При применении шлаковых вяжущих веществ получают газошлакобетон, гипса — га­зогипс, смешанных вяжущих типа ГЦПВ, ГШЦПВ и др. — соответ­ствующие им бетоны.

Газобетон и газосиликат. Преимущественное распространение в строительстве получили газобетоны. В качестве газообразователя используют тонкоизмельченный алюминиевый порошок (алюмини­евую пудру ПАК-31). Вступая в химическую реакцию с гидроксидом кальция, он способствует выделению молекул водорода и соответст­вующей энергии химической связи образования из простых веществ:

3Са(ОН)2 + 2Аl + 6Н2О = 3СаО – Al2О3∙6Н2О + 3Н2.

Выделяемый водород частично теряется при перемешивании ком­понентов газобетона (вяжущего, заполнителей), но большая его часть (до 70—85%), расширяясь, вспучивает цементное тесто. Ячеистое це­ментное тесто затвердевает, образуя высокопористую матричную часть этого конгломератного материала. Крупный заполнитель в нем отсутствует. Чтобы процесс вспучивания протекал интенсивнее, к портландцементу добавляют некоторое количество извести-пушон­ки, примерно 10% его массы. Быстрая укладка смеси в металлические формы приводит к тому, что процесс газообразования происходит в основном в период нахождения смеси в этих формах и продолжается примерно 15—20 мин. Важно, чтобы к моменту завершения процесса выделения водорода бетонная смесь загустела и смогла зафиксиро­вать ячеистую структуру матричной части бетона.

Другим газообразователем вместо алюминиевой пудры может служить пергидроль, т. е. техническая перекись водорода. В щелоч­ной среде цементного теста или цементного раствора пергидроль разлагается с выделением молекул кислорода и соответствующей энергии химической связи: 2Н2О2 → 2Н2О + О2.

Молекулы кислорода вспучивают цементное тесто или строите­льный раствор в течение 7—10 мин, что позволяет получить газобе­тон средней плотностью до 1200 кг/м3. Исследования показали по­ложительное влияние на образование макроструктуры ячеистых бетонов совместного применения пергидроля и хлорной извести. Повышению однородности распределения пористости способствует кратковременная (до 20 с) обработка компонентов ячеистобетонных смесей в электромагнитном поле, особенно в присутствии магнито-активных добавок, например пиритных огарков, ферросилиция.

Изделия из ячеистого бетона изготовляют по автоклавному и неав­токлавному способам производства. Технология может быть литье­вой при высоких значениях фазового отношения (В/T = 0,45—0,60) или вибрационной, при которой применяют смеси с пониженным фазо­вым отношением (В/Т = 0,30—0,40).

Формы могут быть горизонтальными разборными с запаривани­ем изделий в автоклавах в вертикальном положении, вертикальны­ми в виде кассетных установок. На большинстве заводов в нашей стране нашел распространение литьевой способ технологии с реза­тельной и виброрезательной операцией. Для резательного способа производства характерно формование массива объемом 5—18 м3 с последующим его разрезанием в двух или трех плоскостях, авто­клавной обработкой изделий.

Изготовляют газобетон в такой последовательности. Вяжущее, в качестве которого обычно применяют портландцемент, отвешива­ется на автоматических дозаторах и поступает в смеситель непре­рывного действия. Сюда же загружают кремнеземистый компо­нент — молотый кварцевый песок, в котором содержится не менее 80—85% кремнезема, тонкостью помола более 2000 см2/г, что в 10 раз и более выше удельной поверхности немолотого песка. На не­которых заводах по производству ячеистого бетона вместо молото­го песка применяют маршалит, каракумские барханные пески, зо­лу-унос ТЭС, молотые шлаки и др. При повышенной средней плотности газобетона (свыше 1000 кг/м3) допускается заменять часть молотого песка немолотым. Для регулирования срока схваты­вания цемента иногда в смеситель добавляют двуводный гипс. '

Сухие компоненты перемешивают с водой в течение 2—3 мин, в процессе перемешивания вводят водную суспензию алюминиевой пудры или другого газообразователя, например пергидроль (водный 80%-ный раствор перекиси водорода). Готовую, хорошо перемешанную смесь выгружают из газобетоносмесителя в сталь­ные формы, в которых происходит ее вспучивание при температуре 20—40°С. Формование изделий (плит, блоков и др.) может произво­диться на виброплощадках. Преимущественное распространение при перемешивании и формовании изделий получил способ вибра­ции (вибровспучивание), улучшающий ячеистую структуру газобе­тона и ее однородность. Вибрация позволяет снизить количество воды затворения, ускорить вспучивание и упрочнение по сравнению с безвибрационной, или литьевой, технологией, осуществляемой в неподвижных формах. Особенно эффективна вибрация при введении пластификатора или поверхностно-активных веществ, снижаю­щих реологическое сопротивление смеси. Отечественный способ вибрационного перемешивания прогрессивнее зарубежного литье­вого, так как кроме снижения В/Т позволяет вспучивать сырец за 5—10 мин (вместо 1—2 ч), набирать прочность сырца за 30—60 мин (вместо 120—360 мин); прочность получаемых изделий и их морозо­стойкость на 20—40% выше; уменьшены остаточная влажность и, следовательно, усадка изделий (на 20—30%).

Наибольшее распространение получил способ производства га­зобетона в вертикальных кассетных формах. Кассета имеет ряд раз­делительных вертикальных металлических стенок, установленных друг от друга на расстояниях, определяемых толщиной формуемых панелей. Между каждыми двумя формовочными отсеками размеща­ется тепловой отсек. Для повышения качества и совершенствования технологии изделий из ячеистых бетонов, особенно с невысокой средней плотностью, осуществляют герметизацию формовочного пространства. В результате повышенного давления газа создаются условия для получения более плотных межпоровых перегородок, увеличения прочности газобетона. Кроме того, исключается срезка «горбушки» и увеличивается оборачиваемость кассетных установок, что повышает эффективность производства газобетона.

На завершающей стадии технологического процесса кассетные формы поступают на предавтоклавную выдержку, затем удаляется неровная верхняя часть («горбушка») и массив разрезается на изде­лия заданных размеров с помощью резательной машины. Ножом в ней является натянутая металлическая струна, совершающая воз­вратно-поступательные и вращательные движения, что позволяет разрезать массив в вертикальном и горизонтальном направлениях. Через 30—40 мин, а при вибрационном вспучивании несколько бы­стрее, изделия направляют в автоклавы для тепловлажностной об­работки. Если вяжущим является портландцемент, то дальнейшее твердение изделий возможно и без автоклавов. По физико-химиче­ской сущности отвердевания изделий автоклавирование относится к процессам сложным. Оно производится при постепенном подъеме, изотермической вьщержке и снижении давления пара и температуры среды. Изотермический период при наивысшей температуре 175—200°С составляет примерно 6—8 ч. При этом в основном обра­зуются гидросиликаты кальция, другие соединения, упрочняющие структуру.

После автоклавной обработки изделия транспортируют к складскому помещению, производят проверку размеров и при не­обходимости — фрезерование, отделку поверхности и т. п. Если вяжущим является известь с кремнеземистым компонентом, а полу­чаемый конгломератный материал — газосиликат, то автоклавная обработка изделий строго обязательна. Она может начинаться через 20—30 мин после формования (вместо 30—40 мин при газобе­тоне). Следует отметить, что наибольший объем (около 2/з) произ­водства теплоизоляционных ячеистых бетонов приходится на долю газосиликата.

Расход извести в ячеистых бетонах несколько ниже, чем порт­ландцемента (например, 150—180 вместо 270—300 кг/м3). При при­менении известково-цементного песчаного вяжущего общий расход его возрастает, но расход каждого компонента составляет около 125 кг/м3.

Пенобетон и пеносиликат получают с применением пенообразо­вателей — смолосапонинового, клееканифольного, ГК, алюмосуль-фонафтенового и др. Чтобы техническая пена до затвердевания ее стенок («мембран») не распадалась, в смесь вводят стабилизато­ры — вязкие вещества типа жидкого стекла, животного клея. Основ­ным компонентом смеси, как и в газобетонах и газосиликатах, оста­ются цементное тесто, цементно-песчаная или известково-песчаная растворные смеси. Песок подвергают частичному или полному по­молу, иногда с вяжущим. Пену изготовляют отдельно в пеновзбива-теле и затем перепускают ее в пенобетоносмесительный аппарат; туда же подают растворную смесь. Через 2—3 мин перемешивания готовая пенобетонная смесь поступает в бункер, из которого она разливается в стальные формы. Далее повторяется технологический цикл автоклавирования. Так как вспучивание смеси с пеной завер­шается в основном в смесителе, то форма заполняется полностью, тогда как при газообразователях наполнение форм бетоном было возможным не более чем на половину их высоты.

При проектировании составов газо- и пенобетонов, газо- и пено­силикатов исходят из необходимости получения заданных пределов средней плотности и прочности с соблюдением наименьшего расхо­да вяжущего и порообразующего веществ. Учитывают также требо­вания в отношении морозостойкости бетона и технологичности бе­тонной смеси. Рекомендуются различные методы подбора состава ячеистых бетонов, которые позволяют получать необходимые чис­ловые показатели основных свойств, однако, более целесообразно и в данном случае пользоваться общим методом проектирования оп­тимальных составов ИСК. Он позволяет получать не только наибо­лее экономичные бетоны по своему рациональному составу, но и с комплексом наилучших показателей строительно-технологических и эксплуатационных свойств (закон створа).

Физико-механические свойства ячеистых бетонов характеризу­ются следующими показателями: маркой по пределу прочности при сжатии образцов-кубов с ребром 150 мм при влажности их 10 ± 2% по массе и 28-суточном твердении в нормальных температур-но-влажностных условиях хранения. По этому показателю ячеистые бетоны разделяются на марки Ml5, 25, 35, 50, 75, 100, 150 или, со­гласно ГОСТ 25485—82, на классы: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; B10; по морозостойкости: F15, 25, 50, 75, 100. Для разных целей при­меняют бетоны с различной прочностью и морозостойкостью. Так, например, конструкционные ячеистые бетоны должны иметь марку по прочности не менее 75 (класс не ниже В5,0), а по морозостойко­сти — не менее 50.

При изготовлении армированных изделий из газо- и пенобетона, газо- и пеносиликата рекомендуется предварительно подвергать ан­тикоррозионной обработке стальную арматуру. Важны теплотехни­ческие свойства ячеистых бетонов, особенно при использовании их в качестве стеновых и других ограждающих конструкций. Так, на­пример, коэффициент теплопроводности их равен обычно 0,11—0,15 Вт/(м∙К), а при уменьшении средней плотности до 250— 200 кг/м3 он равен 0,08—0,07 Вт/(м∙К), что соответствует хорошим теплозащитным материалам. Эти бетоны имеют также высокую зву­копоглощающую и звукоизолирующую способность. Так, при сред­ней плотности 350 кг/м3 коэффициент звукопоглощения составля­ет 0,7 при частоте волн в среднем интервале 375—500 Гц. По огнестойкости многие ячеистые бетоны превосходят тяжелые цемен­тные бетоны вследствие пониженного содержания в них гидратных соединений, которые являются наиболее уязвимыми к воздействию высоких (экстремальных) температур.

Следует отметить, что прочность, как и другие свойства яче­истых бетонов, обусловлена структурой, ее пористостью и поэтому находится в прямой зависимости от величины средней плотности. Если же средняя плотность остается постоянной, то тогда важней­шими факторами выступают активность вяжущего вещества и опти­мальное содержание компонентов в смеси, так что оптимальной структуре ячеистого бетона всегда соответствует комплекс наиболее благоприятных показателей свойств (закон створа).








Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 382. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Упражнение Джеффа. Это список вопросов или утверждений, отвечая на которые участник может раскрыть свой внутренний мир перед другими участниками и узнать о других участниках больше...

Влияние первой русской революции 1905-1907 гг. на Казахстан. Революция в России (1905-1907 гг.), дала первый толчок политическому пробуждению трудящихся Казахстана, развитию национально-освободительного рабочего движения против гнета. В Казахстане, находившемся далеко от политических центров Российской империи...

Виды сухожильных швов После выделения культи сухожилия и эвакуации гематомы приступают к восстановлению целостности сухожилия...

Тактические действия нарядов полиции по предупреждению и пресечению групповых нарушений общественного порядка и массовых беспорядков В целях предупреждения разрастания групповых нарушений общественного порядка (далееГНОП) в массовые беспорядки подразделения (наряды) полиции осуществляют следующие мероприятия...

Механизм действия гормонов а) Цитозольный механизм действия гормонов. По цитозольному механизму действуют гормоны 1 группы...

Алгоритм выполнения манипуляции Приемы наружного акушерского исследования. Приемы Леопольда – Левицкого. Цель...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия