Строительные материалы .ру

Пенобетон

Пенобетон и пеносиликат приготовляют путем смешивания предварительно подготовленной растворной смеси с технической пеной. Пену получают энергичным взбиванием водного раствора поверхностно-активных веществ, понижающих поверхностное натяжение воды.
Качество пены оценивают кратностью, прочностью и устойчивостью во времени.
Кратность пены — это отношение ее объема к объему водного раствора пенообразователя. Чем выше кратность пены, тем больший объем ячеистой массы может быть получен из данного количества пенообразователя. Прочность и устойчивость (стабильность) пены определяются ее способностью не осаждаться и не расслаиваться, по крайней мере, в начальный период схватывания ячеистобетонной массы. Стабильность пены возрастает при введении животного клея, растворимого стекла или сернокислого железа.
Для получения пены применяют клееканифольный, алюмосульфонафтеновый, смолосапониновый пенообразователи, а также гидролизованную кровь. В последнее время все большее распространение получают синтетические пенообразователи, например сульфонол.
Пенобетонную смесь на цементе или извести с кремнеземистой добавкой обычно готовят в трехбарабанных пенобетоносмесителях. В двух верхних барабанах смесителя раздельно приготовляют пену и раствор, которые затем смешивают в нижнем барабане. Полученную ячеистую массу заливают в формы, выдерживают до приобретения необходимой структурной прочности и подвергают тепловой обработке в автоклавах.
По структуре ячеистый бетон является газонаполненным искусственным камнем с развитой системой пор. Пористость ячеистого бетона достигает весьма высоких значений — 70...80 % и более, что предопределяет малую теплопроводность данного материала.
Важнейшими характеристиками ячеистого бетона являются средняя плотность и прочность. Установлены следующие марки по средней плотности: для теплоизоляционного ячеистого бетона — D300...D500, конструкционно-теплоизоляционного — D600...D900, конструкционного— D1000...D1200. Классы по прочности на сжатие находятся в пределах В0,35... В 12,5.

Усадка при высыхании автоклавных ячеистых бетонов марок D500...D1200 достигает 0,5...0,7 мм/м, неавтоклавных—3 мм/м. Это гораздо выше, чем у тяжелого бетона. Ячеистые бетоны обнаруживают также большую ползучесть, они обладают высокой сорбционной влажностью, паро- и воздухопроницаемостью. Поэтому при использовании их для ограждающих конструкций наружную поверхность защищают более плотными слоями строительного раствора, керамической плиткой, наносят гидрофобизирующие покрытия.
Ячеистый бетон применяют для наружных стен и покрытий промышленных, гражданских и жилых зданий в виде крупных панелей и мелких стеновых блоков.

Газобетон

Для изготовления газобетона и газосиликата прибегают к химическому способу вспучивания. В результате взаимодействия добавки-газообразователя и теста вяжущего происходят химические реакции с выделением газа, вспучивающего пластичную смесь.
Наиболее широкое распространение из всех газообразователей получила алюминиевая пудра, которая, реагируя с гидроксидом кальция, выделяет водород.

Расход алюминиевой пудры для изготовления 1 м3 газобетона при средней плотности 600...700 кг/м3 составляет 0,4...0,5 кг. Поставляемая промышленностью пудра ПАП-1 покрыта тонкой пленкой парафина и поэтому не смачивается водой. Для придания гидрофильных свойств ее обрабатывают водными растворами поверхностно-активных веществ.
Изготовление изделий из газобетона или газосиликата по обычной (литьевой) технологии сводится к следующему. Исходные материалы — вяжущее, кремнеземистый компонент  и  воду — тщательно   перемешивают  до получения   текучей   смеси, в которой   содержится   50... 60% воды  (считая от массы сухих компонентов). После этого в смесь добавляют водную суспензию алюминиевой пудры и вновь перемешивают для равномерного распределения пудры. Затем смесь заливают в металлические формы, но не на полную высоту, а с таким расчетом, чтобы после вспучивания форма оказалась заполненной доверху. Для ускорения процесса газообразования и отвердевания массы после вспучивания температура заливаемой смеси должна быть около 40 °С.
После схватывания, т. е. через 3...6 ч, избыток смеси '(«горбушку») срезают туго натянутыми струнами или прикатывают и изделия отправляют на тепловлажност-ную обработку, которую проводят обычно в автоклавах в среде насыщенного водяного пара при температуре 175...200°С и давлении 0,8... 1,3 МПа. При повышенной температуре в условиях влажной среды кремнеземистый компонент проявляет химическую активность, вступая во взаимодействие с гидроксидом кальция, в результате чего образуются гидросиликаты кальция. Это придает ячеистому бетону достаточно высокие прочность и морозостойкость.
Возможна также обработка ячеистого бетона (на цементе) в пропарочной камере при температуре 80...100°С и атмосферном давлении. Получаемые в этом случае неавтоклавные бетоны несколько уступают автоклавным по прочности, трещиностойкости и морозостойкости.
Литьевая технология ячеистого бетона обладает рядом недостатков, связанных с чрезмерно большим количеством воды, которую вводят при затворении смеси. Получаемые изделия обладают высокой влажностью (25... 30% вместо 15%, нормируемых стандартом), большой усадкой, вызывающей появление трещин. Удлиняется производственный цикл изготовления изделий из-за медленного газовыделения и схватывания смеси.
Этих недостатков в значительной мере лишена более прогрессивная вибрационная технология. Она отличается тем, что при перемешивании в смесителе и вспучивании в форме газобетонную массу подвергают вибрированию. Под влиянием вибрационных импульсов ослабляется связь между частицами и смесь тиксотропно разжижается. Это позволяет сократить расход воды затворе-ния на 25...30%. Процесс газовыделения в смеси, подвергаемой вибрированию, существенно ускоряется: вспучивание заканчивается через 5...7 мин вместо 15...20 мин при литьевой технологии. После прекращения вибрирования газобетонная смесь быстро приобретает структурную прочность, позволяющую разрезать изделие на блоки. Продолжительность автоклавной обработки также сокращается. Все это способствует повышению производительности предприятий, снижает себестоимость и повышает качество продукции.
В нашей стране разработаны и совершенствуются и другие прогрессивные технологические приемы изготовления ячеистого бетона, в частности использование холодных смесей, автоклавная обработка при небольших давлениях (до 0,4 МПа), применение грубомолотого песка.

Ячеистые бетоны.

Ячеистый бетон получают в результате затвердевания предварительно вспученной смеси вяжущего вещества, кремнеземистого компонента и воды. Вспучивание смеси достигается введением в ее состав небольшого количества порообразователя. Образующаяся при вспучивании структура характеризуется наличием большого количества воздушных пор-ячеек диаметром от десятых долей до нескольких миллиметров. Такую структуру называют ячеистой. Благодаря большой пористости ячеистый бетон обладает малой теплопроводностью. Это делает его эффективным материалом для ограждающих конструкций. По назначению ячеистые бетоны разделяют на теплоизоляционные со средней плотностью в сухом состоянии не более 500 кг/м3, конструкционно-теплоизоляционные со средней плотностью 500...900 кг/м3 и конструкционные— 1000... 1200 кг/м3.
В качестве вяжущего в ячеистом бетоне чаще используют портландцемент (цементный ячеистый бетон) или смесь молотой негашеной кальциевой извести с кремнеземистым компонентом (бесцементный или силикатный ячеистый бетон). Кремнеземистый компонент вводят в состав бетона в виде молотого кварцевого песка, пылевидной золы ТЭС. Соотношение между кремнеземистым компонентом и вяжущим устанавливают экспериментальным путем. При использовании портландцемента кремнеземистый компонент и вяжущее обычно берут в равных долях, в силикатном ячеистом бетоне отношение кремнеземистого   компонента к извести   достигает 3...4.5.
Кварцевый песок размалывают обычно мокрым способом до удельной поверхности 2000...3000 см2/г, что резко повышает его способность к химическому взаимодействию с Са(ОН)2. Зола-унос, как правило, не нуждается в помоле, поскольку ее удельная поверхность редко бывает менее 2500 см2/г. Химический состав золы должен обеспечивать достаточное содержание активного компонента — оксида кремния; одновременно в составе золы ограничивают содержание веществ, вызывающих химическую коррозию и неравномерность изменения объема. Поэтому в составе пылевидной золы ТЭС должно быть не менее 40 % Si02, а вредных примесей (оксида магния, сернистых и сернокислых соединений) не более 2...3 % по массе. Вместе с тем установлен верхний предел содержания частиц несгоревшего угля (5 %).

Крупнопористый бетон

Этот бетон получают при затвердевании бетонной смеси, состоящей из цемента, крупного заполнителя и воды. Благодаря исключению из состава бетона песка и ограниченному расходу цемента (всего 70...150 кг/м3) средняя плотность крупнопористого бетона составляет 1700... 1900 кг/м3, т. е. примерно такая же, как и кирпичной кладки.
В структуре крупнопористого бетона много сравнительно крупных пустот, образованных вследствие того, что межзерновое пространство в крупном заполнителе не полностью занято связующим веществом. Теплопроводность крупнопористого бетона составляет 0,64... 0,95 Вт/(м-°С). Классе бетона по прочности на сжатие не более В7,5; прочность на растяжение не нормируют.
Крупнопористый бетон применяют только в конструкциях, воспринимающих сжимающие усилия. Из него возводят монолитные и сборные (блочные) наружные стены зданий. Для исключения продуваемости стены из крупнопористого бетона обязательно оштукатуривают с обеих сторон; используют как фильтрационный материал.
Если для изготовления крупнопористого бетона применить пористые заполнители (керамзитовый гравий, топливные шлаки и др.), то получают теплоизоляционный материал средней плотности 500...700 кг/м3. Его используют в виде плит для теплоизоляции стен и покрытий зданий.

Поризованный легкий бетон

Этот бетон получают путем образования в цементном камне мелких пор. Для этого используют добавки пенообразующих или газообразующих веществ. Благодаря возникновению дополнительного объема пор (не менее 6 %) существенно уменьшаются средняя плотность и теплопроводность поризованного бетона. Марки бетона по средней плотности D800...D1400, классы по прочности на сжатие В2,5...В7,5.
Легкие бетоны поризованной структуры   (например,керамзитопенобетон, керамзитогазобетон) наиболее целесообразно использовать в конструкциях наружных ограждений — стенах, покрытиях, где наиболее эффективно проявляются их теплозащитные свойства.

Деформативные свойства легких бетонов

Деформативные свойства легких бетонов лучше, чем тяжелых. При одинаковой прочности предельная сжимаемость легких бетонов слитного строения составляет 1,5...2 мм/м, что в 1,5...2 раза выше, чем у тяжелых бетонов. Предельная растяжимость легкого бетона принимается равной 0,2 мм/м (против 0,1 мм/м для тяжелого бетона), но ее фактические значения достигают 0,3... 0,4 мм/м. Благодаря большей предельной растяжимости Легкие бетоны оказываются более трещиностойкими в сравнении с тяжелым бетоном. Вместе с тем надо учитывать, что легкие бетоны обладают большой усадкой и ползучестью и по этим показателям уступают тяжелому бетону.
При использовании легкого бетона в наружных ограждающих конструкциях жилых и промышленных зданий, гидротехнических, мостовых и других сооружениях к материалу предъявляются дополнительные требования по морозостойкости и водонепроницаемости. Марки легкого бетона устанавливают: по морозостойкости F25...F500, по водонепроницаемости W0,2...W1,2. Фактическая водонепроницаемость легкого бетона слитной структуры может быть еще выше. Например, по данным Г. И. Горчакова, керамзитобетон с расходом цемента около 350 кг/м3 не фильтрует воду даже при давлении 2МПа.

Малая теплопроводность(легкого бетона)

Малая теплопроводность — важное преимущество легкого бетона перед тяжелым.   Благодаря
этому в наружных ограждающих конструкциях из легкого бетона не устраивают дополнительного теплоизоляционного слоя, как это делается обычно в конструкциях из тяжелого бетона.
Конструкционные легкие бетоны классов В12.5...В40 изготовляют на обычном или быстротвердеющем порт-ландцементах, шлакопортландцементе М400...М600. Заполнитель, например керамзитовый или аглопоритовый гравий, берут более прочный и более плотный со средней плотностью 600...800 кг/м3. Для увеличения прочности растворной части бетона в качестве мелкого заполнителя используют кварцевый песок. Средняя плотность конструкционного легкого бетона на кварцевом песке достигает 1700...2000 кг/м3. При одинаковой прочности с тяжелым бетоном коэффициент конструктивного качества легкого бетона оказывается на 20...40 % выше. Поэтому его выгодно применять в конструкциях пролетных строений мостов и ферм. Сокращение нагрузок от собственной массы конструкций позволяет значительно уменьшить расход стальной арматуры в легком железобетоне.

Качество легкого бетона

Качество легкого бетона оценивают двумя важнейшими показателями: классом по прочности и маркой по средней плотности. Классы конструкционного легкого бетона плотной структуры по прочности на сжатие В2,5...В40, по прочности на осевое растяжение — ВО,8... В3,2. Марка   легкого  бетона   по средней плотности выражает максимальное значение этого показателя (в кг/м3). Для конструкционного легкого бетона установлены марки по средней плотности от D800 до D2000 с шагом 100 кг/м3. Характерно, что для конструкционного бетона при определенных марках по средней плотности классы по прочности на сжатие нормируют в ограниченном диапазоне. Так, при марках D1000 и D1100 классы могут находиться в пределах В2,5...В 12,5.
Нормирование средней плотности и, следовательно, пористости легкого бетона обусловлено необходимостью получения определенной теплопроводности, поскольку такой бетон используют в основном для изготовления наружных ограждающих конструкций.

Минимальный коэффициент выхода

Минимальный коэффициент выхода — важнейший признак, по которому быстро определяется оптимальный расход воды затворения в легком бетоне на пористых заполнителях.
Легкобетонные смеси характеризуются пониженной удобоукладываемостью как при недостатке, так и при избытке воды затворения. При расходе воды, меньшем оптимального, пластичность вяжущего теста недостаточна для сближения составляющих смеси и образования слитной структуры. Избыток воды вызывает расслоение бетонной смеси и, следовательно, неоднородность свойств бетона в различных зонах  бетонируемой  конструкции.
Зависимость прочности легкого бетона от основных факторов — качества цемента, пористого заполнителя и значения Ц/В-описывается такой же формулой, как и для тяжелого бетона,однако значения эмпирических коэффициентов А и b другие. При оптимальном расходе воды затворения, подобранном для применяемых цемента и заполнителей, зависимость упрощается.

Прочность легкого бетона

Прочность легкого бетона зависит от тех же факторов, что и прочность тяжелого, т. е. от качества примененных материалов и пористости цементного камня. Для определения состава легкого бетона удобно пользоваться экспериментальной зависимостью, связывающей прочность бетона с расходом воды, а не с водоцементным отношением, потому что при заданном расходе пористого заполнителя водопотребность легкобетонной смеси оказывается примерно постоянной величиной, мало зависящей от расхода цемента. Это связано с тем, что водопотребность пористого заполнителя существенно выше водопотребности цемента.
При определении оптимального количества воды затворения используют установленную Н. А. Поповым зависимость прочности легкого бетона и коэффициента выхода от расхода воды.



© 2018 Строительные материалы .ру