Файл: Черкасов, Г. И. Введение в технологию бетона.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 85

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В соответствии с назначением ячеистые бетоны могут быть теплоизоляционными (объемный вес менее 500 кг/м3) и конструктивно-теплоизоляционными (объемный вес 500— 1200 кг/м3) 1.

Марка ячеистых бетонов определяется пределом прочнос­ ти при сжатии затвердевших образцов кубов размером 20X20X20 см с естественной влажностью 8%.

СНиП установлены следующие марки ячеистых бетонов по прочности на сжатие в кГ/см2: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150 (200) и соответствующие этим маркам максимально допусти­ мые объемные веса в кг/м3: 400, 500, 600, 700, 900, 1000 и

1200.

При подборе состава или контроле качества ячеистых бе­ тонов предел прочности при сжатии определяют на кубиках с размером ребра 10 см, высушенных до постоянного веса (контрольная характеристика). Марочную прочность устанав­ ливают по данным контрольной характеристики, пользуясь табл. 49.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

49

 

 

Зависимость между контрольными

характеристиками

 

 

 

 

 

и марками

ячеистого бетона

 

 

 

Контрольные характе­

 

 

 

 

 

 

 

ристики

при размере

ре­

25

35

50

75

100

150

200

бер

образцов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 см,кГ\см-

 

 

 

 

 

 

 

 

хЧарки

по прочности

па

15

25

35

50

75

100

150

сжатие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По

морозостойкости

для

ячеистых

бетонов установлены

марки

10, 15, 25,

35, 50,

100 и 200

циклов.

 

 

 

В настоящее время наиболее распространен в нашей стра­ не и за границей газобетон.

Технология изготовления газобетонных изделий проще, чем пенобетонных. В результате реакций газообразования газобетонная смесь к концу вспучивания разогревается до 60°,

что обеспечивает

ускоренное

нарастание структурной

проч­

ности изделия и

позволяет

срок выдерживания изделий до

1 Ячеистые бетоны с объемным весом 900—1200 кг/м3 могут

иметь

чисто конструктивное назначение.

 

 

256


тепловой обработки по сравнению с пенобетоном сократить в

2—3 .раза.

Качество газобетонных изделий в большинстве случаев выше, нежели таких же изделий из пенобетона.

II. ПРОЦЕССЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

Для приготовления ячеистых бетонов применяют раствор­ ную смесь из цемента, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и воды (цементно-кремнеземистый раствор).

Кремнеземистый компонент уменьшает усадку ячеистого бетона, удешевляет его, повышает прочность и другие техни­ ческие свойства бетона вследствие синтеза гидросиликатов при взаимодействии кремнезема с гидролитической известью цемента.

Порообразование в пенобетонных смесях

Как уже сказано, пенобетон получают смешивая цемент­ но-кремнеземистый раствор со специально приготовленной устойчивой пеной.

Пена образуется при энергичном перемешивании (взбива­ нии) воды с добавками поверхностноактивных веществ, пони­ жающих поверхностное натяжение водных пленок на границе

с воздухом.

По концентрации дисперсной фазы (газа) пены подобны Еысококонцентрированным эмульсиям (содержание фазы более 74% по объему), где частицы дисперсной фазы пред­ ставляют собой полиэдрьц разделенные тончайшими пленка­ ми воды. Чем меньше межфазное поверхностное .натя­ жение на границе воды с воздухом, тем больше возмож­ ностей для ценообразования и мельче размеры воздушных пузырьков в пене. Например, в мыльной воде легко образуется устойчивая пена, тогда как в чистой воде из-за большого межфазного натяжения получить ее не удается.

Для получения строительных пен применяют поверхност­ ноактивные вещества — пенообразователи, характеристика которых приведена ниже.

Пены, используемые для приготовления пенобетона, долж­ ны обладать повышенной устойчивостью и механической проч-

17 Зак. 3203

257

костью для возможности их перемешивания с цемёнтно-крем-

.неземистым раствором, разлива массы в форме и восприятия нагрузок от веса вышележащих слоев массы. Поэтому при получении пены вместе с пенообразователями вводят стаби­ лизаторы и минерализаторы, упрочняющие оболочки пузырь­

ков воздуха.

 

оценивается

их

кратностью,

Качество строительных пен

т. е. выходом пены по объему

из

определенного количества

водного

раствора пенообразователя, стойкостью против осе-

 

200

 

 

Дания и синерезисом

— ко­

 

 

личеством отделяемой

воды

 

 

 

 

 

 

 

во

времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

Эти

характеристики пен

 

 

2

 

определяют

 

на

приборе

 

 

 

ЦНИПС-1,

который

состо­

 

 

 

 

ит из прозрачного сосуда,

 

 

 

 

стеклянной

бюретки-трубки

 

 

 

 

и

алюминиевого

поплавка

 

 

 

 

(рис. 81).

сосуд

прибора

 

 

 

 

Верхний

 

 

 

 

заполняют

пеной

и

спустя

 

 

 

 

час

определяют осадку по

 

 

 

 

шкале сосуда, синерезис по,

 

 

 

 

шкале трубки-бюретки и

 

 

 

-

кратность

замером

всего

 

 

 

количества

воды после пол­

 

 

 

 

ного разрушения пены. Пе­

 

 

 

 

на

считается

удовлетвори­

 

 

 

 

тельной по качеству, если

 

 

 

 

через

час

ее

осадка

будет

 

 

 

 

не более 10 мм, синерезис

 

 

 

 

не более 80 см3, кратность

 

 

 

 

не

менее

20.

Кроме

этих

 

 

 

 

параметров, большое значе­

 

 

 

 

ние имеет несущая способ­

 

 

 

 

ность пены и пластифици­

 

 

 

 

рующие свойства

раствора

 

 

 

 

пенообразователя.

 

 

 

 

 

 

Несущую

способность пе­

 

 

 

 

ны (Н. С:) можно опреде­

Рис. 81. Схема прибора

 

лить по формуле

 

 

 

ЦНИПС-1:

 

 

 

 

 

 

 

 

1 — сосуд со

шкалой; 2 — алюминие­

 

 

 

 

 

 

 

вый

поплавок;

3 — трубка-бюретка;

 

 

 

 

 

 

 

 

4 — краник.

258


■Рис. 82. Прибор Строй­ ЦНИЛ для определения те­ кучести пеномассы.

где VH.c — объем ячеистой смеси;

Vn — объем пены;

Vp — объем цементно-кремнеземистого раствора. Несущая способность пены хорошего качества должна

быть не менее единицы.

Пластифицирующая способность .пенообразователя уста­ навливается по текучести пеномассы при определенном ее водосодержании. Для определения текучести пеномассы мож­

но пользоваться

прибором СтройЦНИЛ, предложенным

Б. Н. Кауфманом

(рис. 82). Текучесть характеризуется углом

наклона столика, при 'котором смесь начинает выливаться из металлического ящика.

Для приготовления пенобетонной смеси используют специальные пенобетономешалки, обычно имеющие три барабана. В одном из них взби­ вается пена, в другом приготовля­ ется раствор, в третьем пена сме­ шивается с раствором.

Структура пенобетонной массы должна иметь однородное мелко­ ячеистое строение, без крупных пузырей; пена выполняет роль про­ странственного каркаса, обеспечи­ вая устойчивость массы до набора ею необходимой структурной проч­ ности.

Дефекты структуры ячеистой массы часто можно устра­ нить повышением дозировки пенообразователя и увеличени­ ем времени его перемешивания.

Пенобетонную массу заливают в формы из контейнера или бункера не позднее чем через 15 минут после ее приготовле­ ния с помощью шланга по лоткам. Высота падения массы должка быть не более 40 см. После заливки поверхность пе­ нобетонных изделий заглаживают рейкой.

Порообразование в газобетоне

Для получения газобетона необходимо обеспечить в це­ ментно-кремнеземистом растворе протекание реакций с газовкделением. Реакции вызывают появление равномерно рас­ пределенных по объему газовых пузырьков, внутреннее дав­ ление которых должно обеспечивать устойчивое их существо­

17*

259

вание в среде раствора определенной консистенции. Все мно­ гочисленные предложения по образованию газа в цементном тесте можно свести к трем основным способам: 1) введение веществ, реагирующих в присутствии воды между собой, 2) введение вещества, реагирующего с вяжущим, 3) введение вещества, разлагающегося под влиянием теплоты гидратации вяжущего.

Газообразование по первому способу может быть вызвано введением в 'бетонную смесь соляной кислоты и бикарбоната натрия

HCl-:-NaHC08=NaCl + H20+CC>2,

введением перекиси водорода и гипохлорита кальция

H20 2+C a0C l2=C aC l2-i Н20 |-0 2,

введением карбида кальция, реагирующего с водой затворе- *иия,

СаС2+2Н 20 = С 2Н2+С а(0Н )2.

При втором способе газообразования в бетонную смесь вводят тонкодисперсную металлическую пудру, которая, взаимодействуя с гидролитической (или специально вводи­ мой) Са(ОН)2, выделяет водород по реакции

2М е+ЗСа(0Н)2+6Н 20= ЗС а0М е20 3-6Н20 + З Н 2.

По третьему способу в бетонную смесь вводят органиче­ ские добавки типа дрожжей, молочных ферментов и др., выделяющие при брожении газ.

Наибольшее распространение и практическое применение получило газообразование с использованием порошка алюми­ ниевой пудры, который вводится ;в виде водной суспензии при приготовлении бетонной смеси.

Для более интенсивного газовыделения в состав бетонной смеси часто добавляют известь в количестве 5—10% от веса цемента.

Для обеспечения реакционной способности алюминиевой пудры необходимо удалить с поверхности частиц защитный жировой слой, для чего пудру либо прокаливают, либо смеши­ вают с водными растворами поверхностноактивных веществ: канифольного, мыла, хозяйственного мыла, ССБ и др.

Из 1 г стандартного порошка алюминиевой пудры при реакции выделяется около 1390 см3 водорода. Реакция идет с достаточной скоростью при температуре 40° и выше, про­ должительность ее 35—40 минут.

Средний размер пор в газобетоне при применении прока­

260



ленной пудры 0,5 — 3 мм, при применении пудры с поверх­ ностноактивными веществами размер пор уменьшается.

Для получения хорошей структуры газобетона необходимо обеспечить в период газообразования определенные реологи­ ческие характеристики растворной части. Предельное напря­ жение сдвига раствора должно быть меньше внутреннего дав­ ления в газовом пузырьке, так как иначе не произойдет рав­ номерного вспучивания массы..

Условие вспучивания массы может быть выражено фор­ мулой

- р,

где р — давление газа в пузырьке.

С другой стороны, пластическая вязкость раствора долж­ на быть достаточно высокой, так как иначе пузырьки газа будут прорываться на поверхность и масса будет оседать.

Условие невсплывания газовых пузырьков может быть установлено из уравнения Стокса

 

p)-g

'

' 18U

где yp — удельный вес раствора в г/см3\

р — удельный вес газа

в пузырьке в г/см3\

U — скорость всплывания пузырька в см/сек.

Выбрав соответствующее значение скорости всплывания пузырька, практически неощутимое за период газообразова­ ния (например, 0,002 см/сек), можно определить необходимое значение вязкости раствора.

Для подбора оптимальных условий структурообразования газобетона желательно построение кривых кинетики газооб­ разования и изменения AV и т раствора во времени (рис. 83). Однако из-за дефицитности приборов для определения ука­ занных параметров предельное напряжение сдвига цементно­ кремнеземистого раствора практически определяется по расплыву цилиндра на вискозиметре Суттарда. Этот расплыв должен иметь определенные, установленные на основании практического опыта значения для различной вспучиваемости массы (различного проектного объемного веса газобетона).

Как правило, для приготовления газобетонных смесей применяют передвижные растворомешалки с системой лопас­ тей, насаженных на вертикальный вал.

В мешалку при включенном перемешивающем устройстве вначале вводят воду с кремнеземистым заполнителем, затем

261