Строительство

Панельное и крупноблочное строительство промышленных и энергетических объектов

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Требования к материалам для ячеистых бетонов изложены в соответствующих технических условиях и указаниях. Ниже приводятся только основные данные по этому вопросу.

а) Вяжущие и добавки к ним

Вяжущие материалы, применяемые при производстве ячеистых бетонов, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10178-62. По СНиП I-B.3-62 для ячеистых цементных бетонов следует применять малоалюминатный портландцемент марки не ниже 400, содержащий соединения хрома (в пересчете на Сг2О3) не более 0,02%. Для получения газозолобето-на на цементно-известковом вяжущем допускается применять шлакопортландцемент марки не ниже 400.

Для пенобетонов следует применять цементы с короткими сроками схватывания, причем для изделий толщиной до 30 см не более 1,5 ч, а для изделий большей толщины не более 1 ч. Конец схватывания цемента должен быть во всех случаях не позднее 4—5 ч после заливки.

Для приготовления силикатных ячеистых бетонов или бетонов на смешанном вяжущем следует применять кальциевую известь-кипел-ку со скоростью гашения 10—25 мин, отвечающую требованиям СНиП I.B-2-62. Помол извести должен обеспечивать прохождение через сито № 02—100%, а через сито № 009 — не менее 55% материала. Удельная поверхность извести должна быть 5—7 тыс. см2/г.

При изготовлении ячеистых материалов на базе зол и извести обычно практикуется их полный совместный помол. При песке значительной влажности (до 20%) и высокоактивной извести ее помол производится совместно с песком при соотношении 1 часть извести и 2 части песка (количество которого учитывается в общем балансе заполнителя).

При производстве газобетона в Швеции, Польше и других странах нормируется химический состав цементов: содержание глинозема ограничивается 3—5%, требуется содержание достаточного количества растворимых щелочей, содержание же хрома не должно превышать 0,1%, причем чем меньше в цементе растворимых щелочей, тем меньше должно быть хрома. В тех случаях, когда цемент не удовлетворяет указанным требованиям, в газобетонную смесь вводится едкий натр (NaOH). Добавка едкого натра практикуется часто, 'причем для приготовления 1 м? газобетона с объемным весом 700 кг/м3 расходуется 0,5 кг алюминиевой пудры и 1,2—1,6 кг едкого натра. При увеличении расхода алюминиевого порошка соответственно увеличивается и (расход едкого натра. При использовании цемента с повышенным содержанием хрома в га-зобетонную смесь водится железный купорос (FeaSCU) в виде водного раствора в количестве до 300 г :на 1 ж3 газобетона.

По польским данным, применяемая для ячеистых бетонов известь должна содержать окиси магния не более 1,5%.

По шведской практике (фирма «Итанг»), известь для изготовления газобетона может быть и невысокого качества, но считается недопустимым применение доломитовых известей [Л. 82].

б) Кремнеземистый компонент и добавки

Физико-механические свойства ячеистых бетонов в значительной степени зависят от вида тонкодисперсного кремнеземистого компонента (молотый песок, зола-унос и т. д.) и условий термообработки. Это объясняется тем, что кремнеземистый компонент относится к особому виду заполнителей, которые вступают в химические реакции с вяжущим; скорость и полнота реакций этих материалов зависят от условий твердения (запарка в автоклавах, пропаривание или электропрогрев). Требования к химическому составу и тонкости помола такого заполнителя по СНиП I.B-2-62 изложены в табл. 6-5.

Применение молотых песков позволяет несколько сократить расход вяжущего и газо- и пенообразователя, но требует введения в технологический процесс дополнительной операции— размола на специальном оборудования.

Технические условия и указания [Л. 88, 90] нормируют тонкость помола в зависимости от размеров изделий, для изготозления которых предназначается бетон: при толщине до 20 см должно оставаться на сите № 02 10% и проходить через сито № 009 80—70%, а удельная поверхность должна быть 3 500— 3 000 см2/г; для изделий толщиной 20—30 см должно оставаться на сите № 02 10—20% и проходить через сито № 009 60—50%, а удельная поверхность должна быть 2 500— 2 000 см2/г; при толщине изделий больше 30 см эти величины должны составлять соответственно 20—30%, 40—30%  и  1 500— 1 000 см2/г.

Для теплоизоляционных ячеистых материалов, не требующих высоких показателей прочности, помол заполнителей, как правило, оказывается неоправданным.

Сравнительно широкое применение энергоемкого процесса — размола песка, а в отдельных случаях и золы — вызывается стремлением повысить прочностные показатели материала. Практика изготовления крупноразмерных изделий из ячеистых бетонов знает ряд примеров, когда, применяя мелкие, но немолотые пески, удавалось получать хотя и худшие, чем при домоле, но вполне удовлетворительные физико-механические показатели ячеистых бетонов.

Так, исследования Свердловского НИИ по строительству [Л. 30] показали, что при замене части молотого песка немолотым объемный вес пенобетона снижается, уменьшается расход воды, осадка пенобетона не увеличивается, стойкость пены не ухудшается; панели из пенобетона, приготовленного с добавкой немолотого песка, не имели трещин, а предел прочности сухого пенобетона с добавкой 25% немолотого песка при неизменном расходе цемента был вполне допустимым для изготовления крупных панелей. На основании этих исследований в проектах вновь строящихся или реконструируемых заводов ячеистых бетонов предусматривается применение части немолотого песка. Это решение следует признать правильным, и необходимо всегда проводить исследования свойств ячеистых бетонов с различными количествами немолотых мелких песков и лишь на основании результатов этих исследований при

нимать решение о необходимости применения молотого песка.

Помол песка, как правило, производится

мокрым способом, что улучшает условия тру

да, и сокращает расход электроэнергии. Моло

тый песок в виде шлама хранится в бассейнах

при постоянном перемешивании. Из шламбас-

сейнов шлам подается в дозировочные ванны

или корректирующие шламбассейны, откуда

через дозаторы поступает в мешалки. При по

моле вводится добавка 0,01% пластификатора

ССБ для придания шламу пластичных

свойств.

В качестве мелкого заполнителя для изготовления ячеистых бетонов можно использовать также отходы от обогащения руд, содержащие 70—80% кремнезема, представляющие собой мелкий песок, в котором свыше 90% частиц имеют размеры менее 0,3 мм. Так, исследованиями было установлено, что отходы от обогащения медных руд Балхашского и Джезказганского комбинатов пригодны для изготовления автоклавных ячеистых конструктивных цементных и силикатных бетонов с объемным весом 800—900 кг/м3, обладающих достаточной морозостойкостью (снижение прочности после 15 циклов замораживания и оттаивания не более 25%) и водопоглощением 35—40%: (по объему). При применении этих отходов требуется добавка молотого песка 20—25%', поэтому ячеистые бетоны на них экономически выгоднее, чем на молотом естественном песке.

На отходах без их помола можно получать конструктивно-теплоизоляционный ячеистый бетон с объемным весом 700 кг/м3 и пределом прочности при сжатии 40—45 кГ/см2.

Пеносиликат с заполнителями из отходов имеет худшие показатели по прочности и морозостойкости.

Опыты показали, что отвальный медеплавильный шлак непригоден для приготовления ячеистых силикатов, из него могут изготовляться пеношлакобетон и газошлакобетон удовлетворительного качества, однако размол этих шлаков труднее, чем обычных песков.

Широкая возможность получения в большинстве районов СССР тонкодисперсных зол-уноса делает перспективным использование их для ячеистых бетонов; при этом в производстве отпадает энергоемкий процесс — размол песка, ячеистый бетон получается меньшего объемного веса, чем бетон, полученный с использованием песка при той же прочности или большей прочности при одинаковом объемном

весе. Следует отметить, что «высокая, активность золы-уноса позволяет применять для термовлажностной обработки изделий пропарочные камеры или электропрогрев вместо автоклавов» [Л. 67].

При автоклавной обработке бетона молотый кварцевый песок является более надежным заполнителем, так как в золе могут содержаться некоторые нежелательные окислы и несгоревшее топливо.

Шлаки, применяемые.в,качестве.заполнителей ячеистых бетонов, должны отвечать тем же требованиям, что и шлаки для изготовления легких бетонов (см. § 5-4). На качество бетонов большое влияние оказывает тонкость измельчения шлаков: так, например, автоклавный пеношлакобетон на шлаке с остатком на сите № 02 34% имеет прочность при сжатии, в 2 раза меньшую, чем при шлаке с остатком 73% на этом сите. При применении шлака и песка их размол целесообразно вести совместно.

Пригодность вяжущих и кремнеземистых компонентов устанавливается по результатам испытаний опытных партий изделий из ячеистого бетона, проводимых в производственных условиях.

Добавки — регуляторы скорости схватывания ячеистых бетонов — применяются как для ускорения, так и для замедления процесса.

Для ячеистых цементных бетонов применяются для ускорения твердения:

полуводный гипс, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 125-57, или высокопрочный гипс, соответствующий ТУ МПСМ-44. Помол гипса должен обеспечивать удельную поверхность 4 000—6 000 см2/г;

хлористый кальций (СаС12), удовлетворяющий требованиям ГОСТ 450-58;

сернокислый глинозем, удовлетворяющий ГОСТ 5155-49;

жидкое стекло, удовлетворяющее требованиям ГОСТ 13078-67.

Для замедления гашения извести - к и п е л к и в ячеистых силикатных материалах применяется двуводный гипс молотый, имеющий остаток на сите № 02 не более 3% и удовлетворяющий требованиям ГОСТ 4013-61.

Для пластификации песчаного шлама при мокром помоле применяется сульфитно-спиртовая барда, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 8518-57.

в) Добавки для образования пористой структуры

Газообразователи. В качестве газообра-зователей используются, главным образом, алюминиевая пудра и, реже, пергидроль.

Обычно применяется алюминиевая пудра

марки ПАК-3 то ГОСТ 5494-50. Для удале

ния парафиновой пленки до последнего вре

мени алюминиевую пудру подвергали прока

ливанию при температуре 180—220° С. На

основании         исследований,      проведенных

НИИЖБ {Л. 78], взрыво- и пожароопасный процесс прокаливания алюминиевой пудры заменен изготовлением водно-алюминиевой суспензии, обеспечивающей равномерное распределение газообразователя по всему объему смеси и упрощающей производство. Для смешивания покрытой парафином алюминиевой пудры с водой применяют поверхностно-активные вещества — канифольное мыло, креозотовое масло или сульфитно-спиртовую барду. Для изготовления суспензии алюминиевая пудра смешивается в течение 2 мин с 5% (от веса сухой алюминиевой пудры) поверхностно-активного вещества и с 10 л воды [Л. 39].

Пергидроль технический, применяемый в качестве газообразователя, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 177-55. Содержание перекиси водорода в водном растворе составляет от 27 до 31%   (по весу).

Пергидроль быстро разлагается в щелочной среде (в цементном или известковом растворе) с выделением тепла. Процесс разложения пергидроля при необходимости можно интенсифицировать или затормозить, применяя катализаторы либо ингибиторы. В качестве интенсификатора процесса применяется хлорная известь СаС1г, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 1692-58; для замедления разложения перекиси водорода применяют некоторые соли фосфорной кислоты.

Пенообразователи. В качестве пенообразователей применяются следующие материалы:

для клее-канифольного — клей, канифоль, и едкий натр;

для алюмосульфонафтенового — керосиновый контакт, едкий натр и сернокислый глинозем;.

для емоло-сапонинового — мыльный корень и вода;

для пенообразователя ГК — гидролизованная- кровь марки ПО-6 и сернокислое желе

зо или сернокислая медь.

Допускаются и другие пенообразователи, если пена и приготовленный из нее ячеистый бетон удовлетворяют требованиям технических условий.

Способы приготовления пенообразователей и требования к составляющим изложены в технических условиях и инструкциях по изготовлению пенобетонов и пеносиликатов [Л. 88, 89].

Пена подготавливается в пеновзбивателях (эмульгаторах) вращением лопастей; продолжительность взбивания в зависимости от вида пенообразователя колеблется от 2 до 7 мин.

Качество пены [Л. 88] определяется сле

дующими показателями:                 

а)         осадка пены через 1 ч не более 10 мм;

б)         отход жидкости   через    1   ч   не   более 80 см3;

в)         кратность пены не менее 10.

По техническим условиям на безавтоклавные бетоны [Л. 20, 18] требуется кратность пены 20, причем остальные характеристики пены остаются общими. Мы не видим оснований предъявлять различные требования к пене и считаем возможным вне зависимости от вида термической обработки пенобетона требовать, чтобы кратность пены была не менее 10, а отход жидкости не более 80 см3 (в литровой таре) при осадке пены не более 10 мм за 1 ч.

Вода для приготовления ячеистых бетонов должна удовлетворять требованиям технических условий, предъявляемым к воде для затворения бетона.