ТЕХНОЛОГИЯ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

П.П. Дерябин

ТЕХНОЛОГИЯ

ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

Методические указания к лабораторным работам

Омск ∙ 2009

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО “Сибирская государственная автомобильно-дорожная

академия (СибАДИ)”

Кафедра “Строительные материалы и специальные технологии”

П.П. Дерябин

ТЕХНОЛОГИЯ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ


Омск СибАДИ

2009

УДК 666.973.6 ББК 38.331.7

Рецензент В.А. Старчевская, директор ОмскстройЦНИЛ

Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве

методических указаний. Дерябин П.П. Технология ячеистых бетонов: методические указания к

лабораторным работам. – Омск: СибАДИ, 2009. – 32 с. Приводятся общие сведения, классификация ячеистого бетона и требования,

предъявляемые к сырьевым материалам для его изготовления; варианты подбора составов с различным расходом и видом порообразователей, кремнеземистых компонентов и водотвердым отношением для получения ячеистых бетонов различными способами порообразования (химический, механический и механохимический) и методика физико-механических испытаний образцов.

Методические указания предназначены для студентов специальности 270106 “Производство строительных материалов, изделий и конструкций”, 270102 “Промышленное и гражданское строительство”, 270115 “Экспертиза и управление недвижимостью” направления 653500 “Строительство”.

Табл. 12. Библиогр.: 8 назв.

© ГОУ “СибАДИ” 2009

3

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА………. 4 ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СЫРЬЕВЫМ МАТЕРИАЛАМ……… 6 Лабораторная работа № 1. ГАЗОБЕТОН………………………………………… 10

1. Выбор оптимального соотношения кремнеземистого компонента к вяжущему и водотвердого отношения………………………………….

11

2. Расчет состава газобетона……………………………………………......... 13 3. Приготовление образцов из газобетона…………………………………... 15

3.1. Приготовление водно-алюминиевой суспензии…………………….. 15 3.2. Изготовление образцов из газобетона……………………………….. 15

4. Определение высоты вспучивания газобетонной смеси………………… 16 5. Определение предела прочности при сжатии……………………………. 16 6. Определение водопоглощения образцов из газобетона………………..... 17 7. Определение водостойкости………………………………………………. 17

Лабораторная работа № 2. ПЕНОБЕТОН………………………………………... 18 1. Выбор оптимального соотношения кремнеземистого компонента

к вяжущему веществу……………………………………………………...

19 2. Определение диаметра расплыва смеси………………………………….. 19 3. Расчет состава пенобетона………………………………………………… 20 4. Приготовление образцов из пенобетона………………………………….. 21 5. Определение предела прочности при сжатии……………………………. 22 6. Определение общей пористости образцов из пенобетона………………. 22

Лабораторная работа № 3. ПЕНОГАЗОБЕТОН………………………………..... 23 1. Выбор оптимального соотношения кремнеземистого компонента

к вяжущему и водотвердого отношения……………………………….....

24 2. Расчет состава пеногазобетона……………………………………………. 24 3. Приготовление образцов из пеногазобетона……………………………... 26 4. Определение высоты вспучивания пеногазобетонной смеси…………... 27 5. Определение предела прочности при сжатии……………………………. 27

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ…………………………………………………….. 29 Библиографический список……………………………………………………….. 31

4

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА

Ячеистый бетон – это особо легкий бетон с большим количеством (до

85 % общего объема бетона) мелких и средних воздушных ячеек размером до 1 – 1,5 мм, получаемый путем перемешивания смеси вяжущего компонента, заполнителя, воды и порообразователя с последующим формованием и твердением.

Ячеистые бетоны по структуре, свойствам и способам получения превосходят традиционные материалы аналогичного назначения. Они нашли преимущественное применение при возведении ограждающих конструкций жилых и промышленных зданий, кроме того, материалы пониженной плотности могут быть использованы в качестве теплоизоляционных изделий.

Фактически изделия из ячеистого бетона по эксплуатационным свойствам являются универсальными, что значительно повышает их конкурентоспособность с аналогичными по назначению материалами в условиях рыночной экономики.

Ценными свойствами этих материалов являются: низкая средняя плотность (400 – 700 кг/м3, что почти вдвое меньше массы керамзитобетонных изделий и в три – четыре раза меньше массы кирпичных стен); низкая теплопроводность (0,15 – 0,25 Вт/(м*

0С), по сравнению с 0,4 – 0,5 Вт/(м*

0С) для керамзитобетонных изделий и 0,7 – 1 Вт/(м*

0С) для кирпича); относительно высокая прочность – до 4 МПа; высокая морозостойкость, достигающая 50 – 100 циклов переменного замораживания и оттаивания.

Кроме того, ячеистый бетон обладает повышенной паропроницае-мостью, что ставит этот материал по санитарно-гигиеническим свойствам на второе место после деревянных конструкций (с точки зрения поддержания в жилых помещениях нормального температурно-влажностного режима).

Производство изделий из автоклавного ячеистого бетона со средней плотностью 600 кг/м3 по сравнению с производством таких же изделий, но со средней плотностью 400 кг/м3, требует меньше энергозатрат на подготовку сырьевых материалов и их автоклавную обработку.

Ячеистые бетоны классифицируют по следующим признакам: функциональному назначению, способу порообразования, виду вяжущего, виду кремнеземистого компонента и способу твердения.

Классификация ячеистых бетонов в зависимости от средней плотности и назначения приведена в табл. 1.

5

Таблица 1 Классификация ячеистых бетонов

Вид бетона Средняя плотность,

кг/м3 Прочность при сжатии, МПа

Теплоизоляционный 300 – 500 0,4 – 1,2 Теплоизоляционно-конструкционный 500 – 800 1,2 – 2,5 Конструкционный 800 – 1200 2,5 – 15

По способу порообразования различают: химический (газобетоны, газосиликаты, газошлакобетоны,

газозолобетоны и др.); механический (пенобетоны, пеносиликаты, шлакощелочные

пенобетоны, пенозолобетоны и др.); механохимический (пеногазобетоны); физический. Химический способ основан на газообразовании за счет химических

реакций между исходными компонентами при совмещении реакции газовыделения с требуемой пластической вязкостью смеси и последующим ее твердением. Реакция между газообразователем (алюминиевой пудрой) и гидрооксидом кальция [Ca(OH2)] при получении газобетона протекает по следующей схеме: 3Ca(OH)2 + 2Al + 6H2O 3CaO * Al2O3 * 6H2O + 3H2 .

Образующийся водород обеспечивает поризацию (вспучивание) смеси. При таком способе поризации получают изделия из газобетона, газогипса, газокерамики.

В технологии газобетонных изделий возможно применение передвижного и стационарного газобетоносмесителя. При использовании стационарного смесителя уменьшается количество крановых операций и возможен более высокий уровень механизации технологических процессов.

Механический способ основан на введении в формовочную массу специально приготовленной технической устойчивой пены, совместном их перемешивании и последующем затвердевании поризованной смеси. По такой схеме получают пенобетон, пеногипс, пенокерамику.

Технология производства пенобетонных изделий организована по двум принципиально отличающимся схемам: первая схема предусматривает получение технической пены, растворной части и пенобетонной смеси при обычном атмосферном давлении; другая схема обеспечивает получение пенобетонной массы при избыточном давлении 0,1 – 0,5 МПа, при этом в одном агрегате совмещаются функции смесителя и пневмокамерного насоса.

Отмеченные изделия можно получать эффективным совмещенным

6

механохимическим способом. Этот способ можно отнести к разряду новых, при котором формовочная смесь на первом этапе поризуется за счет введения в ее структуру пены, а затем в поризованной массе создаются более крупные ячеистые поры за счет газообразователей или другими методами, обеспечивающими получение ячеистой пористости.

Физический способ порообразования в системе “раствор–газ” базируется на принципе разряжения при использовании вакуум-колпака в технологии ячеистых бетонов.

По виду вяжущего ячеистые бетоны классифицируются: на цементе – газо- и пенобетоны; на известково-кремнеземистом вяжущем – газо- и пеносиликаты; на шлакоизвестковом вяжущем – газо- и пеношлакобетоны; на золе – газо- и пенозолобетоны или газо- и пенозолосиликаты; на гипсовом вяжущем – газо- и пеногипс. По способу твердения различают: автоклавные ячеистые бетоны (процессы твердения происходят при

повышенной температуре 170 – 190 ОС и давлении паровоздушной среды 0,8 – 1,2 МПа);

неавтоклавные ячеистые бетоны (твердеют при температуре гидротермальной обработки до 100 ОС и атмосферном давлении);

ячеистые бетоны естественного твердения (твердеют в нормально-влажностных условиях в течение 28 суток).

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ

К СЫРЬЕВЫМ МАТЕРИАЛАМ Вяжущие вещества выбираются в зависимости от условий твердения

и проектной прочности изделий из ячеистого бетона. Для материалов неавтоклавного твердения в основном применяют

портландцемент марки не ниже 400, отвечающий требованиям ГОСТ 10178 – 95 “Портландцемент и шлакопортландцемент. ТУ”. Рекомендуется использовать алитовый портландцемент, содержащий в составе не менее 50 % трехкальциевого силиката (3CaO * SiO2). Для обеспечения более быстрого набора структурной прочности поризованной ячеистобетонной массы используют вяжущее низкой водопотребности (ВНВ). Для автоклавных силикатных изделий в качестве основного вяжущего применяется строительная известь воздушного твердения, отвечающая требованиям ГОСТ 9179 – 77 “Известь строительная. ТУ”. Влажность гидратной извести не должна быть более 5 %. Рекомендуется использовать негашенную известь-кипелку не менее 2-го сорта с содержанием активных CaO и MgO 80 %, непогасившихся частиц не более 11 % и с дисперснос-тью менее 0,2 мм. В этом случае при приготовлении растворной смеси для

7

получения ячеистобетонной массы выделяется большое количество теплоты, что способствует процессу порообразования, предохранению оседания газонасыщенной массы до ее затвердевания и повышению прочности готовых изделий ячеистой структуры.

Смешанное вяжущее, такое как цементно-известковое на основе цемента и извести, должно удовлетворять вышеизложенным требованиям.

Высокоосновное зольное вяжущее от сжигания горючего сланца, каменного и бурого углей должно содержать CaO не менее 30 %, в том числе свободной CaO – 15…25 %, SiO2 – 20…30 %, SO3 – не более 6 % и суммарного количества K2O + Na2O – не более 3 %. Удельная поверхность должна быть равна 3000 – 3500 см2/г.

Сульфатное вяжущее – обычный строительный гипс по ГОСТ 125 – 79 с добавкой 5% тонкомолотого (удельная поверхность 2000 – 3000 см2/г) кристаллического карбоната кальция, мрамора и т.п.

При производстве автоклавных ячеистых бетонов возможно использование известково-цементных или золоцементных вяжущих, марка последних может быть невысокой, т.к. конечная прочность поробетона после автоклавной обработки на цементах различных марок практически одинакова.

Кремнеземистый компонент В качестве кремнеземистого компонента используются: кварцевый

песок, золы ТЭС, шлаки и др. Основными показателями кремнеземистого компонента в составе

смеси для производства ячеистых бетонов являются гранулометрический состав и содержание в нем нежелательных примесей (пылевидных и глинистых частиц). В кварцевом песке не допускается наличие зерен более 10 мм в количестве свыше 0,5 %, а более 5 мм – свыше 10 % по массе. Количество частиц менее 0,16 мм не должно превышать 10 и 15 % соответственно для крупных и мелких песков. Содержание пылевидных (менее 0,5 мм) и глинистых (менее 0,005 мм) частиц не должно превышать 3 – 5 %.

Применяемый в изготовлении изделий из ячеистого бетона кремнеземсодержащий компонент – кварцевый песок – согласно ГОСТ 8736 – 93 “Песок для строительных работ. ТУ” должен содержать не менее 75 % свободного кварца, не более 3 % илистых и глинистых примесей и не более 0,5 % слюды.

Для обеспечения требуемой величины средней плотности удельная поверхность молотого песка должна составлять, см2/г:

1500 – 2000 при средней плотности 800 кг/м3; 2000 – 2300 // - // - // 700 кг/м3; 2300 – 2700 // - // - // 600 кг/м3; 2700 – 3000 // - // - // 500 кг/м3.

8

Зола-унос от сжигания бурых и каменных углей также может использоваться в качестве кремнеземсодержащего компонента, должна иметь не менее 45 % кремнезема, а величина потерь при прокаливании (ппп) в золе бурых углей не должна превышать 5 % и в каменных углях – 7 %.

Порообразователи В технологии газобетонных изделий в качестве газообразователей

главным образом используется алюминиевая пудра марок ПАП – 1 и ПАП – 2, отвечающая требованиям ГОСТ 5494 – 95 “Пудра алюминиевая пигментная. ТУ” с содержанием активного алюминия 91,1 – 93,9 % и временем активного (максимума) газовыделения в течение 3 – 4 мин от начала смешивания компонентов газобетонной массы. К пудре предъявляются требования по дисперсности, т.к. с дисперсностью связан процесс протекания газообразования в ячеистобетонной смеси, которая составляет 4600 – 6000 см2/г. Максимальное выделение водорода происходит при температуре смеси 30 – 40 ОС. Для получения водной алюминиевой суспензии используется сульфанол (алкилбензосульфат), обладающий свойствами ПАВ, из расчета 25 г на 1 литр воды. Сульфанол должен удовлетворять требованиям ТУ 6 – 01 – 1001 – 77.

В качестве газообразователя также применяют пергидроль Н2О2 газопасты ГБП и комплексный газообразователь, представляющий собой смесь алюминиевой пудры и дисперсного ферросилиция.

В настоящее время в России существует много разновидностей пенообразователей как отечественного, так и зарубежного производства. К отечественным пенообразователям относят клееканифольный, алюмосульфонафтеновый, смолосапониновый, ПО–1, БелПор–1Ом, “Унипор”, ПО – 6, ПБ – 2000, а к зарубежным “Неопор”, “Диет”, “Едама” и др., удовлетворяющие требованиям ГОСТ 6948 – 81.

Клееканифольный пенообразователь приготовляют из мездрового или костного клея, канифоли и водного раствора едкого натра. Этот пенообразователь при длительном взбивании эмульсии дает большой объем устойчивой пены. Он несовместим с ускорителями твердения цемента кислотного характера, так как они вызывают свертывание клея. Хранят его не более 20 суток в условиях низкой положительной температуры.

Смолосапониновый пенообразователь приготовляют из мыльного корня и воды. Введение в него жидкого стекла в качестве стабилизатора увеличивает стойкость пены. Этот пенообразователь сохраняет свои свойства при нормальной температуре и относительной влажности воздуха около 1 месяца.

9

Алюмосульфонафтеновый пенообразователь получают из керосинового контакта, сернокислого глинозема и едкого натра. Он сохраняет свои свойства при положительной температуре до 6-ти месяцев.

Пенообразователь ГК готовят из гидролизованной боенской крови марки ПО–6 и сернокислого железа. Его можно применять с ускорителями твердения. Этот пенообразователь сохраняет свои свойства при нормальной температуре до 6-ти месяцев.

Расход клееканифольного пенообразователя составляет 8 – 12 %, смолосапонинового – 12…16 %, алюмосульфонафтенового – 16…20 % и пенообразователя ГК – 4…6 % от расхода воды. Смесь из двух пенообра-зователей (например, ГК и эмульсии мыльного корня в соотношении 1 : 1) позволяет получить более устойчивую пену.

В табл. 2 приведены технические характеристики некоторых отечественных пенообразователей, которые могут использоваться для сравнительного анализа при разработке или применении новых видов отечественных и зарубежных пенообразователей [1].

Таблица 2

Технические характеристики пенообразователей

Пенообразователь Количество воды на 1 м3

бетона, л

Расход пенообразо-вателя, кг/м3

Кратность Устойчи-вость, мин

Синере-зис, мин

Клееканифольный 25 3,6 32 10 23 Смолосапониновый 40 7,5 21 2 9 Алюмосульфо-нафтеновый 40 9 20 2 6

ГК 35 2 25 5 17 Пеностром 25 – 30 1,2 – 1,5 35 12 28 Оксид амина 45 – 50 1 – 1,2 21 11 25 Пожарный (ПО – 6, ПБ – 2000) 25 1,4 – 1,5 37 4 11

Основными показателями действия пенообразователя являются:

кратность и устойчивость пены, синерезис, расход воды для получения пены. Кратность пены определяется отношением объема готовой пены к объему исходного пенообразователя, для низкократных технических пен этот показатель равен 10, для высокократных – более 10. Устойчивость пены характеризует ее сохранность в течение определенного промежутка времени. Технические пены в течение одного часа не должны оседать более чем на 10 мм. Коэффициент использования пенообразователя должен быть более 0,8. Средняя плотность пен составляет 70 – 100 кг/м3.

10

Синерезис – это самопроизвольное уменьшение объема пены, сопровождающееся выделением значительного количества жидкой фазы.

Корректирующие добавки. В качестве добавок, ускоряющих твердение бетона, применяют

сернокислый алюминий Al2(SO4)3 и хлористый кальций CaCl2 (ГОСТ 450 – 77). В качестве добавок – стабилизаторов структуры поризованной массы

используются гипсовый камень (ГОСТ 4013 – 82), жидкое стекло R2O n H2O (ГОСТ 13078 – 81 “Жидкое стекло натриевое” и ГОСТ 18958 – 73 “Стекло жидкое калиевое”).

Вода, применяемая для получения ячеистого бетона, должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732 – 79. Водородный показатель воды составляет 4 – 9 единиц.

Лабораторная работа № 1

ГАЗОБЕТОН

Цель работы – выявить влияние расхода и вида газообразователя на

основные свойства кремнеземвяжущей смеси и газобетона.

Приборы и оборудование: вискозиметр Суттарда; чаша и лопатка замеса; цилиндры стеклянные вместимостью 250 мл из прозрачного

бесцветного стекла (внутренний диаметр 36 – 40 мм) по ГОСТ 1770; мерный стеклянный цилиндр вместимостью 1000 мл; весы по ГОСТ 29329 или ГОСТ 24104 – 88; весы лабораторные электронные ВЛА; формы с размером ребра 100 мм; штангенциркуль по ГОСТ 166 – 80; гидравлический пресс с максимальным усилием 50 – 250 кН

(5 – 25 тс) по ГОСТ 8905 – 82; Порядок выполнения работы Преподаватель делит студентов на три – четыре бригады. Каждая

бригада получает индивидуальное задание на изготовление образцов из газобетона с использованием различных видов газообразователя (алюминиевой пудры, газопасты и др.) или с различным расходом (300, 500, 700 и 900 г на м3 газобетонной смеси).

Выполнение работы проходит в следующей последовательности: 1) выбор оптимального соотношения кремнеземистого компонента к

вяжущему и водотвердого отношения; 2) расчет состава газобетона;

11

3) изготовление образцов из газобетона; 4) определение высоты вспучивания газобетонной смеси; 5) определение размера образцов, их массы, плотности и испытание на

предел прочности при сжатии; 6) определение водопоглощения; 7) определение водостойкости. Исходные данные для расчета и подбора состава газобетона

задаются преподавателем. 1. Rб – требуемая марка газобетона, кг/см2. 2. ср – средняя плотность газобетона в сухом состоянии, кг/м3. 3. Характеристика сырья (вяжущее, кремнеземистый компонент). 4. Способ формования. 5. Условия твердения бетона.

1. Выбор оптимального соотношения кремнеземистого компонента к вяжущему и водотвердого отношения

Значение отношения кремнеземистого компонента к вяжущему в смеси

С принимается по табл. 3 в зависимости от вида вяжущего и способа твердения.

Таблица 3 Выбор показателя С

Отношение кремнеземистого компонента к вяжущему

по массе в ячеистобетонной смеси (С) Вид вяжущего Для автоклавного бетона Для безавтоклавного бетона

Цементные и цементно-известковые 1,0; 1,25; 1,5; 1,75 0,75; 1,0; 1,25

Известковые 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5 --- Известково-белитовые 1,0; 1,25; 1,5; 2,0 --- Известково-шлаковые 0,6; 0,8; 1,0 0,6; 0,8; 1,0 Высокоосновные зольные 0,75; 1,0; 1,25 --- Шлакощелочные 0,15; 0,20; 0,25 0,1; 0,15; 0,2

Для получения оптимального отношения кремнеземистого компонента

к вяжущему рекомендуется приготовить и испытать не менее трех составов бетона при различных С. По результатам испытания образцов, приготовленных из этих 3-х – 5-ти составов, уточняется значение С, обеспечивающее заданную плотность бетона при наибольшей его прочности.

После принятия значений С определяют водотвердое отношение (В/Т), обеспечивающее заданную текучесть растворной смеси, удовлетворяю-щую требованиям табл. 4 с учетом температуры смеси в момент выгрузки (табл. 5).

12

Таблица 4 Текучесть растворной смеси

Диаметр расплыва смеси по Суттарду, см, на основе вяжущего Заданная

средняя плотность ячеистого

бетона, кг/м3

цементного, известково-цементного,

шлакощелочного

известкового, известково-шлакового, известково-белитового

высокоосновного зольного

При литьевом формовании 300 38 30 --- 400 34 25 25 500 30 23 23 600 26 21 21 700 22 19 20 800 18 17 18

При вибрационном формовании 500 15 --- --- 600 13 --- --- 700 11 --- --- 800 9 --- ---

Таблица 5

Температура ячеистобетонной смеси

Температура растворной смеси, 0С, в момент выгрузки Ячеистый бетон и вяжущее при литьевой технологии при вибрационном

формовании Газобетон: на цементе на известково-цементном вяжущем на известково-шлаковом или высокоосновном золь-ном вяжущем газосиликат на извести-кипелке и известково-бе-литовом вяжущем

45

35

40

30

45

40

45

40 Пено- и пеногазобетон: на цементе на шлакощелочном вяжущем

25

15

---

---

В/Т (отношение объема воды затворения к массе твердых веществ)

ориентировочно может быть принято: а) при литьевой технологии 0,5 – на цементном вяжущем; 0,5…0,55 – на извести; 0,45…0,5 – на смешанном вяжущем; на песке – 0,5; на золе – 0,6; б) при вибротехнологии В/Т

13

принимается равное 0,3 и 0,4, если в качестве кремнеземистого компонента применяются соответственно песок и зола.

Для определения В/Т опытным путем необходимо брать навеску сухих компонентов 400 г, в том числе вяжущего – 400 / (С + 1) г, кремнеземис-того – 400 * С / (С + 1) г, после чего В/Т определяется с помощью вискозиметра Суттарда, стремясь получить текучесть смеси, установленную в табл. 4.

2. Расчет состава газобетона

Пористость бетонной смеси, которая должна быть создана

газообразователем для получения газобетона заданной ср и В/Т определяют по формуле

Пр= 1 – ср* (Vуд + В/Т) / Кс , (1) где ср – плотность бетона в высушенном состоянии, кг/л; Кс – коэффициент увеличения массы в результате твердения за счет химически связанной воды (для расчета принимают Кс = 1,1); Vуд – удельный объем сухой смеси (л/кг) определяется по табл. 6 или опытным путем и рассчитывается по формуле

Vуд = (1 + В/Т) / ф.р – В/Т, (2) где ф.р – фактическая плотность раствора, кг/л.

Таблица 6 Исходные значения Vуд для расчета состава ячеистого бетона

на различных видах вяжущего и кремнеземистого компонента Вид вяжущего

Портланд-цемент

Смешанное вяжущее (цемент; известь или

нефелиновый цемент) Известь

Известково-шлаковый

цемент

Вид кремнеземис-

того компонента С Vуд C Vуд C Vуд C Vуд

Песок ( = 2,65) 1 0,34 1,5 0,36 3 0,38 1 0,32 Зола ( = 2,36) 1 0,38 1,5 0,40 3 0,40 1 0,36

Легкая зола ( = 2,0) 1 0,44 1,5 0,48 3 0,48 1 0,42

Расход газообразователя на 1 м3 (1000 л) бетона рассчитывают по

формуле Рго = (Пр * V) / (α * К) , (3)

где Пр – пористость газобетона; V – заданный объем газобетона, л; α – коэффициент использования газообразователя (для расчета принимают α = 0,85); К – коэффициент выхода пор (для расчета принимают при использовании алюминиевой пудры при температуре растворной смеси 40 0С, К = 1390 л/кг).

14

Расход сухих компонентов бетона определяют по формуле Рсух = ср * V / Кс, (4)

где Рсух – масса сухих компонентов, кг, на заданный объем, л, газобетона; ср – заданная средняя плотность газобетона в сухом состоянии, кг/л.

Расход вяжущего вещества Рвяж = Рсух / (1+С). (5)

При использовании смешанного вяжущего Рц = Рвяж * n, (6)

где Рц – масса цемента, кг; n – доля цемента в смешанном вяжущем. Расход извести

Ри = Рвяж * (1 – n), (7) Риф = (Ри / Аф) * 100, (8)

где Ри – масса извести, содержащей 100% CaO, кг; Риф – масса извести с фактическим содержанием CaO, кг; Аф – фактическое содержание CaO в извести (70, 80, 90 % соответственно для 3, 2 и 1-го сортов извести).

Расход кремнеземистого компонента Рк = Рсух – (Рц + Риф). (9)

Расход воды Рв = Рсух * В/Т. (10)

Расход стабилизатора структурной прочности массы. Гипс или жидкое стекло принимается равным 3% от вяжущего.

Масса замеса

Мз = V * Кз * р, (11) где V – объем газобетономешалки, м3; Кз – коэффициент заполнения газобетономешалки, равный 0,6 – 0,8; р – средняя плотность раствора, равная 1,4 т/м3.

После расчета расхода материалов на 1 м3 газобетона рассчитывается дозировка компонентов на пробный замес. Объем замеса принимается в зависимости от размера образцов, которые предполагается формовать.

Расчет расхода материалов на пробный замес (кг) проводится по формулам Рго.з = (Рго / 1000) * Vз; (12) Рвяж.з = (Рвяж / 1000) * Vз; (13)

Рц.з = (Рц / 1000) * Vз; (14) Ри.з = (Ри / 1000) * Vз; (15)

Рк.з = (Рк / 1000) * Vз; (16) Рв.з = (Рв / 1000) * Vз, (17)

где Рго.з, Рвяж.з, Рц.з, Ри.з, Рк.з, Рв.з – масса газообразователя, вяжущего, цемента, извести, кремнеземистого компонента и воды, кг; Рго, Рвяж, Рц, Ри, Рк, Рв – масса газообразователя, вяжущего, цемента, извести,

15

кремнеземистого компонента и воды на 1 м3 газобетона, кг; Vз – принятый объем пробного замеса, л.

Результаты расчета составов газобетона заносятся в табл. 7. Таблица 7

Результаты расчета

Газообразователь Расход материалов, кг на 1 м3 (1000 л) на замес, л

№п/п бри-гады

С вид расход, на 1 м3, г Рго Рц Ри Рк Рв Рго.з Рц.з Ри.з Рк.з Рв.з

1 300 2 500 3 700 4

900

3. Приготовление образцов из газобетона

3.1. Приготовление водно-алюминиевой суспензии Для приготовления водно-алюминиевой суспензии смешивают

непрокаленную алюминиевую пудру марок ПАП – 1 или ПАП – 2 с водным раствором поверхностно-активного вещества.

Смешивание производят в следующем порядке: в сосуд засыпают необходимое для одного замеса количество пудры, затем засыпают поверхностно-активное вещество (сульфанол, канифольное мыло, стиральный порошок и т.д.) в количестве 5% (из расчета на сухое вещество) от массы алюминиевой пудры и необходимое количество воды. Затем перемешивают в течение 2 – 3 мин, после чего водно-алюминиевая суспензия готова для смешивания ее с растворной частью.

3.2. Изготовление образцов из газобетона

В газобетономешалку заливается вода в количестве 70 % от расчетной, предварительно подогретая до 80 ОС, и засыпается при перемешивании необходимое количество кремнеземистого компонента. По истечении минутного перемешивания к кремнеземистому раствору добавляют приготовленную заранее водно-алюминиевую суспензию с остатком подогретой воды и перемешивают еще 2 мин, затем добавляют необходимое количество вяжущего, после чего раствор перемешивают еще 1 – 2 мин.

Температура раствора должна быть в пределах 35 – 40 ОС. Высоту заливки газобетонной смеси в формы ориентировочно осуществляют на 4/5 высоты или рассчитывают по формуле

h = Кг * h0 * (с / р), (18)

16

где h0 – высота бортов формы; с, р – средняя плотность соответственно газобетона и растворной смеси; Кг – коэффициент, учитывающий высоту горбушки, принимается равным 1,1 при литьевой технологии и 1,05 при вибрационной технологии формования.

После трех-четырехчасовой выдержки срезаются “горбушки”, и формы с газобетонной смесью подвергают тепловлажностной обработке в пропарочных камерах или в автоклавах либо выдерживают в нормально-влажностных условиях в течение 28-ми суток.

Пропаривание ведется по режиму: подъем температуры до 80 ОС ……………. 4 ч; изотермический прогрев при 80 ОС ……… 6 ч; спуск температуры до 20 ОС ……………… 4 ч. В автоклаве запарка проводится по режиму: подъем давления до 0,8 МПа ……………... 3 ч; выдержка при давлении 0,8 МПа ..……….. 6 ч; спуск давления до атмосферного ..……….. 3 ч.

4. Определение высоты вспучивания газобетонной смеси

После предварительной выдержки необходимой для набора пластической прочности газобетонной смеси и срезки “горбушки” высоту вспучивания (%) определяют по следующей формуле

H = (hг * 100 / hф) - 100, (19) где hг – высота вспучивания газобетонной массы, см; hф – высота формы, см.

5. Определение предела прочности при сжатии

Определение физико-механических свойств ячеистых бетонов

производится в соответствии с ГОСТ 10180, ГОСТ 12730.1 или ГОСТ 17623. Свойства ячеистого бетона устанавливаются на основании результатов испытаний контрольных образцов-кубов размером 10 x 10 x 10 см или образцов-цилиндров диаметром и высотой 10 мм.

Определение предела прочности при сжатии ячеистого бетона производят на шести образцах-кубах или образцах-цилиндрах. Образцы высушивают до постоянной массы, охлаждают, подшлифовывают опорные поверхности и испытывают на сжатие на гидравлическом прессе. Испытание образцов на сжатие производят в положении, соответствующем работе изделия в конструкции. Сжимающая сила должна быть направлена перпендикулярно заливке бетонной смеси при горизонтальном формовании и параллельно или перпендикулярно – при вертикальной заливке, в зависимости от работы изделия в конструкции.

17

Давление на образец должно возрастать равномерно со скоростью 2 – 3 кг/см2 в секунду до его разрушения.

Предел прочности ячеистого бетона при сжатии (МПа) вычисляют с точностью до 0,1 МПа по формуле

Rсж = (F / Sобр) * 0,098, (20) где F – разрушающая нагрузка, кг; Sобр – площадь образца, см2.

Предел прочности при сжатии определяют как среднеарифметическое результатов определения нескольких образцов.

6. Определение водопоглощения образцов из газобетона

Метод основан на определении разности массы образцов до и после

насыщения их водой. Высушенные до постоянной массы образцы из газобетона взвешивают и погружают в воду на 3 суток, определяя их массу через каждые сутки.

Водопоглощение образцов по истечении каждых суток (Wпогл) в процентах по массе вычисляют по формуле

,100 - 1

1

mmmWпогл (21)

где m, m1 – массы образцов соответственно насыщенного водой и сухого, г. Водопоглощение определяют как среднеарифметическое результатов

определения нескольких образцов.

7. Определение водостойкости

Водостойкость – способность материала сохранять прочностные характеристики в водонасыщенном состоянии, характеризуется коэффициентом размягчения.

Для определения водостойкости используются образцы, которые прошли испытание на водопоглощение. После взвешивания образцы испытываются на прочность при сжатии. Коэффициент размягчения определяется как отношение прочности образцов при сжатии в насыщенном водой состоянии к прочности образцов при сжатии в сухом состоянии:

Кр = Rсж. нас / Rсж. сух, (22) где Rсж. нас – прочность образцов в насыщенном состоянии, МПа; Rсж. сух – прочность образцов в сухом состоянии, МПа.

По результатам испытаний образцов из газобетона строятся зависимости водопоглощения от времени выдерживания образцов в воде, средней плотности и предела прочности при сжатии от вида или расхода газообразователя. Полученные данные заносятся в табл. 8.

18

Таблица 8 Результаты испытания образцов

Размер,

см Газообра-зователь

№ б

рига

ды

С

вид расход, на 1 м3, г №

обр

азца

Высота вспучи-вания от высоты формы,

%

А В Н

Объ

ем о

б-ра

зца,

см3

Мас

са, к

г Плот-ность образ-

ца, кг/м3 Н

агру

зка,

кг

Пло

щад

ь, с

м2 Предел прочнос-

ти при сжатии,

Rсж, МПа

Кр

1 2 3 4 5

0,75

А

люми

ниев

ая

пудр

а

300

6

1

Средние значения В заключение делаются выводы о влиянии вида газообразователя или

его расхода на основные свойства кремнеземвяжущей смеси и образцов из газобетона, дается их сравнительная оценка.


ПЕНОБЕТОН

Цель работы – выявить влияние водотвердого отношения, вида

пенообразователя и кремнеземистого компонента на основные свойства кремнеземвяжущей смеси и пенобетона.

Приборы и оборудование: вискозиметр Суттарда; чаша и лопатка замеса; мерные стеклянные цилиндры вместимостью 500 и 1000 мл; весы по ГОСТ 29329 или ГОСТ 24104 – 88; формы с размером ребра 100 мм; штангенциркуль по ГОСТ 166 – 80; гидравлический пресс с максимальным усилием 50 – 250 кН


бригада получает индивидуальное задание на изготовление образцов из пенобетона с использованием различных видов пенообразователей (БелПор–1Ом, Неопор, ПБ – 2000 и др.), кремнеземистых компонентов

19

(кварцевый, керамзитовый пески и др.) или с различным водотвердым отношением (от 0,35 до 0,5 с шагом 0,05).

Выполнение работы осуществляется в следующей последовательности: 1) выбор оптимального соотношения кремнеземистого компонента к

вяжущему веществу; 2) определение диаметра расплыва смеси; 3) расчет состава пенобетона; 4) изготовление образцов из пенобетона; 5) определение размера образцов, их массы, плотности и испытание на

предел прочности при сжатии; 6) определение общей пористости образцов из пенобетона. В задании для расчета и подбора состава пенобетона должны быть

указаны: 1. Rб – требуемая марка пенобетона, кг/см2. 2. ср – средняя плотность пенобетона в сухом состоянии, кг/м3. 3. Характеристика сырья (вяжущее, кремнеземистый компонент). 4. Способ формования. 5. Условия твердения бетона.

1. Выбор оптимального соотношения кремнеземистого компонента к вяжущему веществу


С принимают по табл. 3 в зависимости от вида вяжущего и способа твердения.

Для получения оптимального состава пенобетона рекомендуется приготовить и испытать не менее трех составов бетона при различных С. По результатам испытания образцов, приготовленных из этих 3-х – 5-ти составов, уточняется значение С, обеспечивающее заданную плотность бетона при наибольшей его прочности.

2. Определение диаметра расплыва смеси

Для определения диаметра расплыва смеси необходимо брать навеску

сухих компонентов равную 400 г. Расход вяжущего вещества (г) находится по формуле

Рвяж = 400 / (С + 1). (23) Расход кремнеземистого компонента (г)

Ркрем = 400 * С / (С + 1). (24) Расход воды (мл)

В = В/Т * Т, (25) где Т – суммарный расход сухих компонентов, г.

20

После расчета всех необходимых компонентов, готовится смесь и расплыв диаметра смеси определяется с помощью вискозиметра Суттарда. При применении различных видов пенообразователя или кремнеземистого компонента диаметр расплыва смеси для всех бригад должен быть одинаковым.

3. Расчет состава пенобетона

Необходимое количество пенообразователя для получения заданной средней плотности рассчитывают по пористости бетона Пр. Предварительно требуемую пористость пенобетона Пр определяют по формуле

Пр= 1 – ср* (Vуд + В/Т) / Кс , (26) где ср – плотность бетона в высушенном состоянии, кг/л; Кс – коэффициент, учитывающий связанную воду в бетоне (для расчета принимают Кс = 1,1); Vуд – удельный объем сухой смеси определяется по табл. 6 или опытным путем и рассчитывается по формуле (2).

Расчет расхода материалов на 1 м3 бетона или на пробный замес. Объем замеса принимается в зависимости от размера образцов,

которые предполагается формовать. Расход пенообразователя (клееканифольный, смолосапониновый и др.)

рассчитывают по формуле Рпо = (Пр / α * К) * V, (27)

где α – коэффициент использования пенообразователя (α = 0,85); К – коэффициент выхода пор (для расчета принимают при использовании пены К = 20 л/кг); V – объем одновременно заливаемых изделий, л.

Расход сухих компонентов Рсух = ср * V / Кс. (28)


Расход цемента Рц = Рвяж * n, (30)

где n – доля цемента в смешанном вяжущем. Расход извести

Ри = Рвяж * (1 – n), (31) Риф = (Ри / Аф) * 100, (32)

где Ри – масса извести, содержащей 100% CaO, кг; Риф – масса извести с фактическим содержанием CaO, кг; Аф – активность (70, 80, 90 % соответственно для 3, 2 и 1-го сортов извести).

Расход кремнеземистого компонента Рк = Рсух – (Рц + Риф). (33)


21

Расход стабилизатора структурной прочности массы. Гипс или жидкое стекло принимается равным 3% от вяжущего.

Масса замеса Мз = V * Кз * р, (35)

где V – объем бетоносмесителя, м3; Кз – коэффициент заполнения бетоносмесителя, равный 0,6 – 0,8; р – средняя плотность раствора, равная 1,4 т/м3.

Результаты расчета составов пенобетона заносятся в табл. 9. Таблица 9

Результаты расчета

Расход материалов, кг на 1 м3 (1000 л) на замес, л

№п/п бри-гады

С Пенообра-зователь В/Т

Рпо Рц Ри Рк Рв Рпо.з Рц.з Ри.з Рк.з Рв.з 1 0,35 2 0,4 3 0,45 4

0,5 Примечание: если приготовление пенобетона осуществляется с использованием

различных видов кремнеземистых компонентов, то вместо графы пенообразователь будет вид кремнеземистого компонента.

4. Приготовление образцов из пенобетона

При изготовлении пенобетонной смеси загрузку пенобетономешалки

производят в следующем порядке: загружают в пеногенератор необходимое количество воды и пенообразователя, после чего взбивают пену в течение 5 – 6 мин. Через 3 мин в смеситель принудительного действия заливают воду и засыпают необходимое количество кремнеземистого компонента и цемента либо другого вяжущего. Перемешивание раствора осуществляется в течение 2 мин. Затем во избежание разрушения пены приготовленную в пеногенераторе пену перегружают в растворный барабан смесителя и перемешивание продолжают еще в течение 2 мин, до тех пор, пока пенобетонная масса не станет однородной. Температура пенобетонной массы должна быть 20 – 22 ОС.

После перемешивания пенобетонную смесь из смесителя переливают в специальную емкость и затем разливают по формам. Отформованные изделия выдерживают при температуре +20 ОС в течение 3 – 4 ч и затем подвергают тепловлажностной обработке в пропарочных камерах или в автоклавах либо выдерживают в нормально-влажностных условиях в течение 28-ми суток.

Пропаривание ведется по режиму:

22

подъем температуры до 80 ОС ……………. 4 ч; изотермический прогрев при 80 ОС ……… 6 ч; спуск температуры до 20 ОС ……………… 4 ч. В автоклаве запарка проводится по режиму: подъем давления до 0,8 МПа ……………... 3 ч; выдержка при давлении 0,8 МПа ..………...6 ч; спуск давления до атмосферного ..……….. 3 ч.


Определение предела прочности при сжатии пенобетона производится в соответствии с лабораторной работой № 1 (п. 5).

6. Определение общей пористости образцов из пенобетона

Пористость – степень заполнения объема материала порами и

подразделяется на открытую и закрытую. Для стеновых материалов, с позиции обеспечения теплоизоляционных

свойств, рекомендуются замкнутые мелкие поры, равномерно распределенные по всему объему материала. От характера пор также зависит морозостойкость изделий, желательно наличие пор с сообщающимися резервными микропорами.

Общая пористость (%) определяется по следующей формуле Побщ = (1 – с / ) * 100, (36)

где – истинная плотность пенобетона, кг/м3 (т/м3), которая определяется экспериментально или ориентировочно может быть принята равной 2300 кг/м3; с – средняя плотность пенобетона, кг/м3 (т/м3).

Таблица 10

Результаты испытания образцов

Размер, см

№ б

рига

ды

С Пенооб-разова-

тель

Крем-незе-

мистый компо-

нент

В/Т

№ о

браз

ца

А В Н

Объ

ем о

б-ра

зца,

см3

Мас

са, к


ца, кг/м3

Наг

рузк

а, к

г П

лощ

адь,

см2 Предел

прочнос-ти при

сжатии, Rсж, МПа

Поб

щ, %

1 2 3 4 5

0,75

БелПор–1Ом

Квар-цевый песок

0,35

6

1

Средние значения

23

По результатам испытаний образцов из пенобетона строятся зависимости диаметра расплыва, средней плотности и предела прочности при сжатии от водотвердого отношения, вида пенообразователя или кремнеземистого компонента. Полученные данные заносятся в табл. 10.

В заключение делаются выводы о влиянии вида пенообразователя, кремнеземистого компонента или водотвердого отношения на основные свойства смеси и пенобетона, дается их сравнительная оценка.


ПЕНОГАЗОБЕТОН

Цель работы – выявить влияние порядка загрузки компонентов и

температуры воды затворения на основные свойства кремнеземвяжущей смеси и пеногазобетона.

Приборы и оборудование: вискозиметр Суттарда; чаша и лопатка замеса; цилиндры стеклянные вместимостью 250 мл из прозрачного

бесцветного стекла (внутренний диаметр 36 – 40 мм) по ГОСТ 1770; мерные стеклянные цилиндры вместимостью 500 и 1000 мл; весы по ГОСТ 29329 или ГОСТ 24104 – 88; весы лабораторные электронные ВЛА; формы с размером ребра 100 мм; штангенциркуль по ГОСТ 166 – 80; гидравлический пресс с максимальным усилием 50 – 250 кН


бригада получает индивидуальное задание на изготовление образцов из пеногазобетона с использованием различного порядка загрузки сырьевых компонентов или с различной температурой воды затворения (20; 30; 40 и 50 ОС).

Выполнение работы осуществляется в следующей последовательности: 1) выбор оптимального соотношения кремнеземистого компонента к

вяжущему и водотвердого отношения; 2) расчет состава пеногазобетона; 3) изготовление образцов из пеногазобетона; 4) определение высоты вспучивания пеногазобетонной смеси; 5) определение размера образцов, их массы, плотности и испытание на

предел прочности при сжатии.

24

Исходные данные для расчета и подбора состава пеногазобетона задаются преподавателем.

1. Rб – требуемая марка газобетона, кг/см2. 2. ср – средняя плотность газобетона в сухом состоянии, кг/м3. 3. Характеристика сырья (вяжущее, кремнеземистый компонент). 4. Способ формования. 5. Условия твердения бетона.

1. Выбор оптимального соотношения кремнеземистого компонента к вяжущему и водотвердого отношения


С принимается по табл. 3 в зависимости от вида вяжущего и способа твердения.

Водотвердое отношение (В/Т), обеспечивающее заданную текучесть растворной смеси с учетом температуры смеси в момент выгрузки, определяется по табл. 4 и 5 в зависимости от величины средней плотности пеногазобетона ср и вида вяжущего.

Для определения водотвердого отношения опытным путем необходимо брать навеску сухих компонентов (г) равную 400 г, в том числе вяжущего вещества

Рвяж = 400 / (С + 1). (37) Расход кремнеземистого компонента (г)

Ркрем = 400 * С / (С + 1). (38) После расчета всех необходимых сухих компонентов, готовится смесь

и В/Т определяется с помощью вискозиметра Суттарда, стремясь получить текучесть смеси, установленную в табл. 4.

2. Расчет состава пеногазобетона

Пористость бетонной смеси, которая должна быть создана

порообразователями для получения пеногазобетона заданной ср и В/Т определяют по формуле

Пр= 1 – ср* (Vуд + В/Т) / Кс, (39) где ср – плотность бетона в высушенном состоянии, кг/л; Кс – коэффициент увеличения массы в результате твердения за счет химически связанной воды (для расчета принимают Кс = 1,1); Vуд – удельный объем сухой смеси определяется по табл. 6 или опытным путем и рассчитывается по формуле (2).

Расчет состава пеногазобетона на 1 м3 или пробный замес. Объем замеса принимается в зависимости от размера образцов,

которые предполагается формовать.

25

Расход газообразователя рассчитывают по формуле Рго = (Пр / α * Кг) * V , (40)

где Пр – пористость пеногазобетона; α – коэффициент использования порообразователей (для расчета принимают α = 0,85); Кг – коэффициент выхода пор при использовании газообразователя, л/кг; V – объем одновременно формуемых изделий, л.

Коэффициент выхода пор Кг при расчете расхода алюминиевой пудры вычисляется по формуле

Кг = (К * Вх / 100) + К, (41) где К – коэффициент выхода пор, для расчетов принимают: при использовании алюминиевой пудры 1390 л/кг; при использовании пенообразователя 20 л/кг; Вх – доля вклада в объем общей пористости пеногазобетона при химическом способе порообразования, Вх = 35 – 40 %.

Расход пенообразователя рассчитывают по формуле Рпо = (Пр / α * Кп) * V, (42)

где Кп – коэффициент выхода пор при использовании пенообразователя, л/кг.

Коэффициент выхода пор Кп при расчете расхода пенообразователя будет равен

Кп = (К * Вм / 100) + К, (43) где Вм – доля вклада в объем общей пористости пеногазобетона при механическом способе порообразования, Вм = 60 – 65 %.

Расход сухих компонентов определяют по формуле Рсух = ср * V / Кс, (44)

где ср – заданная средняя плотность пеногазобетона в сухом состоянии, кг/л.


Расход цемента Рц = Рвяж * n, (46)

где n – доля цемента в смешанном вяжущем. Расход извести

Ри = Рвяж * (1 – n), (47) Риф = (Ри / Аф) * 100, (48)

где Ри – масса извести, содержащей 100% CaO, кг; Риф – масса извести с фактическим содержанием CaO, кг; Аф – активность (70, 80, 90 % соответственно для 3, 2 и 1-го сортов извести).

Расход кремнеземистого компонента Рк = Рсух – Рвяж. (49)


26

Расход стабилизатора структурной прочности массы. Гипс или жидкое стекло принимается равным 3 % от вяжущего.

Масса замеса Мз = V * Кз * р, (51)

где V – объем смесителя, м3; Кз – коэффициент заполнения смесителя, равный 0,6 – 0,8; р – средняя плотность раствора, равная 1,4 т/м3.

Результаты расчета составов пеногазобетона заносятся в табл. 11. Таблица 11

Результаты расчета Расход материалов, кг

на 1 м3 (1000 л) на замес, л №п/п бри-гады

С Порядок загрузки

компонентов Рго Рпо Рц Ри Рк Рв Рго.з Рпо.з Рц.з Ри.з Рк.з Рв.з 1 (БС+Alс)+пена 2 (БС+пена)+Alс 3 (Alс+ПО)+БС 4

(Alс+пена)+БС Примечание: порядок загрузки компонентов для приготовления пеногазобетона более

подробно приведен в п. 3; если приготовление пеногазобетонной смеси осуществляется с различной величиной температуры воды затворения, то вместо графы порядок загрузки компонентов будет температура воды затворения.

3. Приготовление образцов из пеногазобетона

Приготовление пеногазобетонной смеси в зависимости от порядка

загрузки сырьевых компонентов возможно с использованием четырех технологий.

Приготовление пеногазобетонной смеси по первой технологии осуществляется в следующем порядке: в пеногенераторе или в скоростном смесителе взбивается пена в течение 5 – 6 мин; через 3 мин в смеситель принудительного действия вводится вода в количестве 70% от расчетной и загружается необходимое количество кремнеземистого компонента с вяжущем веществом, перемешивание осуществляется 1 – 2 мин, затем в раствор вводится заранее приготовленная алюминиевая суспензия (приготовление водно-алюминиевой суспензии осуществляется в соответствии с лабораторной работой № 1, п. 3.1) с остатком воды и перемешивается 2 – 2,5 мин, после чего газобетонная смесь перемешивается с готовой пеной еще в течение 3 – 4 мин.

Приготовление шлама по второй технологии включает в себя следующие технологические переделы: готовится раствор, состоящий из кремнеземистого компонента, вяжущего и воды, перемешивание компонентов осуществляется в обычном смесителе в течение 1 – 2 мин;

27

взбивается пена в пеногенераторе в течение 5 – 6 мин; готовая пеномасса перегружается в обычный смеситель и смешивается с готовым раствором в течение 3 – 4 мин, затем еще в течение 2 – 2,5 мин раствор перемешивается с предварительно приготовленной алюминиевой суспензией.

Приготовление шлама по третьей технологии осуществляется в следующем порядке: алюминиевая суспензия смешивается с пенообразователем, после чего взбивается пена в течение 5 – 6 мин; приготовленная пеногазомасса перегружается в обычный смеситель и перемешивается с раствором в течение 1 – 2 мин.

При четвертой технологии взбивается пена в течение 5 – 6 мин, затем в готовую пену вводится заранее приготовленная алюминиевая суспензия, после чего перемешивается с растворной частью в течение 1 – 2 мин. Температура пеногазобетонной массы во всех случаях должна быть 20 – 25 ОС.

После перемешивания пеногазобетонную смесь из смесителя разливают по формам ориентировочно на 4/5 от их высоты. Отформованные изделия выдерживают при температуре +20 ОС в течение 3 – 4 ч и затем подвергают тепловлажностной обработке в пропарочных камерах или в автоклавах либо выдерживают в нормально-влажностных условиях в течение 28-ми суток.

Пропаривание ведется по режиму: подъем температуры до 80 ОС ……………. 4 ч; изотермический прогрев при 80 ОС ……… 6 ч; спуск температуры до 20 ОС ……………… 4 ч. В автоклаве запарка проводится по режиму: подъем давления до 0,8 МПа ……………... 3 ч; выдержка при давлении 0,8 МПа ..……….. 6 ч; спуск давления до атмосферного ..……….. 3 ч.

4. Определение высоты вспучивания пеногазобетонной смеси

После предварительной выдержки необходимой для набора пластической прочности пеногазобетонной смеси и срезки “горбушки” высоту вспучивания (%) определяют по следующей формуле

H = (hпгб * 100 / hф) - 100, (52) где hпгб – высота вспучивания пеногазобетонной массы, см; hф – высота формы, см.


Определение предела прочности при сжатии пеногазобетона

производится в соответствии с лабораторной работой № 1 (п. 5).

28

По результатам испытаний образцов из пеногазобетона строятся зависимости высоты вспучивания, средней плотности и предела прочности при сжатии от порядка загрузки сырьевых компонентов или от температуры воды затворения. Полученные данные заносятся в табл. 12.

Таблица 12

Результаты испытания образцов

Размер, см

№ б

рига

ды

С

Порядок загрузки компо-нентов

Темпе-ратура воды

затворе-ния, 0С №

обр

азца

Высота вспучи-вания от высоты

формы, % А В Н

Объ

ем о

б-ра

зца,

см3

Мас

са, к


ца, кг/м3

Наг

рузк

а, к

г П

лощ

адь,

см2

Предел прочнос-

ти при сжатии,

Rсж, МПа 1 2 3 4 5

0,75

(БС

+Al с)

+пен

а

20

6

1

Средние значения В заключение делаются выводы о влиянии порядка загрузки сырьевых

компонентов или температуры воды затворения на основные свойства кремнеземвяжущей смеси и образцов из пеногазобетона, дается их сравнительная оценка.

29

Контрольные вопросы

1. Что называют ячеистым бетоном? 2. По каким основным признакам классифицируют ячеистые бетоны? 3. Классификация ячеистых бетонов по средней плотности и

назначению. 4. Классификация ячеистых бетонов по способу порообразования. 5. В чем заключается принцип химического способа порообразова-

ния? 6. В чем заключается принцип механического способа порообразова-

ния? 7. По каким технологиям возможно приготовление пенобетонной

массы? 8. В чем заключается принцип механохимического способа порооб-

разования? 9. В чем заключается принцип физического способа порообразова-

ния? 10. Классификация ячеистых бетонов по виду вяжущего. 11. Классификация ячеистых бетонов по способу твердения. 12. Виды вяжущих веществ, применяемых для производства ячеистых

бетонов. 13. Требования, предъявляемые к портландцементу. 14. Почему не рекомендуется применять портландцемент марки ниже

М 400 в производстве ячеистых бетонов? 15. Почему рекомендуется использовать портландцемент в составе,

которого содержится не менее 50% трехкальциевого силиката? 16. Какое вяжущее применяют для более быстрого набора

структурной прочности? 17. Требования, предъявляемые к извести. 18. При применении какого способа твердения в основном

применяется известь? 19. Что называют смешанным вяжущем? 20. Требования, предъявляемые к высокоосновному зольному

вяжущему. 21. Что называют сульфатным вяжущем? 22. Требования, предъявляемые к сульфатному вяжущему. 23. Какие кремнеземистые компоненты применяют в производстве

ячеистых бетонов. 24. Требования, предъявляемые к кварцевому песку. 25. Требования, предъявляемые к золе. 26. Что называют порообразователем? 27. Классификация порообразователей.

30

28. Какие виды газообразователей применяют в производстве газобетона?

29. Классификация пенообразователей. 30. Какие виды пенообразователей применяют при производстве

пенобетона? 31. Основные свойства пенообразователей. 32. Классификация пен по кратности и метод ее определения. 33. Что называют стойкостью пены на воздухе и в цементном тесте? 34. Что называют синерезисом? 35. Какие виды добавок применяют в качестве ускорителей

твердения? 36. Какие виды добавок применяют в качестве стабилизаторов

структуры поризованной массы? 37. Требования, предъявляемые к воде затворения. 38. Методика подбора оптимального водотвердого отношения. 39. От каких параметров зависит диаметр расплыва смеси? 40. Порядок приготовления алюминиевой суспензии. 41. Порядок приготовления газобетона. 42. Какая величина температуры воды затворения и смеси должна

быть при приготовлении газобетона? 43. Как влияет увеличение температуры смеси на протекание реакции

газовыделения? 44. Как влияет увеличение температуры смеси на степень

вспучивания газобетонного массива? 45. При взаимодействии каких компонентов и за счет чего происходит

вспучивание вязкопластичной массы? 46. На какую высоту осуществляют заливку газобетонной смеси в

формы и почему? 47. Сколько составляет предварительная выдержка ячеистого бетона

перед его тепловлажностной обработкой? 48. По какому режиму осуществляется пропаривание изделий из

ячеистого бетона? 49. По какому режиму осуществляется автоклавная обработка изделий

из ячеистого бетона? 50. Методика определения прочности при сжатии образцов из

ячеистого бетона. 51. Методика определения водопоглощения образцов из ячеистого

бетона. 52. Что называют водостойкостью? 53. Методика определения коэффициента размягчения. 54. Как влияет расход газообразователя на степень вспучиваемости и

основные свойства газобетона?

31

55. Методика определения диаметра расплыва смеси. 56. Порядок приготовления пенобетона. 57. Какая величина температуры воды затворения и смеси должна

быть при приготовлении пенобетона? 58. На какую высоту осуществляют заливку пенобетонной смеси в

формы и почему? 59. Что называют пористостью и как она подразделяется? 60. Методика определения общей пористости. 61. Как влияет водотвердое отношение на основные свойства смеси и

пенобетона? 62. Порядок приготовления пеногазобетона по первой технологии. 63. Порядок приготовления пеногазобетона по второй технологии. 64. Порядок приготовления пеногазобетона по третьей технологии. 65. Порядок приготовления пеногазобетона по четвертой технологии. 66. Какая величина температуры воды затворения и смеси должна

быть при приготовлении пеногазобетона? 67. На какую высоту осуществляют заливку пеногазобетонной смеси в

формы и почему? 68. Методика определения высоты вспучивания пеногазобетонной

смеси. 69. Как влияет порядок загрузки сырьевых компонентов на основные

свойства смеси и пеногазобетона. 70. Как влияет температура воды затворения на основные свойства

смеси и пеногазобетона.

Библиографический список

1. Комар А.Г. О некоторых аспектах управления структурообразованием и свойствами шлакосиликатного пенобетона / А.Г. Комар, Е.Г. Величко, Ж.С. Белякова // Строительные материалы. – 2001. – № 7. – С. 12 – 15.

2. Завадский В.Ф., Косач А.Ф., Дерябин П.П. Стеновые материалы и изделия: учеб. пособие. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. – 254 с.

3. Ячеистые бетоны: Методические указания к лабораторным работам / Косач А.Ф., Дерябин П.П. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2001. – 21 с.

4. Легкие бетоны: Методические указания к лабораторным работам / В.И. Белан, В.А. Безбородов, А.И. Тимофеев, А.М. Коледина. – Новосибирск: НГАСУ, 1993. – 34 с.

5. ГОСТ 10178 – 95. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.

6. ГОСТ 9179 – 77. Известь строительная. Технические требования. 7. ГОСТ 8736 – 93. Песок для строительных работ. Технические условия. 8. ГОСТ 5494 – 95. Пудра алюминиевая пигментная. Технические условия.

Учебное издание

Павел Павлович Дерябин

ТЕХНОЛОГИЯ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ


Редактор Е.В. Садина

Подписано к печати 2009 г. Формат 60 x 90 1/16. Бумага писчая.

Оперативный способ печати. Гарнитура Таймс. Усл. п. л. 2,0; уч.-изд. л. 2,0 Тираж 200 экз. Заказ № ____. Цена договорная.

Издательство СибАДИ 644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10

-------------------------------------------------------- Отпечатано в подразделении ОП издательства СибАДИ

644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10

Documents

ТЕХНОЛОГИЯ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ