Билет № 1

1. Силикатный бетон. Назначение и область применения. Исходные ингредиенты, технология производства. Основные физико-механические свойства.

С целью экономии клинкерных Цов в стр-стве широ­ко применяют бетоны на основе бесклинкерных вяжущих. Произ­водство таких бетонов базируется на использовании местных сырь­евых мат-лов и отходов Meургической, химической и других отраслей промышленности, что дает не только технико-эко­номический эффект, но и способствует охране окружающей среды.

Силикатный бетон представляет собой бесЦный бетон автоклавного твердения. Вяжущим в нем является смесь извести с тонкомолотым кремнеземистым мат-лом. В процессе автоклавной обработки известь всту­пает с кремнеземистым компонентом в химическую ре­акцию, в результате которой образуются гидросилика­ты кальция, скрепляющие зерна заполнителя в прочный монолит. В зависимости от вида кремнеземистого компо­нента различают следующие виды вяжущего в-ва: известково-кремнеземистые, состоящие из тонкомолотых извести и песка; известково-шлаковые, получаемые со­вместным помолом Meургического или топливного шлака и извести; известково-зольные, состоящие из тон­комолотых извести и топливных зол и др., получаемые из извести и отходов про­изводства искусственных пористых заполнителей. Соотношение извести и кремнеземистого компонента составляет от 30:70 до 50:50%. В каче­стве мелкого заполнителя применяют природные и дроб­леные пески, удовлетворяющие стандартным требовани­ям. В крупнозернистых бетонах используют щебень из плотных горных пород, щебень из гравия или доменного шлака размером не более 20 мм, а также различные по­ристые заполнители. (не выгодно). Состав известково-песчаной смеси рассчитывают в основном экспериментальным методом, испытывая ряд составов с постепен­ным повышением содержания извести до тех пор, пока прочность силикатного бетона не начнет снижаться. Силикатобетонную смесь рекомендуется приготовлять в смеси­телях с принудительным перемешиванием, вибросмесителях и сме­сителях бегунного типа. Трудность получения однородной смеси увеличивается по мере повышения ее жесткости. Режим автоклавной обработки изделий из плотного силикатно­го бетона зависит от вида применяемой извести, размеров изделий. При использовании гашеной извести не требуется предварительное выдерживание свежеотформованных изделий и целесообразен бы­стрый подъем давления в автоклаве. При использовани и извести-кипелки необходима доавтоклавная выдержка в течение 3-4 ч, чтобы закончилась ее гидратация. Длительность автоклавной об­работки связана с размерами и массивностью изделий — они должны полностью прогреваться. Для регулирования свойств вяжущего, бетонной сме­си и бетона применяют специальные добавки: гипсовый камень для замедления гидратации извести; триэтаноламин для повышения помолоспособности компонентов вяжущего и пластификации бетонной смеси; кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и ГКЖ-11 для гидрофобизации и повышения долговечности бетона, суперпласти­фикаторы и др. Наибольшее распространение получили мелкозернистые силикатные бетоны, заполнителем которых является обычный кварцевый песок. Песок обладает более высокой удельной поверхностью и, следовательно, лучшей реакционной способностью, а также меньшей стоимостью, чем крупный заполнитель, поэтому мелкозернистые силикатные бетоны наряду с хорошими техническими свойствами имеют низкую стоимость. Прочность силикатного бетона меняется в широких пределах: от 5—10 МПа в легких силикатных бетонах до 20—50 МПа в тяжелых бетонах и 80—100 МПа в высо­копрочных бетонах. Из силикатного бетона производят плиты перекрытий, колонны, ригели, балки, ограждаю­щие панели, стеновые блоки и другие детали. Состав силикатного бетона рассчитывают двумя спо­собами. Если известна активность известково-кремнеземистого вяжущего, определенная по стандартной мето­дике, но с применением автоклавной обработки, то мож­но использовать расчетно-экспериментальный метод для Цного тяжелого бетона, вводя в него необходимые поправки, учитывающие особенности свойств и технологии силикатного бетона. Прочность силикатного бе­тона устанавливают по результатам испытания после автоклавной обработки. Расход воды в силикатных бе­тонах устанавливают по результатам предварительных испытаний бетонной смеси состава 1:1:2 и уточняют по результатам пробных замесов. Рас­ход песка определяют по формуле

г де Ц_ик — расход известково-кремпеземистого вяжущего, кг; ик - истинная плотность вяжущего, кг/л; п - истинная плотность песка, кг/л. Окончательный расход мат-лов уточняют по ре­зультатам пробных замесов. Однако для получения качественного бетона необхо­димо песок, используемый в качестве тонкомолотой до­бавки, домалывать вместе с известью-пушонкой. Вслед­ствие повышенной плотности силикатный бетон на нега­шеной извести на 20 - 30 % прочнее бетона на гашеной извести (при одинаковых В/Ц). Минимальное количество известковопесчаного вяжу­щего, обеспечивающее получение плотного бетона, равно

г де ВВ - объем воздуха, защемленного в уплотненной силикатобетонной смеси; kу=в.п/п - коэф-т уплотнения песка при различных способах формования; п — плотность сухого немолотого песка в уплотненном состоянии (при объемном вибрировании с пригрузом ВВ = 0,05, kу= 1,15-1,25; при формовании скользящим виброштампом ВВ = 0,04 k= 1,3-1,4; при формовании на стенде силового вибропроката ВВ=0,035, kу=1,35-1,45); т — коэф-т раздвижки зерен немолотого песка тонкомолотой добавкой и известью. Для придания силикатобетонной смеси требуемой подвижности расход вяжущего увеличивают. Расход извести, т/м³, определяют по формуле: И=Иа/А; Иа = Ц/(1/а + 1,54) где Иа— содержание активной извести, т/м³; А — содержание ак­тивного оксида кальция в товарной извести, доли единицы; а — соот­ношение между активным оксидом кальция и молотым песком в вя­жущем по массе. Расход молотого песка, т/м³: Пм = Ц – И. Расход немолотого песка-заполнителя, т/м³: Пн = 2,5 – (2,5 - п/m). Количество воды в бетонной смеси, л/м³: В = ЦВ/Ц; Плотность уплотненного силикатного бетона, т/м³: б = Ц + Пн

При определении состава силикатного бетона следует иметь в виду следующее: 1) чем мельче песок, служащий заполнителем, тем меньше должна быть размолота та часть песка, которая входит в состав вяжущего; 2) чем выше заданная марка бетона, тем больше рас­ход вяжущего; 3) расход вяжущего для получения силикатного бе­тона заданной марки уменьшается при увеличении дис­персности мелкого песка и растет при увеличении фор­мовочной влажности силикатобетонной смеси; 4) дисперсность молотой извести должна быть в 2— 2,5 раза выше дисперсности молотого песка. Подобранный по графикам или рассчитанный состав силикатного бетона уточняют по результатам испыта­нии образцов, изготовленных из смесей с одинаковым В/Ц при расходе вяжущего 0,9Ц; Ц; 1,1Ц и выбирают оптимальный состав, отвечающий заданным условиям. На основе известково-кремнеземистых вяжущих можно получить мелко- и крупнозерни­стые бетоны высокой прочности — до 80 МПа, которые можно применять и для предварительно-напряженных конструкций, что ставит их в одни ряд с классическим Цным бетоном. Наряду с плотными силикатными бетонами (р = 1800... 2500 кг/м³) применяются легкие (р = 500...1800 кг/м³) и особо лег­кие (р<500 кг/м³). К легким силикатным бетонам относятся: бетоны с пористыми заполнителями (силикатный керамзитобетон, шлакобетон и т. п.); крупнопористые беспесчаные силикатные бетоны; поризованные силикатные бетоны крупнозернистые и мелкозернистые; ячеистые силикатные бетоны (пено- и газосиликатобетон).