405

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

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.)

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

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

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

Масса замеса

бетоносмесителя, равный 0,6 – 0,8; р – средняя плотность раствора, равная 1,4 т/м3.

Результаты расчета составов пенобетона заносятся в табл. 9.

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:

21

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.

5. Определение предела прочности при сжатии

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).

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.

Лабораторная работа № 3

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 (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 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.

23

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

Значение отношения кремнеземистого компонента к вяжущему в смеси 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

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

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.

24

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

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 %.

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

Коэффициент выхода пор Кп при расчете расхода пенообразователя

где Вм – доля вклада в объем общей пористости пеногазобетона при механическом способе порообразования, Вм = 60 – 65 %.

Расход сухих компонентов определяют по формуле

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

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

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

Масса замеса

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.

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;

26

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.

5. Определение предела прочности при сжатии

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

27

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.

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.

28

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 порообразования?

6.В чем заключается принцип механического способа порообразования?

7.По каким технологиям возможно приготовление пенобетонной массы?

8.В чем заключается принцип механохимического способа порообразования?

9.В чем заключается принцип физического способа порообразования?

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

М400 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.

29