Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

3Ca(OH)2 + 2Al + 6H2O  3CaO * Al2O3 * 6H2O + 3H2 ↑.

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

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 устойчивойИпены, 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 форсированным способом. Этот способ можно отнести к разряду новых, при котором формовочная смесь на первом этапе поризуется за счет введе-

4

Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

ния 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;

Для материалов неавтоклавногоДтвердения в основном применяют портландцемент класса по прочности 32,5 или более, отвечающий требованиям ГОСТ 31108–2016 «Цементы общестроительныеИ. ТУ». Рекомендуется использовать алитовый портландцемент, содержащий в составе не менее 50% трехкальциевого силиката (3CaO*SiO2). ля обеспечения более быстрого набора структурной прочности поризованной ячеистобетонной массы используют вяжущее низкой водопотребности (ВНВ). Для авто-

клавных 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 из- весть-кипелку не менее 2-го сорта с содержанием активных CaO и MgO 80%, непогасившихся частиц не более 11% и с дисперсностью менее 0,2 мм. В этом случае при приготовлении растворной смеси для получения ячеистобетонной массы выделяется большое количество теплоты, что спо-

5

Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

собствует процессу порообразования, предохранению оседания газонасыщенной массы до ее затвердевания и повышению прочности готовых изделий ячеистой структуры.

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

ГО Т 125–79 с добавкой 5% тонкомолотого (удельная поверхность 2000 – 3000 см /г) кр сталлического карбоната кальция, мрамора и т.п.

При про зводстве автоклавных ячеистых бетонов возможно использо-

Кремнезем стый компонент

В качестве кремнеземистого компонента используются: кварцевый пе-

си для производства ячеистыхАетонов 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 %.

сок, золы ТЭС, шлаки и др.

Основными показателями кремнеземистого компонента в составе сме-

Применяемый в изготовлении изделийДиз ячеистого бетона кремнеземсодержащий компонент – кварцевый песок – согласно ГОСТ 8736–2014 «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:

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

6

Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

бурых углей не должна превышать 5% и в каменных углях – 7%.

Порообразователи

В технологии газобетонных изделий в качестве газообразователей

В настоящее время в России существует много разновидностей пенообразователей как отечественногоА, так и зарубежного производства. К отечественным пеноо разователям относят клееканифольный, алюмосульфонафтеновый, смолосапониновый, ПО–1, БелПор–1Ом, «Унипор», ПО – 6, ПБ – 2000, а к зару ежным «Неопор», « иет», «Едама» и др., удовлетворяющие требованиям ГОСТ 6948 – 81.

Клееканифольный пенообразовательДприготовляют 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 температурыИ.

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.

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.

7

Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

Расход клееканифольного пенообразователя составляет 8 – 12 %, смолосапонинового – 12…16 %, алюмосульфонафтенового – 16…20 % и пенообразователя ГК – 4…6 % от расхода воды. Смесь из двух пенообразователей (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 зарубежных пенообразователей [1].

А Основными показателями действияДпенообразователя являются: крат-

ность 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.

Синерезис – это самопроизвольное уменьшение объема пены, сопро-

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»).

Вода, применяемая для получения ячеистого бетона, должна удовле-

8

Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

творять требованиям ГОСТ 23732–2011 «Вода для бетонов и строительных растворов. ТУ». Водородный показатель воды составляет 4 – 9 единиц.

Лабораторная работа № 1

• штангенциркульлабораторныепо ГОСТ 166–89;

• гидравлический пресс с максимальным усилием 50 – 250 кН

(5 – 25 тс) по ГОСТ 28840–90;

Порядок выполнения ра оты

Преподаватель делит студентов на три – четыре бригады. Каждая бри-

Исходные данные для расчета и подбора состава газобетона зада-

ются преподавателем.

1. Rб – требуемая марка газобетона, кг/см2.

9

Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

2.ρср – 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 Скремнеземистого компонента

к вяжущему и водотвердого отношения

Значен е отношен я кремнеземистого компонента к вяжущему в смеси мается по табл. 3 в зависимости от вида вяжущего и способа твер-

дения.

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 – 5-ти составов, уточняется значение С, обеспечи-

вающее заданную плотность бетона при наибольшей его прочности.

Д После принятия значений С определяют водотвердоеИотношение (В/Т),

обеспечивающее заданную текучесть растворной смеси, удовлетворяющую требованиям табл. 4 с учетом температуры смеси в момент выгрузки

(табл. 5).

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

10

Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

того – 400 * С / (С + 1) г, после чего В/Т определяется с помощью вискозиметра Суттарда, стремясь получить текучесть смеси, установленную в табл. 4.

11

Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

2. Расчет состава газобетона

Пористость бетонной смеси, которая должна быть создана газообразователем для получения газобетона заданной ρср и В/Топределяют по формуле

12

Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

13

Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

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.

мешивание производят в следующем порядке: в сосуд засыпают необходимое для одного замеса количество пудры, затем засыпают поверх- ностно-акт вное вещество (сульфанол, канифольное мыло, стиральный

Температура раствораАдолжна быть в пределах 35 – 40 0С. Высоту заливки газобетонной смеси в формы ориентировочно осуществляют на 4/5

нутного перемешивания 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.

где h0 – высота бортов формы; ρс, Дρр – 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.

подъем температуры до 80 0С ……………. 4 ч; изотермический прогрев при 80 0С ……… 6 ч; спуск температуры до 20 0С ……………… 4 ч.

В автоклаве запарка проводится по режиму:

подъем давления до 0,8 МПа …………….. 3 ч;

14

Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам

_________________________________________________________________________________________________________________

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 вспучи-

Определениебпредела прочности при сжатии ячеистого бетона производят на шести о разцах-ку ах или образцах-цилиндрах. Образцы высу-

шивают до постояннойАмассы, 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.

10 x 10 x 10 см или о разцов-цилиндров диаметром и высотой 10 мм.

где F – разрушающая нагрузка, кг; Sобр – площадьИобразца, см2.

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

15