книги из ГПНТБ / Иванов И.А. Технология легких бетонов на искусственных пористых заполнителях учеб. пособие

пневматическим способом их смешивают с керамзитом, цементом и водой.

Пенообразователи можно использовать те же, что и для производства ячеистых бетонов. Клееканифольные и смолосапоншювые пенообразователи приготовляют в соответствии с требованиями ОТ 277-70. Пенообразова­ тель гпдролизованная кровь (ГК) поступает на заводы легкобетонных изделий в готовом виде под названием «Пенообразователь ПО-6» и применяется после разведе­ ния водой в соотношении 1 : 4. Пенообразующпе добавки не могут долго храниться, особенно в теплое время года, поэтому приготовляют добавки по мере необходимости н'а срок не более 10—20 суток.

Пену приготовляют двумя способами: пневматичес­ ким и механическим. Наиболее удобно взбивать ее цен­ тробежным насосом (рис. VI.6).

Концентрированный пенообразователь разбавляют водой в соотношении, указанном в табл. VI.5. Для это­ го используют механизированный смеситель (например, смеситель типа С-868 емкостью 65 л). Водный раствор пенообразователя насосом подается в расходный бак, из которого поступает в дозировочный бачок, оборудо­ ванный мерным приспособлением (например, поплавком с электрической контактной системой, мерным стеклом). Пропускная способность крана, соединяющего дозатор с центробежным насосом, должна быть 15—20 л)мин. Центробежный насос взбивает пену и перекачивает ее по трубопроводу диаметром 5—10 см в бак, располо­ женный над бетоносмесителем. Рекомендуется пользо-

180

ваться центробежными насосами консольного типа мар­ ки НФ, КНШ, 6К6.

Для гидрофобпзацгш легкобетонных изделий исполь­ зуют кремнийорганнческие полимерные материалы, мы­ лонафт и битумную эмульсию. На предприятия кремнийорганические составы — жидкость ГКЖ-94 (100%-ный раствор в уайт-спирите или керосине), водная эмульсия

температуры. При использовании кремнийорганической жидкости ГКЖ-94 100%-ной концентрации водную эмульсию приготовляют следующим образом. К холод­ ной воде добавляют столько желатины, чтобы получил­ ся 1%-ный раствор. Затем этот раствор подогревают до температуры 60—80° С, пока желатина полностью не растворится. В охлажденный раствор вводят жидкость

вателя; 3— трубопро ­

для получения и по ­

181

2. Приготовление легкобетонной смеси

Приготовление легкобетонной смеси сводится к до* зированию и смешиванию составляющих материалов. Дозируют составляющие материалы в соответствии с по­ добранным в лаборатории составом бетона. Точность дозирования материалов должна соответствовать следу­ ющим требованиям: для вяжущих и тонкомолотых гид­

низких марок (до 100 включительно), приготовляемых непосредственно на строительной площадке (например, при возведении высотных зданий из монолитного бето­ на или при формовании легкобетонных камней), дози­ ровка материалов может быть менее точной: вяжущих, тонкомолотых добавок ± 2 % ; заполнителей ± 5 % .

Объемная масса крупных пористых заполнителей ко­ леблется в значительных пределах. Следовательно, объ­ емы одинаковых по массе порций заполнителя также различаются, в результате че­ го изменяется заданный состав легкого бетона и ухудшается удобоукладываемость его сме­

си.

182

стачивается путем установки в бункере весового дозато­ ра качающейся стенки — шибера (рис. VI.7), положение которой в момент достижения заданного объема мате­ риала фиксируется концевым выключателем. Каждый раз дозируется один и тот же объём материала. Устано­ вив таким образом для каждого замеса объемную массу крупного заполнителя, корректируют массу остальных составляющих. Для корректировки объема пористого заполнителя изменяют положение концевого выключате­

них влаги не постоянно, что снижает точность дозиров­ ки воды и заполнителей, при этом трудно получить за­ данную удобоукладываемость бетонной смеси. Ряд свойств легкого бетона, такие, как морозостойкость, прочность, усадка, в значительной степени зависят от того, в сухом или влажном состоянии применяют порис­ тые заполнители для приготовления бетонной смеси.

Как было показано выше, отсос пористыми запол­ нителями некоторого количества воды из цементного те­ ста улучшает свойства бетона. Заполнитель при этом увеличивается в объеме, что дополнительно повышает плотность его контактной зоны с цементным камнем. Предварительное увлажнение пористого заполнителя ос­ лабляет отсос воды и поэтому нежелательно.

Однако в тех случаях, когда обезвоживание цемент­ ного теста, вызванное поглощением воды, приводит к значительному снижению требуемой подвижности бетон­ ной смеси, предварительное увлажнение заполнителя допустимо. Так, в работах И. Н. Ахвердова показано, что для транспортирования легкобетонных смесей бето­ нонасосами по трубопроводам пористые заполнители требуется подвергать предварительному водонасыщению.

Водонасыщенные заполнители могут применяться и при уплотнении смесей вибротрамбованием, например при изготовлении стеновых легкобетонных камней.

В зарубежной практике заполнители увлажняют не путем погружения их в воду, а лишь обрызгиванием не­ посредственно перед применением.

Легкобетонную смесь следует приготовлять в смеси-

183

телях принудительного действия, обеспечивающих хоро­ шее качество смешивания компонентов без существенно­ го изменения зернового состава заполнителей. При ин­ тенсивном перемешивании бетонной смеси зерна порис­ того заполнителя измельчаются тем сильнее, чем меньше их прочность. В приготовленной бетонной смеси количе­ ство мелких фракций малопрочных заполнителей может оказаться больше, чем нх содержалось в исходном за­ полнителе.

В гравитационных смесителях заполнители в мень­ шей степени подвергаются измельчению, однако при этом не обеспечивается требуемая однородность бетон­ ной смеси, так как зерна пористого заполнителя вслед­ ствие меньшей объемной массы по сравнению с плотным менее интенсивно погружаются в смесь при свободном падении. Достаточно хорошее перемешивание бетонной смеси в машинах гравитационного действия возможно лишь при повышенной объемной насыпной массе пори­ стых заполнителей (около 1000 кг/м3), а также при приготовлении подвижных бетонных смесей для конст­ руктивных и высокопрочных легких бетонов, отличаю­ щихся повышенным содержанием цемента и большой объемной массой.

В качестве смесителей применяют растворосмесители и бетоносмесители разного принципа действия. Ха­ рактеристика используемых в производстве легкобетон­

вает быстрое и однородное перемешивание массы. Его производительность может достигать 15 м3/ч.

Для приготовления бетонных смесей повышенной же­ сткости (более 30 сек) весьма эффективно применять виброперемешиваиие, которое осуществляется путем по­ становки глубинных вибраторов в чашу смесителя с ло­ пастным механизмом. Такой технологический прием обе­ спечивает не только хорошую однородность смеси, но и повышенную прочность сцепления цементного камня с заполнителем. При этом ускоряется твердение легких бетонов, особенно в раннем возрасте. Прочность бетоиа может увеличиваться на 10—15%.

Меньшая объемная масса пористых заполнителей по сравнению с плотными приводит к необходимости более

Ш

* Машина имеет скиповый подъемник.

длительно и тщательно перемешивать лепвдбетошше смеси. Так, при изготовлении конструктивных легких бе­ тонов продолжительность перемешивания бетонной сме­ си на керамзитовом гравии должна быть не менее 4 мин. Если зерна пористого заполнителя имеют щебневидную форму, то время перемешивания повышается до 5 мин. Для конструктивно-теплоизоляционных бетонов время перемешивания может быть снижено до 3—4 мин. Од­ нако при приготовлении легкобетонных смесей, поризо-

1,85

ванных воздухововлекающими добавками, общая про­ должительность перемешивания должна быть, как пра­ вило, не менее 4—5 мин.

Порядок загрузки материалов в смеситель может быть различным. Если необходимо поддерживать про­ изводительность бетоносмесителей, соответствующую паспортной, автоматические дозаторы должны выдавать все материалы одновременно, лишь вода подается посте­ пенно, по мере перемешивания бетонной смеси.

Поскольку изменение зернового состава пористых заполнителей в наибольшей степени происходит при су­ хом перемешивании, для предотвращения этого реко­ мендуется одновременно с пористыми заполнителями по­ давать 2/з потребного на замес количества воды. Водные растворы добавок для поризации и пластификации сме­

зом) при приготовлении беспесчаных поризованных лег­ кобетонных смесей загружать материалы и перемеши­ вать бетонную смесь рекомендуется в такой последова­ тельности:

а) если применяют пену, в смеситель загружают крупный пористый заполнитель, Уз требуемого количе­ ства воды и смесь перемешивают '/г мин; если же ис­ пользуют газообразователь, то вместе с пористым за­ полнителем загружают вяжущее, но вода не подается — перемешивается только сухая смесь;

б) на втором этапе (при использовании пены) в ра­ ботающий смеситель подают вяжущее и остальное ко­ личество воды; смесь перемешивается еще 1,5—2 мин; если же применяют газообразователь, в сухую смесь до­ бавляют 2/з общего количества подогретой воды; время

мешивание продолжается еще 1—2 мин или вводят га­ зообразователь (водоалюминиевую суспензию) и оста­ ток подогретой воды; в этом случае смесь дополнитель­ но перемешивают 2—3 мин.

Легкие бетоны и отделочные декоративные растворы следует готовить в разных смесителях.

Ряд специалистов предложили метод изготовления железобетонных конструкций с раздельной укладкой раствора и крупного заполнителя. Проверено его при­ менение и на легких бетонах. При изготовлении легко-

18R

бетонных конструкций в горизонтальных формах пори­ стый заполнитель предварительно увлажняют и уклады­ вают в формы с вибрацией. Отдельно приготовляют рас­ твор на кварцевом или пористом песке.

С целью активизации цемента растворную часть при­ готовляют в высокоскоростных смесителях турбулент­ ного и турбулентио-вихревого типа. При этом достигает­ ся не только экономия цемента (10%), но и улучшаются свойства цементного теста. Растворная часть менее рас­ слаивается, повышается ее подвижность, водонепрони­ цаемость в затвердевшем состоянии. Раствор нагнета­ ется в форму с уложенным крупным заполнителем по­ средством растворонасоса. По методу «восходящего раствора» он по трубам поступает снизу и, проходя между зернами крупного заполнителя, принимается вверх. Если для приготовления бетона используется ке­ рамзитовый гравий окатанной формы с относительно гладкой поверхностью, раствор можно подавать сверху. Для заполнения раствором всех пустот применяют виб­ рацию.

Транспортировать легкобетонную смесь следует та­ ким способом, чтобы она по возможности не расслаива­ лась. От бетоносмеснтельного цеха к постам формова­ ния бетонную смесь можно подавать различными вида­ ми транспорта: самоходными тележками — по эстакаде; бетонораздатчиками, бетоноукладчиками, кюбелями — мостовым краном. На многих предприятиях применяют ленточные транспортеры. Их преимущество в непрерыв­ ности действия и большой производительности. В тоже время такой способ транспортирования для легкобетон­ ных смесей нельзя признать эффективным, поскольку они расслаиваются от толчков и вибрации ленты, а так­ же при перегрузках.

Пластичные легкобетонные смеси можно подавать и пневмотранспортом. И. Н. Ахвердов впервые, изучая движение легкобетонных смесей по трубам при перека­ чивании насосами (Закавказметаллургстрой), устано­ вил, что затруднения при транспортировании легкобетон­ ной смеси таким способом возникают в результате обез­ воживания цементного теста пористыми заполнителями. Отсос воды ведет к загустеванию теста и потере требуе­ мой подвижности, в связи с чем бетонная смесь может запрессовываться в трубопроводе. Процесс обезвожива­ ния усиливается по мере увеличения расстояния от ме-

187

ста подачи бетонной смеси. Чтобы предотвратить загустевание теста, необходимо применять водонасыщенаые заполнители или использовать подвижные бетонные сме­ си с осадкой конуса не менее 8 см.

Стабильные смеси такой подвижности, не расслаива­ ющиеся при транспортировании, могут быть получены лишь при повышенном расходе цемента, который для каждого конкретного случая устанавливают опытным пу­ тем. По данным И. Н. Ахвердова, предельная дальность подачи легкобетонных смесей (при условии полного водонасыщенпя заполнителя) должна быть примерно в 1,3 меньше, чем для обычного бетона.

3. Формование изделий и конструкций

Выбор рациональных способов формования и опти­ мальных режимов уплотнения имеет первостепенное зна­ чение в производстве легкобетонных изделий хорошего качества, долговечных и экономически эффективных. В процессе формования очень важно получить заданную степень уплотнения бетонной смеси, изделия требуемой геометрической формы с точными размерами и однород­ ной по сечению структурой бетона.

Формуемость бетонной смеси

Под формуемостью или удобоукладываемостью под­ разумевается способность бетонной смеси сравнительно легко и с наименьшими энергетическими затратами при­ нимать заданную форму и обеспечивать при этом необ­ ходимую степень уплотнения и однородную структуру во всех точках бетонируемого изделия и сооружения.

В соответствии с действующим ГОСТ 11051—70 удобоукладываемость легкобетонной смеси можно оцени­ вать различными методами в зависимости от степени ее подвижности и структуры. Если подвижность высокая и уплотняемая смесь растекается без внешнего механиче­ ского воздействия, применяют нормальный конус. Если смесь подвижна только при вибрации, удобоукладываемость контролируют двумя способами: при жесткости до 60 сек применяют технический вискозиметр, а при жест­ кости свыше 60 сек — прибор с пригрузом, создающим при вибрации давление на смесь 40 гс/см2. Однако все эти методы допускается использовать лишь для смесей,

188

характеризующихся полным заполнением раствором всех пустот между зернами крупного заполнителя, т. е. для плотных и поризованных смесей. Что касается ма­ лопесчаных и беспесчаных (крупнопористых) смесей, то они имеют свойства увлажненных сыпучих материалов и при оценке их формуемости основное внимание следу­ ет уделять не способности уплотняться и приобретать заданную форму, а обеспечению однородности структу­ ры бетона; смесь в процессе формования не должна рас­ слаиваться.

Легкобетонные смеси плотной и поризованной струк­ туры, подобно обычным бетонным смесям на плотных заполнителях, могут иметь любую степень удобоуклады­ ваемости (табл. VI.7). Однако водопотребность их при этом намного больше, чем у смесей на плотных запол­ нителях. Повышенное количество воды, необходимое для получения заданной удобоукладываемости, объясняется в основном значительной пористостью применяемого за­

Рассматривая факторы, влияющие на удобоукладываемость, будем исходить из представления, что легкий бетон — материал двухкомпонентный, состоящий из крупного заполнителя и растворной части. Это дает воз­ можность использовать для данного случая хорошо изу­ ченные в технологии обычных бетонов реологические свойства цементного теста и раствора.

По данным И. Н. Ахвердова, реологические свойства цементного теста следует рассматривать в зависимости

189