исследование свойств пенобетона

Федеральное агентство по образованию

Томский государственный архитектурно-строительный университет

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПЕНОБЕТОНА

Методические указания к лабораторной работе

Составители И.А. Прищепа, С.А. Лукьянчиков, А.В. Некрасов

Томск 2009

1

Расчет состава, изготовление и определение основных свойств пенобетона: методические указания / Сост. И.А. Прищепа, А.В. Некрасов, С.А. Лукьянчиков. – Томск: Издво Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2009. – 19 с.

Рецензент к.т.н., доцент Т.Е. Дизендорф Редактор Е.Ю. Глотова

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине ОПД.Ф.4 «Технология теплоизоляционных материалов» для студентов, обучающихся по специальности 270100 «Строительство» для специальности ПСМиК, очной формы обучения.

Печатаются по решению методического семинара кафедры строительныхматериаловитехнологий, протокол№ от30..2008 г.

Утверждены и введены в действие проректором по учебной работе В.В. Дзюбо

с 01.12.2008 до 01.12.2013

Подписано в печать Формат 60х90/16. Бумага офсет. Гарнитура Таймс.

Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 50 экз. Заказ №

Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2. Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ.

634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15.

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………………………………………………………… 4

Цельисодержаниеработы………………………………………….. 5 Требуемыематериалыиаппаратуранаоднубригаду…………… 5 1. Методикиопределениясвойствпенобетона…………………….. 6

1.1Подбор состава пенобетона……………………………….. 6

1.2.Приготовление пенобетонной смеси……………………... 11

3

ВВЕДЕНИЕ

Ячеистыми бетонами называют искусственные каменные материалы, состоящиеиззатвердевшейкомпозициивяжущеговещества, с наполнителямиилибезнихиравномернораспределеннымипорами.

В качестве вяжущего применяют портландцемент марки не ниже М400, удовлетворяющий ГОСТ30515-97, а в качестве кремнеземистогокомпонента– природныйилимолотыйпесок, зола-уносТЭЦ илиихсмесь.

Ячеистую структуру пенобетона получают путем смешивания минеральногораствораспеной.

Показатели прочности пенобетона на сжатие характеризуются маркамиМ7,5; М10; М15; М25; М35; М50; М75; М100; М150; М200 и классами В0,5; В0,75; В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12.5; В15.

Попоказателямсреднейплотностиназначаютследующиемарки бетонов в сухом состоянии: D300; D350; D400; D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; D1200.

Для бетонов конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, назначают и контролируют следующие маркибетонапоморозостойкости: F15; F25; F35; F50; F75; F100.

Назначение марки бетона по морозостойкости проводят в зависимости от режима эксплуатации конструкции и расчетных зимних температурнаружноговоздухаврайонахстроительства.

Физико-механические свойства теплоизоляционных материалов зависит от ряда факторов: средней плотности, пористости, вида сырьевыхматериаловиихколичественногосодержания, тонкостиизмельчения, водотвердогоотношенияиусловийтвердения.

ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Целью работы является закрепление теоретических знаний, освоение методов испытаний, изучение основных свойств и требований предъявляемыхккачествупенобетона, атакжеприобретениенавыков самостоятельнойработы.

4

Для определения основных свойств пенобетона каждая бригада должна выполнить:

1.Рассчитать состав пенобетона.

2.Определить свойства пенобетонной смеси.

3.Изготовить образцы-кубики и провести физикомеханические испытания.

4.Провести корректировку состава пенобетонной смеси.

ТРЕБУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТУРА НА ОДНУ БРИГАДУ

5

1. МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ ПЕНОБЕТОНА

Подбор состава пенобетона

Несмотря на большое разнообразие и значительные различия в исходных данных материалов и способах приготовления пенобетона установлены закономерности изменения его свойств в зависимости от состава бетона. Это позволило разработать расчетно-экспериментальный метод расчета состава пенобетона как автоклавного, и так и безавтоклавного твердения.

Наилучшим составом пенобетона заданной плотности является такой, который обеспечивает получение пенобетона наибольшей прочности.

Расчет производят в следующей последовательности:

1. Принимают ориентировочное значение С, для получения наибольшей прочности пенобетона, они приведены в табл.1.

Таблица 1

Исходные значения С для подбора состава пенобетона на разных видах вяжущего

2. Текучесть смеси назначают по табл. 2, в зависимости от величины средней плотности пенобетона ρс и вида вяжущего.

6

Текучесть определяют по диаметру расплыва (в см) на вискозиметре Суттарда.

Вискозиметр Суттарда состоит из медного или латунного цилиндра с внутренним диаметром 5 см, высотой 10 см и квадратного листового стекла со стороной 45 см. На бумагу подкладываемую под стекло, нанесены концентрические окружности через каждые 0,5 – 1 см.

Перед испытанием цилиндр и стекло протирают мягкой тканью, смоченной чистой водой. Стекло кладут строго горизонтально и ставят на него цилиндр так, чтобы внешний контур цилиндра совпал с окружностью диаметром 6 см.

Испытываемую смесь наливают в цилиндр доверху и выравнивают поверхность смеси заподлино с краями цилиндра. Затем быстрым и точным движением поднимают цилиндр снизу вверх. Смесь при этом растекается в виде лепешки, диаметр которой обуславливается консистенцией смеси.

3.Водотвердое отношение (В/Т), должно обеспечивать заданную текучесть растворной смеси с учетом температуры смеси в момент выгрузки.

В/Т может быть ориентировочно 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 равным 0,3 и 0,4, если в качестве кремнеземистого компонента применяются соответственно песок и зола.

4.В/Т уточняют экспериментально. Для этого берут 0,4 кг сухой смеси (исходного состава) и 0,16-0,28 л воды.

В/Т, как отношение массы воды затворения к массе сухой смеси, принимают за исходное, если полученная текучесть раствора отклоняется от данных таблицы 2 не более чем на ± 1см.

5.Уточняют оптимальное отношение кремнеземистого компонента к вяжущему С на основании показателей прочности образцов-кубов, изготовленных из пенобетона с текучестью смеси указанной в табл. 2, и запаренных в автоклаве, пропаренных или в возрасте 28 суток естественного твердения.

7

Таблица 2

Значение текучести раствора для определения исходного водотвердого отношения В/Т пенобетона

6. Определяют пористость смеси, которая должна быть создана порообразователемдляполученияпенобетонасзаданнымиρс иВ/Т:

гдеρс– проектируемаявеличинасреднейплотностипенобетонаввысушенномсостоянии, кг/м3; Кс– коэффициентувеличениямассыврезультате твердения за счет химически связанной воды (Кс=1,1); Vуд - удельныйобъемсухойсмеси, определяетсяопытнымпутемилипоформуле

1000

где ρф.р – фактическая величина средней плотности кремнеземвяжущего раствора (1400 кг/м3).

8

7. Определяют расход материалов на 1 замес

где α – коэффициент использования порообразователя (0,85); V

– объем одновременно заливаемых изделий (объем замеса), л; К – коэффициент выхода пор. Это отношение объема пор к мас-

се порообразователя К= Пр , для расчетов принимают пенооб-

Рп

разователя – 20 л/кг.

n – доля объема цемента в смешанном вяжущем.

Расход извести

Ри=Рвяж(1-n), Ри.ф=Рвяж=(Ри/Аф)100, (7)

где Ри – масса извести, содержащей 100 % активного СаО; Ри.ф – фактический расход извести, л/кг; Аф – фактическая активность (70, 80, 90 % соответственно для 3-го, 2-го и 1-го сортов извести).

Расход кремненземистого компонента

9

Расход стабилизатора структурной прочности массы: гипс или жидкое стекло принимаются равными 3 – 5 % от вяжущего. В случае использования других стабилизаторов, их расход устанавливается на основе литературных или эксплуатационных данных.

10. Ориентировочный расход пенообразователя определяется в соответствии с ТУ или литературными данными и зависят от его вида; компонентного состава смеси, а также химических, минералогических и гранулометрических свойств сырьевых материалов.

Для производства 1 м3 неавтоклавного пенобетона со средней плотностью 400…800 кг/м3 расход пенообразователя обычно составляет 1,2…1 кг.

Температура смеси для пенобетона на цементе или смешанном вяжущем, при которой определяется исходное водотвердое отношение В/Т, должна быть 25 ºС.

Пена по своему качеству должна удовлетворять следующим требованиям: выход пор К – не ниже 15 л/кг, стойкость, характеризуемая коэффициентом использования порообразователя α, - не ниже 0,8.

Для получения пены требуемого качества в производственных условиях опытным путем уточняют оптимальное отношение воды к пенообразователю.

Исходные отношения воды к различным пенообразователям принимают (проц. к массе): для ПО-6 – 12; смолосапонинового – 8; клееканифольного – 5.

Установлено, что изменение отношение воды к пенообразователю для первых двух пенообразователей может находиться в пределах ±2 и последнего ±1.

11. Масса замеса

где V – объем пенобетономешалки, м3; Кз – коэффициент заполнения пенобетономешалки, равный 0,6…0,8; ρр – средняя плот-

10