Николая Анатольевича Попова посвящается пенобетон: новое в основах технологии
|
Скачать 213.38 Kb.
|
|
Светлой памяти Николая Анатольевича Попова посвящается ПЕНОБЕТОН: НОВОЕ В ОСНОВАХ ТЕХНОЛОГИИ Б.Э. Юдович, канд. техн. наук, доцент С.А. Зубехин, инженер (ООО «ИнТехСтром», Москва) Краткое содержание. Предложены следующие новые приёмы в технологии неавтоклавного пенобетона без наполнителей и заполнителей, а также изделий на его основе: 1) введение стабилизирующей и структурирующей добавок соответственно в цемент и в пенобетонную смесь, предотвращающих её осадку, просадку пенобетона и усадочное трещинообразование в нём; 2) применение новой технологической схемы из двух, последовательно используемых смесителей с радикальным повышением однородности предварительно приготавливаемой в первом – быстроходном турбинном смесителе с регулируемым кавитационным воздухововлечением – цементо-водной суспензии (ЦВС) и со 100%-ной полнотой быстрого опорожнения его cодержимого во второй, среднеходный смеситель, используемый для совмещения ЦВС с параллельно, но отдельно генерируемой пеной и приготовления пенобетонной смеси (ПБС); 3) использование нового пенообразователя, синтезируемого с катализатором на основе двух ПАВ и образующего однородную двойную пену плотностью 40 – 50 г/л с регулируемым индукционным периодом, в 1,5 – 2 раза более стойкую по сравнению с протеиновой и не замедляющую твердение цементного камня в пенобетоне; 4) укладка ПБС средней плотностью () ≤ 400 (кг/м3) в новые формы, заполняемые через один лоток и образующие в каждом из последовательно заполняющихся сопряженных гнезд самопрогревающийся, гидрофобизированный в теле массив высотой до 2,5 м без осадки/просадки; 5) применение нового принципа резки распалубленных массивов и нового скоростного резательного оборудования для изготовления пенобетонных блоков при возврате пыли и кусков от резки в форму перед заливкой массива при отсутствие в блоках видимых границ между ПБС и кусками на плоскости реза; 6) твердение пенобетонных блоков (все поверхности – резаные) в условиях климатизации (при относительной влажности 100% и внешней температуре 20 – 45 С). Результаты: ПБС с коэф. вариации плотности в пределах 3 – 6%, пенобетон без просадки и трещин марки по средней плотности D 200 – 500 кг/м3 и прочностью в 28-суточном возрасте 0,7 – 3,5 МПа соответственно, водопоглощением менее 7%, морозостойкостью при D400 – F35, D500 – F50. Построено опытное малоэтажное каркасное здание с заливкой стен монолитным пенобетоном в несъёмную опалубку с высотой слоёв одноприемной заливки до 1,7 м при D пенобетона 330 кг/м3. По резательной технологии изготавливали блоки из пенобетона (D 350) для укладки на клею. Набор необходимого технологического оборудования и пенообразователь доведены до уровня товарного производства. 1. Состояние вопроса. Известно, что химия и технология пенобетона является едва ли не самой сложной частью бетоноведения (см. о трудностях понимания в последнем обширном обзоре [1]). По этой и ряду других причин большинство бетоноведов в нашей стране долгие годы не проявляло к пенобетону интереса. Это было одним из факторов замедления в 70-е – 80-е годы ХХ в. сначала очень быстрого у нас прогресса в данной области (исключая годы II мировой войны), что видно из сравнения старых и современных работ. В самом деле, пенобетон – далеко не новый строительный материал1, в том числе – и особо легкий пенобетон. Так, основатель массового производства легких, в т.ч. ячеистых бетонов в нашей стране в 30-х годах Н. А. Попов демонстрировал на лекциях в МИСИ (ныне МГСУ) в 50-е годы изготовление лабораторных образцов особо легкого пенобетона – марки по средней плотности (D) 250 кг/м3 – на основе сапонино-альгинатного пенообразователя по А. А. Брюшкову. Попов четко разделял пены для лабораторной демонстрации (из уникального сырья) и производственные пены. Он впервые указал, что зависимость прочности ячеистых бетонов, в т. ч. пенобетона, от В/Ц, как и тяжелых бетонов, является не обратно пропорциональной или антибатной, а экстремальной [4] – c максимумом при оптимальном В/Ц. Отечественный опыт 30-х годов обобщён в первой в мире монографии по пенобетону [5]. В ней, в частности, подчеркнута важность соблюдения при организации его производства постоянства консистенции пенобетонной смеси (ПБС), для оценки которой М. И. Гензлер и Б. Н. Кауфман изобрели конус, впоследствии названный конусом СтройЦНИЛ (ныне – в ГОСТе 23789-79). Это позволяет в известной мере стабилизировать и плотность пенобетона. Основные результаты отечественных работ 30-х годов следующие. Впервые в мире был разработан госстандарт: ОСТ 6161-1932 «Пенобетон. Технические условия» с нормами: прочность в 28-суточном возрасте (R28) 4 кгс/см2 при D 400 кг/м3, 6 кгс/см2 при D 400 – 500 кг/м3 и т. д. Kоэффициент теплопроводности при D 400 – 0,1 Вт/м∙град, при D400 – 500 0,12 Вт/м∙град. Водопоглощение через 5 сут – в пределах 8 – 20%, затем оно стабилизируется тем позднее, чем выше его уровень через 5 сут; при оценке через 110 сут стабильный уровень водопоглощения в 2,5 раза выше 5-суточного (правило Кауфмана). Правило характеризует присутствие фракции замкнутых пор, доля которой часто превышает 50%. Морозостойкость (Мрз): при D 300 5-15 циклов, D 350 16-29 циклов, D 400–450 21-40 циклов, D 500–550 26-46 циклов. Из этих данных следует, что значения коэффициента вариации физико-механических свойств были значительно выше 12%, принятого в нынешнем стандарте в качестве максимального для автоклавного пенобетона (ГОСТ 13015.0-83, ред. 1992), но примерно соответствуют уровню 17 – 19%, реально наблюдаемому у отечественного неавтоклавного пенобетона 60-х – 90-х годов. В 30-е годы было организовано производство формованных неавтоклавных пенобетонных блоков (D400) для применения в малоэтажном строительстве [6] на основе портландцемента, соответствующего марке 300 в пересчете на данные нынешних стандартов (ГОСТы 310.4-81, 10178-85). Учитывая последнее, следует признать полученные результаты весьма высокими. Отсутствие в последующих работах 40-х – 80-х годов ссылок на [5, 6] объясняется открытием в библиотеках доступа к ним лишь в конце 80-х годов. Соответственно первая официальная ссылка на [5] появилась лишь в работе [7]. Отметим, что глава о пенобетоне в первой зарубежной монографии [8] значительно уступает более старым отечественным источникам [5, 6]. Следующий значимый шаг в теоретических основах технологии сделан в работах [9, 10], где показано, что в оптимальном интервале В/Ц у ячеистых бетонов: 1) форма пор приближается к сферической, что существенно снижает концентрацию напряжений от внешней нагрузки вокруг пор и приводит к росту прочности; 2) поры распределяются равномерно, не образуя «облаков» и тем более «дождя», т.е. направленных капилляров, появляющихся вне оптимума В/Ц и сопутствующих просадке свежеуложенных ячеистых бетонов; 3) равномерное распределение пор повышает модуль упругости, морозостойкость и снижает теплопроводность ячеистых бетонов. Эти результаты до настоящего времени не находили адекватного практического использования. В 70 – 80-е гг. ХХ в. на основе отечественных исследований, в частности, в области особо легких пенобетонов (см., например, [11]) были разработаны стандарты на ячеистые бетоны, изделия из них и методы испытаний [12], фиксирующие прогресс в данной области. Однако, научные разработки в области пен после кончины П. А. Ребиндера (1972), возглавлявшего их, среди них фундаментальные работы школы [13] по особо устойчивым пенам, в нашей стране приостановились. В то же время зарубежная теория особо устойчивых пен [14] и главным образом практика в области ячеистых бетонов [15] продолжали интенсивно развиваться на базе учения об устойчивых пенах кембриджской физической школы, основанной Дж. Бикерманом [16]. Её первым практическим достижением, получившим мировое признание, стало моющее средство «Фейри» (1957), не раздражающее кожи рук2. Анализ патентной литературы показывает, как на этом фундаменте возникла зарубежная технология «современных пенобетонов» (термин, введённый в [7]). Её составляющими стали: 1) пенообразователь на основе костного клея, подвергаемого мембранной очистке от высокомолекулярных примесей («протеиновый» пенообразователь), защищаемый от плесени добавкой до 5% фенола (это показано с помощью анализа ультрафиолетовых спектров проб импортных протеиновых пенообразователей при участии авторов данного сообщения); 2) среднеходный смеситель с циклоидным рабочим органом для ПБС, в котором готовящаяся цементо-водная суспензия совмещается с отдельно, но параллельно приготавливаемой, достаточно устойчивой пеной; 3) героторный насос, транспортирующий приготовленную ПБС к месту укладки и формования без повышения её плотности. За рубежом из неавтоклавных пенобетонов преобладает монолитный, используемый в основном при D700 – 800 в малоэтажном строительстве и замкнутый в объёме стены облицовкой или несъемной опалубкой. Для производства блоков традиционный неавтоклавный пенобетон с D ≤ 500 считают не применимым в виду усадочных трещин. Их появление исключают при помощи заполнителей и наполнителей при D 700. 2. Предпосылки для постановки работы. Наша группа начала заниматься неавтоклавным пенобетоном в 1996 г. как областью строительства, в которой применение высокопрочных, особо быстротвердеющих цементов, стоящих в центре наших научных интересов, является наиболее целесообразным для сокращения сроков распалубки и повышения прочности изделий, т.е. показателей, имеющих критическое значение для производительности технологических линий, их эффективности и качества пенобетона. С другой стороны, ожидаемый рост массового выпуска современного неавтоклавного пенобетона (СНПБ) как энергетически несравненно более эффективного, чем автоклавный, может способствовать восстановлению прежнего уровня производства в странах СНГ портландцемента марок 550 – 600. В 1997 г., после нашего ознакомления в дальнем зарубежье с технологией СНПБ и закупки технологической линии, было начато её освоение, но дефолт 1998 г. показал невозможность импорта протеинового пенообразователя. Было установлено, что пожарные пены и их производные недостаточно устойчивы для получения СНПБ с D 400 и низким коэффициентом вариации. Следовательно, было необходимо начинать с разработки нового отечественного пенообразователя. Кроме того, опробование показало, что среднеходный циклоидный смеситель для приготовления ПБС дает на выходе слишком высокие колебания плотности ПБС и, соответственно, примерно втрое больший, чем у тяжелого бетона, коэффициент вариации прочности. Тот факт, что и такой пенобетон соответствует требованиям [12], поскольку коэффициент вариации неавтоклавного пенобетона в ГОСТе 13015.0-83, ред. 1992, вообще не нормирован, означает примирение с указанным положением вещей. Но оно неприемлемо для потребителей. Это было одной из важных причин снижения выпуска пенобетона в нашей стране после пика 60-х – 70-х годов ХХ в. Вывод, которым можно заключить приведенный обзор, таков. Дело заключается теперь не в том, чтобы получить легкий неавтоклавный пенобетон с D 200 – 400 (это в принципе не раз было сделано, хотя до реального промышленного внедрения не доходило), а в том, чтобы получать его промышленным способом, т.е. воспроизводимо, экономично, максимальной прочности и с низкими значениями коэффициентов вариации всех технических свойств как в монолите, так и в изделиях. Именно этого не было сделано и решение этой задачи – цель настоящей работы. 3. Новое в основах технологии современного неавтоклавного пенобетона (СНПБ) 3.1 Цемент и химические добавки. Портландцемент для неавтоклавного пенобетона, в частности, для СНПБ должен, как показали эксперименты в 1997 – 2006 гг., характеризоваться: 1) нормальными сроками схватывания: начало – не ранее 45 мин., конец – не позднее 2 ч 30 мин; соответственно – отсутствием ложного схватывания; 2) нормальным водоотделением – не более 15%; 3) повышенной тонкостью помола; целесообразно иметь удельную поверхность не менее 330, а лучше – не менее 400 м2/кг; 4) показателями минералогического состава: содержанием алита (С3S) – выше 60% (верхний предел не ограничен), содержанием C3A– в пределах 4 – 11%; суммарным содержанием фаз, присутствующих в недожжённых клинкерах, – майенита 12CaO7Al2O3, щелочных производных 3CaOAl2O3, включающих соединения Na и K, ферритов кальция xCaOyFe2O3zFeO (при х > 5[y+z]) – минимальным, желательно менее 1%; 5) содержанием минеральных добавок при выполнении требований по прочности, приведенных ниже – без ограничений; сроки схватывания в их присутствии регулируют добавками-ускорителями схватывания и твердения; 6) отсутствием в качестве технологической добавки разрешенных по ГОСТ 30715-2003 карбонатов кальция (кальциты, мел, известняк и др.); 7) прочностными показателями: маркой (классом) – не ниже 500 (42,5); группа по пропариванию согласно ГОСТ 10178-85 – без ограничений. Остальные показатели – по результатам экспериментального опробования. (Не все из приведенных показателей соответствуют ныне устаревшей инструкции [17]). Общеизвестна склонность ПБС к осадке в течение 30 – 50 мин. после затворения (в пластичном состоянии) и к просадке после начала схватывания (в полупластичном состоянии), иногда с потерей до 30 – 50% первоначальной высоты слоя. Качественный пенообразователь полностью предотвращает осадку благодаря стабильности пены. Просадка происходит при отсутствии стабилизаторов. Но их введение в исходный пенообразователь снижает кратность пены, что утяжеляет пенобетон. Проблему решают противоусадочные добавки нового типа – так называемого пленочного действия [18], вводимые в количестве до 0,5% массы цемента. Они полностью предотвращают просадку даже пенобетона с D 200, частично защищают пенобетон и от карбонатизации, существенно сокращая тем самым его усадку от высушивания, и осуществляют его объёмную гидрофобизацию. Ясно, что это должно приводить к усилению связывания свободной воды в микрообъёмах пенобетона в кристаллическую благодаря многоводным гидратам, осуществляющим его локальное самовысушивание без усадки. Сочетание таких добавок (опробовано несколько видов) с быстротвердеющим высокопрочным цементом (ВПЦ) марок 550 – 600 (класс 42,5 и выше) является главным достижением новой технологии в части прочности и долговечности материала. Но они, хоть и заметно сокращают склонность пенобетона к усадочному трещинообразованию, не гарантируют от него полностью в связи с продолжением гидратации цемента и, следовательно, химической усадки (часто именуемой у нас контракцией). Как показала Т. В. Кузнецова (неопубликованные данные), даже расширяющиеся цементы, а не только расширяющие добавки, вопреки некоторым прежним публикациям, не предохраняют от трещинообразования легкие пенобетоны (D 400), в отличие от материалов с D 600, где основным препятствием для развития трещин всё же служат заполнители. Это полностью соответствует и нашему опыту испытания в пенобетоне (D 400) различных расширяющих добавок. Полезно дополнительное повышение прочности цемента и пенобетона, достигаемое введением химических добавок, а подчас – и газообразователей при минимальных значениях В/Ц. Оно осуществлено в поробетонах – пеногазобетонах с легкими заполнителями [19]. Отметим, что газообразователи позволяют уменьшить вредное влияние использования нередких в отечественной практике цементов из недожженных клинкеров, поскольку способствуют связыванию возникающих при начальной гидратации таких цементов гелей глинозёма в нормальные гидроалюминаты и гидросульфоалюминаты кальция. Для исключения усадки и предотвращения трещинообразования в новой технологии пришлось разработать: 1) совершенно новый тип вводимых в цемент структурирующих добавок («структураторов» – 0,5 – 3% массы), упрочняющих межпоровые перемычки из цементного камня в пенобетоне, 2) способ их изготовления и введения в ПБС. Они позволяют предотвратить появление трещин при D 200 – 400 в классическом СНПБ без заполнителей после длительного хранения в относительно сухих условиях и являются, по нашему мнению, необходимыми для производства теплоизоляционных панелей и строительных блоков D 200 – 400, а в перспективе – и с D 100 – 150 – из такого СНПБ. Они не исключают применения волокнистой дисперсной арматуры или особо легких заполнителей, но не требуют их в качестве обязательного дополнения технологии. (Отметим, что использование в качестве дисперсной арматуры распушенного асбеста, даже защищённого неорганическими гелями, нецелесообразно: давно известно, что распушенный асбест имеет удельную поверхность волокон, по методу низкотемпературной адсорбции азота, 250 – 280 м2/г против 130 – 180 м2/г у наиболее дисперсных продуктов гидратации портландцемента – гидросиликатов кальция или 160 – 190 м2/г – у продуктов гидратации смесей жидкого стекла и шлаков – гидросиликатов и гидрогранатов щелочей. Поэтому канцерогены – секущиеся концы волокон асбеста – не удаётся гарантированно закрыть при любых массовых соотношениях цемента и волокон асбеста без применения органики, а последняя – даже в современных модификациях – препятствует их армирующему действию. Отличия минерального состава отечественного асбеста от зарубежного, к сожалению, вопреки ряду публикаций, ситуации с удельной поверхностью не изменяют. На отсутствии решения этой проблемы основан запрет применения распушенного асбеста в обычных и ячеистых бетонах, как и вообще в строительных материалах, за рубежом). Существует перспектива, связанная с цементами из рафинированных клинкеров, гидратные новообразования которых де-факто имеют более высокую удельную поверхность, поскольку не подвержены карбонатизации – главной угрозе долговечности пенобетона [20], являющейся причиной по крайней мере половины его усадочных деформаций, но эти цементы не достигли стадии постоянного выпуска. 3.2 Интенсификация подготовки цементо-водной суспензии (ЦВС). В данном разделе рассматриваются результаты выполненной в 2002 – 2005 гг. разработки нового оборудования для снижения значений коэффициентов вариации плотности и прочности пенобетона. Опыты показывают, что их значения тесно связаны между собой по физической сущности тем, что более плотные участки пенобетона в менее плотной матрице служат концентраторами напряжений (узлами касательных напряжений и соответствующих деформаций в окружающей матрице), снижающими прочность пенобетона при восприятии им внешней механической нагрузки. Наблюдения за работой среднеходных смесителей показывают, что повышение стабильности пены или её химической активности по сравнению с протеиновой приводит к образованию сгустков-уплотнений ЦВС. Аналогично влияют любые заминки с вводом ЦВС или пены в среднеходный смеситель. В конечном счете это приводит к необходимости частой очистки смесителя от наростов, что снижает его производительность и качество ПБС. Радикальным решением проблемы однородности ЦВС является схема с двумя смесителями, включающая предварительное приготовление ЦВС в быстроходном смесителе с регулируемым кавитационным воздухововлечением для 100%-ной полноты опорожнения этого смесителя после каждого замеса [21] с подачей однородной ЦВС в следующий среднеходный смеситель. Плотность ЦВС за счет воздухововлечения снижается на 5 – 20%, аналогично уменьшается и адгезия ЦВС к металлу обоих смесителей. При этом достигается ещё одна цель – устранение органики пены из первоначальных актов взаимодействия цемента с водой. Отсутствие органики в начальный момент и несколько следующих минут при реакциях цемента с водой в быстроходнои смесителе обеспечивает, как известно [22], более стабильную и менее склонную к фазовым переходам субмикроструктуру гидратных новообразований, особенно при высыхании, характерном для пенобетона. Присутствие пены в последующем не изменяет ситуации, поскольку в новообразованиях не только сохраняется фракция, свободная от органики, но и продолжается её прирост согласно принципу наследования, выдвинутому и доказанному Ю. С. Малининым [22]. А это является залогом долговечности пенобетона. С этой точки зрения отсутствие в зарубежной практике одноприёмного приготовления ЦВС и пены в одном смесителе является рациональным. Практикуемая в разработанной технологии мгновенная загрузка всего объёма аэрированной ЦВС в среднеходный смеситель, отсутствие налипания аэрированной ЦВС на его стенки и рабочие органы позволяет отладить работу этого смесителя так, чтобы происходило осторожное взбивание слоев аэрированной ЦВС и подаваемого в смеситель «пенного шнура» до достижения минимальной плотности ПБС с заполнением практически доверху рабочего объёма среднеходного смесителя. Для достижения минимальной плотности ПБС важен правильный выбор частоты вращения вала, расположения, размеров и формы лопастей среднеходного смесителя, особенно в его разгрузочной части, где не должно происходить задержек движения ПБС при открытом разгрузочном люке и налипания смеси на выходной патрубок. 3.3 Характеристики пены. Для приготовления ПБС в среднеходном смесителе пригодна лишь пена, обладающая, подобно протеиновой, регулируемым индукционным периодом везикулообразования (vesiсula – пузырёк, лат.). Подробное рассмотрение этого вопроса выходит за рамки данного сообщения, однако, уместно заметить, что индукционный период обусловлен внутри- и/или межмолекулярными перемещениями в обкладках протовезикул. Его длительность возрастает с повышением валовой молекулярной массы (ММ) пенообразователя и снижается с повышением его поверхностной активности. Опыты показывают, что протеиновые пены с узким интервалом ММ, на которых основана современная зарубежная практика пенобетонного производства, уступают по стабильности двойным пенам согласно [13, 14]. Приготавливаемая улучшенная двойная пена производственного типа с химическим взаимодействием между ПАВ-компонентами – продукт на основе запатентованного пенообразователя (ПО) для СНПБ, включающего в шихту для варки добавки-катализаторы взаимодействия, в том числе ускорители твердения цемента, а также ускоритель созревания продукта. Разработанный ПО, в отличие от зарубежного, экологически чист, не вредит персоналу даже при случайном соприкосновении со слизистыми оболочками и не выделяет вредных газов, тогда как фенол, выделяемый зарубежным протеиновым пенообразователем, к концу рабочей смены вызывает головную боль. Новый ПО по крайней мере не замедляет реакций гидратации цемента в составе пенобетона и способствует частичной защите гидратных новообразований от карбонатизации. Период полураспада пены (по Мак-Бэну) из этого ПО в 1,5 – 2 раза длиннее наблюдаемого у пены из протеинового ПО при равной плотности пен. Регулирование: 1)индукционного периода, проще всего осуществляемое изменением концентрации рабочего раствора пенообразователя (РРП), 2)скорости впрыска РРП в разгонную трубу пеногенератора с рандомизированными расположением и формой тел заполнения, 3) давления сжатого воздуха в разгонной трубе, – позволяет получить в стационарном режиме из легкой пены (40 – 50 г/л) с кратностью 20 идеальный «пеношнур», который при «взбивании» в среднеходном смесителе с аэрированной ЦВС обеспечивает плотность ПБС в пределах, соответствующих D 200 – 400, и, что первостепенно важно, особо мелкопористую структуру пенобетона, полностью удовлетворяющую всем требованиям по однородности пор по размерам и форме и однородности их распределения в объёме пенобетона согласно [9, 10]. 3.4 Укладка и формование ПБС в массив. В опытах, описываемых ниже, применяли портландцемент марки 600 без хим- и миндобавок, но со структуратором. При приготовлении ЦВС в быстроходном смесителе, конечной ПБС в среднеходном смесителе и монолитном варианте применения СНПБ в малоэтажном опытном здании коэффициент вариации плотности ПБС на месте укладки в несъёмную опалубку составил всего 3% за замес (объёмом 1 – 2,5 м3, D 350) и 6% за сутки (25 замесов объемом по 1 м3). Заливку осуществляли через героторный насос в массивы стен (в данном случае – в несъемную опалубку из цементно-стружечных плит, соединенных стеклосвязями) практически без потерь D. Расстояния мест укладки от среднеходного смесителя – до 70 м при перепаде высот до 3,5 м. Заливку вели слоями, доводимыми до толщины 2,7 м к концу рабочей смены. Просадки не наблюдалось. На исходе 2 сут при средней температуре воздуха 12 С по верхней поверхности массива, образующего один этаж, можно было ходить, что соответствовало прочности 0,25 МПа. Через год вскрытие части стены показало отсутствие трещин и значение прочности выпиленных образцов 1,1 МПа при D 330. Фрагмент этой стены в несъёмной опалубке из цементно-стружечных плит с открытыми поверхностями находящегося между ними пенобетонного слоя после трех лет хранения на открытом воздухе без навеса в условиях Москвы не имел трещин и характеризовался растущей прочностью пенобетона – до 2,3 МПа. Высота массива СНПБ до 2,5 – 3 м достаточна для заполнения стен одного этажа при малоэтажном строительстве за один день. При изготовлении блоков из СНПБ отсутствие просадки массива высотой до 2,5 м наблюдается при средней плотности D 330 – 370. В других опытах показано, что при объёме 1 м3 и температуре среды 5 – 15 С температура в центре массива на основе портландцемента ПЦ500 Д0 возрастает через 6 ч до 90 С и держится до 12 ч (самопрогрев). Распалубочная прочность достигается через 6 – 8 ч. Это позволяет существенно сократить площадь формовочного цеха и повысить производительность линии по выпуску блоков: 18-метровый пролёт цеха длиной 100 м при наличии стадии климатизации (см. ниже) обеспечивает годовую мощность 120000 м3 СНПБ. 3.5 Резание массива на блоки. Мелкопористый пенобетон (СНПБ c эффективным диаметром de пор 70 – 150 мкм) при D 400, полученный по разработанной технологии, характеризуется меньшей хрупкостью по сравнению с известным равноплотным, но крупнопористым (de 350 – 500 мкм). Поэтому физический механизм резания массива мелкопористого СНПБ, как было установлено экспериментально, включает опережение образующимся пучком коротких микротрещин кромки режущего инструмента, если последняя имеет необходимую твердость. Резание по этому механизму идёт практически без заметных энергозатрат и износа инструмента, что обеспечивает существенное ускорение процесса резки (до 20 – 25 м/мин) и почти идеальную поверхность реза. Поэтому новое резательное оборудование для изготовления пенобетонных блоков обладает и повышенной точностью ( 0,5 мм) и пониженной толщиной реза ( 2 мм) при любой прочости массива пенобетона в пределах 0,05 – 3 МПа. Соответственно при таком резании возникает мелкая пыль и куски-обрезки в количестве менее 3% объёма. Было установлено, что их можно вводить в форму (опалубку) для массива. Отыскать на плоскости реза в отформованном и разрезанном массиве границы этих кусков невозможно, влияние их объёмной доли на прочность блоков отсутствует. Получаемые блоки пригодны для кладки «на клею». 3.6 Твердение СНПБ. Нарезанные пенобетонные блоки твердеют в условиях климатизации (при относительной влажности 100% и температуре 20 – 45 С) в течение 2 – 7 сут в зависимости от качества цемента при идеальной сохранности геометрической формы. Пропаривание не рекомендуется, поскольку характеризуется недостатками, особенно остро проявляющимися в пенобетоне по сравнению с тяжелыми бетонами: 1) в интервале 45 – 55 С вода претерпевает фазовый переход, проявляющийся в изломе графика зависимости её диэлектрической проницаемости от температуры (М. С. Мецик, 1977); как показано в [23], в этом температурном интервале микроструктура гидратных новообразований загрубляется: они укрупняются, а материал дополнительно охрупчивается; из него уходит свободная вода, что ограничивает последующий рост прочности пенобетона; 2) при температуре 55 – 65 С в условиях сушки, неизбежных для пенобетона, начинается разложение многоводных гидратов (гидроалюминатов и гидросульфоалюминатов кальция) с выделением кристаллизационной воды, которая, оказавшись свободной, успевает до испарения частично растворить сростки гидросиликатного каркаса цементного камня (А.С.Митузас, Литва, 1974), что вызывает сбросы прочности пропариваемого материала; 3) цементы, получаемые из недожженного клинкера, включающего маргинальные фазы (С12А7, RC8A3 и др.), при температуре 60 – 65 С склонны к массовым фазовым переходам в новообразованиях из этих фаз, ведущих к локальным изменениям объёма и сбросам прочности цементного камня (Ю.С.Малинин, Л.С.Батутина при участии одного из авторов, 1980). Было установлено (М. Силла, Германия, 1974), что пропаривание бетонов на основе цементов из недожженных клинкеров приводит в возрасте 5 – 15 лет к неограниченному падению несущей способности изделий. Поэтому в развитых странах Европы уже к концу 80-х годов ХХ в. пропаривание даже тяжёлого бетона практически нацело заменено климатизацией. Последняя особенно целесообразна для пенобетона, поскольку степень гидратации цемента в пропаренном пенобетоне 25% при степени карбонатизации новообразований более 30% [20]. При климатизации степень гидратации возрастает почти вдвое благодаря отсутствию подсушки материала, а степень карбонатизации соответственно уменьшается в виду отсутствия сопровождаемого карбонатизацией теплового разложения самых нестабильных гидратных новообразований в пенобетоне – гидроалюминатов кальция. 3.7 Результаты. Получен неавтоклавный пенобетон с коэффициентом вариации плотности в пределах 3 – 6%, без просадки и трещин, не подчиняющийся правилу Кауфмана по водопоглощению в виду микропористости структуры и объёмной гидрофобизации. Доля замкнутых пор близка к 80% и более. Прочность в 28-суточном возрасте при марках по средней плотности (D) 200 – 500 кг/м3 равна 0,7 – 3,5 МПа, через 1 год 1,2 – 4,5 МПа соответственно, степень гидратации цемента в камне выше 40%, степень карбонатизации новообразований – менее 15%. Морозостойкость при средней плотности D400 F35, D500 F50, что на 20 – 50% выше максимальной согласно [5], а теплопроводность в среднем на 5 – 10% ниже. Гидрофобизация тела пенобетона снижает водопоглощение – его уровень ниже 7% в стандартных условиях и повышает морозостойкость без каких-либо усложнений технологического процесса. Высокая отпускная влажность (главный недостаток неавтоклавного пенобетона) – отсутствует: этот показатель находится на уровне 6 – 9% (ниже уровня автоклавного пенобетона той же плотности). При наружном хранении одиночных блоков в среде с относительной влажностью 40 – 80% и температурой от минус 5 до плюс 20 С до 1,5 лет трещин нет. Блоки пригодны для зданий высотой до 4 – 5 этажей, а также для заполнения самонесущих стен в многоэтажных каркасных зданиях. Литература
1 В его нынешней форме (продукт перемешивания суспензии вяжущего в воде с отдельно приготавливаемой пеной) пенобетон изобретен в Дании в 1924 г. Э. Байером [2], ему же выдан патент СССР в 1928 г. Место изобретения представляется не случайным. Согласно легенде, датский король Кнут Святой (Х в.) первым в истории сумел построить храм из затвердевшей с помощью высших сил морской пены. В действительности ряд церквей ХI в. в Дании строился из «каменной пены» – разновидности туфа [3, с. 423]. Датские и другие скандинавские строители накопили многовековой опыт работы с пористыми строительными материалами. 2 Его название – по легенде (Х – ХII в.) о фейри (кельтских аналогах германо-скандинавских фантастических существ – троллей). Жители Ирландии и Шотландии верили, что фейри вырабатывали масло, при попадании в глаза не только безвредное, но позволяющее видеть ранее бывшие невидимыми «загрязнения» и устранять их [3, с. 193]. |
Похожие:
 |
Редуктора и трансмиссии Пермские Моторы» (ао «Редуктор-пм»), именуемое... Пермские Моторы» (ао «Редуктор-пм»), именуемое в дальнейшем «Покупатель», в лице Управляющего директора Семикопенко Николая Анатольевича,... |
 |
Проект договора «Авиационные редуктора и трансмиссии – Пермские моторы» (ао «Редуктор-пм»), именуемое в дальнейшем «Покупатель», в лице Управляющего... |
|
Посвящается моей матери и Галине Яковенко ЭС, и выход книги был резво перенесен на конец года. За это время был переработан весь материал, что был написан ранее. Фактически,... |
|
Переписка елены и николая рерих с рихардом рудзитисом Письма с гор: Переписка Елены и Николая Рерих с Рихардом Рудзитисом. В 2-х т. Т. I (1932–1937) / Вступ ст., примеч и коммент. Г.... |
|
Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ) Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Владимирский государственный... |
|
Каталог оборудования для производства пенобетона и полистиролбетона Оборудование для приготовления ячеистых бетонов (пенобетон, полистиролбетон, пенополистиролбетон) |
|
Андрей Степаненко Истории больше нет: Величайшие исторические подлоги Это даже не сенсация. Это новое мировоззрение и новое мироощущение. Оказывается, мы, люди, намного моложе, чем представляли себе... |
|
Посвящается светлой памяти комиссара ссо «Кварк» в 1973 и 1974 годах... Посвящается светлой памяти командира и мастера ссо «Кварк» в 1976 и 1977 годах Сковороды Виктора Николаевича, которого выбила из... |
|
Участникам Коммерческого банка «новое время» (Общество с ограниченной... Наименование: Коммерческий банк «новое время» (Общество с ограниченной ответственностью) |
|
Фгбоу впо «Владимирский государственный университет имени Александра... «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» и подчиняется непосредственно... |
|
Развитие творческих способностей учащихся через компьютерные технологии Для использования новых компьютерных технологий в жизни требуется новое мышление, которое воспитывается с младших классов. Для нынешнего... |
|
В пенобетонах России новых нормативных показателей по теплозащите зданий привело к тому, что возросла потребность в производстве строительных материалов,... |
|
1 Раскройте понятия: технологии, информационные технологии, информационный... Технологии Технология (гр technе — мастерство, logos — учение, учение о мастерстве) — сов окупность знаний о способах и средствах... |
|
Именуемое в дальнейшем «Покупатель», в лице управляющего индивидуального... «Три кота», именуемое в дальнейшем «Покупатель», в лице управляющего – индивидуального предпринимателя Богдана Сергея Анатольевича,... |
|
Инструкция по применению клея азолит-кэ Наносится на любые сложные основания: бетон, керамический и силикатный кирпич, газо- и пенобетон, цементные, известково-цементные,... |
|
Наборы утилит служебных программ операционных систем. Средства и... Контрольные задания по разделам дисциплины : Системные технологии, Офисные технологии Сетевые технологии |