В связи с тем, что производители главным образом ориентированы на производство цементных ячеистых бетонов, следует иметь в виду, что цементный камень при твердении претерпевает объемные деформации и его усадка достигает 2 мм/м.

Из-за неравномерности усадочных деформаций возникают внутренние напряжения и трещины. Мелкие трещины могут быть незаметны невооруженным глазом, но они резко снижают прочность и долговечность цементного камня. Заполнитель создает в бетоне жесткий скелет, воспринимает усадочные напряжения и уменьшает усадку обычного бетона примерно в 10 раз по сравнению с усадкой цементного камня.

Для понижения трещинообразования, повышения прочности при изгибе и растяжении, увеличения морозостойкости ячеистого бетона предложена универсальная технология армирования его минеральными волокнами (стекловолокном). Технология армирования проста и может быть использована на практике при изготовлении изделий и конструкций из ячеистого бетона.

для понижения трещинообразования, повышения прочности при изгибе и растяжении, увеличения морозостойкости ячеистого бетона предложена универсальная технология армирования его минеральными волокнами (стекловолокном)

Доля материальных затрат в валовой продукции строительного производства составляет около 50 %, и крайне важной задачей является их снижение за счет использования вторичных продуктов промышленности при изготовлении неавтоклавных ячеистых бетонов. А поскольку в технологии ячеистого бетона б?льшую часть сырьевой смеси, как правило, составляет кремнеземистый компонент, появляется необходимость использовать дисперсные кварцсодержащие вторичные промпродукты. Применение таких материалов позволяет резко снизить энергозатраты на помол кремнеземистого компонента и исключить из потребления специальные природные кремнеземистые компоненты. В частности, зольная часть сырьевой композиции представляет собой сухую золу-унос различных модификаций.

Для изготовления изделий из безавтоклавных ячеистых бетонов в настоящее время применяются золы и шлаки, использование которых предопределяет производство материалов с пониженными по сравнению с автоклавными ячеистыми бетонами на аналогичной основе прочностными показателями. Большое значение для повышения транспортабельности трещиностойкости готовых изделий имеет прочность безавтоклавного ячеистого бетона на растяжение.

Увеличение ее для безавтоклавного газошлакозолосиликата, наряду с другими методами, может быть достигнуто путем фиброармирования матрицы материала добавкой минеральной ваты, в частности, стекловаты. Как показывает зарубежный опыт коррозионное действие щелочной среды композиций с добавкой доменного шлака и зол, в которых преобладают соединения Al₂O₃ и SiO₂, на стекловолокно меньше, чем традиционных, в которых преобладают кальциевые соединения.

При исследованиях применялись различные сочетания как кислых, так и основных зол шлаков, затворенных щелочными компонентами первой группы по классификации В. Д. Глуховского. Для снижения усадочных деформаций в сырьевую смесь вводили некоторое количество негашеной извести и гипса в количестве до 5 % от массы сухих компонентов смеси. Испытания проводились на газобетоне с расчетной плотностью до 700 кг/м³.

Оптимальный состав по прочности на сжатие подбирали на смесях, состоящих из шлакощелочного вяжущего и золы. Отношение добавки извести к шлаку менялось в определенных параметрах — не менее 10 % к массе сухих компонентов. При постоянном соотношении количества извести к шлаку в составы вводилось переменное количество золы-уноса и добавка гипса — 5 % от массы сухих компонентов сырьевой смеси.

Наибольшую прочность имели образцы, изготовленные на составах с соотношением шлакощелочного вяжущего к золе 1:0,6. После изготовления изделия пропаривались при температуре 90–95 °C по режимам, рекомендованным нормативными документами для конструктивно-теплоизоляционного ячеистого бетона.

Так как с увеличением содержания извести-кипелки и золы растут водопоглощение и усадка готового бетона, все последующие работы проводились на составе с 30%-ным содержанием золы при постоянном соотношении шлака к щелочно-щелочноземельным активизаторам. Дисперсность сырьевой смеси находилась в пределах 3000–4000 см²/г.

С целью повышения прочности при растяжении в состав сырьевой смеси вводилась стекловата. Введение осуществлялось следующим образом. В работающий смеситель заливали воду, загружали стекловату и перемешивали смесь в течение определенного времени. Затем в смеситель загружали сухие компоненты и перемешивали еще не менее 1–2 мин. После введения требуемого количества водно-алюминиевой суспензии перемешивание продолжалось до равномерного распределения газообразователя в сырьевой массе.

Исследования влияния добавок стекловаты на прочностные характеристики газобетона проводили на оптимальном по прочностным показателям составе плотностью 700 кг/м³.

Увеличение массы добавки практически не влияло на прочностные характеристики ячеистого бетона.

Были проведены также исследования влияния длины волокон стекловаты на прочностные показатели газобетона оптимального состава. Установлено, что изменение длины волокон от 10 до 40 мм практически не влияет на физико-механические характеристики бетона. Была отмечена тенденция к повышению устойчивости газобетонной массы и улучшению ее реологических характеристик. Поверхность волокн? видимо образовывала подложки, способствующие росту микрокристаллов, формированию коагуляционных, а затем и кристаллизационных структур. В начальный период твердения, все это улучшало реологические свойства ячеистобетонной смеси, что подтверждалось при всех прочих равных условиях формовки контрольных образцов и снижением ее плотности при сохранении прочностных показателей.

При введении в состав сырьевой смеси добавки стекловолокн? оптимальной длины от 15 до 40 мм было отмечено улучшение структуры бетона. Применение волокон длиной более 40 мм не позволяло качественно перемешать смесь из-за образования несмешиваемых с остальной массой участков, состоящих из спутанных волоконных прядей («ежей»), что не позволяло получать качественный газобетонный сырец и бетон на его основе.

Без добавки волокн? плотность у ячеистого бетона составляла 730 кг/м³ при прочности на сжатие 3,7 МПа и прочности на изгиб 1,1 МПа. Введение волокн? оптимальной длины в количестве 5% от массы сырьевых компонентов при длине волокн? до 15 мм позволяло получать бетон плотностью 670 кг/м³ при прочности на сжатие 4,1 МПа и прочности на изгиб 2,3 МПа. При длине волокн? от 30 до 40 мм плотность составляла в среднем 625 кг/м³ при прочности 4,8 МПа и прочности на изгиб 3,1 МПа. Следует отметить четкую тенденцию к снижению плотности с одновременным повышением прочностных показателей газобетона. Морозостойкость модифицированного газобетона достигала 150 циклов замораживания и оттаивания без видимых признаков разрушения и снижения прочности по сравнению с традиционным (К_мрз=75; R_сж=2,8 МПа).

при введении в состав сырьевой смеси добавки стекловолокн? оптимальной длины от 15 до 40 мм было отмечено улучшение структуры бетона

Рис. 1. Увеличение ?150

Рис. 2. Увеличение ?600

Рис. 3. Увеличение ?1500

На рис. 1–3 представлены микрофотографии структуры дисперсноармированного газобетона. На рис. 1 четко видна армированная некоррозированными волокнами межпоровая перегородка, а также ячейки макропор.

При большем увеличении (рис. 2) в отмеченной точке видно, как вол?кна, замоноличенные в основной связующий материал, сшивают матрицу газобетона, подобно арматуре. При еще большем увеличении (рис. 3) показано, что вол?кна уже склеены продуктами новообразований и не имеют коррозионных повреждений. Исследования проведены на образцах (блоках) стеновой кладки, изготовленных из блоков в производственных условиях с дисперсным армированием стекловатой, после эксплуатации в течение 5 лет в суровых климатических условиях Урала.

Получение нового материала с увеличенной прочностью на растяжение позволяет повысить прочность и трещиностойкость ячеистого бетона на бесцементном вяжущем. При этом за счет исключения расхода клинкерных вяжущих и автоклавной обработки изделий, а также благодаря утилизации зол и шлаков значительно сокращается энергоемкость производства.

Литература:

1. Багров Б. О. Производство теплоизоляционного материала из отходов цветной металлургии. — М.: Металлургия, 1985.

2. Горлов Ю. П., Меркин А. П., Устенко А. А. Технология теплоизоляционных материалов. — М.: Стройиздат, 1980.

3. Касторных Л. И. Добавки в бетоны и строительные растворы. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2005.

4. Скороходова Н. Ю. Рынок ячеистых бетонов // Стройпрофиль. — 2006. — № 5.

5. Тихомиров В. К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. — М.: Химия, 1983.

6. Усов Б. А. Химизация бетона: Учебное пособие.— М.: МГОУ, 2007.

Источник

1 2

Комментарии запрещены.