Записи с меткой «пенобетон»

Исследования показали, что изменение капиллярно-пористой структуры межпоровых перегородок ведёт к повышению устойчивости пенобетонов при воздействии огня.

Одним из важнейших свойств стеновых материалов является их огнестойкость, поскольку она определяет безопасность эксплуатации жилых и общественных зданий. Огнестойкость — способность материалов выдерживать длительное воздействие открытого огня без разрушения.

Прочитать остальную часть записи »

Благодаря разработке специальных технологических способов стабилизации и качественной минерализации пен разной кратности, направленного регулирования их структурных и вязкопластичных характеристик при минерализации, появилась возможность установить точную взаимосвязь между структурой пены, технологией и свойствами получаемого пенобетона.

Эти разработки, предусматривающие принципиально новый подход к технологии пенобетона, характеризуются комплексным решением всех технологических вопросов, среди которых:

• формирование в материале высокой пористости при пониженном В/Т с минимальной дефектностью ячеистой структуры;
• обеспечение технологичности и совмещенности процессов приготовления пеномассы и ее формования в заводских и построечных условиях;
• возможность выбора рациональной схемы приготовления пенобетона в зависимости от заданных физико-механических свойств материала, производительности, технико-экономических условий организации производства.

Результаты исследований и анализ технической литературы [см. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. М.: Химия. 1983; Меркин Л.П., Кобидзе Т.Е. Особенности структуры и основы технологии получения эффективных пенобетонных материалов // Строительные материалы. 1988, № 3. стр. 16–18] показали, что характер структурного строения и технологические свойства пены меняются вместе с ростом ее объемной кратности. При этом формируются условно 3 основные разновидности пеноструктуры .

Прочитать остальную часть записи »

Вариатропный объект характеризуется тем, что по меньшей мере вдоль одной из геометрических осей хоть одно его свойство закономерно изменяется. Рассмотрим такой объект, как атмосфера Земли. Барометрическое давление атмосферы закономерно понижается с высотой, что позволяет отнести воздушный океан к вариатропным объектам.

Прочитать остальную часть записи »

Легкий пенобетон, имеет хорошую механическую прочность наряду с высокими показателями изоляции при широкой амплитуде плотности.

Некоторые из преимуществ использования легкого пенобетона включают:

• Низкая цена пенобетона по сравнению с другими материалами
• Хорошие характеристики теплоизоляции дают преимущества в экономии энергии, при эксплуатации (обогреве и кондиционировании воздуха).
• С Легкими Композитными и пенобетонами более низкие затраты на строительство, более эффективные строительные проекты.
• Обработка и перевозка автотранспортом стоят очень мало.
• Вес бетона меньше от 10 % до 87 % по сравнению со стандартным тяжелым бетоном в зависимости от составов смеси и материалов.
• Значительное снижение веса приводит к сбережениям в каркасах конструкций, опорах или сваях. Такие сбережения часто кратны фактической стоимости материала.
• Экономия на перевозке, снижение требуемой грузоподьемности подъемного крана и снижение трудовых ресурсов.

o Использование легкого пенобетона в сборном или оболочечном строительстве требует кран меньшей o грузоподьемности, минимальных усилий при монтаже.

Легкий пенобетон можно пилить ручной пилой, обтесывать и забивать гвозди.

o легкий пенобетон чрезвычайно легок при разравнивании и его можно использовать как покрытие толщиной до 40 мм.

Использование легкого бетона в строительстве становится все более и более распространенным. Покажем некоторые из типовых областей использования этого бетона в настоящее время.

Этот материал используется на крышах и полах как тепло- и звукоизоляция (то есть сам по себе это не конструкционный материал).

Он также используется для теннисных кортов и заполнения пустот в кирпичной кладке подземных стен, изоляции в пустотелых блоках и любом другом заполнении где требуются высокие изоляционные свойства.

Используется для изготовления сборных блоков и панелей перегородок, покрывающих плит подвесных потолков, тепло- и звукоизоляции в многоуровневых жилых и коммерческих сооружениях. бетон этой плотности также идеален для обьемного заполнения.

Этот материал используется в бетонных блоках и панелях для наружных стен и перегородок, бетонных плитах для покрытий крыш и перекрытий этажей.

Этот материал используется в сборных панелях любой размерности для коммерческого и промышленного использования, монолитных стенах, садовых украшениях и других областях.

Покрытия полов

Слоем пенобетона скрепляют керамические плитки, плиты мраморного мощения, цементные плитки и т.д. Вообще, пенобетон с плотностью 500 кг/м3 используется, чтобы получить тепло и звукоизоляцию при небольшой нагрузке на структуру.

Минимальная толщина такого покрытия 40 мм.

Перед укладкой материала на существующий пол, поверхность должна быть увлажнена, но не сильно.

Эластичные покрытия полов

Применяется для полов, которые должны быть покрыты ковром, паркетом, виниловыми плитками и т.д. Наиболее подходящая плотность бетона – 1100 кг/м3 с отношением цемента к песку 2:1. Покрытие укладывают и через 24 часа после укладки осторожно штукатурят поверхность вручную или механической кельмой.

Теплоизоляция для крыш

Идеальная плотность для этой цели 500 кг/м3 с составом из цемента и пены. Значения коэффициента теплопередачи K приведены в таблице 3. Минимальная толщина покрытия не меньше 40 мм.

Рекомендуется, чтобы поверхность перед покрытием была чуть влажной.

Заполнение пустот

Для такого использования, нормальная плотность около 400 кг/м3 с составом из цемента и пены. Пустоты заполняются в несколько последовательных слоев по 600-700 мм с выдержкой по крайней мере 12 часов между каждой укладкой.

Кладка из легких блоков

Легкий пенобетон идеальный материал для производства легких блоков для кладки без автоклавного процесса. Плотность, которая обычно используется, варьируется между 600 кг/м3 и 1100 кг/м3 в зависимости от требуемой прочности и необходимой теплоизоляции

Сборные панели

Нормальная плотность принятая для этой области использования изменяется от 1200 кг/м3 до 1600 кг/м3. Выбор плотности обычно зависит от требуемой прочности и размеров, (то есть толщины и т.д).

Там где используются многослойные панели из тяжелого бетона и бетона, желательно после укладки тяжелого бетона сразу же укладывать пенобетон, чтобы сцепление между двумя материалами было однородным.

Пенобетон для перекачивания по трубопроводам

Пена имеет чрезвычайно сильную пузыристую структуру и может выдерживать перекачку насосом до больших высот без потери вовлеченного воздуха.

Наиболее подходящий насос для этой цели типа “squeeze” использующий высокое давление при перекачивании. В некоторых ситуациях винтовые насосы также подходят.

Водопоглощение

Водопоглощение пенобетона небольшое из-за закрытой ячеистой структуры.

Так как многие из свойств газового легкого бетона зависят от успешного процесса выдерживания, ниже приведены некоторые из методов с помощью которых прочность может быть увеличена.

Предел прочности при сжатии

На пределы прочности при сжатии пенобетонов влияют многие факторы, такие как плотность, возраст, содержание влажности, физические и химические характеристики компонентов смеси и их пропорции. Следовательно, желательно составы смеси, тип цемента и песка или других наполнителей держать постоянными. Между плотностью и прочностью существует соотношение. Любое изменение указанных факторов может изменить это соотношение весьма заметно.

Предел прочности при сжатии может быть увеличен при использовании специальных методов выдерживания. Влажное выдерживание имеет большое воздействие на увеличение предела прочности при сжатии. Для пенобетонных блоков желательно их заворачивание в специальный материал для удержания влаги. Можно также их пропаривать.

Пенобетон, имеет линейное увеличение прочности при сжатии в течение 12 месяцев, в отличие от тяжелого бетона прочность которого выравнивается намного раньше.

Предел прочности при сжатии продолжает увеличиваться в дальнейшем из-за реакции с CO₂, присутствующим в окружающем воздухе. Значительное различие также состоит в том, что пенобетон имеет более высокую скорость выдерживания, чем тяжелый бетон. Если предел прочности при сжатии должен быть высокий ускорение процесса выдерживания может быть достигнуто за счет использования CO2. В частности, это может применяться на заводах выпускающих панели и блоки.

Предел прочности на растяжение

В зависимости от метода выдерживания, предел прочности на растяжение газобетона может составлять 0.25 часть от предела прочности при сжатии с продольной деформацией около 0.1 %.

Предел прочности при сдвиге

Вообще предел прочности при сдвиге различается на 6% – 10% от предела прочности при сжатии. Сдвигающие нагрузки редко бывают в покрытиях крыш и перекрытиях этажей.

Пенобетон, подобно всем цементным материалам имеет явления усадки во время укладки. Степень усадки зависит от разных факторов, таких как тип цемента, метод выдерживания, размер и качество песка, количество цемента в смеси, плотность бетона и водоцементное отношение.

Основная усадка происходит в течение первых 28 дней, после чего она незначительна.

В течение первых 28 дней, если условия изготовления бетона соблюдаются усадка обычно ниже 0.1 %.

Очень часто появление трещин в стенах вызываемые перемещениями основания относят на счет усадки. Если трещина образовалась через 28 дней после укладки бетона, то не за счет усадки.

Коэффициент линейного расширения для пенобетона имеет такое же значение, что и для нормального бетона, то есть 0.000009 на градус по Цельсию. Этот коэффициент важен при использовании бетона на больших площадях крыш, которые подвергаются воздействию тепла и холода.

Пенобетон имеет высокую звукопоглощающую характеристику. В основном, тяжелый бетон имеет тенденцию отклонять звук, в то время как пенобетон поглощает звук. Звуковое пропускание, однако, на обычных стенах может быть выше на 2-3 % по сравнению с тяжелым бетоном. Это связано с тем, что большинство стен оштукатурено и/или покрашено, что отклоняет звук, как в случае с тяжелым бетоном.

С другой стороны пенобетоном хорошо поглощаются низкие шумовые частоты. Поэтому он часто используется как звукоизолирующий слой на плитах конструкционного бетона, чтобы ограничить шумовое пропускание перекрытий в многоэтажных жилых или административных зданиях.

Теплоизоляция одна из лучших характеристик пенобетона.

Из-за ячеистой структуры пенобетон имеет очень низкую теплопередачу. Это означает, что в большинстве случаев использование дополнительной изоляции в полах и стенах ненужно.

Высокое значение изоляции материала становится важным, поскольку экономит энергию при нагревании помещений и кондиционировании воздуха, давая больший комфорт при большой амплитуде климатических условий.

Таблица 3 показывает соотношения между теплопроводностью и различной плотностью бетона

Тепловая характеристика пенобетона снижает конденсацию от влажности атмосферного воздуха при изменении внешней температуры.

пенобетон полностью нетоксичен.

l – коэффициент теплопроводности

К – коэффициент теплопередачи

Примечание: Смеси с плотностью 300-600 кг/м3 состоят из цемента и пены

Смеси с плотностью 700 кг/м3 и выше состоят из цемента, песка и пены

Во многих частях мира, в новых домах требуется хорошая изоляция стен и потолков для сохранения энергии. В Таблице 4 показана хорошая экономика использования ячеистого пенобетона по сравнению с другими изоляционными материалами.

Материал	Плотность кг/м3	Ккал/м2г0С	Относительная стоимость на м3	Необходимая толщина в м, чтобы К=0.70	Ккал/м2г0С при К=0.70
Мрамор	2700	2.9		3.5	Прочитать остальную часть записи »

Анализ патентной ситуации за апрель–июнь 2008 выявил высокую активность иностранных компаний, в том числе Геркулес Инкорпорейтед (США) (см. заявки 2006141694, 2006141695, 2006141696) в защите интеллектуальной собственности в области получения сухих строительных смесей. В сложившейся ситуации, когда Россия намеревается вступить в ВТО, в патентах просматривается опасная тенденция «поставить на счетчик» всю промышленность сухих строительных смесей России. Специалисты компании Вильфрид Хон и Дирет Швайцер вместе с патентным поверенным «Евромаркпат» (пат. пов. И. А.Веселицкой, рег. № 11) включили в заявку на патент «Системы на цементной основе, в которых используют удерживающие воду вещества, полученные из небеленого хлопкового линта», все известные классы эфиров целлюлозы:

Прочитать остальную часть записи »

Объявляем о начале продаж нового пенообразователя под маркой Ареком-4. Новый пенообразователь производится по принципиально другой технологии и является белковым (аналог известного германского пенообразователя Неопор).

Отличия от старой версии пенообразователя:

Прочитать остальную часть записи »

Пенобетоны неавтоклавного твердения позволяют сегодня решить проблему создания материалов с тепло- и звукоизоляционными свойствами. О результатах исследований, позволивших выявить положительное влияние механической и химической активации исходных смесей на свойства неавтоклавного пенобетона, мы попросили рассказать Виктора Федоровича Черных, руководителя кафедры “Производство строительных материалов, изделий и конструкций” Кубанского государственного технологического университета, кандидата технических наук.

В.Ф.: К преимуществам неавтоклавных пенобетонов можно отнести то, что они обладают закрытой пористостью, более низким водопоглощением, низкой стоимостью оборудования и, с точки зрения долговечности, неавтоклавный пенобетон продолжает набирать свою прочность, в отличие от автоклавного. В южном федеральном округе наблюдается заметный рост производства пенобетона, поэтому стоит задача по улучшению свойств этого материала. В частности, мы ставили перед собой цель получить прочностные показатели, сравнимые с автоклавными бетонами. Одним из путей решения является механическая активация.

Ее применение в цементных системах известно давно. Действительно, диспергирование и механическая активация оказывает большое влияние на поверхностные свойства минералов и пород: происходит заметное изменение физических свойств и химической активности вещества. Это объясняется не только увеличением

Прочитать остальную часть записи »

Прочностные характеристики неавтоклавных пенобетонов существенно уступают автоклавным газосиликатам, что несколько сдерживает их распространение. Это связано в первую очередь с тем, что процессы гидратации автоклавных пенобетонов в условиях автоклавной обработки протекают полностью и продукты гидратации (в основном это тоберморитоподобные гидросиликаты кальция) термодинамически устойчивы при нормальной температуре и практически не растворимы в воде.

Прочитать остальную часть записи »

Алексей Николаевич Чернов рассказывает о различных видах пеногенераторов и о технологиях модернизации этого крайне необходимого оборудования.

Прочитать остальную часть записи »

Рассматривается технология производства золопенобетона на основе золошлаковых отходов.

Прочитать остальную часть записи »

Рассматривается технология автоклавной обработки изделий из ячеистого бетона.

Автоклавная обработка является одной из важнейших операций при изготовлении изделий из ячеистого бетона. Её режимы напрямую влияют на такие качественные характеристики готового продукта, как морозостойкость, усадка при высыхании, прочность при сжатии, внешний вид изделий (отколы, трещины). Базовое понимание процессов, происходящих в автоклаве, важно как при полностью автоматическом регулировании работы автоклава, так и при ручном управлении.

В данной статье мы кратко обобщим опыт, накопленный на заводах холдинга «Aeroc International» в автоклавной обработке.

Процесс изготовления ячеистого бетона

В этом разделе представлен краткий обзор всего процесса изготовления ячеистого бетона, поскольку определённые операции, входящие в этот процесс, напрямую влияют на поведение материала при автоклавной обработке.

Ячеистый бетон изготавливается из вяжущих, песка или золы, газообразователя и воды. Вяжущие — известь и цемент — содержат CaO, который имеет решающее значение для процесса. Песок или зола вводит в процесс SiO2. Из компонентов CaO, SiO2 и Н2О в автоклаве при воздействии высокого давления и высокой температуры образуется новый минерал — тоберморит (С4S5H5).

Собственно, образование новых минералов тоберморитовой структуры и возводит ячеистый бетон автоклавного твердения (в просторечии — газобетон) в совершенно другой ранг по сравнению с неавтоклавным ячеистым бетоном («пенобетоном»). Автоклавная обработка обеспечивает значительно более высокие физико-механические характеристики изделий из газобетона в сравнении с пенобетонными изделиями.

Автоклавная обработка обеспечивает значительно более высокие физико-механические характеристики изделий из газобетона в сравнении с пенобетонными изделиями.

Химические процессы, происходящие на разных стадиях производства, можно представить в следующем виде:

1. Выделение водорода на стадии образования пористой структуры в сырце:

 

 

 

2. Образование гидроксидов и гидросиликатов на стадии набора сырцом пластической (транспортной) прочности:

 

 

 

3. Образование новых минералов (тоберморита) на стадии автоклавной обработки:

 

 

Для наиболее полного протекания реакций в процессе автоклавной обработки необходимо, чтобы исходные материалы имели достаточно тонкодисперсную структуру. На стадии помола к кремнезёмистому компоненту добавляется гипсовый камень, который служит, в первую очередь, для регулирования реакций в автоклаве, а также ускоряет набор сырцом необходимой пластической прочности.

В смесителе сырьевые материалы перемешиваются, причём на качество перемешивания могут влиять как время смешивания, так и последовательность введения в смеситель сырьевых материалов. На выходе из смесителя должны быть обеспечены высокая гомогенность и определённая вязкость смеси.

Один из важнейших параметров — температура смеси на выходе из смесителя, которая очень сильно влияет на весь дальнейший процесс. При вспучивании газомассы и наборе сырцом необходимой для резки пластической прочности температура в массиве растёт. Огрубляя, можно сказать, что рост температуры продолжается примерно 1–1,5 ч; дальнейший прирост составляет лишь 1–3 °C. Однако температура в массиве распределяется неравномерно, она уменьшается в слоях, которые контактируют с бортами заливочной формы и воздухом.

Так как температура массива и её распределение являются важными для некоторых этапов автоклавной обработки, хотим обратить особое внимание на то, что все заводы «Aeroc» оснащены тепловыми тоннелями, которые препятствуют охлаждению массивов через стенки заливочных форм. Кроме того, заливочные формы первого цикла всегда доводятся в тепловых тоннелях до температуры, примерно соответствующей температуре заливки.

При резке массивов большое внимание уделяется отсутствию сквозняков, особенно — в зимнее время. Разрезанные массивы также находятся в тепловых тоннелях, которые препятствуют понижению температуры поверхности сырца, так как передача тепла в ячеистый бетон при автоклавной обработке происходит тем быстрее, чем выше его температура при загрузке в автоклав.

Этапы автоклавной обработки

При разработке режимов автоклавной обработки и привязке их к конкретному технологическому циклу необходимо учесть массу факторов и особенностей того или иного производства: качество сырьевых материалов, параметры смеси (температура и отношение В/Т), номенклатура выпускаемой продукции (размеры, наличие армирования, плотность ячеистого бетона), расположение запариваемых массивов в автоклаве, условия и время выдержки перед автоклавной обработкой и другое.

Автоклавная обработка принципиально разбивается на четыре этапа:

(1) подготовка ячеистого бетона к подъёму давления;

(2) подъём давления;

(3) изотермическая выдержка ячеистого бетона при определённых температуре и давлении;

(4) сброс давления и подготовка изделий к выгрузке из автоклава.

Первый этап может включать (вместе или раздельно) следующие мероприятия:

1. Продувка или предварительный подогрев изделий без давления.

2. Предварительный подогрев изделий при давлении.

3. Вакуумирование.

Целью первого этапа является оптимальная подготовка сырца и среды в автоклаве ко второму этапу процесса — подъёму давления.

Из опыта нашей работы следует, что для изделий, внутренняя температура которых менее  80 °C , наиболее предпочтительным из вышеуказанных мероприятий первого этапа является вакуумирование.

За счёт снижения давления в автоклаве вода, находящаяся в материале, начинает кипеть. Кипение воды начинается в самой теплой части массива, а именно — во внутренней его области. При дальнейшем снижении давления кипение продвигается от внутренней области массива наружу, что приводит к полному удалению воздуха из материала. При этом сам материал разогревается, температура по толще массива выравнивается. Необходимый вакуум зависит от конечной температуры массива и, как правило, составляет 0,5 бар. Максимальное разряжение достигается через 25–30 мин и далее поддерживается в течение 15–25 мин. Вакуумирование необходимо производить при горячем автоклаве (температура стенки автоклава должна быть не менее  80 °C ). Эту температуру всегда легко сохранить в условиях постоянного производства. В противном случае перед началом процесса автоклавной обработки автоклав необходимо предварительно разогреть без продукции.

Вакуумирование необходимо производить при горячем автоклаве.

Причинами плохого вакуумирования могут быть неисправности, связанные с вакуумной задвижкой, системой автоматического управления, а также неудовлетворительное функционирование вакуумного насоса.

Второй этап – подъём давления – заключается в разогреве материала до температуры изотермической выдержки (как правило, 190–193 °C). Разогрев происходит, главным образом, благодаря конденсации горячего пара на относительно холодной поверхности массивов, температура которых в начале процесса ниже температуры насыщенного пара. Образующийся конденсат переносит тепло в ячеистый бетон. Конденсация воды из пара может происходить как в виде капель, так и в виде закрытых водяных плёнок. В какой форме это происходит, зависит, в первую очередь, от разности температур между паром и ячеистым бетоном. Образование закрытых плёнок препятствует теплопередаче, что крайне нежелательно.

Для получения качественных изделий подъём давления следует проводить в три этапа:

(1) от –0,5 бар до 0 бар — 30–45 мин;

(2) от 0 бар до 3 бар — 30–45мин;

(3) от 3 бар до 12 бар — 65 мин.

Если на изделиях появляются отколы и трещины, то подъём давления на первых двух этапах необходимо вести медленнее. Однако если увеличение времени каждого из этапов до 60 мин не даёт должного эффекта, нужно вмешаться в процесс заливки: изменить параметры смеси.

При достижении ячеистым бетоном температуры  150 °C начинается ускоренный экзотермический разогрев массивов за счёт энергии, освобождающейся при образовании гидросиликатов. Особое внимание следует обратить на то, что остановка подъёма давления и, тем более, его понижение могут привести к разрушению ячеистого бетона избыточным внутренним давлением. Особенно это характерно для армированных изделий и бетонов, плотность которых более 500 кг/м3.

 Остановка подъёма давления и, тем более, его понижение могут привести к разрушению ячеистого бетона избыточным внутренним давлением.

Изотермическая выдержка проводится в течение определённого времени при заданных давлении и температуре, которые обеспечивают достаточно глубокое протекание химических реакций образования новых минералов.

Оптимальная температура изотермии при производстве ячеистого бетона составляет 190–193 °C, рабочее давление в автоклаве — 11,5–13 бар. Время выдержки зависит как от номенклатуры продукции (мелкоштучные блоки или армированные изделия), так и от её плотности. Для плотности 350–500 кг/м3 оптимальное время выдержки составляет 360 мин при давлении 12 бар.

Если сырьевые материалы подобраны правильно, а рецептура рассчитана корректно, в автоклаве на стадии выдержки происходит самопроизвольный рост давления без подачи в автоклав пара.

Сброс давления должен проводиться плавно. Продолжительность сброса давления зависит в основном от номенклатуры продукции и от плотности изделий. Для плотностей 350–500 кг/м3 оптимальное время сброса, по нашему опыту, составляет 90 мин. Для изделий плотностью 600 кг/м3 и более, а также для армированных изделий, продолжительность сброса увеличивается, а сам сброс проводится ступенчато с разными градиентами.

 

 

Рис 1. Изображение процесса в виде графика

 

Причины дефектов в материале, которые возникают при автоклавной обработке и пути их устранения

 1. Не затвердевшие участки массива (рис. 2).

 

Рис. 2.

Внешне выглядят как тёмные пятна, расположенные в средней части блока. Появляются в том случае…. (продолжение в следующей рассылке)

Д. Рудченко,
Руководитель по развитию ООО «Аэрок СПб»

 

 

Автоклавная обработка изделий из ячеистого бетона. Теория и практика от «Aeroc International»

Рассматривается технология автоклавной обработки изделий из ячеистого бетона.

Продолжение, начало в рассылке №64

 

 1. Не затвердевшие участки массива (рис. 2).

 

Рис. 2.

Внешне выглядят как тёмные пятна, расположенные в средней части блока. Появляются в том случае, когда при автоклавной обработке температура бетона в этих областях недостаточна для образования гидросиликатов. Причиной может послужить недостаточность вакуумирования, в результате которой вода в этих зонах не закипает и воздух не вытесняется. В данном случае увеличение времени экзотермической выдержки эффекта не даёт.

Для устранения данного дефекта необходимо увеличить глубину вакуума и время выдержки при отрицательном давлении. Также в этом случае можно прибегнуть к комбинации продувки и вакуумирования. Если при осуществлении этих действий ситуация не изменится, необходимо вмешаться в процесс дозирования и смешивания: снизить на сколько это возможно отношение В/Т и увеличить внутреннюю температуру в массиве до 80–85 °C.

 

2. Отколы и трещины (рис. 3).

 

Рис. 3.

Механизм образования этих дефектов таков: пар конденсируется не только на поверхности материала, но и в толще массива. До тех пор, пока ячейки полностью не заполнены водой, разрушений не возникает, но как только начинает конденсироваться слишком много воды, внутри материала возникает значительное напряжение, которое в последствии приводит к разрушению.

Разрушения могут быть разной интенсивности: от тонких волосяных трещин до сильных поверхностных разрушений.

Итак, отколы появляются всегда, когда в автоклав подаётся слишком много пара за единицу времени. Поэтому при возникновении отколов и трещин следует увеличить длительность подъёма давления на первых двух этапах — от –0,5 до 0 бар и от 0 до 3 бар, соответственно. Если же при увеличении длительности подъёма давления результат не получен, необходимо изменить некоторые параметры.

Первый параметр — это температура массива до начала автоклавной обработки: чем холоднее массив, тем больше воды в нем конденсируется. Поэтому необходимо провести ряд мероприятий, исключающих остывание массива, а именно: предусмотреть наличие подогреваемых камер предавтоклавной выдержки, увеличить конечную температуру сырца, исключить сквозняки.

Второй и наиболее важный параметр — это количество воды, которое имеется в массиве при загрузке его в автоклав.

Когда материал формуется с высоким отношением В/Т, он содержит в себе очень много воды. Для автоклавной обработки на единицу массы воды сырца требуется четырёхкратное по массе количество пара. Избыток воды в сырце ведёт к увеличению расхода пара. В результате в материал начинает впитываться излишнее количество конденсата, что неминуемо приводит к откалыванию бетона. Единственный выход из такой ситуации — пересмотр существующих рецептур с целью снижения отношения В/Т. 

Оптимальное отношение В/Т для изделий плотностью 350–500 кг/м3, производимых по литьевой технологии, должно находится в пределах 0,6–0,67.

Автор статьи надеется на отклик специалистов, занимающихся изготовлением изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения, а также на то, что обобщение нашего опыта поможет дальнейшему совершенствованию производств, работающих по литьевой технологии и, как следствие этого, выпуску продукции более высокого качества.

Прочитать остальную часть записи »

Рассматривается технология автоклавной обработки изделий из ячеистого бетона.

Автоклавная обработка является одной из важнейших операций при изготовлении изделий из ячеистого бетона. Её режимы напрямую влияют на такие качественные характеристики готового продукта, как морозостойкость, усадка при высыхании, прочность при сжатии, внешний вид изделий (отколы, трещины). Базовое понимание процессов, происходящих в автоклаве, важно как при полностью автоматическом регулировании работы автоклава, так и при ручном управлении.

В данной статье мы кратко обобщим опыт, накопленный на заводах холдинга «Aeroc International» в автоклавной обработке.

Процесс изготовления ячеистого бетона

В этом разделе представлен краткий обзор всего процесса изготовления ячеистого бетона, поскольку определённые операции, входящие в этот процесс, напрямую влияют на поведение материала при автоклавной обработке.

Ячеистый бетон изготавливается из вяжущих, песка или золы, газообразователя и воды. Вяжущие — известь и цемент — содержат CaO, который имеет решающее значение для процесса. Песок или зола вводит в процесс SiO_2. Из компонентов CaO, SiO₂ и Н₂О в автоклаве при воздействии высокого давления и высокой температуры образуется новый минерал — тоберморит (С₄S₅H₅).

Собственно, образование новых минералов тоберморитовой структуры и возводит ячеистый бетон автоклавного твердения (в просторечии — газобетон) в совершенно другой ранг по сравнению с неавтоклавным ячеистым бетоном («пенобетоном»). Автоклавная обработка обеспечивает значительно более высокие физико-механические характеристики изделий из газобетона в сравнении с пенобетонными изделиями.

Химические процессы, происходящие на разных стадиях производства, можно представить в следующем виде:

1. Выделение водорода на стадии образования пористой структуры в сырце:

2. Образование гидроксидов и гидросиликатов на стадии набора сырцом пластической (транспортной) прочности:

3. Образование новых минералов (тоберморита) на стадии автоклавной обработки:

Для наиболее полного протекания реакций в процессе автоклавной обработки необходимо, чтобы исходные материалы имели достаточно тонкодисперсную структуру. На стадии помола к кремнезёмистому компоненту добавляется гипсовый камень, который служит, в первую очередь, для регулирования реакций в автоклаве, а также ускоряет набор сырцом необходимой пластической прочности.

В смесителе сырьевые материалы перемешиваются, причём на качество перемешивания могут влиять как время смешивания, так и последовательность введения в смеситель сырьевых материалов. На выходе из смесителя должны быть обеспечены высокая гомогенность и определённая вязкость смеси.

Один из важнейших параметров — температура смеси на выходе из смесителя, которая очень сильно влияет на весь дальнейший процесс. При вспучивании газомассы и наборе сырцом необходимой для резки пластической прочности температура в массиве растёт. Огрубляя, можно сказать, что рост температуры продолжается примерно 1–1,5 ч; дальнейший прирост составляет лишь 1–3 °C. Однако температура в массиве распределяется неравномерно, она уменьшается в слоях, которые контактируют с бортами заливочной формы и воздухом.

Так как температура массива и её распределение являются важными для некоторых этапов автоклавной обработки, хотим обратить особое внимание на то, что все заводы «Aeroc» оснащены тепловыми тоннелями, которые препятствуют охлаждению массивов через стенки заливочных форм. Кроме того, заливочные формы первого цикла всегда доводятся в тепловых тоннелях до температуры, примерно соответствующей температуре заливки.

При резке массивов большое внимание уделяется отсутствию сквозняков, особенно — в зимнее время. Разрезанные массивы также находятся в тепловых тоннелях, которые препятствуют понижению температуры поверхности сырца, так как передача тепла в ячеистый бетон при автоклавной обработке происходит тем быстрее, чем выше его температура при загрузке в автоклав.

Этапы автоклавной обработки

При разработке режимов автоклавной обработки и привязке их к конкретному технологическому циклу необходимо учесть массу факторов и особенностей того или иного производства: качество сырьевых материалов, параметры смеси (температура и отношение В/Т), номенклатура выпускаемой продукции (размеры, наличие армирования, плотность ячеистого бетона), расположение запариваемых массивов в автоклаве, условия и время выдержки перед автоклавной обработкой и другое.

Автоклавная обработка принципиально разбивается на четыре этапа:

(1) подготовка ячеистого бетона к подъёму давления;

(2) подъём давления;

(3) изотермическая выдержка ячеистого бетона при определённых температуре и давлении;

(4) сброс давления и подготовка изделий к выгрузке из автоклава.

Первый этап может включать (вместе или раздельно) следующие мероприятия:

1. Продувка или предварительный подогрев изделий без давления.

2. Предварительный подогрев изделий при давлении.

3. Вакуумирование.

Целью первого этапа является оптимальная подготовка сырца и среды в автоклаве ко второму этапу процесса — подъёму давления.

Из опыта нашей работы следует, что для изделий, внутренняя температура которых менее 80 °C, наиболее предпочтительным из вышеуказанных мероприятий первого этапа является вакуумирование.

За счёт снижения давления в автоклаве вода, находящаяся в материале, начинает кипеть. Кипение воды начинается в самой теплой части массива, а именно — во внутренней его области. При дальнейшем снижении давления кипение продвигается от внутренней области массива наружу, что приводит к полному удалению воздуха из материала. При этом сам материал разогревается, температура по толще массива выравнивается. Необходимый вакуум зависит от конечной температуры массива и, как правило, составляет 0,5 бар. Максимальное разряжение достигается через 25–30 мин и далее поддерживается в течение 15–25 мин. Вакуумирование необходимо производить при горячем автоклаве (температура стенки автоклава должна быть не менее 80 °C). Эту температуру всегда легко сохранить в условиях постоянного производства. В противном случае перед началом процесса автоклавной обработки автоклав необходимо предварительно разогреть без продукции.

Причинами плохого вакуумирования могут быть неисправности, связанные с вакуумной задвижкой, системой автоматического управления, а также неудовлетворительное функционирование вакуумного насоса.

Второй этап – подъём давления – заключается в разогреве материала до температуры изотермической выдержки (как правило, 190–193 °C). Разогрев происходит, главным образом, благодаря конденсации горячего пара на относительно холодной поверхности массивов, температура которых в начале процесса ниже температуры насыщенного пара. Образующийся конденсат переносит тепло в ячеистый бетон. Конденсация воды из пара может происходить как в виде капель, так и в виде закрытых водяных плёнок. В какой форме это происходит, зависит, в первую очередь, от разности температур между паром и ячеистым бетоном. Образование закрытых плёнок препятствует теплопередаче, что крайне нежелательно.

Для получения качественных изделий подъём давления следует проводить в три этапа:

(1) от –0,5 бар до 0 бар — 30–45 мин;

(2) от 0 бар до 3 бар — 30–45мин;

(3) от 3 бар до 12 бар — 65 мин.

Если на изделиях появляются отколы и трещины, то подъём давления на первых двух этапах необходимо вести медленнее. Однако если увеличение времени каждого из этапов до 60 мин не даёт должного эффекта, нужно вмешаться в процесс заливки: изменить параметры смеси.

При достижении ячеистым бетоном температуры 150 °C начинается ускоренный экзотермический разогрев массивов за счёт энергии, освобождающейся при образовании гидросиликатов. Особое внимание следует обратить на то, что остановка подъёма давления и, тем более, его понижение могут привести к разрушению ячеистого бетона избыточным внутренним давлением. Особенно это характерно для армированных изделий и бетонов, плотность которых более 500 кг/м³.

Изотермическая выдержка проводится в течение определённого времени при заданных давлении и температуре, которые обеспечивают достаточно глубокое протекание химических реакций образования новых минералов.

Оптимальная температура изотермии при производстве ячеистого бетона составляет 190–193 °C, рабочее давление в автоклаве — 11,5–13 бар. Время выдержки зависит как от номенклатуры продукции (мелкоштучные блоки или армированные изделия), так и от её плотности. Для плотности 350–500 кг/м³ оптимальное время выдержки составляет 360 мин при давлении 12 бар.

Если сырьевые материалы подобраны правильно, а рецептура рассчитана корректно, в автоклаве на стадии выдержки происходит самопроизвольный рост давления без подачи в автоклав пара.

Сброс давления должен проводиться плавно. Продолжительность сброса давления зависит в основном от номенклатуры продукции и от плотности изделий. Для плотностей 350–500 кг/м³ оптимальное время сброса, по нашему опыту, составляет 90 мин. Для изделий плотностью 600 кг/м³ и более, а также для армированных изделий, продолжительность сброса увеличивается, а сам сброс проводится ступенчато с разными градиентами.

Рис 1. Изображение процесса в виде графика

Причины дефектов в материале, которые возникают при автоклавной обработке и пути их устранения

1. Не затвердевшие участки массива (рис. 2).

Рис. 2.

Внешне выглядят как тёмные пятна, расположенные в средней части блока. Появляются в том случае, когда при автоклавной обработке температура бетона в этих областях недостаточна для образования гидросиликатов. Причиной может послужить недостаточность вакуумирования, в результате которой вода в этих зонах не закипает и воздух не вытесняется. В данном случае увеличение времени экзотермической выдержки эффекта не даёт.

Для устранения данного дефекта необходимо увеличить глубину вакуума и время выдержки при отрицательном давлении. Также в этом случае можно прибегнуть к комбинации продувки и вакуумирования. Если при осуществлении этих действий ситуация не изменится, необходимо вмешаться в процесс дозирования и смешивания: снизить на сколько это возможно отношение В/Т и увеличить внутреннюю температуру в массиве до 80–85 °C.

2. Отколы и трещины (рис. 3).

Рис. 3.

Механизм образования этих дефектов таков: пар конденсируется не только на поверхности материала, но и в толще массива. До тех пор, пока ячейки полностью не заполнены водой, разрушений не возникает, но как только начинает конденсироваться слишком много воды, внутри материала возникает значительное напряжение, которое в последствии приводит к разрушению.

Разрушения могут быть разной интенсивности: от тонких волосяных трещин до сильных поверхностных разрушений.

Итак, отколы появляются всегда, когда в автоклав подаётся слишком много пара за единицу времени. Поэтому при возникновении отколов и трещин следует увеличить длительность подъёма давления на первых двух этапах — от –0,5 до 0 бар и от 0 до 3 бар, соответственно. Если же при увеличении длительности подъёма давления результат не получен, необходимо изменить некоторые параметры.

Первый параметр — это температура массива до начала автоклавной обработки: чем холоднее массив, тем больше воды в нем конденсируется. Поэтому необходимо провести ряд мероприятий, исключающих остывание массива, а именно: предусмотреть наличие подогреваемых камер предавтоклавной выдержки, увеличить конечную температуру сырца, исключить сквозняки.

Второй и наиболее важный параметр — это количество воды, которое имеется в массиве при загрузке его в автоклав.

Когда материал формуется с высоким отношением В/Т, он содержит в себе очень много воды. Для автоклавной обработки на единицу массы воды сырца требуется четырёхкратное по массе количество пара. Избыток воды в сырце ведёт к увеличению расхода пара. В результате в материал начинает впитываться излишнее количество конденсата, что неминуемо приводит к откалыванию бетона. Единственный выход из такой ситуации — пересмотр существующих рецептур с целью снижения отношения В/Т.

Автор статьи надеется на отклик специалистов, занимающихся изготовлением изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения, а также на то, что обобщение нашего опыта поможет дальнейшему совершенствованию производств, работающих по литьевой технологии и, как следствие этого, выпуску продукции более высокого качества. 

Cтатья предоставлена журналом «Популярное бетоноведение» Журнал «Популярное Бетоноведение» — всегда свежая и профессиональная информация о производстве и применению бетонов и других строительных материалов, добавках, оборудовании и многом другом.  Издание выходит при поддержке Научно-Технического общества строителей Санкт-Петербурга. Распространяется в России, СНГ, за рубежом. Журнал рассчитан на широкий круг читателей — строителей, технологов, проектировщиков. www.betonmagazine.ru betonmagazine@mail.ru Быстрая подписка на журнал: (812) 541-91-45, 541-91-46

Прочитать остальную часть записи »