Обычно для приготовления легкого бетона принимают наибольшую крупность гравия до 40 мм, а щебня — до 20 мм. При использовании пористого заполнителя с предельной крупностью до 20 мм бетон при прочих равных условиях получают более однородным.
Типовые нормы расхода цемента для приготовления различных видов легкого бетона приведены в СНиП 5.01.23—83.
Бетонные смеси с легкими заполнителями приготовляют аналогично обыкновенным бетонным смесям. Однако легкобетонную смесь следует более тщательно перемешивать. Уплотнение легкого бетона производят теми же методами, что и тяжелого бетона. При этом следует учитывать, что плотность легкого бетона можно повысить не только подбором соответствующего гранулометрического состава бетонной смеси, расходом воды и применением пластифицирующих добавок, но и интенсивным и длительным уплотнением. Воздействие вибрирования на легкобетонные смеси отличается рядом особенностей. Большая разница в плотности заполнителя и цементного теста приводит при вибрировании к слабому уплотнению в нижней зоне и разуплотнению смеси в верхней зоне изделия, поэтому легкобетонные смеси требуют вибрирования с пригрузом, компенсирующим недостаток собственной массы заполнителей. Чем меньше плотность заполнителя, тем больше требуется пригруз.
Свежеотформованные предельно уплотненные легкие бетоны обладают высокой структурной прочностью, позволяющей немедленную распалубку. Легкобетонные изделия можно формо- аТь всеми способами, применяемыми для формования тяже-;1Х бетонов (см. гл. 11). Аналогичным образом организуется и ускоренное твердение их.
щ Свойства легких бетонов. По структуре легкие бетоны подразделяют на плотные, поризованные и крупнопористые.
Основным показателем прочности легкого бетона является класс бетона установленный по прочности его на сжатие: В2; 2'5; 3,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 17,5; 20; 22,5; 25; 30; 40; для теплоизо- пяционных бетонов, кроме того, предусмотрены классы ВО,35; 0,75 и 1.
Наряду с прочностью важной характеристикой легкого бетона является его плотность в сухом состоянии. По этому показателю легкие бетоны подразделяют на марки: Д200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100; 1200; 1300; 1400; 1500; 1600; 1700; 1800; 1900 и 2000. Уменьшить плотность легких бетонов можно путем образования в цементном камне мелких пор с помощью пено- и газообразующих веществ.
Теплопроводность легких бетонов зависит в основном от плотности и влажности. Увеличение влажности на 1% повышает теплопроводность на 0,016.,.0,035 Вт/(м°-С).
По морозостойкости легкие бетоны делят на 10 марок: F 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400 и 500. Для наружных стен зданий применяют бетоны с морозостойкостью не ниже F 25.
Водонепроницаемость конструкционных легких бетонов может быть высокой. Установлены следующие марки легкого бетона на пористых заполнителях по водонепроницаемости W 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2 (МПа гидростатического давления).
Легкий бетон — эффективный материал, который имеет большую перспективу.
§6.13. Ячеистые бетоны
• Ячеистые бетоны являются разновидностью легких бетонов с равномерно распределенными порами (до 85% от общего объема бетона); их получают в результате затвердевания предварительно вспученной порообразователем смеси вяжущего, воды и кремнеземистого компонента.
По виду применяемого вяжущего ячеистые бетоны делят на следующие группы: газобетоны и пенобетоны, получаемые на основе портландцемента или цементно-известкового вяжущего; газосиликаты и пеносиликаты, получаемые на основе смеси извести-кипелки и кварцевого песка; газошлакобетоны и пено- шлакобетоны, получаемые из смеси извести и тонкомолотых Доменных гранулированных шлаков или золы-уноса.
По условиям твердения различают ячеистые бетоны пропаренные и автоклавного твердения.
По назначению и плотности ячеистые бетоны делят на теплоизоляционные с плотностью в сухом состоянии до 500 кг/м3' конструкционно-теплоизоляционные с плотностью 500...900 кг/м
|
и конструкционные с плотностью 900...1200 кг/м3. По показате лям плотности установлено десять марок ячеистого бетона m Д300 до Д1200.
Ячеистые бетоны, будучи материалами весьма пористыми отличаются низкой плотностью и соответственно относительно невысокой прочностью. Такая же связь, но несколько другого порядка, существует между плотностью и теплопроводностью показателем, особо важным для ячеистых бетонов. Теплопроводность ячеистых бетонов изменяется 0,07...0,25 Вт/(м- °С).
В идеальном случае структура ячеистого бетона представляет замкнутые ячейки размером 0,4...1,5 мм. Равномерность размеров и замкнутый характер пор уменьшают концентрацию напряжений в цементной оболочке ячеек, распределение напряжений происходит равномерно по сечению элемента, и прочность ячеистого бетона увеличивается. При неудовлетворительной структуре наряду с мелкими замкнутыми порами присутствуют открытые крупные ячейки, которые могут сообщаться не только между собой, но и с окружающей средой. При такой структуре ячеистого бетона уменьшаются прочность и морозостойкость, увеличиваются теплопроводность и водопоглощение. Высокая морозостойкость ячеистых бетонов объясняется особенностями их строения — большим количеством замкнутых пор, наполненных воздухом или газом. Для ячеистых бетонов установлены следующие марки морозостойкости: F15, 25, 35, 50 и 100.
Важным показателем прочности ячеистого бетона является прочность камня-оболочки ячейки, которая зависит не только от вида вяжущего, но и условий его твердения и влажности бетона. Наиболее высокую прочность имеют бетоны после автоклавной обработки, при этом значительно экономится вяжущее вещество. В зависимости от гарантированных значений прочности ячеисто го бетона на сжатие установлены следующие классы (МПа) ВО,35; 0,75; 0,85; 1; 1,5; 2,5; 3,5; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5 и 20.
Большие усадочные деформации вызывают изменением влажности при высыхании бетона, их величина зависит главным образом от начальной влажности изделий после тепловлажностной обработки. После автоклавного твердения влажность изделий доходит до 25% по массе, а после пропаривания — до 50%. Усадка после высыхания достигает соответственно 1,2 и 2,5 мм/м. От усадочных деформаций могут появиться трещины, значительно снижающие долговечность изделий.
Введение в состав ячеистого бетона немолотого песка или снижение расхода воды затворения, а также применение более совершенной технологии изготовления изделий — вибровспучивания с последующей автоклавной обработкой — позволяет значительно снизить усадочные деформации.
Вяжущим для приготовления ячеистых бетонов обычно слу жат портландцемент, молотая негашеная известь. В качестве кремнеземистого компонента используют измельченный кварце вый песок, молотые доменные шлаки и золу-унос.
Вода для ячеистых бетонов должна удовлетворять общим требованиям, предъявляемым к воде для бетонов.
Для образования ячеистой структуры бетона применяют пено- и газообразователи. В качестве пенообразователей используют несколько видов поверхностно-активных веществ, способствующих получению устойчивых пен. Клееканифольный пенообразователь приготовляют из мездрового клея, канифоли и водяного раствора едкого иатра; смолосапониновый — из мыльного корня и воды, иногда для увеличения стойкости пены в него вводят жидкое стекло; алюмосульфонафтеновый — из керосинового контакта, сернокислого глинозема и едкого натра; пенообразователь ГК — из гидролизованной боенской крови и сернокислого железа. В качестве газообразователей используют алюминиевую пудру ПАК-3 или ПАК-4 с содержанием активного алюминия 82% и тонкостью помола 5000...6000 см2/г. Расход алюминиевой пудры зависит от плотности получаемого газобетона и составляет 0,25...0,6 кг/м3.
• Пенобетоны получают смешиванием цементного теста или раствора с устойчивой пеной. Пену получают взбиванием жидкой смеси канифольного мыла и животного клея или водного раствора сапонина (вытяжки из растительного мыльного корня). Такая пена имеет устойчивую структуру, хорошо смешивается с цементным тестом и раствором, которые распределяются по пленкам, окружающим воздушные ячейки, и в этом положении затвердевают. Лучшими пенообразователями являются алюмо- сульфонафтеновые и препарат ГК (гидролизованная боенская кровь).
Пену, цементное тесто или раствор, а также их смесь приготовляют в специальных пенобетоносместителях, состоящих из трех барабанов, внутри которых вращаются валы с лопастями. Готовое тесто из верхнего барабана переливается в нижний, туда же из второго верхнего барабана поступает готовая пена, после чего тесто и пену тщательно перемешивают в течение 2... 3 мин. Приготовленная смесь поступает в бункера, из которых разливается в формы для изделий. До тепловлажностной обработки смесь выдерживают в формах. За это время пеномасса приобретает начальную прочность, не разрушаясь при встряхивании. Сократить время выдержки можно путем использования быстросхватывающихся цементов или путем введения добавок — ускорителей твердения.
По физико-механическим свойствам различают пенобетон теплоизоляционный, конструктивно-теплоизоляционный и конструктивный. Теплоизоляционный пенобетон отливается в виде блоков размером 100X50X50 см и больше, которые после затвердевания распиливают на плиты. Теплоизоляционный пенобетон имеет прочность до 2,5 МПа, теплопроводность — 0,1... 0,2 Вт/ (м- °С). Этот вид пенобетона применяют для теплоизоляции железобетонных покрытий, перегородок и т. д. Конструктивно-теплоизоляционный пенобетон имеет прочность 2,5...7,5 МПа,
теплопроводность 0,2...0,4 Вт/(м-°С), применяют его для огра^. дающих конструкций. Из конструктивного пенобетона изготовляют изделия для покрытий. Их армируют двумя сетками из проволоки диаметром 3...5 мм. Конструктивный пенобетон имеет прочность до 20 МПа и теплопроводность 0,4...0,6 Вт (м-°С) Конструктивный пенобетон широко используют в трехслойных ограждающих конструкциях отапливаемых зданий.
Газобетон получают из смеси портландцемента, кремнеземистого компонента и газообразователя. Широкое применение 9 качестве газообразователя получила алюминиевая пудра, которая, реагируя с водным раствором гидроксида кальция, выделяет водород
2А1 + ЗСа(0Н)26Н20 = ЗСаО-А1203-6Н20 + ЗН2
вызывающий вспучивание цементного теста. Последнее, затвердевая, сохраняет пористую структуру.
В портландцементных бетонах гидроксид кальция образуется в результате гидролиза трехкальциевого силиката, для ускорения этого процесса в смесь добавляют известь до 10% от массы цемента.
Алюминиевую пудру для лучшего распределения в смеси применяют в виде водной суспензии. Так как алюминиевый порошок при изготовлении на заводе парафинируют и частицы алюминия не смачиваются водой, то для удаления пленки парафина алюминиевую пудру предварительно прокаливают в электропечах при температуре 200°С, чтобы исключить возможность воспламенения порошка или взрыва. Кроме того, для придания пудре гидрофильных свойств ее обрабатывают водным раствором СДБ, канифольного мыла и др.
Для изготовления изделий из газобетона смесь молотого песка и воды смешивают в смесителе с цементом, алюминиевым порошком, водой и немолотым песком. Затем смесь разливают в формы.
В настоящее время на заводах страны для приготовления ячеистого бетона различных видов применяют современные виброгазобетоносместители СМС-40 и гидродинамический смеситель ГДС-3. Эти машины обеспечивают хорошее перемешивание, они позволяют получать высокогомогенные и активированные смеси с пониженным содержанием воды затворения (до 35...40%), при этом продолжительность процесса приготовления смеси не превышает 3 мин.
Гидродинамический смеситель ГДС-3 (рис. 6. 16) состоит из горизонтальной смесительной камеры с лопастным валом, активаторами, загрузочными устройствами, самоходного портала, щита снабжения электроэнергией и системы управления.
Виброгазосмеситель СМС-40 (рис. 6.17) состоит из корпуса, вертикального вала с лопастями, вибрационной системы и самоходного портала. На внутренней поверхности корпуса смонтиро-
Рис. 6.16. Гидродинамический смеситель ГДС-3:
/ — пульт управления; 2 — привод смесителя; 3 — загрузочное устройство; 4 — горизонтальная смесительная камера; 5 — лоток; 6 — самоходный портал
ваны отбойные лопасти. По всей длине вала по винтовой линии установлены попарно лопасти, образующие двухлопастной пропеллер. Привод вертикального вала осуществляется снизу через клиноременную передачу и конический редуктор. В конструкции вибрационного устройства предусмотрено регулирование частоты вибрации и амплитуды колебаний. Исходные материалы загружаются через люки, имеющиеся в крышке. Готовая смесь выгружается через затвор, под которым расположен лоток, предназначенный для заливки газобетонной смеси в форму.
Формование ячеисто-бетонных масс производят на виброплощадках со специальной бортоснасткой. После непродолжительной выдержки газобетон разрезают машиной СМ-1211 на мелкие блоки и направляют в автоклавы. Режим автоклавной обработки изделий поддерживается по заданной программе автоматической системой регулирования. Твердение изделий в автоклаве при температуре 175°С и давлении 0,8 МПа обеспечивает высокую прочность и позволяет существенно уменьшить расход цемента путем частичной или полной замены его известью. Из автоклавов изделия поступают в пакетах на склад готовой продукции.
По свойствам газобетон аналогичен пенобетону. Однако он проще в изготовлении и позволяет получать изделия более устойчивого качества.
Рис. 6.17. Виброгазобетоио- смеситель СМС-40:
/ — корпус; 2 — самоходный портал; 3 — привод вертикального вала; 4 — вертикальный вал; 5 — лоток
Способ производства ячеистых бетонов методом комплексной вибрации позволяет не только управлять процессом структур^ образования, но и дает ряд технико-экономических преимуществ- интенсифицирует технологический процесс, улучшает свойства ячеистых бетонов, снижает влажность готовых изделий. Вслед, ствие этого, а также возможности использования местного сырья (извести, песка, шлака и золы) изготовление автоклавного газобетона, газосиликата и газошлакобетона стало основным направлением развития производства ячеистых бетонов
Блоки из ячеистых бетонов автоклавного твердения применя-. ют для кладки наружных и внутренних стен и перегородок жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий с относительной влажностью воздуха помещений не более 75%, а в наружных стенах при влажности более 60% должно наноситься с внутренней поверхности стен пароизоляционное покрытие. Применение блоков из ячеистых бетонов для цоколей и стен подвалов, а также стен помещений с мокрым режимом или наличием агрессивных сред не допускается.
§ 6.14. Экономика производства и применения легких бетонов
Снижение массы крупноразмерных бетонных изделий — одно из основных направлений технического прогресса в сборном строительстве.
Исследованиями, проведенными в НИИЭС Госстроя СССР, установлено, что технически возможный удельный вес легких бетонов в основных конструкциях полносборного строительства может составить примерно 60%. Суммарный объем выпуска- легких бетонов к 1985 г. составил 26 млн. м3, а в ближайшей перспективе увеличится до 40...45 млн. м.3, что предопределяет значительный рост объема производства пористых заполнителей.
Из табл. 6.5 видно, что применение облегченных стеновых конструкций позволяет снизить массу 1 м2 стены с 1080... 1250 до 175...560 кг, т. е. примерно в 2...7 раз (в зависимости от вида кирпичных и легкобетонных стен). Толщина ограждающих конструкций для принятых климатических условий сокращается с 52...66 до 25...40 см. Трудоемкость изготовления и монтажа конструкций уменьшается соответственно с 1,3...1,65 чел-дн на
1 м2 стены до 0,75...0,8 чел-дн, т. е. на 30...55%. Стоимость смонтированных конструкций уменьшается (по перспективным данным) с 18,6 руб/м стены из полнотелого керамического кирпича до 9,7...11,5 руб/м2, причем наиболее значительное снижение этих затрат имеют конструкции стен из ячеистых и легких бетонов на пористых заполнителях пониженной плотности (300...350 кг/м3). j
Объем капитальных вложений на развитие материально-! технической базы строительства по конструкциям из пористым заполнителей примерно одинаков с кирпичными стенами, а по!
Таблица 6.5. Перспективные технико-экономические показатели стеновых конструкций для жилых зданий иа 1 м2 стены при расчетной температуре — ЗГС (данные НИИЭС Госстроя СССР)*
|
В табл. 6.6 дается расчет на перспективу удельных капиталь- ных вложений в сырьевую базу для производства панелей наружных стен из различных материалов. Из этих данных видно, что снижение капитальных вложений на развитие смежных отраслей для газосиликатных панелей обусловлено сокраще. нием норм расхода вяжущих и уменьшением удельных капитальных вложений на производство извести (по сравнению с цементом) и песка (по сравнению со щебнем). В целом капитальные вложения на создание сырьевой базы крупнопанельного домостроения из ячеистых бетонов в 1,5...2,5 раза меньше, чем по другим видам крупнопанельного домостроения.
Таблица 6.6. Расчет удельных капитальных затрат на создание сырьевой базы для производства 1 м2 панелей наружных стен
|
Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 35 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
