Материал: 405

По способу порообразования различают:

химический (газобетоны, газосиликаты, газошлакобетоны, газозолобетоны и др.);

механический (пенобетоны, пеносиликаты, шлакощелочные пенобетоны, пенозолобетоны и др.);

механохимический (пеногазобетоны);

физический.

Химический способ основан на газообразовании за счет химических реакций между исходными компонентами при совмещении реакции газовыделения с требуемой пластической вязкостью смеси и последующим ее твердением. Реакция между газообразователем (алюминиевой пудрой) и гидрооксидом кальция [Ca(OH2)] при получении газобетона протекает по следующей схеме:

3Ca(OH)2 + 2Al + 6H2O  3CaO * Al2O3 * 6H2O + 3H2 .

Образующийся водород обеспечивает поризацию (вспучивание) смеси. При таком способе поризации получают изделия из газобетона, газогипса, газокерамики.

В технологии газобетонных изделий возможно применение передвижного и стационарного газобетоносмесителя. При использовании стационарного смесителя уменьшается количество крановых операций и возможен более высокий уровень механизации технологических процессов.

Механический способ основан на введении в формовочную массу специально приготовленной технической устойчивой пены, совместном их перемешивании и последующем затвердевании поризованной смеси. По такой схеме получают пенобетон, пеногипс, пенокерамику.

Технология производства пенобетонных изделий организована по двум принципиально отличающимся схемам: первая схема предусматривает получение технической пены, растворной части и пенобетонной смеси при обычном атмосферном давлении; другая схема обеспечивает получение пенобетонной массы при избыточном давлении 0,1 – 0,5 МПа, при этом в одном агрегате совмещаются функции смесителя и пневмокамерного насоса.

Отмеченные изделия можно получать эффективным совмещенным

5

механохимическим способом. Этот способ можно отнести к разряду новых, при котором формовочная смесь на первом этапе поризуется за счет введения в ее структуру пены, а затем в поризованной массе создаются более крупные ячеистые поры за счет газообразователей или другими методами, обеспечивающими получение ячеистой пористости.

Физический способ порообразования в системе “раствор–газ” базируется на принципе разряжения при использовании вакуум-колпака в технологии ячеистых бетонов.

По виду вяжущего ячеистые бетоны классифицируются:

на цементе – газо- и пенобетоны;

на известково-кремнеземистом вяжущем – газо- и пеносиликаты;

на шлакоизвестковом вяжущем – газо- и пеношлакобетоны;

на золе – газо- и пенозолобетоны или газо- и пенозолосиликаты;

на гипсовом вяжущем – газо- и пеногипс.

По способу твердения различают:

автоклавные ячеистые бетоны (процессы твердения происходят при повышенной температуре 170 – 190 ОС и давлении паровоздушной среды 0,8 – 1,2 МПа);

неавтоклавные ячеистые бетоны (твердеют при температуре гидротермальной обработки до 100 ОС и атмосферном давлении);

ячеистые бетоны естественного твердения (твердеют в нормальновлажностных условиях в течение 28 суток).

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СЫРЬЕВЫМ МАТЕРИАЛАМ

Вяжущие вещества выбираются в зависимости от условий твердения и проектной прочности изделий из ячеистого бетона.

Для материалов неавтоклавного твердения в основном применяют портландцемент марки не ниже 400, отвечающий требованиям ГОСТ 10178 – 95 “Портландцемент и шлакопортландцемент. ТУ”. Рекомендуется использовать алитовый портландцемент, содержащий в составе не менее 50 % трехкальциевого силиката (3CaO * SiO2). Для обеспечения более быстрого набора структурной прочности поризованной ячеистобетонной массы используют вяжущее низкой водопотребности (ВНВ). Для автоклавных силикатных изделий в качестве основного вяжущего применяется строительная известь воздушного твердения, отвечающая требованиям ГОСТ 9179 – 77 “Известь строительная. ТУ”. Влажность гидратной извести не должна быть более 5 %. Рекомендуется использовать негашенную известь-кипелку не менее 2-го сорта с содержанием активных CaO и MgO 80 %, непогасившихся частиц не более 11 % и с дисперсностью менее 0,2 мм. В этом случае при приготовлении растворной смеси для

6

получения ячеистобетонной массы выделяется большое количество теплоты, что способствует процессу порообразования, предохранению оседания газонасыщенной массы до ее затвердевания и повышению прочности готовых изделий ячеистой структуры.

Смешанное вяжущее, такое как цементно-известковое на основе цемента и извести, должно удовлетворять вышеизложенным требованиям.

Высокоосновное зольное вяжущее от сжигания горючего сланца,

каменного и бурого углей должно содержать CaO не менее 30 %, в том числе свободной CaO – 15…25 %, SiO2 – 20…30 %, SO3 – не более 6 % и

суммарного количества K2O + Na2O – не более 3 %. Удельная поверхность должна быть равна 3000 – 3500 см2/г.

Сульфатное вяжущее – обычный строительный гипс по ГОСТ 125 – 79 с добавкой 5% тонкомолотого (удельная поверхность 2000 – 3000 см2/г) кристаллического карбоната кальция, мрамора и т.п.

При производстве автоклавных ячеистых бетонов возможно использование известково-цементных или золоцементных вяжущих, марка последних может быть невысокой, т.к. конечная прочность поробетона после автоклавной обработки на цементах различных марок практически одинакова.

Кремнеземистый компонент

В качестве кремнеземистого компонента используются: кварцевый песок, золы ТЭС, шлаки и др.

Основными показателями кремнеземистого компонента в составе смеси для производства ячеистых бетонов являются гранулометрический состав и содержание в нем нежелательных примесей (пылевидных и глинистых частиц). В кварцевом песке не допускается наличие зерен более 10 мм в количестве свыше 0,5 %, а более 5 мм – свыше 10 % по массе. Количество частиц менее 0,16 мм не должно превышать 10 и 15 % соответственно для крупных и мелких песков. Содержание пылевидных (менее 0,5 мм) и глинистых (менее 0,005 мм) частиц не должно превышать

3 – 5 %.

Применяемый в изготовлении изделий из ячеистого бетона кремнеземсодержащий компонент – кварцевый песок – согласно ГОСТ 8736 – 93 “Песок для строительных работ. ТУ” должен содержать не менее 75 % свободного кварца, не более 3 % илистых и глинистых примесей и не более 0,5 % слюды.

Для обеспечения требуемой величины средней плотности удельная поверхность молотого песка должна составлять, см2/г:

1500 – 2000 при средней плотности 800 кг/м3;

Зола-унос от сжигания бурых и каменных углей также может использоваться в качестве кремнеземсодержащего компонента, должна иметь не менее 45 % кремнезема, а величина потерь при прокаливании (ппп) в золе бурых углей не должна превышать 5 % и в каменных углях –

7 %.

Порообразователи

Втехнологии газобетонных изделий в качестве газообразователей главным образом используется алюминиевая пудра марок ПАП – 1 и ПАП – 2, отвечающая требованиям ГОСТ 5494 – 95 “Пудра алюминиевая пигментная. ТУ” с содержанием активного алюминия 91,1 – 93,9 % и временем активного (максимума) газовыделения в течение 3 – 4 мин от начала смешивания компонентов газобетонной массы. К пудре предъявляются требования по дисперсности, т.к. с дисперсностью связан

процесс протекания газообразования в ячеистобетонной смеси, которая составляет 4600 – 6000 см2/г. Максимальное выделение водорода происходит при температуре смеси 30 – 40 ОС. Для получения водной алюминиевой суспензии используется сульфанол (алкилбензосульфат), обладающий свойствами ПАВ, из расчета 25 г на 1 литр воды. Сульфанол должен удовлетворять требованиям ТУ 6 – 01 – 1001 – 77.

Вкачестве газообразователя также применяют пергидроль Н2О2 газопасты ГБП и комплексный газообразователь, представляющий собой смесь алюминиевой пудры и дисперсного ферросилиция.

Внастоящее время в России существует много разновидностей пенообразователей как отечественного, так и зарубежного производства. К отечественным пенообразователям относят клееканифольный, алюмосульфонафтеновый, смолосапониновый, ПО–1, БелПор–1Ом, “Унипор”, ПО – 6, ПБ – 2000, а к зарубежным “Неопор”, “Диет”, “Едама” и др., удовлетворяющие требованиям ГОСТ 6948 – 81.

Клееканифольный пенообразователь приготовляют из мездрового или костного клея, канифоли и водного раствора едкого натра. Этот пенообразователь при длительном взбивании эмульсии дает большой объем устойчивой пены. Он несовместим с ускорителями твердения цемента кислотного характера, так как они вызывают свертывание клея. Хранят его не более 20 суток в условиях низкой положительной температуры.

Смолосапониновый пенообразователь приготовляют из мыльного корня и воды. Введение в него жидкого стекла в качестве стабилизатора увеличивает стойкость пены. Этот пенообразователь сохраняет свои свойства при нормальной температуре и относительной влажности воздуха около 1 месяца.

8

Алюмосульфонафтеновый пенообразователь получают из керосинового контакта, сернокислого глинозема и едкого натра. Он сохраняет свои свойства при положительной температуре до 6-ти месяцев.

Пенообразователь ГК готовят из гидролизованной боенской крови марки ПО–6 и сернокислого железа. Его можно применять с ускорителями твердения. Этот пенообразователь сохраняет свои свойства при нормальной температуре до 6-ти месяцев.

Расход клееканифольного пенообразователя составляет 8 – 12 %, смолосапонинового – 12…16 %, алюмосульфонафтенового – 16…20 % и пенообразователя ГК – 4…6 % от расхода воды. Смесь из двух пенообразователей (например, ГК и эмульсии мыльного корня в соотношении 1 : 1) позволяет получить более устойчивую пену.

В табл. 2 приведены технические характеристики некоторых отечественных пенообразователей, которые могут использоваться для сравнительного анализа при разработке или применении новых видов отечественных и зарубежных пенообразователей [1].

Основными показателями действия пенообразователя являются: кратность и устойчивость пены, синерезис, расход воды для получения пены. Кратность пены определяется отношением объема готовой пены к объему исходного пенообразователя, для низкократных технических пен этот показатель равен 10, для высокократных – более 10. Устойчивость пены характеризует ее сохранность в течение определенного промежутка времени. Технические пены в течение одного часа не должны оседать более чем на 10 мм. Коэффициент использования пенообразователя должен быть более 0,8. Средняя плотность пен составляет 70 – 100 кг/м3.

9