Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам
_________________________________________________________________________________________________________________
собствует процессу порообразования, предохранению оседания газонасыщенной массы до ее затвердевания и повышению прочности готовых изделий ячеистой структуры.
мешанное вяжущее, такое как цементно-известковое на основе цемента и извести, должно удовлетворять вышеизложенным требованиям.
Высокоосновное зольное вяжущее от сжигания горючего сланца, ка- |
|||
С2 |
|
|
|
менного и бурого углей должно содержать CaO не менее 30%, в том числе |
|||
свободной CaO – 15…25 %, SiO2 |
– 20…30 %, |
SO3 – не более 6% и сум- |
|
марного кол чества K2O + Na2O – не более 3%. Удельная поверхность |
|||
должна быть равна 3000 – 3500 см2/г. |
|
||
обработки |
обычный |
строительный гипс по |
|
ульфатное вяжущее |
– |
||
ГО Т 125–79 с добавкой 5% тонкомолотого (удельная поверхность 2000 – 3000 см /г) кр сталлического карбоната кальция, мрамора и т.п.
При про зводстве автоклавных ячеистых бетонов возможно использо-
вание звестково-цементных или золоцементных вяжущих, марка послед- |
|
них может |
быть |
невысокой, т.к. конечная прочность поробетона после авто- |
|
клавной |
на цементах различных марок практически одинакова. |
Кремнезем стый компонент
В качестве кремнеземистого компонента используются: кварцевый пе-
си для производства ячеистыхАетонов 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 %.
сок, золы ТЭС, шлаки и др.
Основными показателями кремнеземистого компонента в составе сме-
Применяемый в изготовлении изделийДиз ячеистого бетона кремнеземсодержащий компонент – кварцевый песок – согласно ГОСТ 8736–2014 «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:
|
|
3 |
1500 – 2000 при средней плотностиИ800 кг/м ; |
||
2000 – 2300 |
// - // - // |
700 кг/м3; |
2300 – 2700 |
// - // - // |
600 кг/м3; |
2700 – 3000 |
// - // - // |
500 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
6
Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам
_________________________________________________________________________________________________________________
бурых углей не должна превышать 5% и в каменных углях – 7%.
Порообразователи
В технологии 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 вр е- |
|||
С |
|
|
|
менем активного (максимума) газовыделения в течение 3 – 4 мин от начала |
|||
смешивания компонентов газобетонной массы. К пудре предъявляются |
|||
требован я по д сперсности, т.к. с дисперсностью связан процесс проте- |
|||
кания газообразован |
я в ячеистобетонной смеси, которая составляет 4600 |
||
алкил |
|
||
– 6000 см2/г. Макс мальное выделение водорода происходит при темпера- |
|||
туре смеси 30 – 40 0С. Для получения водной алюминиевой суспензии ис- |
|||
пользуется |
сульфанол ( |
ензосульфат), обладающий свойствами |
|
ПАВ, з расчета 25 г на 1 литр воды. Сульфанол должен удовлетворять |
|||
требован ям ТУ 6–01–1001–77. |
|
||
|
б |
||
В качестве газоо разователя также применяют пергидроль Н2О2 газо- |
|||
пасты ГБП |
комплексный газоо разователь, представляющий собой смесь |
||
алюмин евой пудры |
д сперсного ферросилиция. |
||
В настоящее время в России существует много разновидностей пенообразователей как отечественногоА, так и зарубежного производства. К отечественным пеноо разователям относят клееканифольный, алюмосульфонафтеновый, смолосапониновый, ПО–1, БелПор–1Ом, «Унипор», ПО – 6, ПБ – 2000, а к зару ежным «Неопор», « иет», «Едама» и др., удовлетворяющие требованиям ГОСТ 6948 – 81.
Клееканифольный пенообразовательДприготовляют 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 температурыИ.
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.
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.
7
Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам
_________________________________________________________________________________________________________________
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 зарубежных пенообразователей [1].
|
|
|
Техн |
характеристики пенообразователей |
Таблица 2 |
||||
|
|
|
|
||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Кол чество |
Расход пе- |
|
|
Устойчи- |
Синере- |
|
|
Пенообразователь |
воды на 1 м |
3 |
ноо разо- |
|
Кратность |
|||
|
|
3 |
вость, мин |
зис, мин |
|||||
|
|
|
етона, л |
|
вателя, кг/м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Клеекан фольный |
25 |
|
3,6 |
|
32 |
10 |
23 |
|
|
Смолосапон новый |
40 |
|
7,5 |
|
21 |
2 |
9 |
|
|
ческие |
|
|
|
|
|
|||
|
Алюмосульфо- |
40 |
|
9 |
|
20 |
2 |
6 |
|
|
нафтеновый |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГК |
|
35 |
|
2 |
|
25 |
5 |
17 |
|
Пеностром |
|
25 – 30 |
|
1,2 – 1,5 |
|
35 |
12 |
28 |
|
Оксид амина |
|
45 – 50 |
|
1 – 1,2 |
|
21 |
11 |
25 |
|
|
б |
|
|
|
||||
|
Пожарный (ПО – 6, |
25 |
|
1,4 – 1,5 |
|
37 |
4 |
11 |
|
|
ПБ – 2000) |
|
|
|
|||||
А Основными показателями действияДпенообразователя являются: крат-
ность 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.
Синерезис – это самопроизвольное уменьшение объема пены, сопро-
вождающееся выделением значительного количества жидкой фазы. |
|
Корректирующие добавки |
И |
В качестве добавок, ускоряющих твердение бетона, применяют сернокислый алюминий Al2(SO4)3 и хлористый кальций CaCl2 (ГОСТ 450–77).
В качестве добавок – стабилизаторов структуры поризованной массы
используются гипсовый камень (ГОСТ 4013–82), жидкое стекло R2O n H2O (ГОСТ 13078–81 «Жидкое стекло натриевое»).
Вода, применяемая для получения ячеистого бетона, должна удовле-
8
Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам
_________________________________________________________________________________________________________________
творять требованиям ГОСТ 23732–2011 «Вода для бетонов и строительных растворов. ТУ». Водородный показатель воды составляет 4 – 9 единиц.
Лабораторная работа № 1
С |
|
ГАЗОБЕТОН |
|
|
|
||
Цель работы – выявить влияние расхода и вида газообразователя на |
|||
|
|
основные свойства кремнеземвяжущей смеси и газобе- |
|
|
|
тона. |
|
Пр боры оборудование: |
|
||
• в скоз |
метр Суттарда; |
|
|
• чаша |
лопатка замеса; |
|
|
• ц л ндры стеклянные вместимостью 250 мл из прозрачного бес- |
|||
цветного стекла (внутренний диаметр 36 – 40 мм) по ГОСТ 1770; |
|||
• мерный стеклянный цилиндр вместимостью 1000 мл; |
|||
или• весы по ГОСТ 29329 ГОСТ 24104–2001; |
|||
• весы |
|
электронные ВЛА; |
|
• формы с размером ре 100 мм; |
|||
• штангенциркульлабораторныепо ГОСТ 166–89;
• гидравлический пресс с максимальным усилием 50 – 250 кН
(5 – 25 тс) по ГОСТ 28840–90;
Порядок выполнения ра оты
Преподаватель делит студентов на три – четыре бригады. Каждая бри-
гада получает индивидуальное задание на изготовление образцов из газо- |
|||
|
А |
||
бетона с использованием различных видов газообразователя (алюминиевой |
|||
пудры, газопасты и др.) или с различным расходом (300, 500, 700 и 900 г на |
|||
м3 газобетонной смеси). |
Д |
||
Выполнение работы осуществляется в следующей последовательности: |
|||
1) |
|
|
И |
выбор оптимального соотношения кремнеземистого компонента к |
|||
|
вяжущему и водотвердого отношения; |
|
|
2) |
расчет состава газобетона; |
|
|
3) |
изготовление образцов из газобетона; |
|
|
4) |
определение высоты вспучивания газобетонной смеси; |
||
5) |
определение размера образцов, их массы, плотности и испытание на |
||
|
предел прочности при сжатии; |
|
|
6) |
определение водопоглощения; |
|
|
7) |
определение водостойкости. |
|
|
Исходные данные для расчета и подбора состава газобетона зада-
ются преподавателем.
1. Rб – требуемая марка газобетона, кг/см2.
9
Дерябин П.П., Ращупкина М.А. Ячеистые бетоны: методические указания к лабораторным работам
_________________________________________________________________________________________________________________
2.ρср – средняя плотность газобетона в сухом состоянии, кг/м3.
3.Характеристика сырья (вяжущее, кремнеземистый компонент).
4.Способ формования.
5.Условия твердения бетона.
1. Выбор оптимального соотношения Скремнеземистого компонента
к вяжущему и водотвердого отношения
Значен е отношен я кремнеземистого компонента к вяжущему в смеси мается по табл. 3 в зависимости от вида вяжущего и способа твер-
дения.
|
|
Вы ор показателя С |
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
|
|
|
Отношение кремнеземистого компонента к вяжущему |
||
белитовые |
|
|
||
В д вяжущего |
|
по массе в ячеистобетонной смеси (С) |
||
|
|
Для автоклавного бетона |
Для безавтоклавного бетона |
|
прин |
|
|
||
Цементные цементно- |
|
0,75; 1,0; 1,25 |
||
известковые |
|
1,0; 1,25; 1,5; 1,75 |
|
|
|
|
|
|
|
Известковые |
|
3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5 |
|
--- |
|
А |
|
|
|
Известково- |
|
1,0; 1,25; 1,5; 2,0 |
|
--- |
Известково-шлаковые |
|
0,6; 0,8; 1,0 |
|
0,6; 0,8; 1,0 |
Высокоосновные зольные |
0,75; 1,0; 1,25 |
|
--- |
|
Шлакощелочные |
|
0,15; 0,20; 0,25 |
|
0,1; 0,15; 0,2 |
Для получения оптимального отношения кремнеземистого компонента к вяжущему рекомендуется приготовить и испытать не менее трех составов бетона при различных С. По результатам испытания образцов, приготовленных из этих 3 – 5-ти составов, уточняется значение С, обеспечи-
вающее заданную плотность бетона при наибольшей его прочности.
Д После принятия значений С определяют водотвердоеИотношение (В/Т),
обеспечивающее заданную текучесть растворной смеси, удовлетворяющую требованиям табл. 4 с учетом температуры смеси в момент выгрузки
(табл. 5).
В/Т (отношение объема воды затворения к массе твердых веществ) ориентировочно может быть принято: а) при литьевой технологии 0,5 – на цементном вяжущем; 0,5…0,55 – на извести; 0,45…0,5 – на смешанном вяжущем; на песке – 0,5; на золе – 0,6; б) при вибротехнологии В/Т принимается равное 0,3 и 0,4, если в качестве кремнеземистого компонента применяются соответственно песок и зола.
10