WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Частные оценки характеристик пенобетона

П.А. Паутов аспирант. Материалы сайта www.agio.net.ru компании АЖИО

Свойства песка

В качестве заполнителя при производстве пенобетона используется песок. Крупность песка оказывает определенное влияние на свойства пенобетона. В работе проведена оценка зависимости прочности пенобетона (различной плотности) от крупности песка и установлено, что для достижения максимальной прочности пенобетона (при прочих равных условиях) определенное значение имеет использование заполнителя оптимальной крупности в соответствии графиком, представленным на рис. 1.

  Рис. 1.

Полученные зависимости свойств пенобетона от состава цемента и крупности заполнителя положены в основу производства пенобетона в промышленных условиях, что позволило изготовить пенобетон с высокими параметрами качества средней плотности 300 и 400 кг/м3, в стационарных условиях на ОАО ЗСК19 и на мобильной установке, и использовать для утепления чердачных помещений и для устройства полов жилых зданий (например пенобетон плотности 300 кг/м3 имел прочность в возрасте 28 суток 17 кг/см2).

Пенобетон плотности от 1000 до 1300 кг/м3 с определенными характеристиками по подвижности использован в качестве кладочного пенораствора, твердение которого осуществляется при положительных и отрицательных температурах.

Положительный суммарный эффект, обеспечивающий твердение пенораствора при отрицательной температуре, достигается использованием жидкости затворения с противоморозной добавкой «АнтифризДС» и добавленем в цементнопесчаный раствор извести.

Оценка гидратационной активности минералов портландцемента в присутствии пенообразователя В качестве испытуемого образца для  оценка гидратационной активности минералов портландцемента в присутствии модифицированной пенообразующей добавки на протеиновой основе изготавливались образцыкубы с гранью 1 см на основе мономинералов портландцементного клинкера. Пенообразующая добавка вводилась в количествах необходимых для получения пенобетона средней плотности 400, 600, 1000, 1200 кг/м3 (Таблица 1).

Таблица % вводимой ПД плотность пенобетона, кг/м 0, 0, 0, 0, Образцы твердели в естественных условиях при температуре выше 15° С в течение 56 суток. Прочность при сжатии контролировали в возрасте 28 и 56 суток и проводили физикохимические исследования камня на основе мономинералов в возрасте 28 суток методами рентгенофазового и дифференциальнотермического анализов.

На основании полученных данных физикохимических исследований произвели термодинамические расчеты, которые показали, что все минералы портландцемента с ПД, также как и без нее характеризуются ростом прочности в течение всего анализируемого периода, равного 56 суткам и по данным термодинамического расчета имеют отрицательное значение термодинамического резерва ТР?G, что является основанием считать, что для всех минералов возможно дальнейшее самопроизвольное протекание реакций гидратации и, соответственно, должно осуществляться упрочнение самотвердеющей системы.

          В присутствии пенообразующей добавки наиболее активно вовлекаются в гидратационные процессы силикатсодержащие минералы.

     Для всех мономинералов введение пенообразующей добавки в количестве менее 0,28 мас. % от массы цемента способствует максимальному повышению прочности камня, в основном, превышая значение прочности контрольного образца.

Установлено, что для получения теплоизоляционного пеноматериала с улучшенными параметрами качества, D400–D600, для которого характерно высокое содержание ПД = 0,4–0,6 % от массы цемента, целесообразно использовать портландцемент с пониженным содержанием C3A.

Для конструкционнотеплоизоляционного пеноматериала нормального твердения плотностью от 800 до 1200 кг/м3 допускается использовать портландцемент с повышенным содержанием мономинерала С3А и С4AF.

Оценка влияния среднеалюминатного и высокоалюминатного цементов на основные физикомеханические характеристики пенобетона средней плотности Полученные результаты гидратационной активности минералов портландцемента в присутствии ПД были положены в основу дальнейших исследований.

На следующем этапе исследований произведена оценка влияния среднеалюминатного и высокоалюминатного цементов на основные физикомеханические характеристики пенобетона средней плотности от 400 до 1200 кг/м3.



В работе были использованы Пикалевский портланд цемент ПЦ 400 Д 20 с расчетным содержанием алюминатов 5% и высокоалюминатный белый бездобавочный цемент с расчетным содержанием С3А 14–17%.

В соответствии с ГОСТ 310.481 произведена оценка гидратационной активности белого и Пикалевского цементов, которая после тепловлажностной обработки имела одинаковое значение, оцениваемое по прочности при сжатии, и составило около 27 МПа.

Прочность пенобетона, приготовленного на рассмотренных цементах, представлена в таблице 2.

Таблица Цемент Прочность после ТВО, МПа При изгибе При сжатии Плотность, г/см   Пикалевский 9, 10, 19, 23, 12, 15, 44, Белый 4, 5, 9, 16, 6, 8, 19, 34, Анализ полученных данных показывает, что прочность пенобетона, независимо от плотности, выше на портландцементе Пикалевского объединения «Глинозем», характеризуемого пониженным содержанием алюминатов, но при увеличении плотности пенобетона до величины равной 1000 кг/м3 прочность на белом цементе (с повышенным содержанием алюминатов) приближается к прочности пенобетона на Пикалевском, что согласуется с проведенными термодинамическими исследованиями.

Оценка теплопроводности и водопоглащения Теплопроводность пенобетона, изготовленного на среднеалюминатном цементе, оценивалась по коэффициенту теплопроводности, определенного на образцах размером 10 х 10 см и высотой до 3 см, высушенных до постоянного веса. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Таблица Средняя плотность пенобетона, кг/м Коэффициент теплопровод ности л, Вт/(м · °С) Нормируемое значение л, Вт/(м · °С) по ГОСТ Цемент Белый Пикалевский D 0, 0, 0, D 0, 0, 0, D 0, 0, 0, D 0, 0, 0, Коэффициент теплопроводности для образцов на основе среднеалюминатного цемента во всем диапазоне рассматриваемых плотностей имеет более низкое значение по сравнению с образцами на высокоалюминатном цементе и характеризуется более низким значением по сравнению с требованиями ГОСТ на ячеистые бетоны Важной характеристикой для оценки долговечности и коррозионнозащитных свойств бетона по отношению к арматуре является водопоглощение. Экспериментально определено, что водопоглощение пенобетона на среднеалюминатном (сером) цементе примерно в 2 раза ниже, чем на белом, и для средней плотности 1000 кг/м3 не превышает 10 %, что должно обеспечивать достаточную атмосфероустойчивость и долговечность материала.

Методы оценки и управления твердением Первый этап гидратации вяжущего        Процессы гидратации цемента и структурообразования в тонких пленках межпоровых перегородок остаются неисследованными. Поэтому следует максимально использовать данные о трехфазной системе на макроуровне для оценочных: представлений о микроуровне системы. В качестве примера в табл. 1 приведет, характеристики цементных суспензий с В/Ц, равным 0,25 (тесто нормальной густоты) 0,6 и 1,2.

       Данные табл. 1 свидетельствуют об информативности и необходимости использования для характеристики пенобетонных смесей объемных соотношений наряд с применяемыми массовыми соотношениями. Величина Vi/V0.25 указывает на незначительное увеличение расстояния между частицами цемента в суспензии при многократном возрастании количества воды с ростом В/Ц от 0,25 до 1,2. Следовательно в технологии пенобетона, особенно теплоизоляционного, не всегда необходимо стремиться к минимальному водосодержанию пенобетонной смеси.

Таблица 1. Объемы и соотношения в суспензии при количестве цемента 340 кг (марка пенобетона D400) Отношение В/Ц Вода,  л.

Увеличение количества воды Объемное содержание воды, V,  % Vi/V0. Объем воздуха для получения 1м3 пенобетонной смеси, л.

0. 1, 43. 1, 0. 2, 65, 1. 1, 4. 78. 1.8!        Начальный этап гидратации вяжущего в пенобетонной смеси сопоставим с временем начала схватывания цемента в тесте нормальной густоты и продолжается до 1 ч. В этот период протекает ряд процессов, влияющих на свойства пенобетона. Вопервых, в жидкой фазе образуются гидраты AFtфазы и портландита, которые за счет вые кой дисперсности стабилизируют пористую структуру трехфазной пены. Новообразований, однако, еще недостаточно для формирования структуры межпоровых перегородок, что количественно характеризуется практически не меняющейся величиной пл стической прочности смеси. Вовторых, за счет образовать в жидкой фазе высокодиперсных гидратных фаз замедляется и практически прекращается процесс коалесценсии, т. е. слияния пор а также процесс возможного выхода воздуха из пенобетонной смеси. Втретьих, как отмечалось выше, возможно водоотделение из пенобетонной смеси. Второй и третий процессы начального этапа гидратации, имеющие коллоида химическую природу и являющиеся негативными, должны быть исключены корректировкой рецептур пенобетонной смеси или регулировкой технологических параметров.





       Пенообразователь, выполнив свою функциональную роль при приготовлении пенобетонной смеси оказывает замедляющее действие на гидратацию цемента.

Рис. 2 Изменение температуры от времени (мин.) гашения извести при оценке замедления гидратации вяжущего в растворе пенообразователя:

1 вода без добавок, 2 раствор нормального пенообразователя; 3 раствор неудовлетворительного пенообразователя; 4 раствор допустимого пенообразователя; 5 раствор предпочтительного пенообразователя        Апробированы и рекомендуются две методики оценки замедления гидратации вяжущего добавкой пенообразователя. Согласно первой методике, определяют температуру и время гашения извести по п. 2.9 ГОСТ 22688, используя как воду, так и растворы пенообразователя. Концентрация раствора пенообразователя в тесте должна соответствовать соотношению расхода цемента и концентрации пенообразователя при приготовлении пенобетонной смеси. Результаты испытаний удобно представлять графически (рис. 2).

       Согласно другой методике, оценивают величину пластической прочности пенобетонной смеси при погружении в нее конуса. Используется конус от прибора для испытаний подвижности растворов строительных по ГОСТ 5802 или конус других размеров с углом при вершине 30°, Результаты испытаний представляют графически в координатах "глубина погружения конуса, мм время, мин". Глубина погружения конуса является косвенной характеристикой величины пластической прочности пенобетонной смеси. Результаты таких испытаний необходимы при намерениях изменить вид применяемого пенообразователя. Кроме того, они полезны специалистам по производству пенобетона при принятии других технологических решений и для оценки уровня производства.

        Необходимо отметить, что классические методы испытании пенообразователей в двухфазной системе ЖГ (кратность пены, ее стойкость и др.) не всегда адекватно отражают роль пенообразователя в трехфазной системе ТЖГ (пенобетонной смеси). Поэтому требуется разработка нормативных документов на пенобетонные смеси, в которых целесообразно предусмотреть контроль показателей, обусловленных введением добавки пенообразователя. К числу таких показателей следует отнести кратность трехфазной пены, вид пористой структуры пенобетонной смеси и кинетику гидратации вяжущего в растворе пенообразователя.

Второй этап гидратации вяжущего        Второй этап процесса гидратации цемента в пенобетоне характеризуется активным ростом пластической прочности в пенобетонной смеси со стабилизированной структурой и максимальным тепловыделением при твердении цемента. Симметрия экстремума на кривой скорости тепловыделения гидрагирующегося цемента является временной границей этапа, которая принята равной 16 ч для теста типичного портландцемента по X. Тейлору.

       Управляя физикохимическими процессами гидратации, протекающими в системе поризованной суспензии твердеющего цемента, можно достичь оптимальных технологических режимов производства и получить пенобетон с заданными свойствами. Основная технологическая задача рассматриваемого этапа состоит в назначении режима твердения пенобетона для обеспечения распалубочной прочности пенобетонного массива или изделий и резки массива.

       Твердение пенобетона в кассетных металлических формах при размерах изделий по ГОСТ 21520, не изолированных от окружающей среды, сопровождается "рассеиванием" в окружающую среду тепловой энергии, выделяемой при гидратации цемента.Совершенно иная ситуация имеет место тогда, когда пенобетон твердеет в массиве объемом свыше 0,5 м3 или кассетные металлические формы с пенобетонной смесью теплоизолируются. В этом случае наблюдается саморазогрев пенобетона за счет экзотермических реакций гидратации цемента с водой.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.