WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

М. И. Хигерович, С. Н. Левин «Изготовление силикатных газобетонных изделий методом вибровспучивания» (Журнал “Строительные материалы”, 1961 год, № 9, стр. 34 37).

В ИНСТИТУТАХ И ЛАБОРАТОРИЯХ ИЗГОТОВЛЕНИЕ СИЛИКАТНЫХ ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ ВИБРОВСПУЧИВАНИЯ Л. М. ХИГЕРОВИЧ, доктор техн. наук, С. Н. ЛЕВИН, кандидат техн. наук, А. П. МЕРКИН, инженер Обычно применяемые способы изготовления газобетона требуют, чтобы в массе содержалось достаточно большое количество воды затворения, так как иначе она плохо вспучивается. Однако и при относительном избытке водной фазы растворение алюминиевого порошка происходит медленно, вследствие того, что частицы алюминия пассивируются осаждающимися на них новообразованиями (гелем, кристалликами алюминатов кальция) и пузырьками водорода. Поэтому газовыделение тормозится, и процесс вспучивания массы длится практически не менее 15 – 40 мин. Высокие значения водотвердового отношения при общепринятой технологии изготовления газосиликатных и газобетонных изделий, достигающие соответственно 0,45 – 0,55 и 0,42 – 0,48, обуславливает продолжительность процесса вызревания массы (до автоклавной обработки) не менее 4 – 5 час. Тепловлажностную обработку также приходится вести на замедленном режиме.

Значительно ускорить газовыделение и сократить период созревания вспучивания, даже при уменьшении количества воды затворения, можно, применив кратковременное (45 – 90 сек.) вибрирование вспучиваемой газосиликатной или газобетонной массы. При таком методе, особенно если в исходную массу вводятся поверхностноактивные добавки, сокращается срок вызревания бетона, улучшаются некоторые его физикомеханические свойства.

При разработке научных методов основ метода вибровспучивания были использованы труды Н. А. Попова, показавшего, что ячеистые бетоны во многом подчиняются тем же законам, на которых основывается технология плотных бетонов [1 Н. А. Попов. Новые виды лёгких бетонов. изд. Стройцнил, М., 1939.], а также важнейшие положения о возникновении пространственных коагуляционных (тиксоторпных) структур, развитые П. А. Ребиндером [2 П. А. Ребиндер. Физикохимические представления о механизме схватывания и твердения минеральных вяжущих веществ. Труды совещания по химии цемента. Промстройиздат, М., 1956.], и результаты исследований А. Е. Десова по вибрированию бетона [3 А. Е. Десов. Вибрированный бетон. Госстройиздат, 1956.]. Следует отметить, что в технологии ячеистых бетонов вибрирование применялось и ранее, но только как способ уплотнения и разравнивания массы после образования ячеистой структуры.

В настоящей статье излагаются результаты исследований по выбору основных технологических параметров производства силикатного газобетона (газосиликата) с применением метода вибровспучивания, проведённых силами НИИЖелезобетона и МИСИ имени В. В. Куйбышева в содружестве с работниками Люберецкого завода силикатного кирпича.

При лабораторных опытах и экспериментальных производственных работах применялись следующие исходные материалы: тонкомолотая известькипелка удельной поверхностью от 5000 до 7000 см2/г, содержанием 65 – 90% активной CaO; известь, размолотая совместно с сухим песком или песком карьерной влажности в соотношении 1:1 (по весу); песок Люберецкого карьера, размолотый до удельной поверхности 2000 – 3000 см2/г; алюминиевая пудра ПАК3; двуводный гипс. В ряде опытов применялись добавки мылонафта и сульфитноспиртовой барды 0,07 – 0,2% к весу извести.

Для лабораторных работ использовалась трёхчастотная виброплощадка и одночастотная виброплощадка КузнецоваДесова, а при формовании крупных изделий – 5тонная площадка. На заводе были применены поверхностные вибраторы типа С414, работавшие как навесные.

Расход алюминиевой пудры принят такой же, как для обычного газосиликата соответствующего объёмного веса, т.е. 0,15% от веса сухих составляющих для теплоизоляционного материала объёмным весом 400 480 кг/м3 и 0,07% для конструктивного газосиликата объёмным весом 650 – 750 кг/м3.

В подготовленный песчаный шлам засыпали известь или совместно измельченную известковопесчаную смесь (состава 1:1) и перемешивали их в течение 2 мин. После введения алюминиевой суспензии раствор перемешивали ещё 1,5 мин. и заливали в формы.

Как следует из упомянутых выше и ряда других исследований по вопросам вибрирования и тиксотропных превращений пластичновязких минеральных систем, бетонная смесь при вибрировании переходит в состояние, близкое к жидкому, и структура дисперсной системы нарушается. Вместе с тем происходит иммобилизация значительной части воды из сольватных оболочек. Это равносильно введению в смесь дополнительного количества воды.



В силикатном или бетонном растворе относительное движение зёрен компонентов при вибрации приводит к последовательному удалению их друг от друга на короткие промежутки времени. В обычной бетонной смеси между зёрнами, разошедшимися в разные стороны, вклиниваются вышележащие частицы, отчего плотность массы, в общем, повышается. В газобетонной массе во время вибрирования создаётся внутренне давление, вызываемое активным выделением водорода. Поэтому пустоты, образующиеся в вибрируемом растворе, заполняются пузырьками газа. Если в обычных бетонах смесь в результате вибрирования, последовательно двигаясь вниз, уплотняется, то при вибрировании газобетонной смеси в процессе газообразования происходит вспучивание – масса движется вверх и увеличивается в объёме.

Лабораторные опыты по получению силикатного газобетона методом вибровспучивания выявили ряд специфических особенностей этого процесса. Прежде всего ускоряются реакции гидратации извести. Это объясняется тем, что вокруг её частиц образуются диффузионные слои, тормозящие дальнейшее взаимодействие негашеной извести с водой. При вибрировании же происходит разрушение диффузионных слоёв, обнажаются непогасившиеся поверхности зёрен извести, к которым получают доступ новые порции воды, слабо насыщенные гидратом окиси кальция. Ускорение гидратации и уменьшение водовяжущего отношения обуславливают быстрое нарастание температуры смеси. В свою очередь, как известно, скорость гидратации извести увеличивается вдвое при повышении температуры среды на каждые 10?. Кривые нарастания температуры смеси при вибровспучивании и обычном методе вспучивания приведены на рис. 1.

Рис. 1. Изменение температуры смеси в зависимости от способа формования 1 – вибровспученный газосиликат, В/В = 0,45; 2 – обычный газосиликат, В/В = Непрерывное удаление продуктов взаимодействия с поверхности частичек алюминия и более высокая температура смеси приводит к тому, что при вибрировании процесс газовыделения протекает в 8 – 10 раз быстрее, чем при обычном способе вспучивания. Как показывают кривые на рис. 2, активное газовыделение заканчивается в этом случае за 60 – 80 сек. Вибрирование ячеистой смеси свыше оптимального времени (60 – 70 сек.) может привести к прорыву газами массы у стенок формы.

Рис. 2. Кинетика газовыделения и газоудержания при различной длительности вибрирования известковопесчаной ячеистой смеси.

Длительность вибрирования: 1 – 80 сек., 2 – 60 сек., 3 – 40 сек., 4 – 20 сек.

Вибрировании сопровождается наибольшим разжижением массы и уменьшением трения у стенок формы. Образование излишков ячеистой массы (горбушки) при правильно подобранной высоте заливки раствора в формы можно довести до минимума.

Ускоренная гидратация извести, уменьшение водовяжущего отношения, высокая температура смеси, быстрое прекращение газовыделения, уплотнение стенок газовых пор за счёт вибрации – всё это приводит к значительно более быстрому нарастанию структурной прочности ячеистой массы (рис. 3). В связи с этим появляется возможность во много раз сократить время вызревания изделий до тепловлажностной обработки.

При вибровспучивании газосиликатных изделий зависимость их объёмного веса от водовяжущего отношения сказывается в значительно меньшей мере, чем при принятой ныне технологии (рис. 4).

Рис. 3. Изменение структурной прочности известковопесчаной ячеистой массы в зависимости от способа вспучивания 1 – при обычном способе вспучивания; 2 – при вибровспучивании Рис. 4. Влияние водовяжущего отношения на объёмный вес газосиликата в зависимости от способа вспучивания.

1 – обычный газосиликат; 2 – газосиликат, полученный методом вибровспучивания (прерывистая вибрация); 3 газосиликат, полученный методом вибровспучивания при длительности вибрирования 60 сек В процессе вибровспучивания происходит непрерывное перемещение газовых пузырьков, однако относительно высокая пластическая вязкость раствора препятствует их слиянию. В результате полученные по такому методу газосиликаты отличаются мелкопористой однородной структурой.





Для обеспечения минимальной продолжительности вспучивания необходимо, чтобы процесс вибрирования раствора совпадал с началом активного газовыделения. Это достигается соответствующим подбором температуры раствора в момент заливки форм (рис. 5).

Рис. 5. Кинетика выделения газа при вибровспучивании в зависимости от температуры известковопесчаной смеси, заливаемой в формы. Температура смеси: 1 45?, 2 40?, 3 35? При существующей технологии производства газосиликата время вспучивания массы в каждом отдельном случае различно и колеблется в широких пределах.

Опыты по изготовлению методом вибровспучивания значительного количества больших и малых образцов с применением извести, имеющей различную скорость гашения, позволяют считать, что оптимальная длительность вибрирования колеблется только в пределах 60 – 70 сек. Так как скорость подъёма массы в этот период весьма велика и может фиксироваться визуально, то по прекращению подъёма можно легко судить о необходимости окончания процесса вибрирования. При правильно рассчитанном объёме заливки раствора вибрация должна быть прекращена после заполнения ячеистой массой верхних углов форм.

К основным факторам, определяющим возможность получения методом вибровспучивания газосиликата с высокими физикомеханическими показателями, относятся параметры вибрационных механизмов.

В технической литературе имеются указания на то, что высокие частоты колебаний (до 12 000 в мин.) особенно способствуют тиксотропному разжижению мелкозернистых растворов высококонцентрированных коллоидных систем, к которым относятся и используемые нами известковопесчаные смеси. Вместе с тем известно, что чем выше число колебаний, испытываемых дисперсными системами, содержащими воздух, тем большей степени его диспергирования можно достигнуть. Лабораторные работы по вибровспучиванию газосиликатных кубов с размером стороны 10 см на трёхчастотной виброплощадке показали, что увеличение частоты колебаний с 3000 до 6000 – 7500 в мин. позволяет уменьшить расход воды затворения на 4 – 7%. Визуальным наблюдением установлено, что при частоте вибрации 7500 колебаний в мин. размер пор меньше, а распределение их более равномерно, чем при промышленных режимах вибрирования (2850 – 300 кол/мин).

Для изучения влияния амплитуды колебаний на свойства газосиликата в разборных и сварных металлических формах изготовляли кубы с размером сторон 10 и 20 см, а также образцы размером 50х60х15; 80х40х18; 120х60х40; 100х100х20 и 100х100х25 см.

Опыты показали, что при амплитуде вибрации 0,15 – 0,2 мм наблюдается удовлетворительное разжижение и получается однородная структура ячеистой массы у стенок формы, меньшая пористость и повышенный объёмный вес в центре образца при высоте его больше, чем 10 см. При амплитуде вибрации 0,25 – 0,37 мм достигается оптимальная степень разжижения раствора, изделия обладают однородной мелкопористой структурой по всему сечению, прочность их выше, чем при всех других величинах амплитуд.

В случае вибрации при амплитуде 0,45 – 0,6 мм возможны всплески раствора с прорывами газа и оседанием вспученной массы в любой точке изделия при высоте его до 15 см и около стенок формы при большем размере. Такой ячеистый силикатный бетон имеет неоднородную структуру и невысокую прочность. Дальнейшее увеличение амплитуды колебаний (0,7 – 0,8 мм) приводит к повсеместным всплескам раствора, прорывам газа, расслоению и оседанию массы, большой разнице в значениях объёмного веса по высоте.

Таким образом, оптимальной при частоте вибрации 2850 3000 в мин. следует считать амплитуду колебаний 0,25 0,37 мм.

Лабораторные опыты показали, что повышенная структурная прочность массы, достигаемая благодаря вибрированию, позволяет производить распалубку, транспортировку и разрезку изделий вскоре же после окончания вспучивания.

Мы не ограничились лабораторными опытами. На Люберецком заводе силикатного кирпича методом вибровспучивания были получены газосиликатные блоки размером 120 х 40 см и высотой 60 см с объёмным весом 600 700 кг/м3. Их изготавливали в формах для железобетонных фундаментных блоков с навешанными на борта поверхностными вибраторами типа С 414 (0,4 кВт).

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.