Асбестоцемент
|
Асбестоцемент - композиционный материал, представляющий собой цементный камень, армированный волокнами асбеста. Асбест представляет собой горную породу, состоящую из кристаллических минералов нитевидной формы, способных расщепляться на тонкие волокна. Волокна асбеста эластичны, теплостойки, проявляют значительную адсорбционную активность, высокую механическую прочность, хорошо смачиваются водой. Существуют две разновидности асбеста - хризотиловый (серпентиновый) и амфиболовый. Хризотил-асбест - это волокнистый минерал серпентиновой группы, имеющий преимущественное промышленное применение. Наиболее крупные мировые запасы асбеста сосредоточены в России, Африке и Канаде. Химический состав хризотил-асбеста Mg3Si2Oj(OH)4 соответствует составу водных силикатов магния. Большая удельная поверхность асбестовых волокон (15-30м2/г) определяет их высокую адсорбционную активность, в том числе по отношению к продуктам гидратации цемента. При действии высоких температур асбест не горит, но подвержен необратимым процессам разложения: адсорбционная и структурная вода полностью удаляются из него при 600-770°С, при 800-820°С наблюдается переход асбеста в форстерит, при температуре 1550°С асбест плавится. Распушенный асбест, в зависимости от насыпной массы, имеет низкую теплопроводность - 0,055-0,077 Вт/(м-°С). Прочность волокон асбеста определяет прочность асбестоцементных изделий. Недеформированный асбест ведет себя при растяжении как упругий материал, подчиняющийся закону Гука. Модуль упругости асбеста составляет 150...185*10в3 МПа, а прочность при растяжении образцов длиной 2-10 мм - 3200-5400 МПа. Прочность материала при технологической обработке снижается, но остается на довольно высоком уровне - до 700 МПа. Применение амфиболового асбеста для производства строительных изделий ограничивается вследствие его канцерогенности. Последние исследования применительно к хризотил-асбесту показали его экологическую безопасность. Товарный асбест получают при обогащении асбестовой руды. В зависимости от длины волокна, степени его распушивания и содержания примесей асбест разделяется на сорта и марки. Свойства асбестоцемента формируются в результате активного влияния асбестоцементных волокон на свойства цементного камня, что приводит к существенному увеличению предела прочности при растяжении и изгибе, предельной растяжимости. Основные недостатки асбестоцементных изделий - сравнительно невысокая ударная прочность и склонность к короблению. Ударная вязкость асбестоцемента снижается с увеличением возраста и увеличивается с повышением влажности. Коробление асбестоцементных листов может наблюдаться при одностороннем увлажнении. Значительное снижение величины коробления дает прессование листов. Оно достигается также при применении песчанистых цементов, автоклавной обработки, использовании длинноволокнистого асбеста и особенно при гидрофобизации изделий. Теплопроводность асбестоцемента зависит от его плотности и содержания асбеста. Например, при максимальной плотности материала 1,9 г/см3 и естественной влажности она составляет 0,348 Вт/м°С. Теплостойкость асбестоцемента достигает 500°С. Нагрев в интервале 600...800°С приводит к дегидратации асбеста и компонентов цементного камня. После охлаждения материал сохраняет не более 15-25% первоначальной прочности. Теплостойкость асбестоцемента может быть существенно повышена при использовании вяжущих с кремнеземистыми добавками. Продукцией асбестоцементной промышленности являются волнистые листы (рис. 11.48), плоские непрессованные и прессованные листы, трубы, электроизоляционные доски, специальные изделия -вентиляционные короба, листы для градирен, детали для гидроизоляционных сводов метрополитена и др.  При возведении ограждающих конструкций зданий производственного назначения применяют асбестоцементные панели типа "сандвич" с минераловатным или пенопластовым утеплителем. Изготавливают также экструзионные погонажные асбестоцементные изделия, многопустотные плиты и панели (рис. 11.49). Для водопроводных и мелиоративных систем широко применяют напорные, а для наружных канализационных трубопроводов, прокладки кабелей телефонной связи и др. - безнапорные асбестоцементные трубы. Волнистые асбестоцементные листы изготавливают по ГОСТ 30340-95 двух видов, определяемых высотой и шагом волны: 40/150 и 54/200 (в числителе указана высота, в знаменателе - шаг волны в миллиметрах). Физико-механические показатели листов и деталей должны соответствовать указанным в табл. 11.25.  Волнистые листы изготавливают с номинальной длиной 1750 мм, шириной 1125 для 6-волнового, 980 - 7 - волнового и 1130 мм для 8 - волнового листа. Толщина листов 40/150 - 5,8; 54/200 - 6 и 7,5 мм. Плоские асбестоцементные листы изготавливают двух типов: прессованные и непрессованные. Нормируемые минимальные физико-механические показатели плоских листов:  Номинальные размеры плоских листов: длина 2500, 3000, 3600; ширина 1200, 1500; толщина 6 и 10,8 мм. Для производства асбестоцементных изделий применяется особый вид портландцемента, свойства которого способствуют процессу фильтрации твердой фазы из асбестоцементной суспензии и ускоренному твердению изделий. Тонкость помола этого цемента характеризуется удельной поверхностью 2200-3200 см2/г. Содержание свободной CaO в исходном клинкере не должно превышать 1%, C3A - 8%, C3S должно быть не менее 52%. Начало схватывания в отличие от обыкновенного портландцемента должно наступать не ранее чем через 1,5 ч от начала затворения. Цемент для производства асбестоцементных изделий, как правило, не содержит минеральных добавок и выпускается обычно двух марок - М400 и М500. При этом на изгиб он испытывается дополнительно в 7-суточном возрасте и должен выдерживать нагрузки соответственно не менее 4,3 и 4,7 МПа. Технологический процесс получения асбестоцементных изделий включает обминание и распушивание асбеста, тщательное смешивание полученных тончайших волокон с цементом в водной среде и образование суспензии, формование изделий на листо- или трубоформовочных машинах с последующей их тепловой обработкой. Формование заключается в образовании из суспензии на сетчатом цилиндре тонкого слоя асбестоцемента, его обезвоживании и уплотнении. Полученные заготовки волнистых листов подвергают профилированию, а труб - токарной обработке. Состав асбестоцементной массы колеблется в пределах: асбеста 13-17%, портландцемента 83-87% (при производстве труб содержание асбеста несколько выше, чем для листовых материалов). В некоторых случаях в портландцемент добавляют 30-40% тонкомолотого кварцевого пес- При использовании для наружной облицовки стен, перегородок и панелей применяют листы, окрашенные как в массе, так и с поверхности, офактуренные рельефным рисунком. Наибольшее распространение получил способ окрашивания асбестоцементных листов перхлорвиниловыми эмалями. Эффективны декоративные покрытия на основе силикатных красок. Возможна также отделка асбестоцементных листов древесным шпоном. При производстве экструзионных панелей изделия непрерывно формуются с помощью экструзионного пресса выдавливанием через мундшук, обрезаются до требуемых размеров и поступают на твердение. Производство асбестоцементных панелей способом экструзии по сравнению с традиционной технологией изготовления конструкций из плоских листов позволяет использовать асбест низких сортов, резко сократить расход воды, а также полностью исключить наиболее трудоемкий передел сборки. Использование асбестоцементных панелей покрытий по сравнению с железобетонными обеспечивает уменьшение массы конструкции в 6 раз, сокращение трудоемкости монтажных работ на 40%. В строительстве широко применяют асбестоцементные трубы (рис. 11.50). В зависимости от назначения асбестоцементные трубы подразделяют на напорные для устройства закрытых напорных и наружных водоводов и безнапорные для устройства внутренней и наружной канализации и водостоков.  При строительстве напорных водоводов применяют асбестоцементные трубы классов ВТ-6, ВТ-9, ВТ-12 и ВТ-15 с диаметром условного прохода 100-500 мм. Цифра в обозначении класса указывает максимальное рабочее давление, при котором может быть использована труба. Для соединения труб применяются асбестоцементные муфты типа САМ с уплотнительными резиновыми кольцами. Асбестоцементные муфты обеспечивают герметичность соединений вплоть до разрыва труб. Трубы и муфты должны быть прямыми, цилиндрической формы без трещин и расслоений. Искривление наружной необточенной поверхности труб (отклонение от прямолинейности) не должно превышать 12 мм. При гидравлическом испытании труб и муфт на их наружной поверхности не должно быть никаких признаков проникания воды. Испытательное гидравлическое давление должно быть (ГОСТ 539-80): для труб первой категории класса ВТ-6 и муфт типа САМ-6 - 1,2 МПа; ВТ-9 и САМ-9 - 1,8; ВТ-12 и CAM-12 - 2,4; ВТ-15 и САМ-15 -3 МПа; для труб второй категории класса ВТ-6 и муфт типа САМ-6 - 1,5 МПа; ВТ-9 и САМ-9 - 2,0; ВТ-12 и САМ-12 - 2,5; ВТ-15 и САМ-15 - 3,2 МПа. Безнапорные асбестоцементные трубы выпускаются диаметром условного прохода от 100 до 400 мм, имеют меньшую толщину стенок и должны при гидравлическом испытании выдерживать давление не менее 0,4 МПа. Асбестоцементные трубы обладают высокой стойкостью к коррозии и не разрушаются под воздействием блуждающих токов. Низкая капиллярная пористость обеспечивает их водонепроницаемость и морозостойкость. Они значительно дешевле и долговечнее стальных и чугунных труб. Срок их службы в напорных водоводах превышает 30 лет. |
