Ячеистые бетоны
|
Ячеистыми называют легкие бетоны, содержащие значительное количество (до 85 % объема бетона) искусственно созданных пор размером 0,5-2,0 мм. По способу образования пор различают два типа ячеистых бетонов - пенобетон и газобетон. Пенобетон получают при применении поверхностно-активных веществ - пенообразователей, образующих устойчивую пену. Раздельно приготовленную пену или пенообразователь вводят в смесь, состоящую из твердых компонентов и воды (цементную пасту). Газобетон образуется при выделении газа в смеси твердых измельченных компонентов и воды. В зависимости от типа смеси твердых компонентов ячеистые бетоны подразделяют на: - газо- и пенобетоны на основе портландцемента, его разновидностей и измельченного кварцевого песка; - газо- и пенозолобетоны на основе портландцемента и его разновидностей и золы-уноса, образующейся при сжигании пылевидного каменного угля; - газо- и пеносиликатобетоны (сокращенно газо- и пеносиликаты) на основе известково-кварцевых смесей; - газо- и пенозолосиликаты на основе извести и золы-уноса; газо- и пеношлакобетоны на основе измельченных металлургических шлаков; - газо- и пеногипсобетоны на основе гипсовых вяжущих. В зависимости от способа тепловой обработки различают ячеистые бетоны автоклавного и безавтоклавного твердения. По назначению ячеистые бетоны подразделяют на: - теплоизоляционные, с общей пористостью более 75 % и средней плотностью в сухом состоянии до 500 кг/м3; - конструкционно-теплоизоляционные, со средней плотностью от 500 до 900 кг/м3; - конструкционные, с объемом пор 40-55 % и плотностью от 900 до 1200 кг/м3. Материалы для ячеистых бетонов Ячеистые бетоны безавтоклавного твердения получают на основе гипсовых вяжущих. Сырьем для производства автоклавных ячеистых бетонов являются известь или портландцемент, а также тонкоизмельченные кварцевый песок и некоторые промышленные отходы - шлаки, золы, нефелиновый шлам и другие. Удельная поверхность измельченного кварцевого песка и промышленных отходов должна составлять 2000-3000 см2/г. Немолотые мелкие заполнители (кварцевый песок и др.) вызывают расслоение аэрированной смеси. Возможна замена части измельченного кварцевого песка немолотым при производстве конструкционных ячеистых бетонов со средней плотностью более 1000 кг/м3. Пенобетон Формирование пор в пенобетоне происходит за счет устойчивой пены, образующейся при перемешивании водных растворов пенообразователей. Применяют два способа производства пенобетона. 1. Твердые компоненты затворяют водным раствором пенообразователя. При перемешивании образуется пена и происходит аэрирование смеси. 2. Пеномасса и цементная паста готовятся раздельно в смесителях, состоящих из двух или трех барабанов (рис. 6.11). В первом барабане получают смесь из твердых компонентов и воды (цементную пасту или тесто). Во втором барабане приготавливают техническую пену путем перемешивания водного раствора пенообразователя. Далее, смешивая пену с цементной пастой, получают пеномассу. Этот способ позволяет получить наиболее устойчивую пену и легкий бетон более высокого качества.  Изменяя количество введенной пены, температуру, режим перемешивания, можно получить пеномассу с различным объемом пор и, следовательно, пенобетон с требуемой средней плотностью. Приготовленную пеномассу разливают в формы. До начала схватывания пеномасса образует структуру (каркас), препятствующую усадке смеси, поэтому скорости процессов схватывания смеси и разрушения пены должны быть согласованы. После выдержки в форме и окончания процессов схватывания производится автоклавная обработка. Для приготовления пены применяют водные растворы пенообразователей, содержащих поверхностно-активные вещества, образующие пену, и стабилизаторы, замедляющие ее разрушение. Распространенными пенообразователями являются: клееканифольный, содержащий органический клей и канифоль, обработанную едким натром; смолосапониновый, получаемый экстрагированием поверхностно-активных веществ из корневых систем растений, а также некоторые продукты переработки нефти. Газобетон Образование пор в газобетоне осуществляется путем введения газообразователя. Распространен мокрый способ производства газобетона, при котором твердые компоненты (кварцевый песок, известь или др.) измельчают в шаровой мельнице в присутствии воды. В мельнице получают шлам, который направляют в растворомешалку, где он смешивается с газообразователем и другими добавками. Смесь, содержащая газообразователь, разливается в формы, где происходит выделение газа, вспучивание и схватывание смеси. Процессы формования имеют ряд технологических особенностей. Расход воды и вязкость смеси выбираются так, чтобы пузырьки газа не выделялись из смеси. Необходимо тщательно согласовывать продолжительность процессов газовыделения и схватывания. Быстрое выделение газа может привести к удалению пузырьков и оседанию массы. Выделение газа после начала схватывания приводит к разрушению структуры легкого бетона. Скорость процессов выделения газа и схватывания регулируется изменением температуры смеси, тонкости помола вяжущего, введением добавок-ускорителей и замедлителей схватывания. По окончании процессов схватывания изделия отправляются на автоклавную обработку. Выбор газообразователя зависит от ряда обстоятельств, в том числе от минерального состава используемого вяжущего, скорости процессов схватывания и др. Распространенным газообразователем является высокодисперсная алюминиевая пудра, которая взаимодействует с гидроксидом кальция:  Аэрирование смеси также может быть достигнуто за счет разложения водного раствора перекиси водорода (пергидроля):  Можно использовать реакции между CaCO3 и MgCO3 и растворами HCl или H2SO4, которые сопровождаются выделением газа. Область применения пено- и газобетона в строительстве определяется их техническими свойствами. Теплоизоляционные бетоны применяют для изоляции стен, перегородок, перекрытий; в виде плит, скорлуп и сегментов для изоляции трубопроводов; конструкционно-теплоизоляционные - преимущественно для изготовления панелей и блоков наружных стен зданий; конструкционные - для изготовления плит и панелей покрытий с использованием арматуры. |
