Статья. ВЛИЯНИЕ ТЕКУЧЕСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ КРЕМНЕЗЕМ-ВЯЖУЩЕГО ШЛАМА НА ПРОЦЕСС ПОРООБРАЗОВАНИЯ

ФГБОУ ВО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)
Дерябин П.П. Влияние текучести и температуры кремнеземвяжущего шлама на процесс порообразования // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений: Материалы 1 Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2006. – Книга 3. – С. 219 – 223.
УДК 666.97

ВЛИЯНИЕ ТЕКУЧЕСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ
КРЕМНЕЗЕМ-ВЯЖУЩЕГО ШЛАМА НА ПРОЦЕСС ПОРООБРАЗОВАНИЯ

П.П. Дерябин, канд. техн. наук, доцент
Инженерно-строительный институт
Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии

В настоящее время существует несколько способов создания пористых структур безобжиговых строительных материалов: газообразование, пенообразование, пено-газообразование, аэрирование, омоноличивание пористых гранул вяжущим или поризованным раствором, формирование волокнистого каркаса. Одним из перспективных является способ пено-газообразования, который позволяет получать ячеистые бетоны со средней плотностью 500 кг/м3 и ниже /1, 2, 3/.
На процесс образования пористой структуры в строительных материалах на минеральной основе влияет ряд факторов, одним из которых является текучесть кремнезем-вяжущего шлама. С увеличением текучести снижается вязкость смеси, что приводит к уменьшению ее газоудерживающей способности и увеличению сроков схватывания. С уменьшением, наоборот, вязкость смеси может возрасти на столько, что усилие, развиваемое газом (водородом) будет ниже значений вязкопластичных свойств смеси, в результате чего в массе не происходят изменения первоначального объема (вспучивание), кроме этого возможно разрушение пенной структуры композита. Все это приводит к увеличению средней плотности материала. Поэтому необходимо установить зависимость текучести растворной смеси от водотвердого отношения и изучить ее влияние на среднюю плотность пеногазобетона.
Для установления влияния текучести смеси на процесс порообразования готовились оптимальные составы пеногазобетона с использованием следующих видов мелких заполнителей: стеклопорошка, кварцевого и керамзитового песков. Составы и их влияние на степень вспучивания и осадку пеногазобетонной смеси в период ее созревания приведены в литературе /4/.
При водотвердом отношении равном 0,4; 0,43; 0,46 диаметр расплыва смеси по Суттарду для пеногазобетона с использованием керамзитового песка составил соответственно 250; 330 и 400 мм (10 мм, а для пеногазобетона на стеклопорошке при водотвердом отношении – 0,4; 0,43; 0,46; 0,49; 0,52; 0,55; 0,58 диаметр расплыва смеси соответственно равен 125; 162; 175; 212; 265; 305 и 343 (5 мм.
Оптимальное водотвердое отношение пеногазобетона с керамзитовым песком находится в пределах от 0,42 до 0,45 (рис. 1.). Наименьшая средняя плотность равная 511 кг/м3 достигается при В/Т = 0,43, которому соответствует диаметр расплыва смеси 330 (10 мм. Для пеногазобетона со стеклопорошком оптимальное водотвердое отношение находится в интервале от 0,51 до 0,55 (рис. 1.). Наименьшая средняя плотность (ср = 420 кг/м3 получена при В/Т = 0,52 с диаметром расплыва смеси 265 ( 5 мм. При этом в обоих случаях смесь легко вспучивается и не дает осадку, а в пеногазобетоне образуются поры правильной шаровидной формы.
Таким образом, при использовании способа пено-газообразования для достижения средней плотности ячеистого бетона на керамзитовом песке от 500 до 520 кг/м3 и на стеклопорошке от 400 до 430 кг/м3 необходимо, чтобы диаметр расплыва смеси по Суттарду составлял соответственно 330 (10 мм и 265 (5 мм.
Температура смеси в период вспучивания последней также оказывает существенное влияние на формирование пористой структуры пеногазобетона.
С повышением температуры смеси процесс вспучивания ускоряется. При этом момент вспучивания смеси может не совпадать с моментом ее схватывания. При данных сроках (например, 120 – 125 мин.) начала схватывания смеси, процесс газообразования при повышенной температуре (500С) протекает более интенсивно. Таким образом, газообразование заканчивается ранее достижения смесью необходимой пластической прочности. Пузырьки газа прорываются наружу, тем самым в первый промежуток времени, вспучивая смесь, после чего из-за более медленного нарастания вязкопластичных свойств смеси происходит ее осадка, кроме этого при повышенных температурах в пеногазобетонной массе наблюдается разрушение технической пены, что неизбежно ведет к повышению средней плотности и понижению прочности.
При изготовлении газобетонных изделий по традиционной технологии формовочная смесь должна иметь температуру 35 – 45 0С, так как в противном случае не обеспечивается необходимая интенсивность выделения газа. В дальнейшем масса подается в подогретую до 400С форму и выдерживается в течение 2 – 4 часов при температуре 15 – 20 0С для вспучивания и приобретения некоторой начальной прочности /5/.
Оптимальную температуру смеси для пеногазобетона на портландцементе в период заливки ее в формы устанавливали экспериментальным путем. Для этого формовали образцы с размером ребра 100 мм из смеси оптимального состава при t > 300С и особенно при t = 400С смесь не успевала набрать достаточную пластическую прочность для ее стабилизации во вспученном состоянии, вследствие чего происходила большая потеря газа и разрушение пены. У пеногазобетонных образцов определялась средняя плотность и предел прочности при сжатии. Влияние температуры смеси в период ее заливки в формы на среднюю плотность и прочность пеногазобетона показана на рис. 2.
Из приведенной зависимости видно, что допустимая температура смеси находится в пределах 21 – 25 0С, а оптимальной является температура 23 (2 0С, при которой средняя плотность равна 415 кг/м3, предел прочности при сжатии 1,3 МПа. Характер кривых пеногазобетона приготовленного с использованием керамзитового песка аналогичен характеру кривых пеногазобетона на стеклопорошке (рис. 2.).
Температура окружающей среды также оказывает существенное влияние на качество пеногазобетона. Поэтому при изготовлении изделий из пеногазобетона сквозняки не допускаются, а температура воздуха в цехе должна быть не ниже 160С.
Во время предварительной выдержки изделий в формах нарастает прочность и одновременно с открытой поверхности испаряется влага, что может привести к возникновению напряжений. В дальнейшем оно появляется и растет вместе с ростом прочности и модулем упругости пеногазобетона. Поэтому поверхностный слой “горбушки” должен играть роль и защитного слоя, что нужно учитывать при расчете высоты заливки смеси в формы.
Через 30 – 45 мин после заливки активное вспучивание смеси практически завершается и она стабилизируется. Температура смеси в период вспучивания и последующей выдержки изменяется. После заливки смеси в формы температура сначала остается постоянной из-за поглощения холодным металлом тепла, выделенного бетоном в процессе экзотермии, а через 10 – 15 мин начинает увеличиваться.
В центральной зоне температура смеси сначала повышается в результате экзотермии (до 330С), а через 70 – 80 мин начинает снижаться. При этом чем выше температура смеси в момент заливки, тем сильнее разогревается смесь, т.к. экзотермия развивается интенсивнее (рис. 3.).
Последующее снижение температуры смеси происходит за счет отдачи тепла, а также в результате уменьшения экзотермии. Температура смеси в крайней зоне изделия несколько ниже, чем в центральной зоне из-за того, что крайняя зона находится ближе к холодным стенкам формы, через которые происходит потеря тепла в окружающую среду.

Библиографический список
Дерябин П.П. Технология строительных изделий из ячеистых бетонов: Учеб. пособие / П.П. Дерябин, В.Ф. Завадский, А.Ф. Косач, В.А. Попов. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2004. – 108 с.
Завадский В.Ф. Стеновые материалы и изделия: Учеб. пособие / Завадский В.Ф., Косач А.Ф., Дерябин П.П. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. – 254 с.
Завадский В.Ф. Современный системы утепления и долговечность стен зданий: Учеб. пособие / Завадский В.Ф., Кара-сал Б.К. – Кызыл: Изд-во ТывГУ, 2005. – 85 с.
Дерябин П.Е. Влияние рецептурно-технологических факторов на реологические свойства пеногазобетонной смеси / Дерябин П.Е., Дерябин П.П. // Изв. вузов. Строительство. – 2006. – № 1. – С. 32 – 35.
Гладков Д.И. Баротехнология ячеистобетонных изделий / Гладков Д.И., Сулейманова Л.А., Мананов А.Б // Бетон и железобетон в третьем тысячелетии. Материалы международной научно-практической конференции. – Ростов-на-Дону. – 2000. – С. 125 – 127.









HYPER13PAGE HYPER15


HYPER13PAGE HYPER141HYPER15



Рис. 1. Влияние водотвердого отношения на расплыв смеси и среднюю плотность пеногазобетона

Пеногазобетон с керамзитовым песком:
- средняя плотность;
- диаметр расплыва;
Пеногазобетон со стеклопорошком:
- средняя плотность;
- диаметр расплыва.

HYPER13 EMBED Excel.Chart.8 \s HYPER14HYPER15


- tн = 230С; - tн > 300С.

(

HYPER13 EMBED Excel.Chart.8 \s HYPER14HYPER15



Root Entry

Приложенные файлы

  • doc Statia13
    Размер файла: 108 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий