Свойства силикатных смесей и бетонов | Технология бетона и изделий из него

Силикатный бетон выгодно отличается от обычного цементного бетона более однородной мелкозернистой структурой. Несмотря на меньшую плотность, малый расход вяжущего вещества и пониженную объемную массу (1800—2200 кг/м³), показатели физико-механических свойств силикатных бетонов не уступают аналогичным показателям обычного бетона. Так, силикатные бетоны автоклавного твердения при расходе извести 8—10% от массы твердых компонентов и уплотнении вибрированием имеют прочность 10—20 МПа (100—200 кг/см²). При добавке в силикатные бетоны 10—30% тонкомолотого кварцевого песка их прочность при сжатии возрастает в 2—3 раза и достигает 50—60 МПа (500—600 кг/см³), что трудно достигнуть в обычных бетонах с большим расходом портландцемента высоких марок (при неавтоклавном твердении). Силикатный бетон обладает необходимым сцеплением со стальной арматурой и имеет близкий к ней коэффициент линейного расширения, что обеспечивает возможность его применения в армированных строительных деталях. При наличии в изделиях защитного слоя достаточной толщины стальная арматура в силикатном бетоне повышенной плотности хорошо сохраняется и не подвергается коррозии.

По стойкости в условиях систематического воздействия воды силикатные бетоны несколько уступают цементным. Долголетняя служба силикатного кирпича в кладке наружных стен зданий, находящихся в условиях переменных температур и влажности воздуха, свидетельствует о высокой морозостойкости силикатных бетонов. Физико-механические показатели силикатных бетонов определяются в основном их плотностью, а также активностью и количеством образующегося при твердении цементирующего вещества. Плотность силикатного бетона зависит от зернового состава смеси твердых компонентов, а также от относительного содержания извести и воды в смеси.

Количество и активность цементирующего вещества в бетоне зависят от количества и активности извести, удельной поверхности частиц кварцевого песка или других кремнеземистых компонентов, реагирующих с гидратом окиси кальция, а также от режима тепловлажностной обработки. Важным условием получения силикатного бетона достаточной плотности является правильный выбор типа уплотняющего оборудования и его мощности.

Для получения плотных силикатных бетонов заполнитель должен обладать наименьшей пустотностью. Для обеспечения оптимального зернового состава заполнителя выбирают материалы с достаточным количеством мелких и крупных фракций или приготавливают искусственные смеси из сырья с различной крупностью зерен, а также смеси с добавками молотого кремнеземистого компонента. При составлении смеси берут обычно 60—70% по массе песка средней крупности с раз мерами зерен более 0,6 мм и 30—40% мелкого песка с размерами зерен менее 0,6 мм.

Значительное увеличение прочности силикатных бетонов на известково-кремнеземистом вяжущем объясняется повышением плотности смеси, увеличением реагирующей поверхности зерен кремнеземистого компонента, а также остроугольной формой и свежеобнаженной поверхностью частиц. Это обеспечивает лучшие условия для взаимодействия гидрата окиси кальция с кремнеземом частиц песка и приводит к образованию большого количества цементирующего вещества.

Необходимое содержание известково-кремнеземистого вяжущего в силикатных бетонах определяется его активностью и дисперсностью, количеством кремнеземистой составляющей и степенью удобоукладываемости смеси. В зависимости от требуемой прочности и степени уплотнения смеси при формовании количество извести в составе известково-кремнеземистого вяжущего колеблется от 5 до 15% по массе. Содержание известково-кремнеземистого вяжущего в смеси характеризуют чаще величиной активности смеси.

Активностью силикатной смеси называют содержание в ней активной окиси кальция, обеспечивающей при данном способе уплотнения получение необходимой прочности силикатного бетона. С повышением активности смеси плотность силикатного бетона возрастает. Однако содержание извести в вяжущем целесообразно увеличивать лишь до определенного предела, пока количество остающейся в бетоне несвязанной извести будет небольшим. При дальнейшем увеличении содержания свободной извести в вяжущем прочность и стойкость его начнут снижаться.

Большое влияние на качество бетона оказывает дисперсность и равномерность распределения известково-кремнеземистого вяжущего в смеси, а также количество содержащейся в ней воды. Чем меньше размер частиц извести и равномернее они распределены по поверхности зерен кремнеземистого компонента, тем полнее протекает процесс их взаимодействия и увеличивается количество цементирующего продукта. Как и в обычных бетонах, плотность и прочность силикатных бетонов связана с водовяжущим отношением.

Минимально допустимое количество воды в смеси определяется расходом ее на гашение извести для получения достаточного количества известкового теста для смазки поверхности частиц кремнеземистого компонента с целью обеспечения заданной подвижности смеси. Каждому виду и зерновому составу кремнеземистого компонента, расходу извести, методу и режиму уплотнения соответствует оптимальный расход воды, при котором силикатный бетон будет иметь наибольшую прочность. Смеси с оптимальным расходом воды относятся к числу жестких, уплотнение которых вызывает большие затруднения. Удобоукладываемость силикатных смесей определяется так же, как и для обычных бетонных смесей.

Увеличить подвижность смесей можно повышением водовяжущего отношения, введением добавок тонкодисперсной глины и применением молотой негашеной извести.

В силу меньшей водопотребности смесей с вяжущим на молотой негашеной извести и учитывая, что из общего количества воды, введенной в смесь для придания ей необходимой подвижности, часть ее расходуется на образование гидрата окиси кальция в твердой фазе, замена гашеной извести молотой кипелкой обеспечивает повышение плотности и прочности силикатного бетона.

Подбор состава плотного силикатного бетона осуществляют опытным путем в следующей последовательности:

определяют оптимальное содержание воды, обеспечивающее получение наиболее плотной бетонной смеси при принятом способе уплотнения формуемых образцов. При изготовлении изделий с вибрационным уплотнением количество воды колеблется от 10 до 15% от массы сухой смеси компонентов;

выявляют необходимое содержание известково-кремнеземистого вяжущего в смеси, а в случае применения тонкомолотых добавок песка или иных кремнеземистых компонентов также и оптимальный размер молотой добавки. В зависимости от тонкости измельчения песка и активности извести добавка молотого песка составляет обычно 50—150% от массы извести. Содержание всех компонентов смеси устанавливают на основе пробных замесов с тремя различными расходами извести и с тремя соотношениями молотого песка и извести для каждого расхода вяжущего (9 составов);

на основе результатов испытаний образцов, изготовленных и твердевших в условиях, близких к производственным, строят кривые зависимости прочности силикатного бетона от расхода извести и количества добавки молотого песка;

выбирают требуемый состав и производят расчет количества материалов на один замес гасильного барабана и смесителя.

Добавить комментарий Отменить ответ