Требования к материалам для ячеистых бетонов | Технология бетона и изделий из него

Для изготовления ячеистых бетонов используют вяжущие, тонкодисперсный кремнеземистый компонент, заполнители, порообразователи, добавки-регуляторы процессов схватывания и твердения вяжущих, антикоррозионные обмазки и добавки, арматурную сталь, воду, материалы для защитно-отделочных покрытий арматуры и смазки форм.

В качестве вяжущих для ячеистых бетонов применяют все разновидности портландцемента и нефелиновый цемент, сланцевую золу, молотую известь-кипелку, а также шлаковые вяжущие. Наиболее эффективным цементом для изготовления ячеистых бетонов является низко- и среднеалюминатный портландцемент, содержащий в клинкере не более 6% трехкальциевого алюмината. Удельная поверхность цемента, определяемого на приборе ПСХ-2, должна быть для конструктивного и конструктивно-теплоизоляционного ячеистого бетона 2500-3000 см²/г, а для теплоизоляционного — 3000-4000 см²/г.

Поскольку прочность ячеистых бетонов и особенно бетонов неавтоклавного твердения зависит от активности вяжущего, для их производства рекомендуется использовать цементы не менее М400. Использование высокоактивных вяжущих требуется также и для получения стойкости ячеистой массы перед ее тепловлажностной обработкой.

Вяжущие для производства ячеистых бетонов должны иметь нормируемые сроки схватывания. При недостаточно быстром схватывании в результате толчков, сотрясений, а также под воздействием собственной массы вышележащих слоев может произойти разрушение ячеистой структуры и появление трещин на верхней поверхности изделий. Начало схватывания цементов, используемых в производстве ячеистых бетонов, должно наступать не позднее 2 ч, а конец — не позднее 6 ч.

Для отделочных слоев разрешается применять белый и цветные портландцемента, отвечающие требованиям стандартов.

В качестве вяжущего в ячеистых бетонах экономически выгодно использовать нефелиновый цемент, обладающий равномерностью изменения объема с суммарным содержанием щелочей (К₂0+ Na₂0) не более 2%, удельной поверхностью 3000-3500 см²/г и сроками схватывания: начало — 0,5-1,5 ч и конец — не позднее 6 ч после его затвердения. Такой цемент из нефелинового шлама рекомендуется приготавливать с добавками 10—15% извести или 20% портландцементного клинкера, а также 5% гипсового камня.

В производстве цементных и силикатных ячеистых бетонов для приготовления известково-кремнеземистого вяжущего применяют также молотую негашеную известь со скоростью гашения 5—25 мин. Гашеную известь в виде теста или пушонки из-за большой осадки ячеистой смеси и малой прочности получаемого материала рекомендуется использовать только для отделочных растворов. Известь-кипелка должна отвечать требованиям стандарта и содержать активных СаО + MgO не менее 70% и «пережога» — не более 2%. Молотую известь заготавливают не более чем на 3—5-дневную потребность производства.

Для автоклавных ячеистых бетонов можно применять шлаковые вяжущие, получаемые путем измельчения 12—15% портландцемента или негашеной извести, 3—5% гипса или гипсового камня и 80—85% гранулированных основных и нейтральных доменных шлаков, с модулем активности не менее 0,2 и модулем основности 1,0, а также кислых шлаков с этими показателями соответственно не менее 0,4 и 0,9. Содержание закиси марганца (МпО) в шлаках не должно превышать 4%, а содержание сульфатной серы — 5%.

Следует использовать свежеизготовленные шлаки без посторонних примесей и влажностью не более 15%. Шлаковое вяжущее должно иметь начало схватывания не позднее 1 ч и конец — 3 ч, удельную поверхность — не менее 4000 см²/г и температуру гашения — более 40° С.

В качестве вяжущего используют также сланцевую пылевидную золу от сжигания горючего сланца с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г, содержащую не менее 35% окислов кальция (в том числе 15—25% свободной СаО) и не менее 20—30% Si0₂. Количество вредных примесей S0₃ в золе не должно быть более 6%, а щелочей (К₂0 + Na₂0) — 3%.

Большое влияние на качество ячеистых бетонов оказывают химический состав, дисперсность и характер поверхности частицкремнеземистого компонента, а также содержание в нем различных примесей. Чем больше содержится в кремнеземистом компоненте кремнезема, больше суммарная поверхность и шероховатость его зерен, тем полнее происходит химическое взаимодействие кремнезема с вяжущим или продуктами его гидратации при температуре более 100° С и тем выше прочность бетона.

При прочих равных условиях прочность ячеистого бетона значительно возрастает с повышением дисперсности частиц кремнеземистого компонента, т. е. с увеличением их суммарной поверхности. Еще более интенсивно этот процесс протекает на свежеобнаженных частицах, образующихся при их помоле. Большое влияние дисперсность кремнеземистого компонента оказывает на стойкость ячеистой массы. С уменьшением размера частиц и их массы обеспечиваются более благоприятные условия для образования ячеистой смеси с равномерно распределенными воздушными порами и уменьшается опасность оседания смеси и нарушения ее структуры.

Качество ячеистого бетона зависит также от содержания в кремнеземистом компоненте примесей глины, слюды, а также сернистых и органических соединений. Примеси глины и ила, обладающие повышенным водопоглощением, могут вызвать появление трещин на поверхности изделий.

Большое содержание в кремнеземистом компоненте сернистых и органических соединений, а также окислов щелочноземельных металлов (К₂0, Na₂0), содержащихся в слюде и полевом шпате, препятствует нормальному течению процессов твердения вяжущих и взаимодействию их с частицами кремнеземистого компонента.

В качестве кремнеземистого компонента в ячеистых бетонах применяют:

1. Природные кварцевые пески с содержанием кремнезема не менее 90%, полностью или частично молотые и только в отдельных случаях — тонкодисперсные немолотые. В немолотом песке допускается: слюды— не более 0,5%, глины и ила — не более 3%, если глинистые частицы представлены минералами с устойчивой кристаллической решеткой (типа каолинита), и не более 1%, если они содержат минералы с расширяющейся кристаллической решеткой (типа монтмориллонита).

2. Зола ТЭЦ и ГРЭС. Наиболее целесообразным является использование золы-уноса, так как зола из отвалов гидрозолоудаления неоднородна по химическому и зерновому составу. Зола-унос от сжигания бурых и каменных углей с удельной поверхностью 3000—5000 см²/г должна содержать не менее 50% стекловидных и оплавленных частиц; п.п.п. для золы бурых углей — не более 3% и для золы каменноугольных углей — 5%, набухание в воде — не более 5%. Лепешки из цементно-зольного раствора состава 1 : 3 должны выдерживать стандартные испытания (ГОСТ 310—60) на равномерность изменения объема. При неудовлетворительном зерновом составе золы в первую очередь производят отсев крупных частиц. Если этого оказывается недостаточно, то прибегают к ее помолу. Золу-унос рекомендуется использовать в качестве кремнеземистого компонента в безавтоклавных бетонах.

3. Маршаллит — рыхлый природный материал с объемной массой в сухом состоянии 1100 кг/м⁸, содержащий свыше 85% кремнезема в виде мелкозернистого кварца. В маршаллите имеется около 60% частиц размером меньше 0,01 мм и около 25% — размером 0,02-0,06 мм. Содержание в маршаллите до 2% (от массы бетона) соединений мышьяка не только не оказывает вредного влияния на качество бетона, но и ускоряет его твердение и повышает атмосферостойкость.

4. Трепел — тонкодисперсная порода осадочного происхождения, содержащая свыше 75% аморфного кремнезема с размерами зерен 0,002—0,005 мм.

В производстве крупноразмерных изделий, главным образом из безавтоклавного ячеистого бетона, в его состав вводят те же искусственные и естественные пористые заполнители фракции 5-10 мм, что и при изготовлении легких бетонов, а также карбонатные заполнители с содержанием углекислого кальция и магния не менее 90%. Объемная масса заполнителя в куске не должна превышать заданную объемную массу бетона более чем на 25%, а коэффициент температурного расширения должен быть близок к такому же показателю для ячеистого бетона.

Образование пор в ячеистых бетонах производят двумя способами: смешиванием раствора с заранее приготовленной пеной или введением в него газообразующих веществ.

Наибольшее распространение в качестве газообразователяв СССР и за рубежом получила алюминиевая пудра ПАК-3 и ПАК-4 с содержанием металлического алюминия в количестве 87-92% и тонкостью помола 5000-6000 см²/г.

Для получения стойкой пены используют следующие пенообразователи: клееканифольный, приготавливаемый из костного или мездрового клея, сосновой канифоли и технического едкого натра; смоло-сапониновый, сырьем для которого служит мыльный корень; алюмосульфонафтеновый, для приготовления которого применяют керосиновый контакт Петрова, едкий натр и сернокислый глинозем; ГК, изготавливаемый из гидролизованной крови животных и сернокислого закисиого железа. Все материалы для приготовления пенообразователей должны отвечать требованиям соответствующих стандартов. Допускается применение и других пенообразователей, если пена и приготовленный на ней цементный и силикатный ячеистый бетон удовлетворяют требованиям технических условий.

В качестве антикоррозийной защиты арматуры применяют покрытие ее слоем холодной цементно-битумной или цементно-полистирольной мастики.

Для стабилизации обмазок, т. е. предотвращения расслоения, в их состав можно вводить поверхностно-активные добавки. Например, для цементно-битумной обмазки — 1% мылонафта и 0,5% NaOH, а для цементно-полистирольной — 0,5% алкиламида от массы цемента. Рабочая вязкость всех обмазок по вискозиметру ВЗ-4 должна составлять 30-40 с.

В качестве пассиватора коррозии арматурной стали в смесь можно вводить нитрит натрия (натрий азотистокислый) — 2% сухого вещества от массы вяжущего.

Состав антикоррозийных обмазок для арматуры

Наименование мастики	Материалы для приготовления	Состав, частей по массе
Цементно-битумная холодная	Портландцемент	1
	Битум марки БН-у	4-6
	Уайт-спирит, бензин, толуол и другие летучие растворители	1,5
Цементно-полистирольная	Портландцемент	130-200
	Полистирольный клей или кубовые остатки	100
	в том числе растворитель (скипидар, метаксилол, ксилол)	20
	Молотый песок с удельной поверхностью по ПСХ-2 2500-3000 см²/г	20

Состав антикоррозийных обмазок для арматуры

Добавить комментарий Отменить ответ