Ячеистые бетоны с улучшенными технико-эксплуатационными свойствами

УДК 666.965.2

ЯЧЕИСТЫЕ БЕТОНЫ С УЛУЧШЕННЫМИ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ

Р. Рахимов, д-р. техн. наук, профессор, академик РАЕ

А. Каракулов, Х. Абдуллаев, К. Шарипов, Х. Ражапов

Ургенческий государственный университет (Республика Узбекистан)

Установлена эффективность использования термоактивированного лесса в композиции с известью-кипелки для получения газосиликата и ячеистого бетона, определена зависимость формирования прочности от активности лесса-известковой смеси и режима автоклавирования.

Ключевые слова: известь-кипелака, автоклавирование, лесс, термоактивирование.

CELLULAR CONCRETE WITH THE IMPROVED ТЕHNIКО-OPERATIONAL PROPERTIES

R. RAHIMOV - d-r. tehn. sciences, professor, full member of RANS, A. KARAKULOV, H. ABDULLAEV, K. SHARIPOV, H. RAZHAPOV

Of Urgench state university (Republic of Uzbekistan)

Efficiency of use of the thermoactivated loess in a composition with lime - solution for reception of gas silicate is established and cellular concrete, dependence of formation of durability on activity of loess-limy of a mix and a mode avtoklave is defined.

The Keywords: lime - solution, avtoklave is defined, loses, thermoactivated

Ячеистый бетон – это материал, позволяющий экономить средства строителям и владельцам домов: высокая экономичность – повышенное удобство и функциональность.

Ячеистый бетон – это высококачественный, многообразный строительный материал, который может производиться в форме блоков, элементов или армированных плит. В 1920 г. ячеистый бетон был впервые произведен в Европе. Благодаря своим многочисленным преимуществам, он сделался в Европе непревзойденным стеновым строительным материалом настоящего и будущего. Рыночная доля ячеистого бетона в мире, в особенности в Азии и Америке, быстро растет. Ячеистый бетон известен под различными названиями: ячеистый бетон, газобетон, пористый бетон. Блоки и плиты из ячеистого бетона используются практически во всех сферах строительной промышленности, таких как жилищное, промышленное и сельскохозяйственное строительство, возведение школ, больниц, административных и общественных зданий и т. д. Ячеистый бетон предназначен для любых стен, а именно наружных (одинарных или двойных) и внутренних (несущих и ненесущих), заполнения бетонных или стальных каркасов, разделительных перегородок, противопожарных стен. А также для реставрации или перестройки старых зданий (благодаря низкому весу) или для фахверковых домов (благодаря простой обработке). Ячеистый бетон прекрасно зарекомендовал себя во всех климатических зонах.




Ячеистые бетоны имеют ряд характеристик, отличающих их от многих традиционных строительных материалов. Изделия из них наилучшим образом адаптированы к сложному климату и экономическим условиям и имеют ряд важных достоинств: невысокую плотность, низкую теплопроводность, пониженное водопоглощение, стойкость при пожаре, высокие санитарно-гигиенические свойства стенового ограждения.

Ячеистый бетон – это высококачественный, современный и экологичный строительный материал, который благодаря своим многочисленным преимуществам, до сих пор является непревзойденным материалом во многих областях применения.

Ячеистый бетон обладает рядом характеристик, которые определяют его лидирующие позиции в линейке строительных материалов. С точки зрения анализа потребителей, все свойства данного вида продукции имеет смысл подразделить на два основных блока в зависимости от полезности каждой характеристики продукта для определенной группы потребителей.

В теории маркетинга имеется разделение совокупности потребителей на категории покупателей и пользователей продукта. В отношении ячеистого бетона данное подразделение так же имеет место. Потенциальные покупатели изделий из ячеистого бетона – это те субъекты рынка, которые формируют платежеспособный спрос на продукцию в первичном звене, и обеспечивают процесс реализации. Потенциальные пользователи – это субъекты рынка, которые пользуются продукцией и получают удовлетворение своих потребностей за счет определенных потребительских свойств.

Следуя этой логике, все свойства изделий из ячеистого бетона подразделены на две группы: эксплуатационные и потребительские.




Проведенные процессы приватизации в строительной области, конкурентной среды в Узбекистане изменили спрос на строительные материалы, размер частного сектора в строительстве резко возрос, широко развернулось возведение частных одно-двух-трех этажных жилых и общественных объектов, различных небольших мини-заводов, мини-фабрик, мини-складов [1]. Все это требует увеличение объема производства стеновых материалов на местном сырье. В условиях интенсивного развития жилищного и индустриального строительства в Узбекистане одним из эффективных стеновых материалов является ячеистый бетон, для производство которого могут быть вовлеченные богатые запасы доступных местных сырьевых материалов и техногенных ресурсов.

Исходя из конкретных задач, стоящих перед промышленностью стройматериалов и стройиндустрии республики об обеспечении гражданского и промышленного строительства материалами и изделиями на базе доступных и дешевых местных сырьевых ресурсов актуальным является вопрос получения вяжущих автоклавного твердения с использованием широко распространенного глинисто-кремнеземистого сырья-лесса и лессовидных суглинков.

Исследованиями последних лет установлена возможность получения ячеистого бетона на основе лессовидных суглинков и извести [2, 3]. Однако, повышенные усадочные деформации лессоизвесткового материала, сопро­вож­даемые с появлением трещин не только при автоклавировании, но и в процессе эксплуатации диктует необходимость изыскания способов исклю­чения усадочных деформаций при твердения лессоизвесткового материала, для чего необходимо установить причины, вызывающие эти явления.




Исследования показали, что одним из факторов, влияющих на образование трещин в процессе тепловлажностной обработки лессоизвестковой смеси, является набухание глинистой составляющей, приводящей к увеличению объемного веса и снижению механической прочности ячеистого бетона.

Поэтому для уменьшения или исключения возникновения усадочных деформаций и активизации применяемого лессового материала необходимо снизить его влажность практически до нуля, для чего необходимо использовать способ его термоактивации, что способствует потере определенного количества химически связанной воды глинистыми минералами -каолинитом и монтмориллонитом. При этом они приобретают химическую активность и их взаимодействие с известью протекает в ускоренном темпе в процесс автоклавирования лессоизвестковой смеси.

На основе многочисленных экспериментов оптимальной температурой термоактивации лесса выбрана 650 оС, так как именно при этой температуре он приобретает наиболее высокую химическую активность: за 15 титрований термоактивированный лесс поглощает 69 мг/г. Использование термоактивированного лесса обусловливает интенсивное его взаимодействие с известью, что способствует созданию новых кристаллизационных центров, сокращает тиксотронный период коагуляционного структурообразования и обеспечивает интенсивный рост пластической прочности во времени. Для определения оптимальной активности газобетонной смеси из термоактивированного лесса и извести - кипельки готовили образцы-кубы размером 10х10х10 см, которые подвергали автоклавированию при 10 атм по режиму: 3+8+3 часа. Отмечено, что образцы газобетона из термоактивированного лесса с активностью массы 15-17 % СаО+МgО проявляют активность 12,0-12,1 МПа при объемном весе 1000 кг/м3. Высокие показатели прочности проявляет также масса с активностью 20 %, однако из-за того, что часть СаО остается несвязанным и кристаллизуется в виде Са(ОН)2, отмечено некоторое снижение прочности образцов по сравнению с образцами предыдущих составов (табл.1).




Влияние содержания активной СаО на прочность газосиликата

Таблица 1

п. п

Количество

газообразо- вателя,

Плот­ность

кг/м3

Актив-

ность

массы, %

Водотвердое отнощение В/т

Предел прочности при сжатии кубов 10х10х10 см (среднее из 3-х образцов), МПа

%

из термоактивированного лесса и извести-кипелки

из природного лесса и извести-кипелки

1

0,018

1000

10

13

0,40

0,45

7,0

4,0

2

0,017

1000

13

17

0,40

0,45

7,8

4,4

3

0,017

1000

15

21

0,40

0,45

12,1

5,6

4

0,017

1000

17

23

0,40

0,50

12,2

9,4

5

0,017

1000

20

26

0,45

0,50

9,6

9,3

6

0,017

1000

23

30

0,45

0,55

6,2

3,9


Дальнейшее увеличение содержания СаО приводит к резкому снижению прочностных показателей газа лессоизвестковой смеси. Следовательно, максимальная область создания прочных структур газосиликата из термоактивированного лесса находится в интервале содержания 15-17 % СаО, прочность образцов при этом в 2,0-2,5 раза выше, чем у газосиликата из лесса с природной влажностью.

Изучение режима автоклавирования на процесс формирования ячеистого бетона из термоактивированного лесса показало, что в начало процесса гидратация извести происходит медленнее, чем у смеси с природном гипсом, но она у обоих смесях завершается одновременно через 40 минут с момента затворения, однако максимальная температура масс различная: у смеси из термоактивированного лесса она составила 40 оС, а у смеси из природного лесса -50 оС. Замедленное протекание процесса гидратации и медленный подъем температуры газосиликата из термоактивированного лесса и заниженную величину конечной температуры можно отнести за счет повышенного коли­чества воды, так как при затворении он активно поглощает воду и в процессе гашения часть тепла расходуется на нагрев избытка воды. Это свойство термоактивированного лесса позволяет использовать его в комплексе с быстрогасящейся известью без применения замедлителей процессов гидратации, что значительно упрощает технологический процесс производства ячеистого бетона. Процесс вспучивания газобетонной смеси из термоактивированного лесса происходит интенсивнее, чем из природного. Ускоренное газообразование начинается уже с момента затворения и заливки смеси в формы и интенсивно протекает до окончания процесса вспучивания, который завершается за 20-21 мин.




Интенсивное газообразование способствует созданию равномерно-пористой структуры, которая обеспечивает высокую механическую прочность при гидротермальной обработке, исключает возможность образования трещин, которые имеют место при автоклавировании массы из природного лесса за счет взаимодействия непрореагировавщей алюминиевой пудры с гидроксидом кальция. Термоактивация лесса исключает пластические свойства глинистых составляющих и увеличивая коэффициент использования газообразователя (ПАК-3) повышает степень и сокращает продолжительность вспучивания, что повышает эффективность технологию производства ячеистого бетона.

Исследование продолжительности прогревания газобетонного образа, а следовательно, времени подъема и выдержка давления с температурой в автоклаве, проводили в зависимости от толщины и объемного веса образа при одинаковой активности смеси 17 % и водотвердом отношением 0,45. Массу заливали в формы-цилиндра размером 10х10х30 см и 15х15х30 см.

Давление пара в автоклаве 10 атмосфер и температура 180 оС были подняты за 1 час. При исследовании кинетики прогрева установлено, что прогрев ячеистого бетона из термоактивированного лесса в форме 10х10х30 см до температуры 178-180 оС происходит за 2 часа с момента включения автоклава, в то время, как образе 10х10х30 см ячеистого бетона из природного лесса прогревается за 2,5 часа. Температура окружающей среды в автоклаве 180 оС и оптимальное давление 10 атмосфер достигнуты за время в 2-2,5 раза быстрее, чем у смесей в формах 10х10х30 см.




В образах 15х15х30 см ячеистого газобетона из термоактивированного и природного лес­сов кинетика прогрева представляет ту же картину, что и выше исследованных, однако, по сравнению с температурой окружающей среды ее значение на 0,5 часа больше и составляет 2,5-3 часа соответственно для каждых из исследуемых масс. С увеличением размера форм - образа время прогрева образов будет увеличиваться, что потребует более удлиненный режим гидротермальной обработки для обеспечения равномерного и полного физико-химического процесса возникновения новообразований между гидроокисью кальция и составляющими лессовидного суглинка.

Таким образом, дегидратация лесса и использование его для получения ячеистого бетона в значительной степени и положительно влияет на прогрев образов в процессе автоклавирования. Для силикатных бетонов на лессе и лессовидных суглинков выбор оптимального режима автоклавирования носит некоторые специфические особенности из-за полиминерального состава сырья. Образцы, сформованные из массы, состоящей из термоактивированного лесса и извести - кипелки, газообразователя и для сравнения массу из природного лесса подвергали автоклавированию при давлении пара 10 атм, в течение 3+5+3, 3+8+3, 3+12+3 часов, из которых 3 часа - подъем и спуск давления, часов – выдержка при оптимальном давлении.

Смесь приготавливали с активностью 17 % и водотвердым отношением 0,40. Активность используемой извести 74 %, скорость гашения 16 минут. Результаты экспериментов (табл.2) позволяют отметить, что физико-механическая прочность при сжатии образцов с повышением времени выдержки 5-8-10 часов увеличивается и составляет соответственно 7,0-12,1-13,0 МПа.




Известно, что при высоких температурах, а следовательно, к повышенных давлениях происходит увеличение растворимости кремнезема, приводящей к большому пересыщению раствора и ускорению процесса возникновения новообразований, так как из-за пересыщения раствора в большей мере наблюдается образование кристаллического сростка и сокращение каогуляционной фазы.

Влияние режима автоклавирования на физико-механические свойства газосиликата

Таблица 2

Режим

автоклави-

ровании при

давлении

пара 10 атм

Актив-

ность

массы

в %

Плот­ность

кг/м3

Механическая прочность при сжатии образцов 10х10х10см, МПа

Водопогло-

щение газо­силиката, %

Морозо­стойкость

в циклах

из термоактивированного лесса

из природного лесса

1

2

3

4

5

6

3+5+3

17

1000

69,3

43,0

-

-

3+8+3

17

1000

121,0

52,0

-

-

3+10+3

17

1000

130,0

59,0

25,3

-

более 36

-

3+12+3

17

1000

120,5

61,0

. - .

44,5

. - .

12-15


В наших исследованиях с повышением длительности выдержки до 10 часов при оптимальном давлении наблюдается повышение механической прочности, что можно объяснить полным растворением исходных компонентов с образованием кристаллического сростка из мелких кристаллов низкоосновных гидросиликатов, способствующих увеличению прочностных показателей. С увеличением времени выдержки автоклавирования до 12 часов механическая прочность при сжатии ячеистого бетона из термоактивированного лесса снижается до 12,0 МПа, а у бетона из природного лесса наблюдается повышение до 6,1 МПа.




Следовательно, оптимальным режимом автоклавирования ячеистого бетона из термоактивированного лесса необходимо принять 3+10+3 часа при давлении пара 10 атм. Водопоглощение образцов, автоклавированных с оптимальным режимом, составляет 25,3%, а морозостойкость свыше 36 циклов попеременного замораживания и оттаивания.

В настоящее время ячеистый бетон на природном лессовидном суглинке с активностью массы 21-23 % автоклавируют при режиме подъема давления в течение 1-2 часов до 10 атмосфер с выдержкой 12 часов.

Сравнение образцы ячеистого бетона из природного лесса, сформованных из массы с равными параметрами (активность массы, водотвердое отношение, объемный вес и режим термообработки) с образцами ячеистого бетона из термоактивированного лесса, показало, что масса с 17 % активности из природного лесса имеет механическую прочность в 2 раза ниже, а водопоглощение в 2 раза выше, причем в этом случае максимальная механическая прочность отмечается при режиме автоклавирования 3+12+3 часа. Морозостойкость образцов из природного лесса указанного выше состава менее 15 циклов, т. е. не удовлетворяет требованиям для стенового материала.

Это обстоятельство еще раз подтверждает эффективность применения термоактивированного лессах в производстве ячеистого бетона.

Список использованной литературы

1. Ниязов и перспективы развития промышленности строительных материалов Республики Узбекистан. / Материалы Межд. Центрально-Азиатской конф. «Цементная промышленность и рынок». –Ташкент. 2001.-С.5-8.

2. Рахимов минеральных наполнителей на физико-механические свойства ячеистого бетона. Журнал «Вестник ТашГТУ» Тошкент №4 2006 С.109-111.

3. Хитсуда Такегии. Автоклавный газосиликат //Сэрамиккусу. Cevam. Jap. 19№8. -с.748-752.

4. , , Варламов В П. и др. Влияние некоторых технологических параметров изготовления газобетона на структурные и морфологические особенности гидросиликатной связки//«Долговечн. констр. из автоклав. бетонов. Тез. докл.6 Респ. конф. ч.2.».-Таллин.1987.-с.62-64.



Подпишитесь на рассылку:

Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства

Блокирование содержания является нарушением Правил пользования сайтом. Администрация сайта оставляет за собой право отклонять в доступе к содержанию в случае выявления блокировок.