Пенобетоны и другие теплоизоляционные материалы (стр. 22 )

Рис. 23. Схема непрерывного раздельного приготовления пены, получения и активации цементного теста,

их смешивания и подачи к месту укладки пенобетона

Для повышения несущей способности и теплоизоляционных свойств пенобетонов предлагаются [137] термоблоки (пат. 2030527 Россия) – изделия размером 390х190х188 мм, включающие оболочку из высокопрочного плотного песчанного бетона и заполнитель из минерализованной цементом технической пены объемной массой 150 кг/м3. Блок-опалубку выполняют из песочного бетона марки М 400 с объемной массой 2300 кг/м3. Оболочка изготавливается на вибропрессующем оборудовании, предназначенном для изготовления щелевых блоков (например, на вибропрессах – ВИП-2 ПБ, ВИП-4ПБ и импортных вибропрессах с подъемной матрицей –SHLOSSER, MASA, MULТIMAT. На этих вибропрессах одновременно изготавливается 3-12 оболочек, которые затем «по сырому» заполняются минерализованной пеной и после пакетирования направляются в камеру тепло-влажностной обработки. Использование пены в качестве заполнителя позволяет исключить применение в технологии иных базовых материалов кроме цемента и песка. Для получения пены объемной массы в 150 кг/м3 необходимо уменьшить размеры частиц цемента заводского помола за счет дробления крупных частиц и дезагрегации мелких. Использование цементов общестроительных назначений приводит к расслоению суспензии и снижению ТИ свойств. Измельчение и активация поверхности цемента достигается в результате мокрого помола в баросмесителе, снабженном гидрокавитационной турбиной. При этом крупные частицы попадают в зону воздействия лопаток гидрокавитационной турбины. Процесс измельчения интенсифицируется в барокамере, а использование в составе минерализованной пены хлористого кальция позволяет не только ускорить твердение пены, но и содействует распаду зерен в процессе мокрого помола.

Сырьевые смеси для приготовления пенобетонов отличаются большим разнообразием применяемых компонентов, например смесь для изготовления пенобетона (а. с.120 4602 СССР, СО4В 28/02, 14/06, опубл. 15. 01. 1986) содержит (мас.%): цемент – 45-55; молотый кварцевый песок – 10-20; древесную омыленную смолу - 0,2-0,3; нитрит-нитрат хлорида кальция (марки ННХК) -0,3-0,6; мелассную упаренную последрожжевую барду - 0,08-0,12; вода-остальное. В другом варианте (а. с.1217855 СССР, С04В 38/10, опубл.15. 03. 1986) вместо песка используют тонкодисперсные отходы дробления гранитных пород, а вместо ННХК - хлористый кальций – 0,1-0,14 и известь пушонку –0,2-0,5.

Сырьевая смесь для приготовления ячеистого бетона (а. с.1244124 СССР, СО4В 28/02, опубл.16. 01. 1986) содержит (мас. %): алинитовый цемент - 30-31; клееканифольный пенообразова,15-0,25; вода - 33-34; зола ТЭС - остальное. Клееканифольный пенообразователь включает костный клей, сосновую канифоль и NaOH.

Состав строительного раствора (заявка 63-43332 Япония, СО4В 22/00, 24/00 опубл. 08. 03. 1988) содержит 7-12 % портландцемента и белого цемента; 0,01-0,2 % органических и 4-10 % неорганических добавок для удобоукладываемости бетонной смеси; 0,01-0,5 % пенообразователя, а остальное – тонкоизмельченный заполнитель с размером частиц менее 5 мм.

Сырьевая смесь для приготовления пенобетона (а. с. 1548179 СССР, СО4В 38/10, опубл. 07. 03. 1990) содержит (в %): цемент 45-55; мелассную упаренную последрожжевую барду 0,08-0,12, древесную омыленную смолу 0,2-0,3; воду.

Состав для монолитной теплоизоляции (а. с. 1599350 СССР, СО4В 38/10, опубл. 15. 10. 1990) содержит (мас.%): цемент – 60-67; окись алкилдимителамина (ОАДА) -0,02-0,29; вода-остальное. В водный раствор пенообразователя – окиси АДА, вспененный в пеногенераторе, вводят цементное вяжущее при перемешивании до получения гомогенной массы.

Для изготовления упроченного ячеистого бетона (заявка 1317373 Япония, СО4В 38/00, опубл. 18. 12. 1989) цемент затворяют водой с температурой 40-75 °С, в полученную смесь вводят пенообразователь и добавку с эксзотермическим действием, далее вспененную композицию заливают в формы с тонким отделочным слоем, штабелируют формы друг на друга, выдерживают и извлекают готовые изделия.

Внутренние поверхности форм и опалубки должны быть чистыми и смазанными. Смазочный состав должен предохранять поверхность форм от прилипания пенобетона, не создавать на поверхности изделий открытых пор и раковин. Возможные составы смесей для смазки форм при производстве пенобетона (в частях): 1) петролатумно-керосиновая смесь (1:2,5); 2) солидол (100 %); 3) смесь автола с керосином (1:1); 4) смесь кулисного и машинного масла (1:3).

Для повышения прочностных и усадочных характеристик пенобетонов предлагается [138] использовать стабилизацию пен минеральными высокодисперсными микропористыми наполнителями, например карбонатными шлаками ТЭС. Для приготовления пенобетонной смеси рекомендуются составы при следующих содержаниях компонентов (мас. %): портландцемент М400 - 35-50; карбонатный шлам – 5-20; пенообразователь «Унипор» - 3-5; вода - остальное.

В качестве компонента пенобетонов возможно использование мелкодробленого (с удельной поверхностью 200-250 м2/кг) мела и других карбонатных материалов [139] при применении анионактивных пенообразователей, что расширяет диапазон содержания карбонатных материалов в пенобетонах, ограниченный строительными нормами (СН 277-80. Инструкция по приготовлению изделий из ячеистого бетона. - М.: Стройиздат, 1981.-47 с.).

В качестве наполнителя в ТИ пенобетонах могут использоваться поризованные стеклогранулы различных фракций, например пенобетон на легких заполнителях (заявка 2391177 Фракция, СО4В 28/02, Е04В 1/62, опубл. 19. 01. 1979) содержит цемент, пористые стеклянные гранулы, тонкоизмельченные частицы вспученной глины или шлака. При получении пенобетона отдельно приготавливают смесь цемента с крупным заполнителем и устойчивую пену, а затем все смешивают и используют в качестве среднего слоя в многослойных панелях.

В способе изготовления строительных изделий из ячеистого бетона (заявка 1320280 Япония, СО4В 38/08, опубл. 26. 12. 1989) в смеситель, оборудованный двумя крыльчатками с противоположным друг другу вращением, загружают капсулированные шарики из пеностекла и гранулированный пенообразователь, перемешивают, далее подают цементный шлам, полученную вспененную смесь заливают в форму кассетного типа и выдерживают.

Пенобетоны могут быть изготовлены с керамзитовым наполнителем, например сырьевая смесь для изготовления поризованного керамзитобетона (а. с.1301822 СССР, СО4В 38/10, опубл.07. 04. 1987) содержит (мас. %): цемент - 24,1-30,7; керамический гравий – 46,6-47,9; раствор пенообразователя – 0,04-0,05; фосфогипс - 2,97-9,55; вода - остальное. Последовательность загрузки в растворосмеситель: пористый заполнитель, вяжущее, раствор пенообразователя, вода. Продолжительность перемешивания – 3 мин. Пенообразователь - водный раствор смолы древесной омыленной и сульфитно-дрожжевой бражки. Изделия пропаривают по режиму 4-8-3 часа (подъем-изотермический прогрев-охлаждение) при температуре изотермического прогрева 90 °С.

Теплоизоляционная строительная смесь (пат. 280523 ГДР, СО4В 20/06, опубл. 11. 07. 1990) при изготовлении предполагает введение в цементную смесь 55 об. % керамзита и 3 об. % пенообразователя. Например, исходную пластическую смесь, содержащую 300 кг цемента, до 40 кг золы – уноса и 65 л воды, добавляют 580 кг керамзита и затем пенообразователь, с последующим перемешиванием.

В способе приготовления керамзитопенобетонной смеси (пат. 2059587 Россия, С04В 28/02, опубл. 06. 04. 1992), заключающемся в последовательной загрузке в смеситель и перемешивании керамзита, цемента, воды и пенообразователя, для повышения качества пенобетона, пенообразователь подают в смеситель в виде концентрированного раствора путем разбрызгивания сверху.

В качестве сырьевого материала при изготовлении пенобетонов можно использовать аглопорит, который получают [140] из песчанно-глинистых пород и отходов промышленности, из карбонато-глинистых пород (лесса), из кусковых и пылевидных топливных шлаков и зол, из глинистых пород. При этом сырье смешивают с углем, измельчают, гранулируют и обжигают на агломерационной машине при температуре до 1400 °С. Полученные поризованные гранулы можно использовать в качестве наполнителя в легких поризованных бетонах.

В качестве наполнителя можно также использовать вспученный вермикулит, который получают из минералов группы гидрослюд [141], например из Вишневогорских месторождений (Челябинской области), путем дегидратации при нагревании до температуры 850-1100 °С, созданием в замкнутых межслоевых пространствах давления, за счет образовавшихся при этом паров воды. На основе вспученных гранул вермикулита можно производить пеновермикулитобетоны на цементе, жидком стекле и других вяжущих.

Одним из недостатков пенобетонов является осадка массы, что ведет к увеличению средней плотности и расхода материалов. Для стабилизации пенобетонной массы используют жидкое стекло (см. гл. 4.3), кальцинированную соду, гипс, карбамид. Оптимальный эффект достигается при использовании жидкого стекла, причем температура тепловой обработки не должна превышать 60 °С. При этом на плотность и прочность пенобетона значительное влияние оказывает способ введения жидкого стекла: если оно вводится в растворную часть, то наблюдается осадка массы на 50-60 %, а если в готовую пену – то прочность повышается (оптимальная плотность жидкого стекла 1,1-1,12 г/см3.

Перспективным вариантом (однако достаточно энергоемким) повышения прочности и влагостойкости пенобетона является введение в сырьевую массу легкоплавких глазурей с последующим обжигом. Например, для производства пористого бетона (заявка 1298079 Япония, СО4В 38/10, опубл. 01. 12. 1989) воду добавляют к смеси 7,5-65 % цемента, 10-85 % песка и 7,5-80 % глазурного состава. Затем в смесь вводят пенообразователь и производят вспенивание массы в смесителе. Отформованные изделия после схватывания обжигают 15-60 мин при температуре 400-1600 °С.

Технологические приемы при приготовлении пенобетонов отличаются большим разнообразием, например в способе изготовления методом литья ТИ панелей (заявка 46-19226 Япония, СО4В 28/00, опубл. 29. 05. 1971) с использованием разъемных форм, осуществляется введение в отверстие формы, с помощью инжектора, вспененного пенобетона.