Ячеистый бетон для ограждающих изделий высотных зданий (стр. 7 )

Рисунок 5 – Стеновые панели из газо - (1) и пенобетона (2)

Из рисунка 5 видно, что панели из газобетона - 1 со временем практически не подверглись разрушению, в то время как панели из пенобетона - 2 требуют капитального ремонта или полной замены самих панелей. Причем отслаивается именно придонная уплотненная корка, обнажая арматуру.

Нами установлено, что именно образование уплотненной придонной корки в пенобетонах (в результате седиментационных процессов) и ее скорое отслоение в эксплуатационных условиях происходит преимущест­венно в результате значительной знакопеременной стесненной усадки, согласно теории профессора , так как доля микропор до 1000Å у уплотненной корки достигает величины 0,410-0,418 см3/гр. по сравнению с телом пенобетона, равного 0,296-0,310 см3/гр.

Седиментационные процессы в ранних пенобетонах объясняются, на наш взгляд, тем, что в сороковых годах прошлого века пенобетоны производили по известной традиционной технологии - когда в первой емкости готовили пену с вращением 200-250 оборотов в минуту, а во второй раствор с вращением 70-90 оборотов в минуту, далее приготовленная пена поступала в емкость с растворной смесью и перемешивалась до равномерного распре­деления во всем объеме растворной смеси. Поэтому структура макропор в ран­них пенобетонах и неоднородна состоит из неустойчивых пузырь­ков пены различных по геометрическому очертанию, с различной толщиной межпоровой перегородки и неравномерно распределенной по телу бетона.

и развивая гипотезу о влиянии на прочность ячеистых бетонов «врожденных дефектов сферических макропор» и «приобретен­ных» дефектов пришли к выводу о том, что для получения прочных и стойких ячеистых бетонов необходимо обеспечить их сферическими порами одинаково­го диаметра, то есть с одномодальным распределением пор.

Наши исследования и практика подтверждают теоретические выводы А. Т. Ба­ранова и о том, что при производстве ячеистого бетона необ­ходимо создать условия для свободного формирования макропористой струк­туры с одномодальным распределением пор сферической формы и равномерно распределенной по телу бетона, что позволяет более устойчиво удерживать на поверхности пор твердые составляющие ячеистого бетона и таким обра­зом предотвращать осадку ячеистобетонной смеси и существенно снижать cедиментационные процессы. Установлено, что одномодальное распределение пор хорошо обеспечивается и в заводских условиях по сравнению с «гексагональной», «кубической» и прочей упаковкой пор.

Оптимизируя заводские технологические параметры и используя современн­ые пенообразователи, бетоносмесительные установки и пеногогераторы, мы получили пенобетон плотностью 400-600 кг/м3, с макропорами сферической формы с одномодальным распределением пор и равномерно распределенными по телу бе­тона и высокими физико-техническими свойствами и долговечностью.

Установлено, что для снижения влияния капиллярной усадки на стойкость ячеистого бетона необходимо: снижение плотности, начальной влажности и водотвердого отношения, исключение из составов высокодисперс­ных добавок с высокой водопотребностью, подбор вида вяжущего оптимиза­ция режима тепловой обработки, применение поверхностно-активных веществ (ПАВ) и гидроизоляционных покрытий, объемная и поверхностная гидрофобизация.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.  Комплексными исследованиями установлено, что условиями повышения эффективности применения ограждающих изделий из ячеистого бетона в высотных зданиях является: бетоны с плотностью D 500, 600, 700; В2,5; 3,5; 5,0; l=0,12, 0,13 и 0,15 Вт/м×К, соответственно с использованием структурообразующих и стабилизирующих добавок ТНФ+ТЭА, повышающих качество макропористой структуры и максимальной прочностью межпоровых перегородок, состоящих преимущественно из низкоосновных гидросиликатов кальция.

2.  Установлено, что присутствие в цементах или в составе ячеистого бетона аморфного кремнезема типа трепела увеличивает внутренние напряжения, а повышенное содержание С3А снижает прочность межпоровой перегородки при автоклавной обработке, образуя ослабленные соединения гидроалюминатов кальция, что подтверждается исследованиями и , «пережог» в процессе эксплуатации гасится, за счет сорбции влаги из окружающей среды, что, в конечном счете, приводит к снижению свойств и долговечности.

3.  Для определения достоверной долговечности ячеистых бетонов одной морозостойкости по ГОСТ 12852.4 недостаточно, необходимо учитывать климатические особенности района эксплуатации с учетом факторов наиболее агрессивных из них. На Востоке, Западе, Севере и Центральной части Казахстана наиболее агрессивным является влияние периодически меняющейся влажности среды и стойкость необходимо определять: морозостойкостью и трещиностойкостью ячеистого бетона при изменении влажности воздуха, на Юге эти циклические действия высоких температур и стойкость необходимо определять: морозостойкостью и стойкостью ячеистого бетона к цикловым температурно-влажностным воздействиям согласно «Руководству по методам испытания стойкости ячеистых бетонов» М. НИИЖБ, 1975, П.2; 4; 9.

4.  Качество ячеистых бетонов во многом зависит от извести, которая должна быть однородной по составу, меньше хранится и транспор-тируется, сроки гашения должны находиться в пределах 10-15 мин, позволяющие исключить импортные замедляющие добавки. Ячеистые бетоны на известковом вяжущем обладают меньшей карбонизационной стойкостью и долговечностью. Экономично и целесообразно использовать технологию производства на «смешанном» вяжущем, известково-цементном или цементно-известковом, что значительно повышает физико-механические свойства и долговечность ячеистых бетонов.

5.  На основе анализа научно-обоснованных положений теорий и гипотез о роли минерального состава межпоровых перегородок, состоящих из устойчивых низкоосновных гидросиликатов кальция типа CSH (B) и оптимальной структуры порового пространства, организованных из одномодальных пор сферической формы, равномерно распределенных по телу бетона, разработана технология производства ограждающих изделий из ячеистого бетона, сохраняющего физико-механические и теплотехнические характеристики в процессе длительной эксплуатации.

6.  Технология неавтоклавного ячеистого бетона на основе использования серы и золы – унос Экибастуза позволила выдвинуть новое направление в производстве эффективных видов ячеистого бетона, обладающих комплексом таких важных свойств, как низкая усадка, 1,5 мм/м влажность сорбционная, прочность при плотности 700, класса В2. Долговечность неавтоклавного газозолобетона обусловлена качеством пористой структуры и упрочненной межпоровой перегородки за счет кристаллизации расплавленной серы и высокой активности кислой золы-унос.

7.  Установлено, что кристаллы волластонита устойчивы в щелочной среде и в условиях насыщенного пара и высокой температуры при автоклавной обработке без потерь армирующих свойств, так как на поверхностях кристаллов волластонита нарастает слой гидратных новообразований низкоосновных гидросиликатов кальция, а сами кристаллы волластонита играют роль арматуры. Четырехпроцентная добавка волластонита, от массы вяжущего, при автоклавной обработке приводит к увеличению прочности на изгиб, при плотности D 700 на 52,2 % и может служить хорошей заменой асбесту в ячеистых бетонах.

8.  В неавтоклавных ячеистых бетонах добавка волластонита в бетонную смесь увеличивает прочность на изгиб, при плотности D 700 кг/м3 на 25,0%. В НЯБ целесообразно применение цементов с добавками волластонита, при твердении которого происходит направленный процесс кристаллизации с одновременным понижением основности новообра-зований плотного по структуре однокальциевого гидросиликата кальция, более устойчивого к воздействию атмосферных факторов.

9.  Основным направлением повышения качества и долговечности ячеистого бетона является создание оптимальной структуры порового пространства и межпоровой перегородки, путем применения комплекса технологических решений. Так, при производстве пенобетона необходимо создать условия (регулируя параметры генераторов) для свободного формирования пор сферической формы с одномодальным строением и равномерно распределенной по телу бетона, что способствует более устойчивому удерживанию на поверхности поры, твердых составляющих и существенному снижению седиментационных процессов.

10.  Установлено, что оптимизация состава бетона порового пространства и прочности межпо­ровой перегородки значительно повышает качество и снижает заводской брак изделий за счет увеличения устойчивости ячеис-тобетонного массива к просадке, расслоению и резательным усилиям (при переворачивании формы со смесью на ребро и резке). Динамика набора пластической прочности дол­жна быть в первый час - 0,005 МПа, второй - 0,015, третий - 0,02 МПа и в мо­мент резки 0,04-0,05 МПа.

11.  Реализуя комплекс научно-технических и технологических решений, для высотных зданий разработан стеновой конструкционно-теплоизоляционный автоклавный газобетон, маркой бетона по средней плотности D500, клас­сом по прочности на сжатие В3,5; средней прочностью 4,5 МПа, коэффициентом теплопроводности l=0,12 Вт/(м·0С) в сухом состоянии, маркой по морозостойкости F75, на смешанном известково-цементном вяжущем с пре­обладанием в продуктах гидратации низкоосновных гидросиликатов кальция типа CSH (В) и тоберморита.

Оценка полноты решений поставленных задач. Анализ теоретических разработок и гипотез, выбор соответствующих современным требованиям методов, приборов и установок по исследованию физико-химических и физико-технических свойств, поровой структуры, стойкости и трещиностойкости, совокупности лабораторных исследований и заводских испытаний ячеистых бетонов (газобетонов и пенобетонов) автоклавного и неавтоклавного твердения полностью отражают поставленные в диссертации задачи.

Разработка рекомендаций и исходных данных по конкретному использованию результатов. Результаты исследований по ячеистым бетонам для ограждающих изделий высотных зданий рекомендованы заводам по производству ячеистых бетонов, с указанием конкретных способов, повышающих качество и долговечность изделий и конструкций. Указаны недостатки к требованиям по сырью фирм «Маза-Хенке» Германия и Китая, снижающих физико-механические свойства и долговечность изделий и конструкций из ячеистого бетона. Разработанные ячеистые бетоны рекомендованы строителям, производящим перепланировку и реконструкцию жилых домов, причем с увеличением этажности здания экономический эффект возрастает, так как позволяет применять более широкое разнообразие планировочных решений.