Строительные статьи

Воздухопроницаемость Ячеистых бетонов низкой плотности

Ячеистые бетоны низкой плотности (250—350 кг/м3) характеризуются хорошими теплозащитными свойства­ми. Их можно применять и в качестве звукопоглощающих материалов в общественных зданиях, в виде объемных подвесных элементов в шумных производственных - цехах. Однако определение коэффициентов теплопроводности и звукопоглощения требует специального оборудования, является дорогостоящим и длительным процессом.

Свойства ячеистых бетонов зависят от их плотности и макростуктуры. Макроструктура в свою очередь зави­сит от технологических параметров производства: вида ячеистого бетона, то есть способа формирования мак­роструктуры, состава формовочной смеси. Вышеупо­мянутые факторы хорошо оценивает воздухопроницае­мость ячеистых бетонов, определение которой является несложным. Зная коэффициент воздухопроницаемос­ти, можно прогнозировать теплоизоляционные и 1ву - копоглошающие свойства ячеистых бетонов (/. 2/.

Данных о воздухопроницаемости ячеистых бетонов очень мало. В учебниках [3, 4J указано сопротивление воздухопроницаемости, однако не приведена ее зависи­мость от плотности.

К. Ф. Фокиным исследована воздухопроницаемость пенобетонов плотностью 600—700 кг/м3 [5]. В работе [6] указывается, что воздухопроницаемость газосиликата плотностью 500 кг/м3 в 2—2.2 раза выше воздухопрони­цаемости газосиликата плотностью 650 кг/м3.

При исследовании воздухопроницаемости газоси­ликата плотностью 400 кг/м3 определено [7], что возду­хопроницаемость газосиликата прямо пропорциональ­на тонкости помола песка и обратно пропорциональна водотвердому соотношению формовочной смеси.

Цель настоящей работы — исследование воздухопро­ницаемости ячеистых бетонов плотностью 250—490 кг/м3.

Ячеистый бетон формовали в формах размерами 340x340x400 и 2000x1400x500 мм. Применяли следующие сырьевые материалы: кварцевый песок Вильнюсского карьера «Панеряй», портландцемент марки СЕМ 1 42,5 АО «Акмянес цементас» и известь производства АО «Си - ликэтасо (Вильнюс). Химический состав этих материалов приведен в табл. 1. Песок мололи в шаровой мельнице до удельной поверхности 250-300 м2/кг. Тонина помола из­вести 540 м2/кг, ее активность 69-71%, время гашения 16—20 мин, температура гашения 52-54°С. Начало схва­тывания портландцемента 2 ч. конец — 5 ч 50 мин. Мине­ральный состав %,C3S - 50,38-54.74; C2S - 20-24,53; С^А-4,3-4,37; C4AF-14,32-14,77.

Газообразователем служила алюминиевая пудра, гидрофилизированная сульфонолом (20 г/кг). Для по­ри зации формовочной смеси использовали газо-, и пе - нотехнологию. Соотношение компонентов формовоч­ной смеси газобетона песок : портландцемент 1:1, до­бавка извести для интенсификации вспучивания — 3%. В/Т меняли от 0,5 до 0,7. Расход алюминиевой пудры — 0.1—0,25% от массы сухих материалов. Начальная тем­пература формовочной смеси газобетона — 40°С.

Компоненты формовочной смеси газобетона на сме­шанном вяжулдем рассчитывали так. Исходное соотноше­ние песок; портландцемент приняли 1:1. Далее 20,40,60 и 80% портландцемента заменяли эквивалентным количе­ством извести, который определяли ло формуле [2]:

Л)

Где И — количество извести. кг, активностью Aq, тре­буемое для замены цемента. Ц — количество цемента, кг, подлежащее замене известью.

В/Т формовочной смеси пенобетона меняли в пре­делах 0,5—0,8, расход пены 1.5—3 л/кг. Режим гидротер­мальной обработки изделий 1,5+8+1,5 ч, изотермиче­ская выдержка при 0,79 МПа. Воздухопроницаемость определяли аппаратурой, схема которой представлена на рис. I. Боковые поверхности образца покрывали петролатумо. м.

Коэффициент воздухопроницаемости определяли по формуле

. IV с

Где /— коэффициент воздухопроницаемости, м3/(м-с-Па); W — дебит воздуха м3/(м--с); о — толщина образца, м; АР— разность давления в Па.

В литературе [5, 8] указывается, что воздухопрони­цаемость ячеистого бетона зависит от количества влаги в его порах. Поэтому образцы перед опытом высушива­ли при температуре (100±5) °С до постоянной массы.

Зависимость воздухопроницаемости газобетона от плотности представлена на рис. 2.

Как и следовало ожидать, с уменьшением плотности газобетона воздухопроницаемость увеличивается. Напри­мер, при В/Т 0,6 с уменьшением изделий с 490до 310 кг/м3 коэффициент воздухопроницаемости возрастает с 2,5-10-7 до 13,МО-7 м3/(м-сПа). С повышением ВД воздухопро­ницаемость газобетона также повышается (рис. 2, кривая 1—5). Так, при плотности 350 кг/м3 изменение В/Г с 0,5 до 0,7 повышает коэффициент воздухопроницаемости газо­бетона с 6.6-10-7 до 12,8-Ю-7 м3/(мс-Па). Однако измене­ние В/Т оказывает большее влияние на коэффициент воз­духопроницаемости образцов меньшей плотности. Это можно объяснить тем. что при медленной гидратации вя­жушего и большей плотности в газобетоне образуются бо­лее мелкие и равномерные поры. С повышением В/Т поры становятся более крупными, они деформируются, образу­ется большее количество сообщающихся пор, что и повы­шает воздухопроницаемость материала.

Воздухопроницаемость газобетона описывается сле­дующим регрессионным уравнением

| = 2,П-р-2.ЭЭ-(В/Т)'.7,

Где i— коэффициент воздухопроницаемости, (м3/м с-Па); р — плотность, кг/м3.

Коэффициент корреляции 0,973, регрессионное уравнение адекватно при вероятности 0,95, среднее квадратическое отклонение 0,47-10-7 м3/(м с-Па).

Эта зависимость через технологические параметры производства выражается уравнением

/ = 337,6-10"7 Ра^-ОЧВ/Т)3^,

Где Рдл — расход алюминиевой прудры в % от массы сухих материалов.

Резул ьтаты on редел е н и я воздухоп ро н и цае. мости газобетона на смешанном вяжушем представлены в табл. 2 и рис. 3.

При изготовлении газобетона на смешанном вяжу­шем, когда 20% портландцемента заменено эквивалент­ным количеством извести, с изменением В/Т от 0,52 до 0,65 коэффициент воздухопроницаемости увеличивает­ся в 3 раза (табл. 2).

С повышением доли извести в вяжушем с 20 до 80*? воздухопроницаемость газобетона, изготовленного с использованием В/Т 0.52, повышается более чем в 3 ра­за. Это говорит о неравномерной макроструктуре, обра­зовавшейся вследствие применения низкого В/Т. С по­вышением плотности ячеистого бетона влияние В/Т на воздухопроницаемость уменьшается (расстояние между кривыми сужаются) (рис. 3). Это объясняется более равномерной структурой газобетона.

Представленные на рис. 3 графики описываются следующими регрессионными уравнениями /= 28,07-p-2.63.(B/T)3.9S.

Коэффициент корреляции 0,977 значим при веро­ятности 0,95, среднее квадратическое отклонение 0.1-Ю"7 м3/м с Па.

Эта зависимость через технологические параметры выражается уравнением

/= 2021-10-7 Рад1-51-(В/Т)5-44.

Воздухопроницаемость пенобетона также зависит от В/Т формовочной смеси и плотности. Однако в отличие от газобетонов с увеличением В/Т коэффициент возду­хопроницаемости уменьшается (рис. 4). Это зависит от макроструктуры пенобетона. Его поры замкнутые, а с увеличением В/Т они становятся более мелкими и бо­лее правильной сферической формы.

Зависимость коэффициента воздухопроницаемости пенобетона от плотности и В/Т описывается следую­щим регрессионным уравнением:

Коэффициент корреляции 0,976, уравнение, адек­ватное при вероятности 0.95, среднее квалратическое отклонение 0,58-10~7 м3/(м с Па).

Эта зависимость через технологические параметры производства выражается:

/=0,435 10-7 Рп1-332 (в/Т)-'-3'.

Где Рп — расход пены в л/кг.

Воздухопроницаемость пеногазосиликата близка воздухопроницаемости газобетона на смешан ном вяжу - шем и колеблется в пределах (8— 12)10-7м3/(м с Па).

Воздухопроницаемость ячеистого бетона той же плотности зависит от вида порообразователя, т. е. от макроструктуры ячеистого бетона. Пенобетоны харак­теризуются меньшей воздухопроницаемостью по срав­нению с газобетонами.

Воздухопроницаемость ячеистых бетонов (тем самым макроструктуру и свойства) можно регулировать и нетра­диционными способами (9]. Например, с использовани­ем доли гидрофилизированной алюминиевой пудры и Доли негидролизированной можно изменить коэффици­ент воздухопроницаемости газосиликата в 1.67 раза.

По результатам исследований можно заключить, что воздухопроницаемость ячеистого бетона зависит от плот­ности и макроструктуры. Коэффициент воздухопроницае­мости пенобетонов значительно меньше этих коэффици­ентов газобетонов. Воздухопроницаемость можно регули­ровать. меняя способ порообразования, традиционными технологическими параметрами (В/Т, составом вяжушего, температурой формовочной смеси), а также некоторыми нетрадиционными способами, например соотношением гидрофилизированной и негидрофилизированной алюми­ниевой пудры. Автором статьи предложен способ возду­хопроницаемостью оценить и прогнозировать теплопро­водность и звукопоглощение ячеистых бетонов [1].

Список литературы

1. Лаукайтис А. А. Прогнозирование некоторых свойств ячеистых бетонов низкой плотности // Строит, мате­риалы, 2001, № 4. С. 27.

2. Laukaitis A. Influence of technological factors on porous concrete formation mixture and product properties/ Summary of the research report presented for habilitation // Kaunas University of Technology, 1999, 70 p.

3. Ильинский B.M. Строительная теплофизика. M.: Высшая школа, 1974, 309 с.

4. Елагин Б. Т. Основы теплофизики ограждающих конструкций зданий. Киев. Донецк: Изд. Выша школа, 1977. С. 59-62.

5. Фокин К. Ф. Строительная теплофизика ограж­дающих частей зданий. М.: Стройиздат, 1973. С. 144-158.

6. Лворядкин А. Т. Исследование физико-механических и дефор. мативных свойств ячеистых бетонов в зави­симости от основных технологических параметров: Автореф. Дисс. канд. техн. наук. М., 1967, 14 с.

7. Биховскис А. Е. Исследование технологических факторов формирования теплофизических свойств газосиликата для индустриального термо­изолирования труб бесканальных тепловых сетей: Автореф. Дисс. канд. техн. наук. Каунас: КПИ. 1967,13 с.

8. G. Bave, N. J. Bright, F. N. Leitch, W. Rotiau, G. San~ hohn, V. P. Trambovetsky, J. M. Weber. Автоклавный ячеистый бетон. Пер. с англ. М.: Стройиздат, 1981. С. 9-Ю.

9. А. с. СССР N° 1447801. Способ изготовления ячеистого бетона / А. А. Лаукайтис, А. Е. Биховскис, А. В. Дудик. Заявлено 10.12.85, опубликовано 30.12.88 Б. И. № 48.

Рагтюссттшм. строительство

Форум архитекторов южного федерального

• Комплексное ОКРУГА Решение проблем Градостроительства П эксплуатации городских сооружений:

• Строительные технологии и оборудование, коммуникаиионные системы:

• Энергосберегающие технологии и материалы:

Системы воаоснабжения, канализации,

Очистные сооружения и сантехническое оборудование;

• Кровельные, тепло - и гидроизоляционные материалы;

^Системы отопления, венттяипп. конатпонпрованпя:

• Отделочные, облицовочные, лакокрасочные материалы. оБои;

• Интерьеры. Мебель: Современный парковый ландшафт,

Госстрой Республики Карелия и Выставочное Агентство «Еврофорум» приглашают принять учостие б специализированной выставке

Строительство Деревообработка

27 - 29 сентября 2001 г. Петрозаводск

Дворец творчества детей и юношества Тематика выставки

Современные конструктивные, теплоизоля­ционные и отделочные материалы. Кровельные материалы. Оборудование систем отопления, вентиля­ции, водоснабжения и канализации Палы и потолки. Окна и двери

Электрооборудование зданий. Средства малой механизоции, инструмент, подъемные средства.

Противопожарная и охранная сигнализация. Интерьер. Услуги па дизайну. Мебель и оборудование. Недвижимость и страхование имущества. Оргкомитет Республика Карелия, Петрозаводск, ул Анохина, 45. ООО «Еврофорум» Гел/фо«: (8U2) 76-83-00,76-67-96 ^

Eunbrvrreiadcjo Q EURDFORUM

С. А. ВЕЯЛИС. инженер. И. Я. ГНИП. В. И. КЕРШУЛИС. кандидаты техн. наук - (институт «Термоизоляция», Вильнюс. Литва)