ВАРИАТРОПНЫЙ ЯЧЕИСТЫЙ БЕТОН
В.И. Большаков, д.т.н., В.А. Мартъшенко, к.т.н., зав. лаб. ячеистых бетонов,
В.Ю. Клименко, асп
Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры, Украина
Ячеистый бетон - эффективный энергосберегающий материал. По своим эксплуатационным свойствам и технико-экономическим показателям он превосходит другие стеновые материалы. На современном этапе имеется ряд технических и технологических решений для улучшения характеристик изделий из ячеистого бетона, что является постоянной задачей в его технологии.
В последние годы уделяется большое внимание одной из наиболее ответственных стадий в технологическом процессе изготовления мелкоштучных ячеистобе- тонных изделий - приданию их поверхности высоких потребительских свойств, соблюдения точности геометрических размеров. Наиболее прогрессивной является резательная технология производства мелкоштучных ячеистобетонных изделий [1-3]. Применение специального резательного оборудования позволяет получать качественную поверхность и точные линейные размеры изделий, что дает возможность возводить на строительных объектах ограждающие и внутренние стены без мокрых процессов при отделочных операциях. Но при этом требуется соблюдение высокой культуры выполнения строительных работ, так как теплофизические преимущества ячеистого бетона могут быть не полностью использованы или просто утеряны. При этом улучшаются теплотехнические и эксплуатационные характеристики возводимых объектов.
Важной задачей в технологии производства ячеистого бетона является получение изделий со стабильными физико-механическими характеристиками, т.е. низким коэффициентом вариации таких свойств, как прочность и прочность. Достигнуть этих показателей в производстве ячеистобетонных изделий возможно за счет новых технических решений и технологических приемов. Технология изготовления вариа- тропных мелкоштучных ячеистобетонных изделий позволяет получить бетон с низким коэффициентом вариации физико-технических свойств и отличительной поро- вой структурой [4].
Такой вид ячеистого бетона характеризуется переменными плотностью и прочностью по сечению формуемого массива, возможностью получения дифференциальной ячеистой пористости, а в изделиях - плавного перехода конструкционных свойств в теплоизоляционные. Прочность ячеистого бетона повышается за счет улучшения структуры межпоровых перегородок. Это достигается за счет использования одного из ряда возможных технологических приемов формования массива ячеистого бетона в гидравлически открытых формах. Конструктивные особенности таких форм при определенных технологических параметрах обеспечивают условия для удаления необходимой части газообразной и жидкой фаз из ячеистобетонного массива.
Повышение начальной прочности микроструктуры газобетона осуществляется путем отжатия избыточной части воды на завершающей стадии процесса газопори- зации массива и стабилизации макроструктуры бетона. Удаление части жидкой фазы из межпоровых перегородок избыточным давлением через перфорированные фильтры и стенки бортоснастки происходит тогда, когда вода, как регулятор вязко- пластических свойств вспучивающей смеси на стадии образования макроструктуры бетона, свою роль практически завершила. В гидравлически открытой форме создаются условия для дополнительного переуплотнения твердых компонентов и продуктов гидратации в структуре межпоровых перегородок при вибровспучивании бетона за счет уменьшения сольватных оболочек и образования значительно большего количества контактов между ними, т.е. к образованию конденсационных структур на ранней стадии [5]. В совокупности это позволяет снизить капиллярную пористость и получить быстрое нарастание структурной прочности массива-сырца ячеистого бетона. При этом в результате создающегося целенаправленного гидростатического давления происходит массоперенос жидкой фазы по межпоровым перегородкам бетона. В результате пристенные слои массива будут иметь повышенную плотность и прочность, а периферийные слои - большую газовую пористость, т.е. меньшую плотность и, соответственно, теплопроводность. Оптимальный состав ячеистобе- тонной смеси, ее необходимый объем и управляемые технологические параметры формования массива (температура воды затворения, интенсивность вибровспучивания и т.д.) обеспечивают получение вариатропной плотности. Выполненные научно- исследовательские работы в лаборатории ячеистых бетонов ПГАСА позволили изучить и установить общие закономерности массопереноса и изменения плотности бетона в формуемом массиве. Такие структурообразующие процессы происходят при постоянном объеме, но уменьшающейся массе массива в процессе газопоризации и вибровспучивания, совокупность которых определяется рядом технологических параметров ячеистобетонной смеси и технических - формооснастки.
Анализ разработанной нами технологии производства вариатропного ячеистого бетона позволяет определить ряд ее преимуществ:
- снижение водотвердого отношения отформованного бетонного массива и уплотняющий эффект от нарастающего внутреннего давления определяют особенности формования и структуры межпоровых перегородок вариатропного ячеистого бетона;
- достигается технологический эффект быстрого набора структурной прочности ячеистобетонного массива, и, соответственно, ранняя распалубочная прочность, что обеспечивает большую оборачиваемость форм в технологическом процессе;
- конструктивные особенности форм при определенных технологических приемах позволяют получать изделия с точными геометрическими размерами и качественной поверхностью;
- за счет отсутствия отходов при калибровке ячеистобетонного массива уменьшаются расходы сырьевых материалов и снижаются энергозатраты, тем самым, достигается экономический эффект в производстве таких изделий;
- конструкции стен из вариатропнобетонных изделий имеют повышенную плотность и прочность в наиболее нагруженных зонах и высокие теплоизоляционные свойства в сечениях, менее подверженных воздействию нагрузок. Это уменьшает вероятность концентрации напряжений и накопления конденсата в локальных зо- нах стеновых конструкций. Плавно изменяющиеся по сечению плотность и прочность позволяют устраивать эффективные стены, обладающие малой удельной массой, повышенной прочностью и теплофизическими характеристиками;
- в результате уплотнения межпоровых перегородок уменьшается капиллярная пористость микроструктуры бетона, которая находится во взаимосвязи с адсорбционной эксплуатационной влажностью, величина которой значительно влияет на теплопроводность ячеистого бетона. С этими характеристиками микроструктуры ячеистого бетона связаны также характеристики морозостойкость и долговечность.
В лаборатории ячеистых бетонов ПГАСА разработаны и изучены технологические приемы и закономерности формования изделий из вариатропного ячеистого бетона. На разработанный способ изготовления вариатропных ячеистобетонных изделий получен патент Украины [6]. В этом направлении ведутся научно- исследовательские работы по производству специальных видов теплоизоляционных изделий.
Литература
1. Большаков В.И, Мартыненко В.А. Технологические аспекты производства мелкоштучных ячеистобетонных изделий из ячеистого бетона неавтоклавного твердения. - Киев. - НИИСМИ. - Строительные материалы и изделия. - 2002. - С. 1315;
2. Большаков В.И., Мартыненко В.А., Ястребцов В.В. Производство изделий из ячеистого бетона по резательной технологии. - Днепропетровск: Пороги, 2003. - 144 с.
3. Безух А.В. Промисловість будівельних матеріалів України на початку XXI століття // Строительные материалы и изделия. - 2001. - №2. - С. 4-5;
4. Чернов А.Н. Ячеистый бетон переменной плотности. - М.: Стройиздат, 1972. - 128 с;
5. Сахаров Г.П., Корниенко П.В. Образование оптимальной структуры ячеистых бетонов // Строительные материалы. - 1973. - №10. - С. 30-33.
6. Деклараційний патент на винахід 2001106817 Україна, МПК С 04 В 15/02, Спосіб формування газобетонних виробив: Пат. 49265 А України, МПК С04 В 15/02 / В.І. Большаков, С.В., Бурейко, В.О. Мартиненко (UA). - №49265 А; Заявл. 08.10.2001; Опубл. 16.09.2002; Бюл. №9. - 2 с.
