ПРОМЫШЛЕННОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЯЧЕИСТОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Многолетняя практика производства и применения ячеистых бетонов показывает, что между технологическими параметрами производства и экс­плуатационными показателями материала существует неразрывная взаимо­связь. Поэтому улучшение эксплуатационных показателей ячеистобетонных изделий должно основываться на оптимизации основных технологических

Параметров производства с учетом характеристик применяемого сырья, но­менклатуры продукции и условий эксплуатации изделий.

Известно, что долговечность ячеистобетонных конструкций в значи­тельной мере определяется их трещиностойкостью. Трещины, появляющиеся в процессе изготовления и развивающиеся при эксплуатации, не только ухудшают внешний вид изделий, но и резко понижают надежность их эксп­луатации, поскольку являются очагами разрушения бетона и коррозии ар­матуры. Основной причиной появления и развития трещин является возник­новение в отдельных микрообъемах материала деформаций растяжения, пре­вышающих предельную растяжимость. В соответствии с этим повышению тре - щиностройкости способствуют все те факторы, которые позволяют умень­шить величину деформаций усадки материала и увеличить его предельную растяжимость, прямо пропорциональную пределу прочности при растяжении и обратно пропорциональную модулю упругости бетона.

Технологические приемы повышения предела прочности при растяжении и снижения модуля упругости были рассмотрены в предыдущих разделах об­зора. Следует лишь добавить, что увеличение предельной растяжимости (за счет уменьшения модуля упругости) может быть также достигнуто в результате формирования такой структуры цементирующего вещества, в ко­торой помимо хорошо закристаллизованных новообразований (низкоосновных гидросиликатов кальция и тоберморита) имеются включения гелевидной фа­зы, равномерно распределенной в объеме силикатного камня [42J. Микро­трещины и микродефекты в подобных структурах при приложении внешней нагрузки развиваются медленнее, что связано с их блокированием в про­цессе пластической деформации силикатного камня.

Другое основное направление повышения трещиностойкости ячеистобе­тонных изделий - зто онижение величины влажностной усадки материала, которая из-за высокой интенсивности более опасна, чем карбонизационная усадка [43]. Здесь следует подчеркнуть, что в стандартах ряда зарубеж­ных стран регламентирована величина влажностной усадки ячеистого бето­на [8]. Она не должна превышать 0,5 мм/м и, как правило, составляет 0,3-0,4 мм/м, что при значении предельной растяжимости явеистого бето­на 0,45-0,55 мм/м практически исключает возможность появления усадоч­ных трещин.

Как указывалось выше, эффективным технологическим приемом повыше­ния трещиностойкости ячеистобетонных изделий на стадии изготовления и эксплуатации является применение сырьевых композиций на основе грубо - молотого песка удельной поверхностью 900-1200 см^/г [37, 43. 44]. Осо­бенно эффективным оказывается сочетание "сухой" схемы подготовки сырье­вых материалов с применением композиций на основе грубомолотого песка

[4J. Применение сырьевых композиций на основе грубомолотого песка поз­воляет в условиях автоклавной обработки снузить расход цемента и из­вести до 25? без ухудшения прочностных показателей ячеистого бетона. Б частности, при производстве ячеистобетонных изделий объемной массой 600-1200 кг/м3 рекомендуются следующие составы сырьевых композиций (табл. 3).

Таблица 3

При раздельной схеме подготовки сырьевых материалов мокрый помол грубой фракции песка осуществляется в присутствии добавки ПАВ, что практически исключает расслоение шлама при его выдерживании в шламбас - сейнах [37]. Применение сырьевых композиций на основе грубомолотого песка обеспечивает снижение деформаций влажностной усадки до 0,28- 0,35 мм/м и повышение трещиностойкости ограждающих конструкций в 1,5-2 раза.

Эффективным оказывается применение сырьевых композиций на основе грубомолотого песка с целью исключений явлений трещилообразования в процессе производства конструкционных ячеистобетонных изделий объем­ной массой 800-1200 кг/м3 [45]. Внедрение сырьевых смесей на основе композиционного состава песка, включающего грубомолотут и тонкодиспер­сную составлявдие, на Белгород-Днестровском заводе [37] позволило иск­лючить брак, связанный с трещинообразованием ячеистобетонных изделий в период автоклавной обработки и успешно освоить производство конст­рукционных элементов марок 50 и 75 для строительства жилых домов серии 126.

Снижению деформаций влажностной усадки способствует применение известково-шлако-пеочаного вяжущего [12], состав которого рассмотрен в предыдущих разделах настоящего обзора. Достигаемое при использова­нии этого вяжущего повышение предела прочности при растяжении в 1,5 раза при одновременном снижении величины влажностной усадки до 0,25мм/м позволяет получить ячеистый бетон высокой трещиностойкости [12].

Известно, что повышение однородности изделий по прочности, объем­ной Массе, фазовому и морфологическому составу новообразований способ­ствует повышении их эксплуатационной надежности. Повышение однороднос­ти фазового и минералогического состава новообразований, а следова­тельно, и прочности ячеистого бетона достигается за счет улучшения го­могенности сырьевой смеси и сокращения продолжительности прогрева из­делий в процессе автоклавной обработки. Сокращение времени выравнива­ния температуры по высоте ячеистобетонного массива достигается при по­вышении температуры загружаемых в автоклав сырцовых изделий до 70- 80°С, оптимизации их предавтоклавной влажности [46], применении эффек­тивных режимов автоклавной обработки с молярным переносом тепла [39], а также специальных режимов автоклавной обработки, предусматривающих на стадии подъема температуры и давления продувку с одновременным ва - куумированием [47].

Долговечность ячеистого бетона регламентируется его карбонизаци­онной стойкостью. Повышение карбонизационной стойкости, как известно, достигается формированием структуры цементирующего вещества с содержа­нием до 40? по объему тоберморита 11,3 А, а также уменьшением паропро - ницаемости ячеистого бетона. Вместе с тем интенсивность карбонизацион­ной агрессии существенно зависит от влажностного состояния материала. Наиболее интенсивно карбонизация протекает при влажности ячеистого бе­тона 13-18 мае.?, значительно замедляется при более высокой влажности и практически затухает при влажности 5-7?, соответствующей равновес­ной.

Карбонизация ячеистого бетона сопровождается деформациями усадки и частичным (до 25?) снижением прочностных показателей. При снижении влажности ячеистого бетона от j.3-18? до равновесной на деформации кар­бонизационной усадки налагаются влажностные деформации. При этом ин­тенсивность и суммарная величина деформаций усадки могут превысить эначение предельной растяжимости ячеистого бетона и его релаксацион­ную способность, что вызовет появление и раскрытие трещин. В этой свя­зи важно создать нормальный влажностный режим ячеистобетонных огражда­ющих конструкций, который должен обеспечить возможность релаксация возникапцих в теле бетона напряжений или снизить их величину. Во-пер­вых, этого можно достичь при монтажной влажности ячеистобетонных конст­рукцій не выше Ю мае.?.

Другим направлением является обеспечение за счет технологических приемов такого влажностного режима высушивания изделий до равновесной влажности, при котором интенсивность суточных деформаций (влажноетных и карбонизационных) в первые 6 месяцев эксплуатации не превышает

0,002 Mj^(M»cyT_I), а в последующие 12-18 ив о. 0,0015 мкЛм'сут)-1. Для этого могут быть рекомендованы отделка ограидаицих конструкций внутренней парои8оляцией и применение наружной вентилируемой облицов­ки в виде паропроницаемой краски, обшивки наружных стен листовыми ма­териалами, в виде вентилируемого пространства под водопроницаемым ков­ром на крыпю [48], а также составов пароиэоляционных покрытий, описан­ных в обзоре [19],

Основным достоинством ячеистобетонных ограждающих конструкций яв­ляются высокие теплоизоляционные показатели. Например, для климатичес­ких условий Московской области требуемое сопротивление теплопередаче стены жилого дома из ячеистого бетона объемной массой 600 кг/ма обес­печивается при толщине 21 см, иа керамзитобетоне объемной массой 1100 кг/м3 - при толщине 35 см, из глиняного кирпича - при толщине 51 см [і]. При этом масса I м^ стены составляет соответственно 170, 330, 700 кг. Вместе с тем теплозащитные характеристики ячеистого бето­на существенно зависят от его влажности. Величина расчетного коэффи­циента теплопроводности >1 р ячеистого бетона в зависимости от его влажности Wопределяется по формуле [49]

Л-р '^-сул. (1* Уоо")' где Лсу1 - теплопроводность сухого ячеистого бетона, Вт/(м«°С);

- прирост теплопроводности на ІІ объемной влажности,?. По данным НИИЖБа [50], в зависимости от объемной массы ячеисто­го бетона имеет следующие значения (табл. 4):

Таблица 4

Иа табл. 4 следует, что по мере снижения объемной массы прирост теплопроводности на каждый процент увеличения объемной влажности Bos - растает на большую величину. Это предопределяет необходимость надеж­ной защиты ячеистобетонных изделий и конструкций от увлажнения в про­цессе транспортирования и монтажа. Например, при относительной влаж­ности окружающей среды Р/?0 ■ 0,5-0,6 равновесная влажность ячеистого бетона объемной массой 600 кг/м8 достигает 5? по массе или 3% по объе - му. Подставив эти данные в формулу Я и используя данные табл. 4, по­лучим „ _

•у Дсух (І + - ІШ-)

Р. - _____ £2Д___________ _ т 21

Сух лсух

Т. е. теплопроводность увеличивается на 21? по сравнению с ячеистым бе­тонов, высушенным до постоянной массы.

В связи с зтим при изготовлении ячеистобетонных изделий должна быть предусмотрена защита их от возможного увлажнения в процессе пере­возки, монтажа и эксплуатации. В настоящее время имеется много техно­логических приемов и составов, обеспечивающих надежную защиту ячеисто­бетонных изделий от увлажнения [45]. Заслуживает внимания опыт ряда зарубежных фирм, которые, несмотря на высокие эксплуатационные. показа­тели выпускаемых ячеистобетонных изделий, предусматривают упаковку их в полиэтиленовую усадочную пленку на специальных автоматизированных линиях [8].