ТЕХНОЛОГИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

Виды и свойства ячеистых бетонов

Существует множество разновидностей ячеистого бетона, ко­торые классифицируют по следующим признакам.

1. По функциональному назначению. Выделяют че­тыре вида ячеистого бетона: теплоизоляционный — средняя плот­ность до 500 кг/м3 (/706m=82... 92%); теплоизоляционно-конст­рукционный— средняя плотность 500... 900 кг/м3 (Л0бщ=82... ...66%j); конструкционный бетон для конструкционных элементов жилых н селі, скохозяйстпенных зданий — средняя плотность 1000... ...1400 кг/м3 (/7общ=б2... 47%); жаростойкий (бетон для тепло­изоляции и ограждающих конструкций промышленных печей) — средняя плотность от 800 до 1200 кг/м3 и температура примене­ния до 800°С.

В учебнике в соответствии с программой курса рассматрива­ется только гснлон. тляцнонпый ячеистый Петой

2. По способу порообразования. Принципиально раз­личают три способа создания пористой структуры ячеистых бето­нов: газообразование (газобетоны, газосиликаты и т. д.); пенооб - разование (пенобетоны, пеносиликаты и т. д.); аэрирование (аэ­рированный ячеистый бетон, аэрированный ячеистый силикат и т. д.).

Кроме того, известны и применяют разновидности этих спосо­бов и их совокупные комбинации. К таким способам относят вспучивание газообразованием в вакууме (небольшое разреже­ние), аэрирование массы под давлением (барботирование ее сжа­тым воздухом) с последующим снижением давления до атмосфер­ного (баротермальный способ) и др.

3. По виду вяжущего вещества. В технологии ячеис­тых бетонов в качестве вяжущего используют в основном цементы (газобетон, пенобетон) и известь (газосиликат, пеносиликат) и реже — гипс. Применение автоклавной обработки открыло широ­кие возможности для применения в качестве компонентов вяжу­щего материалов, проявляющих в условиях гидротермальной об­работки (давление 0,8... 1,2 МПа) эффект гидратационного твер­дения. К этим материалам относят отходы промышленности и не­которые горные породы (в основном природные и искусственные стекла), содержащие оксиды кальция, магния, алюминия, железа и кремния. Наиболее широко нз этой группы материалов приме­няют металлургические шлаки, отходы глиноземного производст­ва, стеклобой, перлиты.

По виду кремнеземистого компонента. Наиболее широко при производстве ячеистых бетонов применяют кварцевый песок, при этом предпочтение отдается пескам, содержащим не менее 90% кремнезема. Применяют также в качестве кремнезе­мистого компонента золу-унос от сжигания бурых и каменных уг­лей, кислые металлургические шлаки, отходы глиноземного про­изводства и др. Вид кремнеземистого компонента входит состав­ной частью в название ячеистого бетона, например, газозолобе - тон, газозолосиликат и т. п.

5. По способу твердения. Ячеистые бетоны делят на два класса: неавтоклавные (безавтоклавные), тепловлажностную об­работку которых производят пропариванием, электропрогревом или другими методами нагрева при нормальном давлении, и авто­клавные, которые твердеют при повышенных давлениях и темпе­ратуре. Способ твердения отражается в названии ячеистого бето­на, например пропаренный газобетон, автоклавный газосиликат и т. п.

Теплоизоляционные ячеистые бетоны предназначены ■ главным образом для строительной теплоизоляции: утепление железобетон­ных плит покрытий и чердачных перекрытий, создание теплоизо­ляционного слоя в многослойных стеновых конструкциях зданий различного назначения. Кроме того, их применяют для тепловой

ИЗОЛЯЦИИ трубопроводов И IlOHCpXHOCl i-n ІСХПОЛОГПЧЄСКОГО обору довання прн температуре до 400"С. Ж-ч t 'Сіоіікне теплоизоляцион­ные бетоны используют в промышленной тепловой изоляции при рабочей температуре до 700СС.

По данным института «ВНИИТеплоизоляция», в 1985 г. в СССР было выпущено 1,5 мли. м3 теплоизоляционных ячеистых бетонов, из них 60% приходится на газосилпкат, 37%—на газо­бетон и лишь 3% — на пенобетон.

Среднее значение средней плотности теплоизоляционного яче­истого бетона, выпускаемого промышленностью, 400 кг/м3 (на передовых предприятиях — 330); прочность при сжатии 0,8... ... 1,2 МПа; теплопроводность 0,11 Вт/(м-°С).

Физико-механические свойства ячеистого бетона определяются главным образом объемом ячеистой пористости и характеристика­ми пористой структуры.

Средняя плотность ячеистого бетона определяется средней плотностью твердой фазы (межпоровых перегородок) и общим объемом ячеистых пор, образовавшихся в результате воздухово­влечення и искусственной поризации массы. В свою очередь, сред­няя плотность материала межпоровых перегородок (силикатного камня) меняется в зависимости от применяемых сырьевых мате­риалов (от вида кремнеземистого компонента и вяжущего), коли­чества воды затворения, способа поризации ячеистобетоиной мас­сы, гранулометрии кремнеземистого компонента, определяющей плотность его укладки. Например, для ячеистых бетонов на золе средняя плотность силикатного камня составляет 2000... 2100 кг/м3, а на кварцевом песке — 2600 ...2650 кг/м3.

Увеличение воды затворсния приводит к возрастанию капил­лярных пор, пеко і орому снижению ере iHcii н.'іо і нос in силикатно­го камня, но к ухудшению эксплуатационных свойств

Строительно-эксплуатационные свойства ячепсіьіх бетонов в значительной мере зависят от общей пористости и характеристи­ки пор. Наиболее благоприятные показатели пористости теплонзо-

1!>.ч ляционного ячеистого бетона в зависимости от его средней плот­ности приведены в табл. 10.1.

Специфика пористой структуры предопределяет анизотропию основных свойств ячеистого бетона. Его прочность при прило­жении сжимающей нагрузки перпендикулярно направлению вспу­чивания, как правило, на 15... 20% выше, чем при приложении на­грузки параллельно направлению вспучивания. Это объясняется деформацией пор, происходящей вследствие осадки свежевспучен - ной ячеистой массы и также давления верхних слоев массы на нижние. В результате поры деформируются, приобретая овальную форму с максимальным размером по горизонтали. Поэтому испы­тания'' образцов ячеистого бетона производят в положении, соот­ветствующем работе изделия в конструкции.

Автоклавные ячеистые бетоны характеризуются большей (в 1,5... 1,8 раза) прочностью, чем неавтоклавные.

Прочность ячеистых бетонов в значительной степени зависит от их влажности. Прочность при сжатии в сухом состоянии па 20... 40% выше водонасыщенного материала. При этом наиболь­шее снижение прочности наблюдается при увлажнении ячеистого бетона до 7... 12%), что соответствует величине сорбционного ув­лажнения соответственно ячеистых бетонов на кварцевом песке и золе-уносе.

В зависимости от применяемой технологии (литьевой или комплексной вибрационной )влажность ячеистого бетона после тепловлажностной обработки колеблется в пределах от 15 до 35% по массе. Через 1,5... 2 года эксплуатации в нормальных услови­ях в ячеистых бетонах устанавливается равновесная влажность, равная 6...9% для бетонов на кварцевом песке и 10... 15%—на золе-уносе.

Влажность ячеистых бетонов существенно влияет на их теп­лопроводность. На каждый процент влажности прирост теплопро­водности составляет от 7 до 8,5%. Решающим фактором сниже­ния теплопроводности является повышение общей пористости. Так, при снижении средней плотности ячеистого бетона на 100 кг/м3 теплопроводность уменьшается на 20%.

Морозостойкость ячеистых бетонов, как правило, превышает 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Весьма существенное влияние на морозостойкость ячеистых бетонов ока­зывают структура цементного камня и вид применяемого вяжу­щего. Так, в частности, ячеистые бетоны на цементе и кварцевом песке характеризуются более высокой морозостойкостью, чем га­зосиликаты и газозолобетон. Применение оптимальных составов сырьевой шихты на грубомолотых песках и комплексной вибра­ционной технологии позволяет получать ячеистые бетоны, выдер­живающие до 100 циклов попеременного замораживания и оттаи­вания.

В эксплуатационных условиях при снижении влажности окру­жающей среды наблюдается изменение линейных размеров ячеис - тобетонных изделии, т. е. имеет место влажностиая усадка. Влаж - ностная усадка ячеистого бетона происходит главным образом под воздействием капиллярных сил и за счет испарения межкри­сталлизационной воды силикатного камня. Снижения влажност - ной усадки и повышение трещиностойкости ячеистого бетона до­стигают применением композиционного состава песка, состоящего из грубомолотой и тонкомолотой фракций, назначением оптималь­ного соотношения компонентов сырьевой шихты и параметров тепловлажностнон обработки

Ячеистые бетоны обладают высокой огнестойкостью, они вы­держивают без видимых разрушений воздействие огня в течение 4 ч. Нагретая поверхность изделия под действием струи воды раз­рушается незначительно. Огнестойкость ячеистых бетонов превы­шает этот показатель плотных цементных бетонов.

Ячеистые бетоны обладают высокими акустическими свойст­вами: звукопоглощающей и знукоп. юлпрующеи способностью. Этот вопрос подробно рассматривается в VI части учебника.