ВСЕ О ПЕНОБЕТОНЕ

Увеличение прочности ячеистых бетонов в результате улучшения организации их порового пространства

Учеными разных стран давно и интенсивно ведутся поиски новых техно­логических приемов, позволяющих оптимизировать макроструктуру ячеистых бетонов и в конечном счете повысить их технические и эксплуатационные свой­ства. Однако, используя один и тот же технологический прием для улучшения свойств и конструктивного, и теплоизоляционного ячеистых бетонов, не удается получить ожидаемого эффекта для всех значений объемного веса. Разработан­ная в НИИЖБе технология получения газобетонов, основанная на примене­нии смесей с повышенной дозировкой воды, позволяет изготавливать изделия с лучшими физико-техническими свойствами в интервале 600-700 кг/м3. Дан­ная технология обеспечивает получение пористой структуры с двумодальным распределением пор по размерам независимо от объемного веса: первый макси­мум приходится на капиллярные поры в стенках газовых пор, второй - на поры, возникающие в процессе пенно - или газообразования. При значениях пористо­сти свыше 74-75 % и особенно в интервале 74-80 % именно такая модальность распределения пор заметно повышает физико-технические свойства изделий.

Как показали работы, проводившиеся рядом исследователей, для получе­ния конструктивных ячеистых бетонов объемным весом свыше 700 кг/м3, очень эффективной и многообещающей является технология, основанная на совме­щении процесса газовыделения с вибрированием смесей, характеризующаяся пониженным водо-твердым отношением, - метод вибровспучивания. Суть его состоит в том, что при вибрировании смеси все ее составляющие находятся в непрерывном движении, поэтому образующиеся на поверхности алюминиевой пудры газовые пузырьки отрываются и равномерно распределяются во всем объеме массы. Кроме того, при применении метода вибровспучивания процесс газовыделения происходит весьма интенсивно, а пластично-вязкие свойства поризующегося раствора за счет вибрации поддерживаются постоянными. Это приводит к тому, что с поверхности алюминиевой пудры, как бы ни колебалась ее гранулометрия, в массу отделяются пузырьки строго одинакового размера.

Применение метода вибровспучивания позволяет получить ячеистую мас­су с равномерно распределенными порами практически одинакового диаметра. Важно и то, что пониженное на 20-25 % количество воды затворения в сочетании с уплотняющим воздействием вибрации в момент структурообразования способ­ствует образованию плотных стенок одинаковой толщины, которые примерно на 30 % прочнее аналогичных, полученных без внешнего вибровоздействия.

Для производства изделий с пористостью свыше 75 % и особенно для лег­ких теплоизоляционных бетонов с объемным весом 350 кг/м3 и ниже целесо­образно переходить на разработанную в начале 50-х годов в Германии техноло­гию вибровспученных газопенобетонов. Ее суть - комбинированное порообра­зование при помощи воздухововлекающих и газообразующих добавок.

Технология вибровспученных газопенобетонов основывается на следую­щем. Путем активного перемешивания в скоростных смесителях либо виброс­месителях осуществляется предварительная гидратация вяжущего и его акти­вация. Для интенсификации процесса добавляется крупная фракция заполни­теля - чаще всего песок.

Параллельно в подобном же смесителе смешивается оставшаяся мелкая фракция заполнителя (обычно зола-унос тепловых электростанций) с пено - и газообразователем. Пенообразователем служат ПАВ, способные в щелочной среде значительно снижать свою пенообразующую способность (олеат натрия, мылонафт, SDO-L и т. д.). Газообразователь традиционный - обыкновенная алю­миниевая пудра. В процессе перемешивания поверхностно-активные вещества смывают с алюминиевой пудры консервирующий слой стеарина, тем самым переводя ее из гидрофобной модификации, в гидрофильную. Благодаря этому даже весьма малые количества алюминиевой пудры, в отличие от традиционных способов, легко и равномерно распределяются во всем объеме пульпы. Для того чтобы обеспечить обильное воздухововлечение и не допустить предварительного газообразования, затворение пульпы ведется на умягченной воде. Получаемые воздушные пузырьки стабилизируются ультрадисперсным наполнителем - зо­лой-уносом и субультрадисперсной алюминиевой пудрой. В итоге полученный пенно-пульпо-шлам способен даже без намека на седиментационные процессы (водоотделение) храниться несколько суток.

На третьем этапе дозируют в нужных пропорциях и смешивают активизи­рованный цементный раствор и пено-пульпо-шлам. В процессе этого переме­шивания наружная оболочка пузырьков воздуха, состоящая из водораствори­мой натриевой или калиевой соли ПАВ и бронирующих ее алюминиевой пудры и золы-уноса, вступает в химическую реакцию с гидроокисью кальция, выде­лившейся из цемента. В результате обменно-замещающих реакций по кальцию ранее водорастворимое ПАВ превращается в водонерастворимую модифика­цию, тем самым дополнительно укрепляя стенки воздушных пузырьков. На этом процесс насыщения раствора мелкими порами завершается.

Затем полученный мелкопоризованный раствор быстро разливают в фор­мы и сразу же подвергают вибрации. Химическая реакция между цементом и алюминиевым порошком с выделением водорода, формирующего крупные поры, по обычной технологии достаточно длительна - до 40-50 минут (для интенсификации процесса применяют подогрев, но и это не решает пробле­му кардинальным образом). В традиционной технологии, для того чтобы дать возможность образующимся газовым пузырькам беспрепятственно всплывать и насыщать весь объем, применяют достаточно жидкие и подвижные смеси. По­сле окончания порообразования они подвержены релаксационным изменени­ям - попросту садятся. При малейшем отклонении от оптимальных параметров процесса производства (например, похолодало) даже повышенные дозы уско­рителей схватывания и твердения порой не способны нормализовать ситуацию должным образом - получается брак.

Под воздействием же вибрации процесс газообразования сокращается до не­скольких минут. Кроме того, в присутствии гидрофобных добавок изменяются все показатели, характеризующие пластическую вязкость смеси. Вкупе с вибра­цией это способно настолько разжижить смесь, что даже первоначально густые и малоподвижные составы приобретают текучесть - даже большую, чем у воды! И что главное, при снятии вибровоздействия поризованная смесь мгновенно за­густевает, причем настолько, что распалубовку можно производить сразу же.