Газообразователем для получения ячеистых бетонов служит

Обновлено: 29.09.2022

Отличия автоклавного и неавтоклавного ячеистого бетона и их общее описание

Ячеистый бетон - искусственный каменный материал на основе минерального вяжущего вещества и кремнеземистого компонента с равномерно распределенными по объему порами.

Ячеистые бетоны бывают. В зависимости от требований к изделиям и технологии в качестве вяжущего наполнителя могут использоваться цемент, известь, гипс или их композиции, а в качестве дисперсного - песок (молотый или немолотый) или зола ТЭЦ.

В зависимости от технологии изготовления различаются газобетон и пенобетон. Современная технология производства пенобетона осуществляет поризацию за счет введения пенообразователей, а газобетон производится за счет веществ, выделяющих газ при химических реакциях, обычно порошкообразный алюминий. Во время производства газобетона происходит реакция между металлическим алюминием и щелочью, выделяется водород, который и поризует смесь.

Пористость ячеистого бетона сравнительно легко регулировать в процессе изготовления, в результате получают бетоны разной плотности и назначения. Ячеистые бетоны делят на три группы:

  1. теплоизоляционные плотностью в высушенном состоянии не более 500 кг/м3;
  2. конструкционно-теплоизоляционные (для ограждающих конструкций) плотностью 500-900 кг/м3;
  3. конструкционные (для железобетона) плотностью 900-1200 кг/м3.
2. Материалы для ячеистого бетона.

Вяжущим для цементных ячеистых бетонов обычно служит портландцемент. Бесцементные ячеистые бетоны (газо- и пеносиликат) автоклавного твердения изготовляют, применяя молотую негашеную известь.

Вяжущее применяют совместно с кремнеземистым компонентом, содержащим двуоксид кремния.

Кремнеземистый компонент (молотый кварцевый песок, речной песок, зола-унос ТЭС и молотый гранулированный доменный шлак) уменьшают расход вяжущего, усадку бетона и повышают качество ячеистого бетона. Кварцевый песок обычно размалывают мокрым способом и применяют в виде песчаного шлама. Измельчение увеличивает удельную поверхность кремнеземистого компонента и повышает его химическую активность.

Обычно очень экономически выгодно применение побочных продуктов промышленности (зола-уноса, доменных шлаков, нефелинового шлама) для изготовления ячеистого бетона.

Вспучившие теста вяжущего может осуществляться двумя способами: химическим, когда в тесто вяжущего вводят газообразующую добавку и в смеси происходят химические реакции, сопровождающиеся выделением газа; механическим, заключающимся в том, что тесто вяжущего смешивают с отдельно приготовленной устойчивой пеной.

Ячеистые бетоны делят на изготовления на пенобетон и газобетон, отличие которых в способе производства, существуют также готовые схемы производства, которые заливают пенобетон: формы по заданным типоразмерам.

3. Газобетон и автоклавный метод

Производство автоклавного газобетона происходит из смеси портландцемента (часто с добавкой воздушной извести или едкого натра), кремнеземистого компонента и газообразователя.

По типу химических реакций газообразователи делят на следующие виды: вступающие в химические взаимодействие с вяжущим или продуктами его гидратации (алюминиевая пудра); разлагающиеся с выделением газа (пергидроль); взаимодействующие между собой и выделяющие газ в результате обменных реакций (например, молотый известняк и соляная кислота).

Чаще всего газообразователем служит алюминиевая пудра, которая, реагируя с гидратом окиси кальция, выделяет водород.

Литьевая технология предусматривает отливку изделий, как Правило, в отдельных формах из текучих смесей, содержащих до 50-60% воды от массы сухих компонентов (водотвердое отношение В/Т = 0,5-0,6). При изготовлении данного вида бетона применяемые материалы - вяжущее, песчаный шлам и вода, дозируют и подают в самоходный газобетоносмеситель, в котором их перемешивают 4-5 мин; затем в приготовленную смесь вливают водную суспензию алюминиевой пудры и после последующего перемешивания теста с алюминиевой пудрой газобетонную смесь заливают в металлические формы на определенную высоту с таким расчетом, чтобы после вспучивания формы были заполнены доверху.

Избыток смеси ("горбушку") после схватывания срезают проволочными струнами. Для ускорения газообразования, а также процессов схватывания и твердения применяют "горячие" смеси на подогретой воде с температурой в момент заливки в формы около 40°С.

Итак, газобетон: технология производства включает в себя следующее:

  1. бетоносмеситель, который замешивает раствор со всеми компонентами
  2. вылить в форму где он "вспучивается" под действием химической реакции
  3. удалить излишки смеси ("шапку")
  4. провести автоклавную обработку
4. Пенобетон и неавтоклавный метод

Существует несколько технологий производства пенобетона. Наибольшее распространение получили 2 технологии: производство при помощи пеногенератора и в установках кавитационного типа. На данном сайте представлены установки кавитационного Санни-014 и Санни-025. С нашей точки зрения они более перспективны и экономически выгодны (надежней, проще и дешевле), поэтому рассмотрим производство пенобетона на примере Санни-014. Технология приготовления пенобетона достаточно проста. В цементно-песчаную смесь добавляется пенообразователь и под давлением смешивается в барокамере. После перемешивания компонентов смесь готова для формирования из нее различных строительных изделий: стеновых блоков, перегородок, перемычек, плит перекрытия и т.д. Такой пенобетон с успехом можно использовать для заливки полов, кровли, а также для монолитного строительства.
В отличие от ячеистого газобетона, при получении пенобетона используется менее энергоемкая безавтоклавная технология. Кроме простоты производства, пенобетон обладает и множеством других положительных качеств. Например, в процессе его приготовления легко удается придать этому материалу требуемую плотность путем изменения подачи количества пенообразователя. В результате возможно получение изделий плотностью от 200 кг/м3 до самых предельных значений легкого бетона 1200-1500.

5. Сравнение пенобетона и газобетона

Газовый бетон имеет два преимущества - он более прочный и на него легче ложится штукатурка. По всем остальным параметрам он уступает пенобетону. Плюс надо учесть, что производство оборудования газобетона значительно дороже - оно исчисляется в сотнях тысячах долларов, а оборудования для производства пенобетона стоит около 100000рублей.

Пенобетону присуща закрытая структура пористости, то есть пузырьки внутри материала изолированы друг от друга. В итоге при одинаковой плотности пенобетон плавает на поверхности воды, а газовый бетон тонет. Таким образом, пенобетон обладает более высокими теплозащитными и морозостойкими характеристиками. Благодаря этим свойствам пенобетон может использоваться в местах повышенной влажности и на стыках холод - тепло, т.е. там, где применение газового бетона недопустимо.

Пенобетон вообще не впитывает влагу, в отличие от газового бетона, имеющего сквозные поры, т.к. структура пенобетона - это скрепленные между собой замкнутые пузырьки - отсюда и название - "пенобетон".

Также пенобетон является экологически чистым материалом.

Из-за перечисленного выше большинство работ по утеплению кровли, трубопроводов, внешних стен, подвалов и фундаментов проводят с помощью пенобетона. Соответственно и на перегородки большинство строителей предпочитает брать пенобетонные блоки.

6. Выводы

Из данной статьи можно сделать однозначный вывод - за производством пенобетона будущее. Причем очень востребованы небольшие производства, которые по заказу смогут лить пенобетон как непосредственно на строительном объекте, так и на своем производстве изготавливать перегородочные блоки, хотя производство газобетона в Санкт-Петербурге еще достаточно распространено. Ну и под конец на правах рекламы - для этого идеально подходит установка Санни-014, цены на которую Вы можете посмотреть в прайс-листе.

Виды газообразователей для ячеистого бетона

По типу химических реакций газообразователи делят на следующие виды: вступающие в химическое взаимодействие с вяжущим или продуктами его гидратации (алюминиевая пудра); разлагающиеся с выделением газа (пергидроль Н202); взаимодействующие между собой и выделяющие газ в результате обменных реакций (например, молотый известняк и соляная кислота).

Чаще всего газообразователем служит алюминиевая пудра, она, реагируя с гидратом окиси кальция, выделяет водород

Алюминиевую пудру применяют в виде водной суспензии. При изготовлении на заводе алюминиевый порошок парафинируют, поэтому его частицы плохо смачиваются водой. Для придания пудре гидрофильных свойств ее обрабатывают водным раствором поверхностно-активных веществ (ССБ, канифольного мыла и др.).

В качестве газообразователя в производстве газобетона и газосиликата применяют алюминиевую пудру (порошок). Газообразователем может служит так псе водная суспензия или паста из алюминиевой пудры.

Использование алюминиевой пудры с низкой кроющей способностью отрицательно сказывается на качестве ячеистобетонных изделий. Современные производства газобетонов требуют применения, применяемый в производстве газобетона, должен быть химически чистого алюминиевого порошка, содержащего 95-98% А1.

Возможно использование не прокаленной пудры путем придания ей гидрофильных свойств предварительной обработкой в водном растворе ПАВ - поверхностно-активных веществ (СДБ, канифольного масла и др.), понижающих поверхностное натяжение на границе парафин - вода.

Значительная часть пудры сбивается в комки размером 100-500 микрон. Использование такой пудры не позволяет получить ячеистый бетон с однородной структурой.

Расход алюминиевой пудры зависит от заданного объемного веса, плотности газобетона может составить 0,25-0,6 кг.'мЗ., 0,3-0,7 кг.'мЗ.

Сравнительная оценка газообразователей для производства ячеистого бетона Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Бухало А. Б., Нелюбова В. В., Строкова В. В., Сумин А. В.

Описаны некоторые физико-механические свойства традиционных и современных газообразователей . Изучены характеристики нанодисперсного активированного алюминия и обоснована эффективность его применения при получении ячеистых композитов

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Бухало А. Б., Нелюбова В. В., Строкова В. В., Сумин А. В.

К вопросу о подборе газообразователей для изготовления ячеистобетонных изделий Влияние технологических факторов на свойства неавтоклавного газобетона Ячеистые материалы на основе жидкого стекла Исследование интенсивности газовыделения и реакционной способности алюминиевой пудры ПАП-1 при одновременном введении газообразователя с частично гидратированной газобетонной смесью в ячеистобетонную композицию Бесцементные поризованные композиции i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы. i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Сравнительная оценка газообразователей для производства ячеистого бетона»

Бухало А. Б., канд. техн. наук, доц., Нелюбова В. В., канд. техн. наук, доц., Строкова В. В., д-р техн. наук, проф., Сумин А. В., аспирант

Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ГАЗООБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА*

Описаны некоторые физико-механические свойства традиционных и современных газообразо-вателей. Изучены характеристики нанодисперсного активированного алюминия и обоснована эффективность его применения при получении ячеистых композитов.

Ключевые слова: газообразователь, паста, пудра, нанодисперсный, ячеистый бетон.

Энерго- и ресурсосбережение является генеральным направлением современной технической политики в области строительного материаловедения. В комплексе мер по энергосбережению возрастают требования к теплозащите ограждающих конструкций и повышению комфортности зданий.

Основным способом снижения энергозатрат является повышение теплозащиты ограждающих конструкций зданий. Потребляемая в России энергия на отопление зданий, производство строительных материалов и изделий, строительство в 2-2,5 раза превышает ее потребление в развитых странах мира, в первую очередь, за счет меньшего термического сопротивления ограждающих конструкций и больших теплопо-терь.

Однако, производство эффективного по теплофизическим характеристикам неавтоклавного ячеистого бетона низких марок по средней плотности является проблемным из-за сложности обеспечения стабильной тонкодисперсной ячеистой структуры и высокой прочности, зависящих от рецептурно-технологических факторов. Одним из путей решения данной задачи является разработка принципов проектирования неавтоклавных ячеистых материалов с направленно регулируемыми свойствами и эффективным структурированием на всех размерных уровнях организации матрицы для производства композитов строительного назначения, с заданной гетерогенностью структуры. Именно при использовании таких подходов можно перейти на новый этап производства строительных материалов, изделий и конструкций, отличающихся простотой, мобильностью, экономичностью, высокими эксплуатационными свойствами и конкурентоспособностью изготовляемой продукции, отвечающей требованиям рынка.

Всем обозначенным требованиям в полной мере отвечает пеногазобетон. В настоящее время рядом авторов проведен комплекс исследо-

ваний по разработке технологических принципов принципов производства пеногазобетона, изучены эксплуатационные характеристики материала, а также разработана технологическая схема производства 1.

Для получения ячеистого бетона с однородной пористой структурой, состоящей из полидисперсных пор и неподверженного осадочным и в дальнейшем усадочным деформациям, необходимо использование компонентов, которые будут работать как система, в совокупности друг с другом. Весь процесс можно описать следующим образом: в момент, когда смесь с пенообразователем может дать усадку, должен начать свою работу газообразователь. За счет медленного газовыделения процессы формирования пористой структуры могут идти одновременно с процессами кристаллизации. При этом процесс газовыделения должен не нарушая структуру, уплотнять межпористую перегородку, смещая частицы вяжущего к уже сформировавшимся порам пены.

Согласно ГОСТ 5494-95 «Пудра алюминиевая. Технические условия» и требованиям производителей ячеистого бетона современные га-зообразователи должны удовлетворять следующим критериям: монодисперсный состав в достаточно узком интервале распределения частиц по размерам; отсутствие пыления; гидрофильная поверхность частиц; плавное течение процесса газовыделения с получением нетоксичных и не вызывающих коррозию продуктов; большой объем выделяющегося газа - большое газовое число; соответствие температурного интервала максимального газообразования температуре размягчения получаемого материала; устойчивость в условиях хранения и транспортирования; доступность и относительна низкая стоимость.

ПАП-1 -Газобетолайт -НДГ

о А6 о^ лб.3 т.9,а Ф

Размер частиц, мкм Рис. 1. Распределение частиц по размерам различных газообразователей

В связи с этим целью настоящей работы стало изучение и оценка эффективности использования различных газообразователей для получения ячеистого бетона с высокой степенью по-ризации.

Для исследований использовались традиционные газообразователи: алюминиевая пудра ПАП-1 (ООО «СУАЛ-ПМ-Краснотурьинск») и алюминиевая паста Газобетолайт (ООО «НСК-ТЕК»), а также нанодисперсный алюминий НДГ [11].

Гранулометрический состав газообразова-телей изучали с помощью лазерного анализатора частиц MicroSizer 201. Результаты исследований представлены на рисунке 1.

Анализ распределения по размерам частиц газообразователей различных производителей показал, что большинство добавок данного функционального назначения являются преимущественно полидисперсными.

Добавка ПАП-1 характеризуется широким пиком в диапазоне частиц от 5 до 90 мкм. У алюминиевой пудры распределение частиц од-номодальное. Наибольшее процентное содержание приходится на диапазон от 16 до 30 мкм. Наличие одного пика в диапазоне крупных частиц будет способствовать высокой скорости газовыделения. Этот факт может препятствовать эффективному использованию данного вида га-зообразователя для получения пеногазобетонов.

График распределения частиц по размерам наноразмерного газообразователя и алюминиевой пасты сходны и характеризуются скачкооб-

разным характером, что связано с полидисперсным составом вещества. При этом в составе НДГ отмечено существенное количество частиц (2-5 %) размерами менее 2 мкм. Такой характер гранулометрии газообразующих веществ будет способствовать равномерному газовыделению в течение достаточно длительного времени.

Определение содержания активного алюминия (табл. 1), производилось с помощью рентгено-флуоресцентного волнового спектрометра, предназначенного для определения массовой доли элементов в металлических и неметаллических образцах, находящихся в твердом, жидком и порошкообразном состоянии. Установлено, что активность алюминия для исследуемых газообразователей соответствует ГОСТ 5494-95. При этом максимальным показателем

активности характеризуется НДГ, минимальным - алюминиевая паста.

Одним из самых важных факторов, влияющих на создание равномерной структуры ячеистого бетона, является кинетика газообразования. При этом данная характеристика не отображена в основном ГОСТ на алюминиевую пудру.

На газообразующую способность влияет ряд факторов. Основные из них - начальная вязкость текучесть смеси, ее температура, скорости образования структуры с определенными механическими свойствами, дисперсность алюминиевой пудры и ее количество, химический состав среды.

Изучение газообразующей способности алюминиевых компонентов проводились с использованием газометрического прибора в щелочной среде.

При анализе газообразующей способности НДГ и традиционно применяемых алюминиевых газоообразователей отмечено, что и объем газа и характер течения реакции у всех порообразова-телей значительно отличается. Анализ газообра-зователей различных производителей позволил выявить, что традиционно применяемые для получения газобетонов порообразователи, обладают скачкообразным газовыделением. Это приводит к формированию рваных пор в пеногазо-бетоне.

Алюминиевая пудра характеризуется скачкообразным газовыделением. Было выявлено два основных пика газовыделения в начале реакции: на 4 минуте и с 8 по 10 минуту. При этом алюминиевая пудра позволяет получить максимальное количество газа (табл. 1). Однако, с учетом особенностей реакции газообразования, данный поризатор не пригоден для дальнейших экспериментов, так как не удовлетворяет требованиям материла по формированию равномерно распределенной пористости.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Алюминиевая паста отличается большей стабильностью, выделяет большее количество газа за длительное время. Однако, в процессе газовыделения также наблюдается резкий пик реакции. В течение первых двух минут выделяется до 50 % от общего объема газа. Это негативно скажется на сформированной структуре и приведет к усадке материала.

Нанодисперсный активированный алюминий характеризуется равномерным и длительным протеканием реакции без ярко выраженных экстремумов.

Предложенный газообразователь (НДГ) показал наиболее стабильное выделение газа в течение длительного времени. Это объясняется особенностями гранулометрии изученных газо-образователей и его активностью.

Основные изученные характеристики газо-образователей приведены в таблице 1.

Физико-механические свойства газообразователей

Характеристика Тип газообразователя

ПАП-1 НДГ Газобетолайт

Вид Пудра Паста Паста

Цвет Светло-серый Темно-серый Темно-серый

Диапазон частиц 10-60 1-44 5-60

Средний размер, мкм 28,9 16,2 25,4

Преобладающий (90 %) размер частиц, мкм менее 49,1 40,45 58

Активность, мас. % 98,6 99,6 89

Количество выделяемого газа, мл 300 430 680

Время реакции, мин 14 17 19

Таким образом, нанодисперный алюминий характеризуется рядом преимуществ по сравнению с классическими газообразователями: устранение пыления; легкость перемешивания за счет гидрофильности продукта; повышенная дисперсность в дальнейшем позволяющая создать более равномерную структуру; плавное газообразование, что приведет к образованию более замкнутой пористости. Все это в конечном итоге будет способствовать формированию равномерной пористости композита, и, как следствие, создаст предпосылки для производства

качественных высокоэффективных ячеистых материалов.

1. Завадский В.Ф., Дерябин П.П., Косач А.Ф. Технология получения пеногазобетона // Строительные материалы. 2003. №6. С. 2-4.

3. Строкова В.В., Ерохина И.А., Бухало А.Б. Неавтоклавный ячеистый бетон на основе сухой строительной смеси // Строительные материалы. 2008. № 1. С. 4-5.

4. Прохоров С.Б. Рынок газообразователей в России. Критерии оценки и тенденции развития // Строительные материалы. 2012. №9. С. 40-42.

6. Семериков И.С., Вишневский А.А., За-польская А.А. Сравнительная оценка новых га-зообразователей для производства автоклавного газобетона // Строительные материалы. 2010. №1. С. 47-49.

7. К вопросу о подборе газообразователей для изготовления ячеистобетонных изделий /

Л.А.Сулейманова, К.А. Кара, И.Е. Красникова, О.А. Скороходова // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2011. №1. С. 20-23.

8. Сулейманова Л.А. Алгоритм получения энергоэффективного газобетона с улучшенными показателями качества // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.. 2011. №4. С. 59-61.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Володченко А.Н., Лесовик В.С. Реологические свойства газобетонной смеси на основе нетрадиционного сырья // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2012. №3. С. 45-48.

11. Берш А.В., Иванов Ю.Л., Мазалов Ю.А., Глухов А.В., Трубачев О.А. Способ получения гидрооксидов и оксидов алюминия и водорода и устройство для его осуществления // Патент России №22278077. Заявл. 11.07.2005. Опубл. 20.06.2006. Бюл. № 17. 12 с.

Специализированные газообразователи для ячеистых бетонов автоклавного твердения Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Приведены особенности и различия алюминиевых газообразователей паст и пудр. Представлены характеристики новых газообразователей с несвязанной структурой (пудры) под маркой «Газобето+».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Прохоров С.Б.

Рынок газообразователей в России. Критерии оценки и тенденции развития Перспективы развития и особенности использования российскихспециализированных алюминиевых газообразователей Сравнительная оценка новых газообразователей для производства автоклавного газобетона Сравнительная оценка газообразователей для производства ячеистого бетона К вопросу о подборе газообразователей для изготовления ячеистобетонных изделий i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы. i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Специализированные газообразователи для ячеистых бетонов автоклавного твердения»

Силикатные строительные материалы

С.Б. ПРОХОРОВ, директор, ООО «НСК-ТЕК» (Екатеринбург)

Специализированные газообразователи для ячеистых бетонов автоклавного твердения

Традиционно алюминиевые газообразователи делятся на пасты и пудры. Пасты относятся к специализированным газообразователям, т. е. не требуют дополнительной обработки ПАВ, пожаро- и взрывобезопасны в применении, отвечают современным санитарно-гигиеническим нормам условий труда. Активное использование алюминиевых паст в России началось со второй половины 2000-х, и сегодня их доля в общем объеме газообразователей составляет 25—27%. В настоящее время большинство современных технологических линий по производству газобетона ориентировано на применение паст. Что касается алюминиевых пудр, то опыт их применения насчитывает без малого сто лет, и до сих пор они занимают большую часть рынка газообразователей. Вместе с тем пудры имеют существенные недостатки, главными из которых являются высокое пыление и гидрофобность, что обусловливает необходимость дополнительных мер безопасности и применения ПАВ в процессе приготовления алюминиевой суспензии. Также к недостаткам относится отсутствие контроля со стороны производителей пудр таких показателей, как кинетика газовыделения и содержание активного алюминия, т. е. качество пудры оценивается в первую очередь с точки зрения использования ее в производстве лакокрасочной продукции, огнеупоров и твердых сплавов.

В настоящее время предприятие ООО «НСК-ТЕК» продолжает работу по внедрению эффективных газообразователей, совершенствует качество и эксплуатационную стабильность новых продуктов. Являясь центром по разработке и внедрению специализированных газообразователей в России и странах СНГ, ООО «НСК-ТЕК» производит поставку фирменных газообразователей, осуществляет консультационно-информационные услуги, проводит полное предпродажное и послепродажное сопровождение.

1. Семериков И.С., Вишневский А.А., Запольская А.А. Сравнительная оценка новых газообразователей для производства автоклавного газобетона // Строительные материалы. 2010. № 1. С. 47-49.

2. Прохоров С.Б., Вишневский А.А. Газообразователи для получения ячеистых бетонов пониженной плотности // Материалы VI Международной научно-практической конференции. Минск, 26-28 мая 2010. С. 51-53.

Марка Кинетика газовыделения, см3(справочно) Степень измельчения (остаток на сите), %, не более Смачиваемость Степень пыления*, % Активность Al, %

2 мин 8 мин 16 мин 008 0056 0045

ПАП I - - - 1 15 не смачивается 3,5 -

ПАП II - - - 0,3 0,5 не смачивается 5,9 -

* Оценка степени пыления производилась по специально разработанной методике, изложенной в работе [1].

Алюминиевые газообразователи для ячеистых бетонов

Способ газообразования с применением в основном алюминиевых порошков для получения строительных материалов пористой структуры широко распространен во всем мире. Для этих целей за рубежом изготавливают специальные виды алюминиевых газообразователей. У пас алюминиевых порошков, предназначенных специально для поризации материалов, пока не производят, хотя только заводы ячеистых бетонов ежегодно потребляют около 2 тыс. т пудры ПАК-3. Последняя выпускается для лакокрасочной промышленности и должна характеризоваться высокой кроющей способностью, для чего процесс размола алюминиевых гранул осуществляют в присутствии стеарина и полученный продукт подвергают специальной операции — полировке. В результате частицы приобретают форму чешуйки с соотношением диаметра к толщине в пределах 120 : 1—80 : 1. Диаметр частиц при этом колеблется от 1 до 230 мк. Частицы пудры покрыты окисной пленкой и оболочкой стеарина.

Такой газообразователь обладает целым рядом недостатков. Поскольку частицы пудры покрыты окисной пленкой, процесс газообразования замедляется, снижается активность алюминия. Пудра характеризуется полндисперсным составом, что приводит к значительному растягиванию во времени процесса газообразования. При этом тонкодисперсные фракции начинают реагировать еще в процессе перемешивания и образующийся газ бесцельно пропадает, а крупные частицы выделяют газ после схватывания смеси, что нарушает пористую структуру вспучивающейся массы. Стеариновая оболочка не обеспечивает полной защиты пудры от окисления, а с другой стороны, придавая газообразователю гидрофобные свойства, резко ухудшает в массе, снижает качество поризованной структуры. Полирование пудры увеличивает поверхность, доступную окислению, однако прирост числа контактов площадок при этом незначителен. Чешуйчатая форма частиц резко снижает однородность распределения газообразователя из-за его всплываемости, усиливает агрегацию частиц, ухудшает условия образования мелкопористой однородной структуры.

Заводы ячеистых бетонов имеют возможность в какой-то мере устранить один из перечисленных недостатков, а именно придать пудре гидрофильность. Раньше стеарин с частиц алюминия удаляли прокаливанием при 200°С, но так как эта операция огнеопасна, от нее отказались. Благодаря исследованиям, проведенным советскими учеными Л. М. Розенфельдом, П. Р. Таубе, Е. Г. Григорьевым и др.. в настоящее время на заводах ячеистых бетонов применяется предварительная обработка пудры растворами поверхностно-активных веществ: хозяйственного мыла, сульфанола, отходов производства синтетических моющих средств и др.

Однако, как показали исследования с использованием методов фото- и киносъемки в прозрачной среде, предварительная обработка растворами поверхностно-активных веществ не дает возможности полностью устранить комкование и образование агрегатов частиц в смеси

В лаборатории цементно-бетонных материалов МИСИ им. В. В. Куйбышева проводились специальные исследования с целью оптимизации свойств алюминиевого газообразователи. Для экспериментов отбирались пробы пудры и гранулята с различных этапов производства на Волгоградском алюминиевом заводе, готовились в заводских и лабораторных условиях специальные помолы пудры, рассеивались на отдельные фракции — стандартные виды пудры.

Установлено, что по форме частицы должны быть близки к шару или к правильному многограннику. Монодисперсный состав порошка должен характеризоваться достаточно узким интервалом распределения по размерам, а частицы — гидрофильной и слабоокислелной поверхностью.

Из исследованных алюминиевых порошков требуемыми свойствами обладает пудра из частиц сферической формы размером менее 10 мк, полученная методом распыления. Она характеризуется удельной поверхностью около 5500 см2/г и содержанием активного алюминия более 99%.

Для стабильности и сохранности свойств, а также устранения пыления нами предложено смешивать порошок с 20%-иым раствором глицерина в воде. Глицерин, являющийся ингибитором коррозии, сохраняет на алюминии полученную в процессе изготовления защитную окисную пленку, не давая ей уплотняться. Такая паста не изменяет своих свойств в течение полугода и больше.

Паста хорошо смешивается с водой и цементно-песчаной смесью, сразу тонет, не образуя на поверхности воды или ячеистобетонной массы поризованной «шапки» из алюминиевой суспензии. Газобетон, изготовленный на ней, в отличие от газобетона на пудре ПАК-3, имеет пониженную объемную массу, повышенную прочность, однородную пористость и высокий коэффициент конструктивного качества (см. таблицу).



Несмотря на явное преимущество пасты, получение в достаточном количестве мелкодисперсных сферических порошков методом распыления на алюминиевых заводах пока еще является проблемой, которая решается технологами порошковой металлургии.

В лабораторных условиях получена гидрофильная паста из алюминиевого порошка типа обычной пудры (частицы чешуйчатой формы). Технология изготовления такого порошка отличается от существующей при производстве ПАК-3 тем, что в процессе размола в шаровую мельницу вместо технического стеарина дозируется гидрофильное поверхностно- активное вещество. Порошок с гидрофильным покрытием характеризуется повышенным содержанием активного алюминия, монодисперсным составом (размер частиц 20—40 мк) и отсутствием всплываемости. Для приготовления гидрофильной пасты его смешивают с водным раствором поверхностно-активных веществ.

По физико-техническим свойствам изготовленный на ней газобетон почти не отличается от газобетона на пасте со сферическим порошком. В смеси после вспучивания непрореагировавшего алюминия не обнаружено. Коэффицнент использования газообразовагеля достаточно высок — 85%.

Производство такой ласты на алюминиевых заводах вполне осуществимо. Для получения пудры однофракдиониого состава необходима незначительная реконструкция существующих ка заводе сепараторов. Смешивание пудры с растворами поверхностно-активных веществ можно производить в смесителе, заменив им вертикальный барабан. Пасту удобно транспортировать в деревянных и фанерных ящиках и бочках.

С применением специальных алюминиевых газообразователей для производства поризованных строительных материалов отпадает необходимость в оборудовании для приготовления алюминиево-водной суспензии, что упростит технологический процесс. Использование монодисперсиых порошков со стабильными свойствами улучшит условия формирования макроструктуры материала и повысит качество изготавливаемых изделий.

МПСМ СССР необходимо поставить перед Министерством цветной металлургии вопрос об организации производства на его заводах алюминиевого порообразователя целевого назначения.

Повышение качества ячеистобетонных изделий путем использования комплексного Газообразователя

Эксплуатационные свойства изделий из ячеистого бетона, полученного с использованием газообразователя, в значительной степени определяются характером пористости межпоровых. Традиционный газообразователь — алюминиевая пудра в сырьевой смеси реагирует с гидроксильным ионом, и выделяется водород. Этот процесс совмещается с изменением реологических характеристик бетонной смеси, что приводит к образованию напряжений в массе, а затем трещин в межпоровых перегородках бетона. Количество дефектов зависит от средней скорости образования массы газа. Возникновение и развитие внутренних напряжении бетона детально изучены в Рижском политехническом институте. Установлено, что чем меньше эта скорость, тем чиже абсолютная величина напряжения, возникающего в межпоровой перегородке бетона. В этом случае вероятность образования дефектов уменьшается.

Вспучивание смеси осуществляется за счет применения алюминиевой рудой ПАП-1 (ГОСТ 5494—71). Процесс порообразования регулируют, изменяя расход пудры и назначая соответствующие температурные параметры смеси, что однако недостаточно для получения бездефектных межпоровых перегородок.

В НИИСМИ разработан газообразователь для ячеистого бетона с регулируемой скоростью образования массы газа, который представляет собой смесь алюминиевой пудры и дисперсного ферросилиция. Каждый компонент смеси является газообравователем, но имеет собственную скорость образования массы газа и абсолютную массу полученного газа клея правильной (формой, а внутрепян поверхность имеет плотный глянцевый вид. Как правило, размер этил пор пс превышает I мм и на внутренней поверхности нет линзообразных грешив, которые характерны для межпоровых перегородок в обычном бетоне.


Для отработки технологических -параметров производства бетона и определения требуемого соотношения компонентов газообразователя выполнены не следования свойств ячеистого бетона на традиционном и комплексном газо- образователях. Установлено, что для сырья, например Белгброд-Днестровского экспериментального завода ячеистых бетонов и изделий, соотношение алюминиевой пудры ПАП-1 и ферросилиция ФС-75 с тонкостью помола 5000 см2/г находится в пределах от 1:4 до 1:1. Общий расход комплексного газообразователя 0,25—0,86 кг на 1 и3 бетона плотностью 500—800 кг/м3. В таблице приведены сравнительные данные бетона плотностью 600 кг/м3, полученного из смешанного вяжущего на традиционном и комплексном гззообразователях.

Испытания проводили по методикам, предусмотренным ГОСТ 12852—77 «Бетон ячеистый. Методы испытаний». Исключение составили испытания па морозостойкость, где циклические воздействия проводили до разрушения образцов. Образцы отбирали из бетона, полученного в заводских условиях. Результаты испытаний контрольного бетона соответствуют фактическому уровню показателей на заводе на период проведения работ.

Увеличение прочности, некоторое уменьшение теплопроводности, водопоглощения и существенное улучшение морозостойкости объясняется двумя факторами: изменением характера пористости бетона и кристаллической структурой межпоровых перегородок бетона. Установлено, что дисперсный ферросилиций существенно (на II 15%) увеличивает объем пор размером 0,1—1 мм, а форма макропор у бетона с ферросилицием ближе к сфере. Обь- ем капиллярных и сорбционных пор существенно уменьшается. Так. по данным ртутной порометрии. у бетона плотностью 600 кг/м3 объем пор радиусом менее 10 5 см составил при комплексном газообразователе 0,17, при традиционном 0,22 см3/г. Эти данные совпадают с исследованиями капиллярной конденсации методом сорбции водяных паров.



Исследование кристаллической структуры каркаса бетона петрографическим, дифференциально-термическим и электронно-микроскопическим методом показало, что наличие свободного кремния, полученного после диссоциации (ферросилиция, создает условия для формирования низкоосновных гидросиликатов типа тоберморнта. На рис. 2 показана микрофотография зоны растворения ферросилиция и игольчатые кристаллы тоберморитового типа.

При просмотре поверхности среза бетона под микроскопом такие зоны визуально наблюдаются и.а определенном расстоянии друг от друга. Их количество и плотность расположения зависят от степени дисперсности исходного ферросилиция, его количества и гомогенности исходной смеси. Эти упрочненные зоны в срезе бетонной поверхности в сочетании с обычной структурой бетона напоминают конгломератную систему, в которой разнородные и разнопрочные включения синтезированы единовременно.

Новый газообразователь внедряли па Белгород-Днестровоиом экспериментальном заводе ячеистых бетонов и изделий. Внедрению предшествовала разработка нормативных документов: технических условий ТУ 21 УССР 296—80 Ферросилиций порошкообразный и «Методических рекомендации по применению газообразователя ФС — регулятора процесса порообразования в ячеистых бетонах. Исходным сырьем для порошкообразного ферросилиция является товарный ферросилиций раскислитель в металлургической промышленности. Отпускная цена порошка ФС после его помола до удельной поверхности 4000—6000 см2/г в 3—5 раз меньше пудры ПАП-1. Для производства порообразователя пригоден (ферросилиций марок ФС-65 и ФС-75. В условиях завода порообразователь вводили в состав алюминиевой суспензии, приготовленной соответственно «Инструкции по приготовлению изделий из ячеистого бетона» СН 277—80. Во втором варианте порошкообразный ферросилиций ФС вводили в мельницу сухого помола известково-песчаного вяжущего.

Комплексный газообразователь положительно повлиял на свойства бетона. Изменения основных показателей соответствовали данным предварительных лабораторных исследований,. Способ ввода ферросилиция в смесь не оказал существенного влияния на показатели свойств бетона. Однако однородность показателей выше при втором варианте. Всего выпущено 4200 м3 изделий в виде мелких блоков из ячеистого бетона, крупных блоков для домов серии 126, панелей серии ИИ-04-5УК и 1-432-5. Изделия использованы для строительства ряда объектов промышленного и жилищно- гражданского строительства. Организованы натурные наблюдения.

Разработана программа внедрение нового газообразователя па Славут ском. Сумском, Николаевском завода. ячеистых бетонов Минстройматериалов УССР. Экономический эффект обусловлен повышением марочности бетона и составляет 2,3 р. на 1 м3 изделий. Дальнейшие исследования направлены на использование в качестве компенентов комплексной газообразователя различных ферросплавов на основе и отходов производства этих продух тов.

Читайте также: