Оптимізація технологічних параметрів виготовлення блоків з ніздрюватого бетону

Стаття розповідає про оптимізацію технологічних параметрів отримання пінобетону шляхом регулювання речового, мінералогічного складу й тонкості помелу цементу.

З метою оптимізації складу та технологічних параметрів виготовлення пінобетону безавтоклавного твердіння був випробуваний ряд цементів, а також співвідношення між цементом і піском, тонкість помелу цементу для забезпечення швидкого початкового твердіння, підвищеної міцності в пізні терміни тверднення, зниженої щільності і об'ємних деформацій. Уточнення технологічних параметрів проводилося шляхом регулювання фазового складу портландцементного клінкеру, тонкості помелу цементу, використання пластифікаторів цементно–піщаної суміші, заміни піску мінеральними добавками.

  Купити газозоблок, Київська ціна ніколи ще не була такою. Телефонуйте і зробіть замовлення!

Введення

В даний час ніздрюватий бетон займає одне з провідних місць у світовій практиці будівництва як конструкційно–теплоізоляційного матеріалу при будівництві будівель різного призначення [1-3]. Висока теплоізолююча здатність, мала щільність роблять ніздрюватий бетон ефективним матеріалом при використанні його як в малоповерховому, так і у висотному будівництві. Тривалий час виробництво пористого бетону було засновано на автоклавном способі теплової обробки, де міцність виробів обумовлена високою закристаллизованностью продуктів гідратації цементу в межпоровой перегородці. Однак це виробництво характеризується високими витратами тепло– і електроенергії. Тому підвищується інтерес до неавтоклавным комірчастим бетонів, внаслідок більш низьких економічних витрат на виробництво виробів. Основним недоліком неавтоклавного пінобетону є ступінь закрісталізованості первинних продуктів гідратації цементу, що знижує міцнісні властивості пінобетону, збільшує його усадочні деформації.

ВАТ «Волинь–Цемент» кілька років тому приступив до освоєння технології безавтоклавного пористого бетону. У процесі її освоєння необхідно було отримати вироби з максимальною міцністю і низькими значеннями коефіцієнтів варіації всіх технічних властивостей, в першу чергу, міцності і мінімальної усадки. Відповідно метою роботи було уточнення технологічних параметрів отримання пінобетону шляхом регулювання речового, мінералогічного складу й тонкості помелу цементу.

Вихідні матеріали. У якості вихідних матеріалів були використані: портландцементний клінкер різного ступеня кристалізації мінералів, доменний гранульований шлак, хімічний склад якого наведений в табл. 1, пісок з модулем крупності Мкр = 2,3, сульфоферритный клінкер як розширюється добавки, природний гіпс.

Мінералогічний склад клінкеру представлений (%): C3S = 56; C2S =1 6; C3A = 6,7; C4AF = 14,5. Оскільки при однаковій мінералогічному складі гидратационная активність клінкеру дуже сильно залежить від характеру кристалізації, в роботі використовували два портландцементного клінкеру, відрізняються чіткістю кристалізації і рівномірністю розподілу мінералів (рис. 1).

Рис. 1. Мікрофотографія клінкерів з чіткою (Кл. 1) і нечіткої (Кл. 2) кристалізації мінералів. Відбите світло, ув. 400

Мікроскопічні дослідження (рис. 2) сульфоферритного клінкеру встановили, що в ньому міститься в основному двухкальціевий силікат, сульфоферрит кальцію 2СaOFe2O30,5CaSO4, складні фази змінного складу, що складаються із суміші алюмінатів, феритів і силікатів кальцію. На рентгенограмі клінкеру є чіткі і інтенсивні лінії з d = 2,67; 2,78; 2,60; 7,37; 1,94 нм, що відносяться до сульфоферриту кальцію.

Рис. 2. Мікроструктура сульфоферритного клінкеру, проходить світло, ув. 440

Шлак доменний гранульований складається в основному з склоподібної фази (до 95%) і невеликої кількості закристаллизованных мінералів мелилитовой групи.

Експериментальна частина

1.1. Вплив характеру кристалізації мінералів портландцементного клінкеру. На основі клінкерів 1 і 2 були отримані портландцементи, з яких виготовляли цементно–піщані суміші для отримання пінобетону. Випробування показали, отримана суміш на основі клінкеру 1, що характеризується чіткої кристалізації мінералів, забезпечує більш високу міцність пінобетону у порівнянні з міцністю зразків, виготовлених з суміші на основі клінкеру 2 (табл. 2).

Таблиця 2. Міцність пінобетону на основі портландцементу з клінкерів з різною кристалізації мінералів
№
Характеристика мікроструктури

портландцементного клінкеру
Міцність при

стисненні, МПа

7 діб
28 діб

1
Чітка кристалізація мінералів, аліт – гексагональні витягнуті кристали, білить – округлий з чіткими краями
2,55
4,3

2
Те ж
1,76
3,7

3
Кристалізація нечітка, аліт невизначеної форми, білить у вигляді округлих кристалів з зазубреними краями
1,6
2,9

4
Те же
1,3
2,5

Зразки 1 і 2 виготовляли з суміші цемент: пісок при співвідношенні 6:2, а проби 3 і 4 — при співвідношенні 6:4 (цемент: пісок). Отримані дані лягли в основу вимог до клінкеру для виготовлення портландцементу. Відповідно на заводі був організований мікроскопічний контроль оцінки якості клінкеру.

1.2. Вплив тонкощі помелу. Визначення властивостей пінобетону з цементів різної дисперсності дозволило виявити ефективність використання високодисперсного цементу. Помел цементу виробляли в межах питомої поверхні ЅУД = 250-450 м2/кг Кращі результати отримані при використанні високодисперсного цементу. Міцність зразків з цементу з питомою поверхнею 450 м2/кг в два рази перевищує міцність пінобетону, отриманого з цементу з питомою поверхнею, що дорівнює 250 м2/кг Однак підвищена тонкість помелу цементу призводить до швидкого загустіння цементно–піщаної суміші. У цьому випадку корисним виявилося застосування пластифікатора суміші. Використання лігносульфонатів ЛСТМ у кількості 0,3% від маси суміші дозволило збільшити початок схоплювання 30 хв до 90 хв. Виходячи з отриманих даних, в технологічний регламент виробництва цементу для отримання пінобетону були включені показники по тонкості помелу і введення пластифікатора.

1.3. Заміна піску на доменний гранульований шлак і її вплив на властивості пінобетону. Відомо, що доменний гранульований шлак має гидратационными властивостями на відміну від піску, який вважається наповнювачем. Відчували пінобетон, отриманий із суміші, в якій пісок був замінений на доменний гранульований шлак. При цьому в процесі підготовки цементно–шлакової композиції змінювали співвідношення компонентів і ступінь подрібнення шлакової складової (табл. 3).

Таблиця 3. Міцність і щільність пінобетону при заміні піску на шлак
№
Складу пінобетону, %
Міцність при стиску, МПа
Щільність, кг/м3

Цемент
шлак
3 діб
28 діб

• використання пісок для порівняльних випробувань

** шлак з питомою поверхнею 350 м2/кг

Випробування показали, що при тонкому подрібненні шлаку отримані високі показники по міцності зразків при однаковій щільності. Зниження ступеня подрібнення шлаку супроводжується зменшенням міцності зразків, але і в цьому випадку результати по міцності вище, ніж при використанні кварцового піску. В цілому встановлено, що навіть при введенні до складу суміші до 60% маси шлаку, показники міцності пінобетону залишаються задовільними.

1.4. Запобігання тріщиноутворення пінобетону. Відомо, що пінобетон схильний до усадки після формування. Якісний піноутворювач запобігає це явище, але повністю її не вирішує. Тому в даній роботі з цією метою був використаний безусадочний цемент, одержуваний спільним помелом портландцементного і сульфоферритного клінкерів та гіпсу (табл. 4).

Таблиця 4. Властивості пінобетону на основі безусадочного цементу
Об'ємна вага, кг/м3

Склад пінобетону, %
Міцність, МПа
Розширення, %

цемент
шлак

• використаний кварцовий пісок

1.5. Процеси твердіння пінобетону. Дослідження процесів гідратації і твердіння пінобетону зводяться до дослідження процесів, що відбуваються в суміші цементу з водою. Структура пінобетону складається з пор різного розміру і щільних межпоровых перегородок, міцність яких, в основному, і визначає величину міцності виробів.

У початковий період межпоровая перегородка складається з грубодисперсних частинок і порової рідини, кількість якої обумовлюється водотвердым ставленням. Процес гідратації портландцементу на початковій стадії лімітується швидкістю хімічної взаємодії мінералів з водою і утворенням на частинках мінералів оболонок з гідратів. В цей період спостерігається утворення тонких гексагональних пластинок Са (ВІН) 2, голчастих та призматичних кристалів еттрінгіта і пластинок гідроалюмінатов кальцію. Гидросиликаты кальцію складають масу, звану тоберморитовым гелем, формуючу малопроницаемую оболонку на зернах цементу, гальмуючу реакції гідратації. В наступний період гідратації відбувається розрив оболонок, що призводить до прискорення гідратації цементу і виділення великих мас частинок колоїдного розміру. Зі збільшенням часу твердіння утворюються гидросиликаты набувають форму тонких листків фольги і заповнюють капілярні пори. В результаті перекристалізації метастабільних кристалогідратів у стабільні формується кристалічний каркас межпоровой перегородки, міцність її підвищується. Чим швидше проходять ці процеси, тим більш міцною стає структура. Всі фактори, що сприяють швидкій гідратації цементу, і зумовлюють формування каркаса межпоровых перегородок. Наявність у складі цементу, що розширюється добавки одночасно сприяє зміцненню перегородок і зниження усадки зв'язку з швидким утворенням еттрінгіта при взаємодії цементу з водою.

Висновок

Поліпшення показників властивостей пінобетону може бути досягнуто за рахунок застосування спеціально підготовлених багатокомпонентних композицій, що містять швидкотверднучі, безусадочні цементи, активні мінеральні добавки типу доменних гранульованих шлаків, хімічних добавок, в тому числі порообразующих, водоредуцирующих, зміцнюючих, микроармирующих і прискорюють тужавлення і твердіння.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)