В'язь макроструктури ніздрюватих бетонів з їх міцністю

Неупереджений аналіз сучасних публікацій, які висвітлюють зв'язок макроструктури ніздрюватих бетонів з їх міцністю, породив у мене певні сумніви. Освітлюючи одне і те ж явище, посилаючись на одні і ті ж першоджерела, сучасні автори, часом, трактують їх взаємовиключним образом.

Сьогоднішня ціна газоблоків в Києві і області. Даруємо клей!

Виникло пекуче бажання визначитися з цими самими першоджерелами та ознайомитися з «голими» результатами досліджень не обтяженими ще вантажем багаторічних цитувань та переказів послідовниками...

Дослідження залежності міцності марок бетону коміркового типу від їх об'ємної ваги показали, що ця залежність не лінійна. На підставі численних експериментальних даних встановлено, що в інтервалі густин від 300 кг/м3 до 1200 кг/м3 графічно її можна відобразити у формі складної кривої параболічного характеру. На цій кривій можна виділити 4 фрагмента обмежених наступними показниками щільності: 300 – 650, 650 – 740, 740 – 1200, 1200 — 1800 кг/см3.

Вперше, зв'язку між макроструктурою ніздрюватих бетонів — газопенобетон, пінобетон і т. д. — (а отже і пористістю) та їх міцністю було дано теоретичне обґрунтування Логіновим Р. І. та Філіним А. П. Дослідники на підставі суворих математичних моделей характеризують заповнюваність одиниці об'єму кулястими тілами вивели і настільки ж суворі закономірності описують ідеальну структуру пористого бетону.

Відомо, що найбільш щільною упаковкою кулястих тіл однакового діаметру (в нашому випадку це бульбашки піни) є їх гексагональна укладання. При такому укладанні в бетоні суворо сферичні пори однакового діаметру створять об'ємну пористість, рівну 74.05%. Таким чином, мінімально досяжний об'ємна вага бетону з порами однакового діаметра залежить виключно від щільності сировинних компонентів застосованих, які використовувалися на виробництві заводу пористого бетону. Для ніздрюватого бетону (при щільності бетону 2730 кг/м3) вона складе – 700 – 720 кг/м3, для пористого силікату (при щільності силікатного бетону – 2690 кг/м3) – 690 – 710 кг/м3, для пористого шлакозолобетона (при щільності шлакозолобетона – 2760 кг/м3) – 710 – 720 кг/м3 і т. д.

Безумовно, гексагональна упаковка є теоретично граничної упаковкою пір. В дійсності, в силу випадкового характеру розташування пір, їх упаковка може лише наближатися до гексоганальной, але ніяк не досягати її. Тому лише в ніздрюватих бетонах об'ємним вагою понад 700 кг/м3 бажано мати більшість часу однакового розміру. Для більш легких видів пористого бетону, як показують теоретичні дослідження, найбільш оптимально якесь змішане сполучення пір різного діаметра.

(Це «... якесь змішане сполучення...» також має строге математичне обґрунтування і настільки ж суворе найменування – модальність. Під модальністю даного безперервного розподілу пор по радіусах їх перерізів називають значення, при якому емпірична щільність ймовірності (?n/n?r) досягає максимуму, — во загнув, аж самому сподобалось. Якщо по русски, для нормальних людей, — найбільш оптимально, коли розміри бульбашок піни різняться один від одного приблизно в півтора рази, а якщо математично точно, то в 1.63 рази).

Якщо ж прагнути до одержання ніздрюватих бетонах з об'ємною пористістю вище 74% (щільність менше 650 кг/м3) однакових за розміром сферичних пір, то при цьому вийдуть такі небажані для макроструктури явища, як об'єднання пір, збільшення числа пір, сполучених між собою, різке відхилення від сферичності пір і т. д. Цілком природно очікувати, що залежність технічних властивостей пористих бетонів від об'ємного ваги повинна різко змінюватися при значеннях об'ємної ваги, рівних приблизно 650 – 700 кг/м3.

Виходячи з вищесказаного, необхідно розробляти таку технологію виробництва пористих будівельних матеріалів, і, зокрема, ніздрюватих бетонів, яка дозволяла б отримувати конструктивні вироби (повітряна пористість менше 74%) з рівномірно розподіленими порами однакового розміру і максимально наближаються за своєю формою до сферичної. А теплоізоляційні вироби (повітряна пористість 75 – 95%) з двумодальным розподілом за розмірами повітряних округлих пір, при якому дрібні сферичні пори будуть розташовані між великими сферичними порами.

Вченими різних країн давно й інтенсивно ведуться пошуки нових технологічних прийомів, що дозволяють оптимізувати макроструктуру ніздрюватих бетонів і в кінцевому рахунку підвищити їх технічні і експлуатаційні властивості. Однак, використовуючи один і той же технологічний прийом для поліпшення властивостей як конструктивного, так і теплоізоляційного ніздрюватих бетонів, не вдається отримати очікуваного ефекту для всіх значень об'ємної ваги. Так розроблена в НИИЖБе технологія отримання газобетону, заснована на застосуванні сумішей з підвищеною дозуванням води, дозволяє виготовляти вироби з кращими фізико-технічними властивостями в інтервалі 600 – 700 кг/м3. Дана технологія забезпечує отримання пористої структури з двумодальным розподілом пор за розмірами незалежно від об'ємного ваги: перший максимум припадає капілярні пори в стінках газових пор; другий максимум припадає на пори, які виникають у процесі пінно - або газо - освіти. При значеннях пористості понад 74 – 75% і особливо в інтервалі 74 – 80% саме така модальність розподілу пір помітно підвищують фізико-технічні властивості виробів.

Як показали роботи проводилися поруч дослідників, для отримання конструктивних ніздрюватих бетонів об'ємним вагою понад 700 кг/м3, дуже ефективною і багатообіцяючою є технологія, заснована на поєднанні процесу газовиділення з вібруванням сумішей, що характеризується зниженим водотвердным ставленням, — метод вибровспучивания. Суть цього методу полягає в тому, що при вибрировании суміші, всі її складові перебувають у безперервному русі, тому що утворюються на поверхні алюмінієвої пудри газові бульбашки відриваються і рівномірно розподіляються по всьому обсязі маси. Крім того, при застосуванні методу вибровспучивания процес газовиділення відбувається досить інтенсивно а пластично-в'язкі властивості поризующегося розчину, за рахунок вібрації підтримуються постійними. Це призводить до того, що з поверхні алюмінієвої пудри, як би не вагалася її гранулометрия, в масу відокремлюються бульбашки суворо однакового розміру.

Застосування методу вибровспучивания дозволяє забезпечити отримання пористої маси з рівномірно розподіленими порами практично однакового діаметру. Крім того, знижений на 20 – 25% кількість води замішування в поєднанні з ущільнюючим впливом вібрації в момент структуроутворення забезпечує отримання щільних стінок однакової товщини, які приблизно на 30% міцніше, аналогічних, але одержаних без зовнішнього вибровоздействия.

Для отримання виробів з пористістю понад 75% і, особливо, для легких теплоізоляційних бетонів з об'ємним вагою 350 кг/м3 і нижче, доцільно переходити на розроблену на початку 50-х років у Німеччині технологію вибровспученных газопенобетонов. Її суть – комбіноване порообразование за допомогою воздухововлекающих і газоутворюючих добавок.

Технологія вибровспученных газопенобетонов ґрунтується на наступному. Шляхом активного перемішування, яке здійснює швидкісний бетонозмішувач або вибросмеситель, відбувається попередня гідратація в'яжучого та його активація. Для інтенсифікації процесу додається велика фракція заповнювача – зазвичай це пісок.

Паралельно в подібному ж змішувачі змішується залишилася дрібна фракція заповнювача (зазвичай зола-винесення теплових електростанцій) з піноутворювачем і газоутворювачем. Піноутворювачем служать ПАР здатні в лужному середовищі дуже сильно знижувати свою пенообразующую здатність (олеат натрію, мылонафт, SDO-L і т. д. ). Газоутворювач традиційний, — звичайна алюмінієва пудра. У процесі перемішування поверхнево-активні речовини змивають з алюмінієвої пудри консервуючий шар стеарину, переводячи тим самим її з гідрофобною модифікації, в гідрофільну. Завдяки цьому, навіть дуже малі кількості алюмінієвої пудри, на відміну від традиційних способів, легко і дуже рівномірно розподіляються по всьому обсязі пульпи. Для забезпечення рясного повітровтягування та недопущення попереднього газоутворення, зачиннення пульпи ведеться на пом'якшеній воді. Одержувані повітряні бульбашки стабілізуються (іноді цей процес називають «бронюються») ультрадисперсным наповнювачем – золою-винесенням і субультрадисперсной алюмінієвою пудрою. У результаті отриманий пінно-пульпо-шлам здатний навіть без натяку на седиментаційні процеси (води) зберігатися кілька діб.

На третьому етапі дозують в потрібних пропорціях і змішують активізований цементний розчин і піно-пульпо-шлам. В процесі цього перемішування зовнішня оболонка пухирців повітря, що складається з водорозчинній натрієвої або калієвої солі ПАР і бронюють її алюмінієвої пудри і золи-винесення вступає в хімічну реакцію з гідроокисом кальцію, що виділилася з цементу. В результаті обмінно-заміщають реакцій за кальцієм, раніше водорозчинне ПАР перетворюється в водонерастворимую модифікацію, тим самим додатково зміцнюючи стінки повітряного пухирця. На цьому, процес насичення розчину дрібними порами завершується.

Потім отриманий мелкопоризованный розчин швидко розливають у форми і відразу ж піддають вібрації. Хімічна реакція між цементом і алюмінієвим порошком з виділенням водню, формує великі пори, за звичайною технологією досить тривала – до 40 – 50 хвилин (для інтенсифікації процесу застосовують підігрів, але і це не вирішує проблему кардинально). Крім того, в традиційній технології, для того, щоб дати можливість утворюється газових бульбашок безперешкодно спливати і насичувати весь обсяг, застосовують досить рідкі і рухливі суміші. Після закінчення пороутворення вони схильні релаксаційним змін – просто сідають. При найменшому відхиленні від оптимальних параметрів процесу виробництва, похолодало наприклад, навіть звірячі дози прискорювачів схоплювання і твердіння часом не здатні нормалізувати ситуацію належним чином – виходить шлюб.

Під впливом же вібрації, процес газоутворення скорочується до декількох хвилин. Крім того, у присутності гідрофобних добавок змінюються всі показники, що характеризують пластичну в'язкість суміші. Укупі з вібрацією це здатне настільки псевдоожижить суміш, що навіть спочатку густі і малопожвижные склади набувають плинність навіть більше ніж у води! І що головне, при знятті вибровоздействия, поризовані суміш миттєво настільки загусає, що распалубовку можна робити відразу ж.

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,)