Научная статья на тему 'Перспективы повышения и эффективности неавтоклавного пенобетона'

Перспективы повышения и эффективности неавтоклавного пенобетона Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
177
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Торпищев Ш.К., Торпищев Ф.Ш.

Рассмотрены некоторые технологические проблемы неавтоклавных пенобетонов. Обозначены перспективные направления дальнейшего повышения их эффективностиМақалада автоклавты емес пенобетондардың кейбір технологиялық мәселелері қарастырылған. Олардың эффективтілігін ары қарай арттырудың перспективалық бағыттары белгіленген.The study reports main data on the technological issues of non-autoclave aerated concretes and specifies the advanced lines of their further efficiency enhancement.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Торпищев Ш.К., Торпищев Ф.Ш.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Перспективы повышения и эффективности неавтоклавного пенобетона»

§! УДК 666.973.6.66.022(083.1)

И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОВЫШЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕАВТОКЛАВНОГО || ПЕНОБЕТОНА

Ш.К.Торпищев, Ф.Ш.Торпищев

Павлодарский государственный университет им. С. Тора йгырова

1111 Мащлада автоклавты емес пенобетондардьщ кейбгр технологияльщ

fill Maceneiepi царастырылган. Олардыц эффективтШг'т ары карай 1111 арттырудыц перспективалъщ багыттары белг'шнген.

1111 Рассмотрены некоторые технологические проблемы неавтоклавных

¡||| пенобетонов. Обозначены перспективные направления дальнейшего 1111 повышения их эффективности

The study reports main data on the technological issues of non-autoclave aerated concretes and specifies the advanced lines of their further efficiency enhancement.

Проблемы энергосбережения в строительстве, обозначенные требованиями изменений №3 к СНиП ЙЙ-3-79* «Строительная теплотехника», определяют необходимость интенсивного развития технологий производства эффективных материалов с высокими теплофизическими свойствами. Одним из наиболее перспективных материалов такого класса является неавтоклавный пенобетон, характеризующийся относительно высокими эксплуатационными и теплозащитными свойствами, низюй себестоимостью и невысокой начальной капиталоемкостью производства.

Для расширения заводского производства изделий и конструкций из неавтоклавного пенобетона необходимо решение целого ряда технических и технологических проблем, в частности, снижения средней плотности с 350-500 до 150-250 кг/м3, повышения стабильности и устойчивости пенобетонных смесей, сокращения сроков схватывания и увеличения темпов твердения, повышения марочной прочности, улучшения деформативных характеристик, исключения возможности расслоения пенобетонной смеси при транспортировке ее как пневмонасосами, так и автотранспортом и др.

Анализ ранее проведенных исследований и экспериментальных проработок показывает, что средняя плотность, прочность и другие функциональные свойства пеноматериалов, структурные и технологические характеристики сырьевых смесей определяются качеством пены и свойствами вяжущего. Под качеством пены обычно понимают ее дисперсность и устойчивость, т.е. способность пленки изменять поверхностное натяжение в момент наложения сжимающего или растягивающего усилия. Далеко не все пенообразователи могут быть совместимы с определенными видами вяжущих и химических или минеральных модификаторов. Анализ данных [7] по применению ПАВ позволяет выделить большую группу добавок, в основном продуктов нефтехимии и пищевой промышленности, пригодных в качестве эффективных пенообразователей. Различают добавки гидрофильного и гидрофобного характера, которые по своему действию на поверхностное натяжение воды отличаются тем, что при увеличении концентрации первые намного интенсивнее снижают поверхностное натяжение, чем вторые. Поэтому пенообразующая способность водных растворов гидрофильных ПАВ почти вдвое выше , чем гидрофобных, что определяется скорее всего наличием в составе их молекул нескольких полярных групп (гид-роксил-, карбоксил-, сульфо-, аминогрупп). Причем при повышении температуры сырьевой смеси от 25 до 45 °С происходит резкое снижение поверхностного натяжения. Выявлено также, что упругость поверхностной пленки пузырьков пены наблюдается только при оптимальном расходе пенообразователя: при его недостаточном содержании не будет обеспечиваться требуемая плотность бетона, при повышенном - может произойти существенное замедление темпов твердения, саморазрушение пены.

Как показывает практика, воздухововлекающая способность ПАВ и характер пористой структуры материала, определяются не только видом и концентрацией добавки или температурой раствора, но и конструкцией смесительного оборудования и режимом перемешивания, видом исходных сырьевых компонентов и их дисперсностью. В процессе приготовления пенобетонных смесей поризация происходит в результате одновременно протекающих, но независимых друг от друга процессов: вовлечения в систему воздуха и выхода его наружу при недостаточной удерживающей способности массы. Многочисленные исследования показали, что объем воздухововлечения обратно пропорционален его скорости.

По данным [14] для получения ячеистого бетона низкой плотности (200 кг/м3 и менее) в процессе поризации требуется, чтобы объем увеличился в 4-5 раз. Такая высокая степень воздухововлечения не может быть достигнута применением только пенообразователя. К тому же установлено, что наилучшие физико-механические свойства ячеистого бетона соответствуют содержанию в нем 40-

55% пенных и 45-60% газовых пор. Это обусловливает необходимость получения в начальной стадии поризации смеси не менее 80% объема вовлеченного воздуха за практически приемлемое время перемешивания компонентов (не более 5-6 мин), исходя из требования обеспечения заданной производительности узлов дозирования и приготовления смесей на заводах ячеистого бетона. Экспериментальные данные показывают, что даже при повышенной дозировке пенообразователя объем вовлеченного воздуха в современных турбулентных смесителях за указанное время не превышает 30-40%. В связи с этим поиск путей и методов интенсификации процесса пенной поризации становится весьма актуальным.

Задачи увеличения скорости и повышения степени пенной поризации смеси при перемешивании решаются различными путями. Установлено, что больший эффект дает не корректирование состава смеси, а совершенствование методов приготовления смеси и конструкций турбулентных смесителей. Например, высокую эффективность показал смеситель конструкции Н.И.Федынина [2], снабженный упругой сеткой, размещенной вокруг ротора, а также приспособлением для подачи в смесь сжатого воздуха под давлением 0,1-0,2 МПа через слой микропористого материала, помещенного в зоне наибольшей турбулентности смеси. Интенсивность поризации смеси в значительной степени зависит от типа сетки, выполняющей роль дипергатора при прохождении через нее потоков смеси с вовлеченным воздухом. Наиболее высокая степень поризации достигнута при применении сетки панцирного типа, т.е. образованной путем сплетения пружин из стальной проволоки. Такая сетка имеет возможность упругой деформации в различных направлениях при взаимодействии с потоками смеси, имеющими разные направления и скорость. Обязательными элементами смесителя являются отражательные перегородки, устанавливаемые в месте перехода конической части корпуса в цилиндрическую. Они увеличивают турбулентность движения смеси и интенсифицируют пенообразование, особенно в случае установки вблизи перегородок микропористых элементов для подачи сжатого воздуха.

Как отмечалось, характер пористости во многом зависит от вида применяемого пенообразователя и его концентрации, скорости и длительности перемешивания. Выявлено, что с уменьшением концентрации ПАВ и увеличением числа оборотов смесительного вала уменьшается средний диаметр пор. Увеличение длительности перемешивания оказывает положительное влияние на характер распределения пор по размерам, приводя к нивелировке воздействия типа мешалки, водогвердого отношения, вида добавок, их концентраций и других технологических факторов.

Пенобетонная смесь является термодинамически неустойчивой системой и стремится упорядочить свою структуру за счет уменьшения удельной поверх-

ности пены вследствие самопроизвольной коалесценции, т.е.слияния пузырьков. Основным механизмом этого явления считается истечение жидкости из стенок в каналы Плато, сопровождающееся утончением последних с последующим слиянием пузырьков. Наиболее эффективным механизмом предотвращения разрушения структуры является введение добавок, предотвращающих отток жидкости.

Можно выделить две основные группы стабилизаторов пористой структуры пенобетонной смеси, реализующих данный механизм

- мелкодисперсные добавки, способные поглощать большое количество воды

- органические добавки, повышающие вязкость жидкости внутри пленок

В практике производства чаще всего применяются добавки первой группы, в первую очередь из соображений их относительной дешевизны. Однако как показывает опыт использование органических добавок для стабилизации поро-вой структуры несравнимо эффективнее. Так, добавка сложных эфиров целлюлозы имеет настолько сильный структурирующий эффект в смеси, что при дозировке 0,2-0,5% наибольшая пластическая вязкость, которую наряду с предельным напряжением сдвига и коэффициентом эластичности можно считать основными реологическими характеристиками смеси, увеличивается более, чем на два порядка. Оптимальные условия поризации смеси и формирования структуры материала соответствуют деформационному процессу, характеризующемуся преимущественным развитием медленных эластических и пластических деформаций при пониженных значениях предельного напряжения сдвига.

Известно [5,6,10,11,13], что несмотря на высокую удельную поверхность цементов, их гранулометрический состав далеко не равномерен и значительная часть зерен (30-50%) имеет размеры более 60 мкм.

В процессе роста прочности цементного камня основную роль играет фракция размером 3-30 мкм. Более крупные зерна остаются негидратированными. Неполнота использования цемента усугубляется трудностями в достижении равномерного распределения воды между отдельными частицами вяжущего, которые вследствие адсорбции и сил молекулярного взаимодействия агрегируют во флоккулы, препятствующие равномерному смачиванию. Может быть поэтому увеличение удельной поверхности считается неэкономичным и в сравнении с активацией вяжущего в процессе приготовления бетонной смеси менее рациональным [6].

С другой стороны, высокие скорости гидратации тонких фракций цемента связаны не только с их высокой удельной поверхностью, но и с наибольшей плотностью дислокаций и концентрацией дефектов на поверхности мелких частиц [5,6]. С ростом дефектности частиц происходит переход в неравновесное состояние, что приводит к снижению химической устойчивости и интенсифика-

ции целого ряда физико-химических процессов, в том числе и гидратационной активности клинкерных минералов [11,13].

Теоретически и экспериментально установлено, что наиболее эффективным способом создания дефектности в частицах являются ударные воздействия при измельчении, например способом мокрого домола в виромельницах [5,6,13]. Именно гидромеханическая активация цемента (ГМАЦ) особенно эффективная в присутствии добавок пластификаторов и гидрофобизаторов, т.к. в результате адсорбции полярных молекул силы когезии, определяющие связь поверхностных элементов кристаллической решетки частиц цемента, уменьшаются на величину, обусловленную адсорбцией [3], позволяет значимо интенсифицировать процесс их диспергирования и существенно сократить расход энергии на получение вяжущего требуемого состава. Продолжительность активации соизмерима с продолжительностью приготовления сырьевой смеси, что способствует ее внедрению в технологию пенобетонного производства.

Проведенные исследования показали,что оптимальная продолжительность активации цемента способом мокрого домола при В/Ц = 0,6-1,0 находится в пределах 7-10 мин., причем с увеличением расхода воды интенсивность измельчения возрастает, удельный расход электроэнергии сокращается на 30-56 %. Особенно эффективен мокрый домол цемента в присутствии суперпластификатора €-3 (0,5-2 %), позволяющего сократить время операции в 2-4 раза или мылонафта (0,03 - 0,06 %), а также хлористого кальция (1,5-2,5 %). При этом прочность цементного камня при одинаковом значении В/Ц, по сравнению с образцами на исходном цементе возрастает в 2,4-3 раза. Очевидно, что оптимальное водоцементное отношение ГМАЦ будет зависеть от химико-минера-логического и вещественного составов цемента, его дисперсности, вида и содержания добавок ПАВ, продолжительности активации и должно экспериментально уточняться в каждом конкретном случае.

Для пенобегонной смеси особое значение имеет водоуцерживающая способность, поскольку именно она во многом определяет реологические характеристики. Как показали результаты ранее проведенных исследований [13] коэффициент полного водоотделения суспензий на домолотых цементах значительно уменьшается (в среднем в 10-12 раз), а критическая пластическая прочность при резком сокращении периода ее формирования значительно увеличивается. Резкое ускорение процессов сгруктурообразования цементных суспензий предотвращает осадку и расслоение пенобетонных смесей, предопределяет ускоренное нарастание прочности. В процессе ГМАЦ разрушается юагуляционно-крисгаллиза-ционная структура суспензии, что обусловливает существенное пластифицирование системы, которое наряду с ускоренным химическим связыванием воды вя-

жущим определяет ускоренное твердение пенобетонных смесей. Одно из преимуществ домола цемента состоит в том. что допустимые пределы водосодер-жания смесей, отвечающие максимальной прочности, существенно расширяются. По данным [11], ГМАЦ приводит к повышению прочности пенобетонов при изгибе(в 1,6-4 раза),чем при сжатии(1,4-2,браза). Особенно значительно увеличение прочности при растяжении в бетонах на домолотых цементах в ранние сроки твердения - в 2-3,9 раза в 1-сут возрасте и в 2,6-5,5 раз через 3-сут.

Существенно повысить эффективность ГМАЦ можно за счет использования шлаковых цементов. Перспективы, которые открывают шлаковые вяжущие в плане снижения теплопроводности [15] и себестоимости неавтоклавного пенобетона известны и неоспоримы. Тогда основными проблемами технологии их использования в производстве пенобетона являются: возможность создания запасов активированных домолотых шлаков, седиментационного самоуплотнения шлаковод-ных суспензий, схватывания и твердения их до начала употребления.

Результаты работ по изучению текучести шлаководных суспензий показывают, что последние обладают высокой тиксотропностью и устойчивостью. При непрерывном даже очень низкоскоростном перемешивании суспензий, которое легко может быть обеспечено в производственных условиях, загустевание их наступает в 2-3 раза медленнее, чем при обычном хранении. При применении добавок ПАВ интенсивность их загустевания может быть резко снижена. . Выявлено, что выдерживание шлаководных суспензий до их непосредственного применения в течение 24 час практически не сказывается на их активности. При более длительных сроках выдерживания она может уменьшаться на 10-15%, что объясняется накоплением в начале продуктов гидратации в коллоидальном состоянии, а в более позднее время-началом образования кристаллических сростков, которые при вторичном перемешивании разрушаются. Таким образом, определяются ценные технологические качества шлаководных сус-пензий-медленное их загустевание и тиксотропия, позволяющие создавать на предприятиях суточные запасы.

Исследование шлаковых суспензий [13] позволяет сделать вывод о том, что одним из надежных средств обеспечения устойчивости суспензий против седиментационного самоуплотнения и резкого повышения механических свойств цементного камня является совместная гидромеханическая активация шлака с 25-35% портландцемента.

Перспективной можно считать щелочную активизацию шлаководных суспензий с использованием силикатных солей и растворимых стекол с силикатным модулем 0,5-2,7 (орто-, мета-, дисиликаты натрия и калия, алюминатных солей, едких щелочей и несиликатных солей слабых кислот).

Известно, что одним из мощных факторов ускорения твердения бетона является тепло, но его надо вносить своевременно, кратковременно, кинетически и синергетически совместно и согласованно с другими энергиями [1].

Согласно закону действующих масс[1], энергию следует вносить в момент наибольшей концентрации реагирующих веществ, т.е. к началу схватывания цемента, задолго до структурообразования. Одним из перспективных направлений в этом плане является высокочастотная электротермообработка пенобетона (15-25 Мгц)..

Высокочастотный ток разных диапазонов получают преобразованием низкочастотного промышленного тока в генераторах ТВЧ. Для высокочастотного нагрева бетонных смесей могут быть использованы средневолновый и коротковолновый диапазоны частот. По конструктивным и технологическим соображениям наиболее удобна работа на частотах 0,6-30 Мгц, поскольку имеется возможность относительно простого аппаратного обеспечения процесса (можно подавать ток от генератора к нагреваемому объекту коаксиальным кабелем).

Высокочастотный нагрев позволяет:

• одновременно и равномерно повышать температуру по всему сечению однородного материала, что практически справедливо в случае нагрева пенобетона в диапазоне от средневолнового до метрового;

• резко поднять температуру материала вне зависимости от его структуры;

• обеспечить прогрев без перегрева наружных поверхностей конструкции;

• избежать холостого хода процесса нагрева и связанных с ним потерь тепла, легко регулировать температуру нагрева по заданному графику, автоматизировать процесс нагрева;

■ нагревать материал без непосредственного контакта электродов с поверхностью конструкции.

В сравнении с известными способами продолжительность высокочастотного электропрогрева сокращается в 2,5 - 2,7 раза, а общий расход электроэнергии - в 1,8-2,2 раза.

При размещении пенобетонной конструкции в электрическом поле тока высокой частоты происходит выделение тепла, определяемое такими явлениями, как электропроводность (за счет тепловой диссоциации ионов в структурной решетке материалов), дипольная поляризация (возникающая при несимметричном строении молекул вещества и определяемая ориентацией или поворотом полярных молекул), структурная поляризация (определяемая смещением связанных зарядов - диполей и ионов в ограниченном объеме с возникающими при этом соударениями), электронная поляризация (обусловленная смещением центра электронной орбиты относительно ядра), ионная и атомная поляризация.

Высокочастотный нагрев осуществляется при частотах до сантиметрового диапазона, когда ^ЗОООО Мгц или \у<2 * 10"16 сек-"1, поэтому для оценки комплексной проводимости и потерь в материале можно пренебречь величинами атомной и электронной поляризации. Наибольшее значение для высокочастотного нагрева строительных неорганических материалов, в частности бетона, имеют токи проводимости, дипольная и структурная поляризация (релаксационная поляризация). Диэлектрические потери, обусловленные релаксационной поляризацией, особенно резко проявляются в материалах дипольной структуры с неплотной упаковкой ионов. Релаксационная поляризация сопровождается внутримолекулярным трением, причем дипольные "-молекулы не успевают колебаться в такт с изменением внешнего высокочастотного поля. С повышением частоты тока наблюдается еще большее отставание поляризации. Частота собственных колебаний поляризуемых частиц лежит в пределах 10"13-1016 сек-1, т.е. значительно превосходит частоту колебаний волн сантиметрового диапазона. Поэтому при высокочастотном нагреве резонансные колебания молекул в такт изменению частоты тока отсутствуют. Отставание релаксационной поляризации по времени от колебаний электрического поля вызывает сдвиг фаз между плотностью тока смещения и напряженностью поля в бетоне. Когда дипольные и структурные потери отсутствуют, между напряженностью поля и плотностью тока смещения имеется сдвиг фазы на угол] = 90°. При наличии потерь в бетоне угол] уменьшается и становится меньше 90° (в = 90° - Д С уменьшением тангенса угла диэлектрических потерь резко возрастает скорость нагрева и его мощность.

Одним из негативных факторов в технологии неавтоклавного пенобетона является замедленное схватывание и низкая скорость твердения смеси, обус-ловленые в первую очередь влиянием пенообразователей. Они создают на поверхности зерен цемента плотный адсорбционный слой и повышают вязкость воды в межзерновом пространстве, что приводит к торможению процессов гидратации портландцемента. -

Попытка увеличить марочную прочность безавтоклавного пенобетона за счет повышенного расхода портландцемента приводит к обратному эффекту. Образуется большое количество эттрингита на единицу объема пенобетона, что на поздних этапах твердения приводит к его растрескиванию и снижению прочности. Исходя из особенностей гидратации портландцемента одним из возможных путей ускорения твердения и повышения марочной прочности пенобе-тонов на основе портландцемента может быть торможение реакции эттринги-тообразования или полное ее исключение из процесса гидратообразования

Исключить эттрингитообразование из процесса гидратации портландцемента можно использованием молотого безгипсового клинкера. При этом тормозя-

щее действие пенообразователей на процессы гидратации портландцемента выполняет функцию гипса и позволяет получить пенобетон с нормальными сроками схватывания и ускоренным твердением. Однако отечественная промышленность безгипсовых портландцементов не выпускает.

Одним из способов торможения реакции эттрингитообразования в обычных портландцементах является введение в состав пенобетонов пуццолановых добавок, которые при нормальных температурах способны вступать в реакцию с гид-роксидом кальция с образованием прочных и водостойких гидросиликатов С-в-Н. При наличии в системе достаточного количества аморфного кремнезема реакция эттрингитообразования подавляется из-за нехватки гидроксида кальция, необходимого для полного протекания реакции. В данных условиях возможно формирование низкосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция, который существенного влияния на разупрочнение системы не оказывает. Однако амор-физированные высококремнеземистые добавки весьма дефицитны. Поэтому для создания прочной более стабильной и малодефектной структуры цементного камня необходимо разрушить гидросульфоалюминат кальция. Решение этой задачи с успехом можно осуществить с помощью высокочастотного электропрогрева.

Известно, что с повышением температуры системы цемент-вода ускоряется гидратация клинкерных минералов, а неустойчивые гидратированные алю-минатные. ферритные и гидросульфоалюминатные фазы могут разлагаться. Сочетание вибрации с термическим разрушением эттрингита в тиксотропной среде геля позволяет существенно снизить в интервале температур 50-70 °С вязкость ситемы вода - заполнитель. Создается тиксотропное разжижение цементного теста. С повышением температуры до 80 С возрастает скорость роста кристаллов силикатных и алюминатных фаз, повышается коэффициент вязкости системы цемент-вода.

С помощью высокочастотного нагрева можно поднять температуру в теле пенобетонной конструкции до 80 °С за 1,5-3 часа, что невозможно сделать, например, в автоклаве даже при резком повышении давления. Чтобы прогреть внутренние слои пенобетона до 95 °С требуется запаривать его в автоклаве при температуре +176 °С в течение не менее 7-9 час.

Известно, что процесс усадки бетонов, как известно, обусловливается удалением воды, различно физико-химически связанной в его структуре и на первый взгляд должен определяться суммарным водосодержанием сырьевой смеси. Однако в практике не редки случаи увеличения усадки с уменьшением водо-твердого отношения, что является подтверждением возможности получения оптимальных свойств пенобетона лишь при определенном грансоставе системы. Зачастую гранулометрические составы смесей для получения оптималь-

ных реологических характеристик смесей и физико-механических свойств пенобетона не совпадают. Более того, составы бетона, характеризуемого высокой пластической прочностью довольно ущербны по трещиностойкости.

Для обеспечения оптимума реологических, прочностных, деформативных и теплофизических свойств материала скорее всего необходим полидисперсный гранулометрический состав системы.

Пенобетон оптимизированного гранулометрического состава характеризуется несколько меньшей прочностью на сжатие в сравнении с пенобетоном, изготовленным на тех же компонентах без регулирования их зернового состава. Однако это возможное, но необязательное снижение прочности окупается резким улучшением практически всех других механических, деформативных и теплотехнических свойств пенобетона.

Одним из способов повышения трещиностойкости пенобетонов является армирование их дисперсными волокнами. В последние годы распространение получили различного вида полимерные волокна. Все они существенно различны не только по физико-механическим свойствам, химической стойкости, све-то- и атмосфероустойчивости, но по стоимости и экологической безопасности. Эффективность волокон в пенобетоне возрастает с увеличением их длины. Существует понятие критической длины волокна LKp, до которой напряжение, воспринимаемое собственно волокном в композиции возрастает и при L = L становится равным прочности волокна. Как показывают результаты исследований [4], композиции армированные волокном с b>L намного прочнее, чем при использовании волокна с L<LKp. Чем меньше значение LKp волокна, тем эффективнее оно упрочняет матриц}'. Существует еще один немаловажный фактор, который следует учитывать при использовании полимерных волокон - это относительное удлинение волокна при разрыве. Если эта величина достаточно велика, то наблюдается разрушение цементного камня без разрыва волокон. Для каждого вида волокон и матрицы величина Ькр индивидуальна. Расчеты показывают, что критическая длина волокна обычно находится в диапазоне 50-1000 мкм. В соответствии с оценочными формулами, позволяющими определить L наиболее простым решением проблемы повышения эффективности волокна является увеличение адгезионной прочности на границе волокно-матрица. Одним из способов повышения этого показателя для цементных и гипсовых систем является использование редиспергируемых сополимерных порошков Mowilith Pulver® или производных целлюлозы, которые образуют полимерные пленки внутри материала и таким образом, адгезию как к внешней основе, так и на границе волокно-матрица. При этом значительно увеличиваются такие показатели материалов, как морозостойкость, атмосферостойкость и др. [4,5,10].

Для увеличения эффективности поверхность волокон, например полиакриловых марки Ricem®, подвергают специальной обработке, в результате которой она становится рифленой, с продольной выемкой вдоль волокна, что повышает эффективность его взаимодействия с вяжущим. В последнее время разработаны достаточно экономичные способы получения волокон (фибры) фрезерованием и точением, позволяющие изготавливать волокна различной длины с разнообразным профилем и площадью поперечного сечения. Производство такой фибры примерно в 1,5 раза дешевле обычной, а некруглая форма поперечного сечения обеспечивает ей жесткость в продольном направлении. Последнее облегчает процесс транспортирования фибры, способствует равномерному распределению ее по объему бетона без комкования, позволяет ввести в смесь большое количество волокон, что значительно улучшает физико-механические характеристики фибробетона. Кроме того, при равновеликом поперечном сечении фрезерная и токарная фибры имеют более развитую боковую поверхность по сравнению с гладкой. Что является еще одним резервом повышения прочности бетона благодаря предотвращению выдергивания фибр из бетонной матрицы.

Основные проблемы при использовании волокон возникают из-за заметного влияния на вязкость и технологичность смесей, а также сложности введения в состав пенобетона. Короткие и средние волокна длиной до 500 мкм достаточно легко перемешиваются в смесителях любого типа. Длинные волокна (более 500 мкм) рекомендуется смешивать в высокоскоростных смесителях или деагломераторах.

Заслуживает внимания практика предварительного смешивания некоторых компонентов. В первую очередь это касается так называемых премиксов песка с армирующими волокнами. Применяя двухстадийное смешение, можно добиться достаточно равномерного перемешивания даже самых длинных волокон.

Для повышения технологичности смесей, армированных волокнами, рекомендуется использовать высокоэффективные гиперпластификаторы Meltlux®, которые отличаются также противоусадочными свойствами по отношению к цементу.

Ввиду чрезвычайно широкого ассортимента предлагаемых волокон, вопрос о поиске наиболее эффективных решений остается открытым.

Резюмирую сказанное можно отметить, что изменение некоторых параметров технологического процесса позволяет регулировать формирование пористой структуры материала в нужном направлении, повышая тем самым его эффективность.

ЛИТЕРАТУРА

1. Арбенъев A.C. Синергобетонирование - четвертая технология бетонирования с электроразогревом смеси // Строит, материалы, 2003, №1, с. 18

2. A.c. № 114890 (СССР) Турбулентный растворосмеситель / Федынин H.H., Фещенков Ю.И. //Открытия и изобретения. - 1985, -№10

3. Берлин АЛ, Вольфсон СЛ., Ошмян В.Г. Принципы создания полимерных композиционных материалов. М.: Химия, 1990.

4. Васшик П.Г., Голубев .И.П. Применение волокон в сухих строительных смесях // Строит, материалы, 2002, №9, с26-27

5. Величко Е.Г, Комар А.Г. Рецептурно-технолгические проблемы пенобетона // Строит, материалы, 2004, №3, с.26-30

6. Величко Е.В., Д.Ф.Толорая К вопросу о гидромеханохимической активации цемента при производстве бетона// Строит, материалы, 1996, №8, с24-27

7. Гаджилы P.A. Целенаправленное изменение пористой структуры строительных материалов // Строит, материалы, №8 2001

8. Кандырин И.Д., Симонов - Емельянов Е.Т. Сборник аналитических и проблемных задач по курсу «Принципы создания полимерных композиционных материалов», М., 1999

9. Комар А.Г.Величко Е.Г.,Белякова Ж.С. О некоторых аспектах управления струкгуроообразованием и свойствами шлакосиликатного пенобетона // Строит, материалы, 2001, №7, с. 12-17

10. Кондратьев В.В., Хозин В.Т. Структурно-технологические основы получения сверхлегких пенобетонов // Строит, материалы, 1999, №1, с.4-6

11. Меркин A.YI. Ячеистые бетоны: научные и практические предпосылки дальнейшего развития // Строит, материалы, 1995, №2, с 11-15.

12. Михеенков М.А.. Чуваев С.И. Механизм струкгурообразования и кинетика твердения высокопористых неорганических композиций// Строит, материалы, 2003, №3, С40-41

13. Орентлихер Л.П. Эффективность вибродомола цемента при производстве шлакобетона // Строит, материалы, №1, 1959

14. Федынин Н.И, Лазарев С.В Особолегкий ячеистый золобетон с добавками полимеров // Строит, материалы, №2, 1987

15. Ярмаковский В.Н. Технологические основы получения конструкционно-теплоизоляционного шлакопемзобетона с улучшенными теплозащитными свойствами //Повышение теплозащитных свойств и эффективности производства легкобетонных конструкций и изделий,- М., Стройиздат, 1986

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.