CC BY
55
I
СОВРЕМЕННЫЕ ОТДЕЛОЧНЫЕ БЕТОНЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ МЕТОДОМ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ПРЕССОВАНИЯ
Фадеева Татьяна Александровна, Кумертауский филиал Оренбургского государственного университета, г. Кумертау
E-mail: 89273137812@mail.ru
Аннотация. В статье рассмотрены проблемы современного
материаловедения, рассмотрено применение технологии фильтрационного прессования в производстве отделочных плит различных типов размеров. Результаты экспериментов и возможные области применения.
Ключевые слова: технология фильтрационного прессования,
отделочные материалы, мелкозернистые бетоны.
Современное строительство характеризуется большой потребностью в материалах и изделиях с высокими физико-механическими и строительнотехническими характеристиками, которые необходимы, прежде всего, для производства облицовочных материалов, используемых для устройства фасадных систем и создания повышенной архитектурно-художественной выразительности внутренних интерьеров зданий и сооружений различного назначения. Несмотря на большое многообразие существующих облицовочных изделий, предлагаемые материалы, как показывает анализ, имеют ряд существенных недостатков. Наиболее часто используемые для облицовки фасадов композитные панели на полимерной или металлической основе, типа Алюкобонд и др., не отвечают предъявленным требованиям как по долговечности, так и по требованиям огнестойкости.
Наиболее качественные материалы для облицовки - это керамические крупноразмерные плитки, наподобие керамогранита с зеркальной поверхностью, но, во-первых, они дорогостоящие, а во-вторых, не все регионы имеют высококачественные глины необходимые для их производства, а
транспортировка изделий массового производства не рентабельна.
Другие материалы типа фиброцементых плит с различными армирующими наполнителями (целлюлоза, стружка) приемлемы по стоимости, но не отвечают
788
о
Щ SCIENCE TIME Щ
требованиям по морозостойкости, прочности и общей атмосферостойкости.
Используемые более 30 лет назад бетонные изделия, производимые по вибропрессовой и литьевой технологии, не удовлетворяют требованиям эстетичности и тенденциям времени в настоящий момент не выпускаются.
В прошлом технология фильтпрессования использовалась для создания высококачественных гипсовых облицовочных изделий (типа искусственного мрамора), а также ряда материалов на цементной основе (цементно-ракушечные плиты), к сожалению, не получили массового распространения в силу организационно-экономических причин.
В обычней практике получения различных строительных материалов и изделия для улучшения удобоукладываемости смеси используются составы со значительно более высоким содержанием воды (В/Ц= 0,4-0,7) по сравнение с количеством, которое необходимо для химической реакции гидратации вяжучего, закономерным следствием этого является снижение прочности, морозостойкости, водонепроницаемости, долго-вечности. Использование же смесей с низким водовяжущим отношением в промышленности лимитируется технологическими трудностями, связанными с перемешиванием и укладкой таких жестких смесей литьевым способом и виброформовакием. Методом прессования возможно получение изделий из смесей с достаточно низким значением водоцементного отношения.
При этом прессованный материал можно получить формованием порошка, вяжущего с его последующей пропиткой водой, холодным прессованием (при комнатных температурах жестких смесей вяжущего с водой), горячим прессованием жестких смесей вяжущего с водой (100...150 °С). Существенным недостатком вышеперечисленных способов изготовления строительных изделий является необходимость приложения достаточно высоких прессующих давлений, так как в смесях с низким водотвердым отношением большая его часть расходуется на преодоление сил трения частиц между собой и о стенки пресс-формы. При этом следует подчеркнуть, что материал, полученный таким образом, обладает весьма неоднородной, хаотичной структурой, связано это с задержкой гидратации вяжущего, твердеющего в условиях дефицита жидкой среды, с разрушением первичных элементов структуры (кристаллогидратов) под действием высокого внешнего давления и, главным образом, с высокой остаточной пористостью материала и ее неоднородностью.
В работах Волженского А.В. также отмечается, что в системах, изготовленных при очень низких водовяжушх отношениях, со временем создаются предпосылки к их саморазрушению объясняется это тем, что в образцах, отформованных при водовяжущих менее необходимых для полной гидратации вяжущего при доступе воды в затвердевшую систему извне создаются предпосылки к образованию новых объемов гидрата. Последние, не
789
о
Щ SCIENCE TIME Щ
имея пространства для размещения внутри затвердевшей структуры, способствуют возникновению внутренних напряжений, обуславливающих снижение прочности.
Анализируя результаты исследований и технологических решений, можно сказать, что наилучшее использование вяжущего возможно, когда обеспечено его максимальное растворение при избытке воды затворения с последующим эффективным уменьшением расстояний между частицами новообразований, избыток воды затворения, играющий отрицательную роль в процессе структурообразования на начальной стадии твердения, имеет положительное значение, заключающееся в обеспечении (помимо удобоукладываемости) максимального растворения зерен вяжущего и создания условий для формирования развитой коагуляционной структуры, на основе которой в дальнейшем формируется кристаллизационная структура. При этом достигается высокая дисперсность частиц кристаллической фазы и возможность их плотной упаковки, таким образом, если использовать положительную роль избытка воды и свести к минимуму его отрицательное влияние, обуславливающее высокую пористость затвердевшего материала, то можно получить структуры достаточно _ высокой прочности.
Технология фильтрационного прессования заключается в следующем: песок и цемент смешиваются в определенном соотношении, затем добавляется вода в количестве 40.... 70% от массы цемента, но затем производится приложение давления от 5 до 10 МПа в течение 1,5-4минут. В процессе формования из смеси удаляется избыток воды (до 60% от воды затворения) через фильтрующий элемент, предусмотренный конструкцией пресс-формы. Далее изделия отправляются на твердение, которое можно проводить как при естественных условиях, так и при тепловлажностной обработке.
Как показали проведенные эксперименты, составы, содержащие 70-80% кварцевого песка (Мк=1и меньше) и 20-30% портландцемента позволяют получать структуры с прочностью на сжатие порядка 30-40 МПа и 12 МПа на растяжение, что не достижимо при применении других технологических способов уплотнения цементно-песчанной смеси, например, литья,
вибропрессования даже с использованием гиперпластификаторов на поликарбоксилатной основе. Данные зависимости представлены на рис.1 и рис.2.
Если использовать более многокомпонентные составы, характерные для бетонов нового поколения, с применением аморфного кремнезема и базальтовой фибры, то возможно улучшить качественные показатели фильтрессованных изделий в 2 и более раза.
790
о
Щ SCIENCE TIME Щ
Предполагаемая технология производства данных изделий может быть реализована на любом заводе ЖБИ, что открывает перспективы более широкого использования в различных областях гражданского строительства.
Рис. 2 Зависимости прочности при изгибе от содержания цемента М 500 Литература:
1. Волженский А.В., Карпова Т.А. Влияние низких водоцементных отношений на свойства камня при длительном твердении. Журнал // Строительные материалы, № 7, 1980 г. С 18-19.
2. Ляшкевич И.М., Митрофанов А. А. Фильтр-прессовая технология производства гисоволокнистых плит. Журнал // Строительные материалы, № 1, 1980 г. С 7-9.
791
а
