Ускорение твердения монолитного пенобетона при пониженных и отрицательных температурах Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Содержание

165

В условиях плотной упаковки упрочнение контакта BaSO4 также способствует увеличению электропроводности, что и наблюдается в эксперименте.

4. Заключение

В работе исследованы электропроводность и прочность при водонасыщении фосфатных материалов в присутствии BaSO4 и CaSO4-2H2O. Показано, что введение BaSO4, приводит к увеличению в три раза электропроводности и на 40% прочности при водонасыщении.

5. Литература

Сватовская Л.Б., Соловьева В.Я., Масленникова Л.Л., Латутова М.Н. и др. Термодинамический и электронный аспекты свойств композиционных материалов для строительства и экозащиты. - СПб.: ОАО «Издательство Стройиздат СПб», 2004. - 176с.

УДК 999.666

УСКОРЕНИЕ ТВЕРДЕНИЯ МОНОЛИТНОГО ПЕНОБЕТОНА ПРИ ПОНИЖЕННЫХ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

С.Д. Петров, А.В. Хитров

Аннотация

Отсутствие методических разработок по укладке монолитных пенобетонов в условиях пониженных и отрицательных температур значительно сдерживает увеличение объемов применения этого материала. Рассмотрены возможности использования существующих методов зимнего бетонирования применительно к монолитному бетону. Как наиболее эффективные выделены метод «термоса», электропрогрев и применение противоморозных добавок. Выявлены особенности их применения для пенобетона. Отработаны рекомендации по расчету параметров укладки пенобетона при низких и отрицательных температурах, с использованием выбранных методов.

Ключевые слова: монолитный пенобетон; пониженные и отрицательные температуры; метод термоса; противоморозные добавки; электропрогрев греющими проводами

Известия Петербургского университета путей сообщения

2005/1

Содержание

166

Введение

В настоящее время на Российском строительном рынке применение монолитного пенобетона получает все большее распространение. Расширяется список конструкций возводимых из пенобетона:

- устройство кровли, стяжек и полов по грунту;

- утепление покрытий и наружных стен;

- заполнение колодцевой кладки;

- самонесущие стены и монолитные перекрытия;

- утепление трубопроводов и т. д.

Растет количество научных и проектных организаций занимающихся вопросами внедрения пенобетонов в строительную практику. Увеличивается список строительных организаций, осваивающих технологию применения монолитного пенобетона в условиях строительной площадки.

Появление качественно новых пенообразователей и большого количества оборудования для приготовления пенобетона дало толчок к развитию пенобетонных технологий и не только в виде блоков. Монолитный пенобетон все шире применяется в строительстве. Идея поризации материалов строительными пенами, с целью повышения их теплотехнических характеристик, приобретает реальные черты.

Одним из сдерживающих факторов повсеместного применения монолитного пенобетона является отрицательная температура наружного воздуха. Как работать с пенобетоном при низких и отрицательных температурах? Какие методы укладки и ухода за свежеуложенным пенобетоном применять? Возможно ли вообще ведение работ зимой с применением монолитного пенобетона?

По зимнему бетонированию существует множество книг, научнотехнических разработок, научных статей и рекомендаций, методические пособия и т.д. Ведется обучение специалистов методам строительных работ в зимних условиях. Строительные процессы зимой не останавливаются, они лишь преобразуются. По производству бетонных работ в зимних условиях существует богатый мировой опыт. Однако планируя работы по укладке монолитного пенобетона при пониженных температурах, строители сталкиваются с проблемой отсутствия каких либо рекомендаций и разработанных технологий по этому поводу.

1. Современные способы ускорения твердения монолитного бетона при низких и отрицательных температурах

1.1. Современные способы зимнего бетонирования. Методы исследования. Постановка задачи

Известия Петербургского университета путей сообщения

2005/1

Содержание

167

В основу проводимых исследований взято предположение о возможной преемственности существующих технологий зимнего бетонирования, для укладки монолитного пенобетона. Имея одинаковую цементную основу, базирующуюся на процессах гидратации цемента, различие в твердении определяется поведением применяемых пен. По своей сути пенобетон, это цементная (или цементно-песчаная) смесь с пеной, не оседающей до момента схватывания цемента. После того как цементная матрица схватилась и способна удерживать свои формы, пена может оседать без ущерба для конструкции, свою миссию она выполнила. При низких температурах внутреннее давление в порах слабеет, и пена теряет способность удерживать сдавливающее напряжение от цементной смеси. Таким образом, усложнение задачи сводится к тому, что в условиях низких и отрицательных температур, помимо соблюдения процессов гидратации цемента, необходимо соблюсти условия устойчивости пены.

1.2. Методы исследования. Постановка задачи

Для ускорения твердения монолитного пенобетона в условиях пониженных и отрицательных температур рассмотрена возможность применения наиболее широко используемых способов зимнего бетонирования:

- метода «термоса»;

- применение противоморозных добавок;

- электропрогрев нагревательными проводами.

2. Использование метода «термоса» для обеспечения условий набора прочности монолитного пенобетона, твердеющего при пониженных температурах

2.1. Теоретические основы укладки бетона методом термоса

Сущность способа укладки бетона методом «термоса» состоит в том, что запас суммарного тепла в бетоне должен соответствовать его расходу, при остывании конструкции до момента приобретения заданной прочности.

2.2. Исследование особенностей твердения пенобетона при укладке методом термоса

Проведенные исследования и практическое применение метода «термоса» для монолитного пенобетона показали преемственность существующих методик, но с учетом специфики монолитного пенобетона, которая сводится к тому, что, определяя время остывания до 0оС по формуле Скрамтаева,

Известия Петербургского университета путей сообщения

2005/1

Содержание

168

^ _ СбУб б н ^б.к ) ^

КМп (б.ср - t„.e. )

где: т - продолжительность остывания бетона, ч; Сб - удельная теплоемкость бетона, кДж/кг С; Хб - плотность бетона, кг/м ; t6H. -начальная температура бетона в конструкции, °С; t6K - температура бетона к концу остывания, рекомендуется принимать не ниже 5 °С; t6cp. - средняя температура остывания конструкции, °С; tHe. - температура наружного воздуха, °С; Ц - расход цемента, кг/м3; Э - удельное тепловыделение цемента за время твердения бетона Дж/кг; Мп - модуль поверхности конструкции м-1; К - коэффициент теплопередачи через опалубку и

л

теплоизоляцию, Вт/м •К.

Необходимо учитывать, что t6H зависит от пенообразователя. Опытами на пеноконцентратах было установлено, что разрушение пены на протеиновых пенообразователях происходит при температурах выше +30оС, пены на синтетических пенообразователях разрушаются при температурах нагрева более +60оС, пены на клееканифольных пенообразователях разрушаются при температуре нагрева более +70оС.

Далее зная время остывания, и определив среднюю температуру остывания можно по таблицам набора прочности, определить какой процент прочности от R28t наберет пенобетон за время остывания. Подсчитанную прочность необходимо сравнить с критической, которая заранее устанавливается в зависимости от конструкции, создаваемой из пенобетона. Для продления времени остывания необходимо, либо дополнительно утеплять конструкцию, либо применить более активный цемент, или же менять способ бетонирования на более экономичный.

3. Использование химических добавок для ускорения твердения монолитного пенобетона при низких и отрицательных температурах

3.1. Исследование противоморозных добавок на совместимость с применяемыми пенообразователями

При рассмотрении возможности применения существующих противоморозных добавок для укладки монолитного пенобетона, была выявлена проблема совместимости противоморозных добавок с пенообразователями, применяемыми при производстве пенобетонов.

ТАБЛИЦА 1. Совместимость пенообразователей и противоморозных

добавок

Известия Петербургского университета путей сообщения

2005/1

Содержание

169

Химическая природа ПО Название ПО CaCl2+NaCl NaNO2 K2CO3

Алкилсульфат Пеностром, ПО-6, ПБ-2000 + +

Соли смоляных кислот Клееканифоль ный ПО - + +

Протеины и гидролизаты белков НЕОПОР, УНИПОР, ЭДЕМА, НИКА + +

(-) - пена разрушается; (+) - пена не разрушается

Агрессивность добавок по отношению к пенообразующим веществам приводит к разрушению пены и осадке пенобетона. Результаты проведенных исследований приведены в табл. 1.

4. Применение электропрогрева греющими проводами при укладке пенобетона в условиях отрицательных температур

4.1. Основы технологии термообработки бетонов с применением греющих проводов

При исследовании возможности применения электропрогрева бесконтактным способом, путем укладки греющих проводов в массив пенобетонной конструкции, было выявлено, что процессы, протекающие в пенобетоне под воздействием бесконтактного электропрогрева, в принципе, позволяют пенобетону набирать «критическую прочность», -при которой дальнейшее замораживание становится неопасным. В тоже время исследования показали, что и этот метод необходимо применять с учетом особенностей пенобетонной смеси.

4.2. Структурные особенности твердения монолитного пенобетона под воздействием греющего провода

Стремление нагреть провода как можно сильнее, при укладке тяжелого бетона, сдерживается лишь температурой «заваривания» цемента и температурой плавления изоляции нагревающего провода. Установлено, что при электропрогреве монолитного пенобетона необходимо учитывать и то, что повышение температуры пенобетона может вызвать разрушение пены. Температура, при которой происходит разрушение пены, нами названа предельной Тпр. Пены полученные на разных пенообразователях имеют свои значения Тпр, приведенные в табл. 2.

ТАБЛИЦА 2. Температуры разрушения различных пен

Известия Петербургского университета путей сообщения

2005/1

Содержание

170

Название пенообразователя Температура разрушения пены, °С

Пеностром, ПО-6, ПБ -2000 60

Клееканифольный ПО 70

НЕОПОР, УНИПОР, ГК, НИКА 30

5. Заключение

Накопленный нами опыт позволяет сделать вывод, что особенностью зимней укладки монолитного пенобетона является, не только создание условий для гидратации цемента, но и сохранение порообразующей системы. До момента схватывания цементной матрицы и набора ею прочности, необходимой для удерживания собственного веса, пенообразующая структура должна стоять. Сделаны лишь первые шаги в этой области. Для выработки полного объема рекомендаций по способам зимней укладки монолитного пенобетона, необходимы дальнейшие исследования. У монолитного пенобетона большое будущее и чем меньше сдерживающих факторов, тем шире спектр его практического применения.

6. Литература

Головнев С.Г. Оптимизация методов зимнего бетонирования. - Л.: Стройиздат, 1983. -142 с.

Миронов С.А. Теория и методы зимнего бетонирования. - М.: Стройиздат, 1975. -357 с.

Бессер ЯР. Методы зимнего бетонирования. - М.: Стройиздат, 1976, -175 с. Руководство по зимнему бетонированию с применением метода термоса. - М.: Стройиздат, 1975. - 21 с.

Руководство по производству бетонных работ в зимних условиях Дальнего востока, Сибири и крайнего Севера. ЦНИИОМТП. - М.: Стройиздат, 1982. - 68 с.

УДК628.1

УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ В СЕТИ

Е.Е. Пиленкова

Аннотация

Известия Петербургского университета путей сообщения

2005/1