CC BY
45УДК 691.328.34:666.193.2:691.618.92:
ЯЧЕИСТЫЙ БЕТОН, АРМИРОВАННЫЙ МИНЕРАЛЬНЫМИ ВОЛОКНАМИ CELLULAR CONCRETE, REINFORCED WITH MINERAL FIBERS
©Кодзоев М.-Б. Х.
Национальный исследовательский Московский государственный
строительный университет (НИУМГСУ) г. Москва, Россия, [email protected]
©Kodzoev M.-B.
National Research University Moscow state university of civil engineering (NRU MSUCE) Moscow, Russia, [email protected]
Аннотация. Отечественный строительный комплекс решает в настоящее время три основные задачи: преодоление последствий кризиса, развитие сегмента жилья эконом-класса и продвижение передовых энергоэффективных технологий, создающих минимальную нагрузку на окружающую среду.
Наибольшее распространение в строительстве получили теплоизоляционные бетоны на основе легких заполнителей, такие как ячеистый бетон, газобетон и пенобетон. Экономический кризис, произошедший в 2008-2009 года, вызвал спад производства большинства строительных материалов (цемента, ЖБИ и ЖБК, кирпича и др. материалов) на 26-38%, практически не коснулся производства сухих строительных смесей и ячеистых бетонов, даже прибавивших за это время 25-30%.
Abstract. The Domestic building complex decides now three main tasks: the overcoming of consequences of crisis, the development of the segment of economy-class and the promotion of advanced energy efficient technologies, which create a minimum environmental load.
The most widely used in construction got insulating concrete based on lightweight aggregates, such as cellular concrete, foam concrete and aerated concrete. The economic crisis in 2008-2009 caused a decline in the production of most building materials (cement, concrete products and reinforced concrete structures, brick and other materials) 26-38%, did not affect the production of dry construction mixtures cellular concrete and even gained during this time is 25-30%.
Ключевые слова: ячеистый бетон, ячеистая структура, минеральное волокно, фибра, армирование, пенобетон, стекловолокно.
Keywords: сellular concrete, cellular structure, mineral wool, fiber, reinforcement, foam concrete, glass fiber.
Отечественный строительный комплекс решает в настоящее время три основные задачи: преодоление последствий кризиса, развитие сегмента жилья эконом-класса и продвижение передовых энергоэффективных технологий, создающих минимальную нагрузку на окружающую среду [1].
Наибольшее распространение в строительстве получили теплоизоляционные бетоны на основе легких заполнителей, такие как ячеистый бетон, газобетон и пенобетон. Экономический кризис, произошедший в 2008-2009 года, вызвал спад производства
большинства строительных материалов (цемента, ЖБИ и ЖБК, кирпича и др. материалов) на 26-38%, практически не коснулся производства сухих строительных смесей и ячеистых бетонов, даже прибавивших за это время 25-30% [2].
Ячеистый бетон характеризуется низкой ударной прочностью, низким сопротивлением на разрыв, и образованием усадочных трещин при твердении. Для решения этих вопросов, легкий бетон армируются различными волокнами. В последнее время, для армирования ячеистого бетона, стали применяться волокна на основе полипропилена, полиамида, базальтовое и стеклянное волокно (Рисунок).
Технология «ВСМ-ПЕНОБЕТОН» основана на применении фиброволокна (тонкого полипропиленового волокна ВСМ с длиной волокон до 12 мм). Выпускают пеноблоки (фибропенобетон) марки D600.
Для изготовления пенофибробетона в смеситель засыпают песок, цемент и перемешивают до получения смеси однородного цвета. Затем смесь затворяется водой в количестве, соответствующем выбранной рецептуре. И перемешивают до получения однородной массы. Далее добавляется ВСМ в количестве 600 г на 1 м3 смеси. Так как волокно в смеси диспергируется полностью, дополнительной распушки не требуется. Из-за наличия в 600 г ВСМ порядка 300 млн волокон, это не позволяет пенобетону трескаться.
Рисунок. Армирующая фибра: А — стальная; Б — полипропиленовая; В — базальтовая
Фибра обеспечивает безусадочность, прочность и направленную кристаллизацию раствора. В период перемешивания цементно-песчаной смеси, фиброволокно производит пространственное армирование пенобетона, за счет равномерного распределения по всему объему (распушение). В связи с этим, происходит стабилизация структуры пенобетона, которая в свою очередь предотвращает образование и развитие в нем внутренних дефектов. При разрушении структуры пенобетона под действием нагрузки не наблюдается отделение осколков — они остаются связанными между собой волокнами.
Затем, при помощи пеногенератора, в смеситель подается определенное количество пены (согласно необходимой плотности пенобетона), где она перемешивается с цементно-песчаной смесью. Контролируя задаваемую плотность, получают требуемую прочность пенобетона на сжатие. Затем под давлением, по рукаву в формы подается фибропенобетон.
По истечении 7 суток пенобетон набирает 55-70% марочной прочности. Отпускная прочность сборных элементов от проектной марки — 70-80%. Монтаж начинают по истечении 2-3 недельной выдержки элементов на воздухе. Тепловая обработка изделий (в камерах или под термоколпаками) осуществляется по стандартным режимам. Для понижения трещинообразования ячеистого бетона, повышения его прочности при растяжении и изгибе, а также морозостойкости предложена универсальная технология армирования его минеральными волокнами (стекловолокном).
Одной из важнейших задач, является использование дисперсных кварцсодержащих вторичных промпродуктов. Так как в пенобетоне основную часть сырьевой смеси, составляет кремнеземистый компонент. Использование таких материалов снижает энергозатраты на помол кремнеземистого компонента и исключает из потребления природные кремнеземистые компоненты.
Увеличение прочности при растяжении без автоклавного ячеистого бетона достижимо путем фиброармирования бетонной матрицы, добавкой минеральной ваты, в частности, стекловаты. Влияние щелочной среды композиций с содержанием доменного шлаки и зол, в которых есть соединения SiO2 и AI2O3 [3], на стекловолокно меньше, чем традиционных, имеющие кальциевые соединения.
Введение стекловаты производилось следующим образом: в смеситель наполненный водой, загружали стекловату и в течение определенного времени перемешивали смесь. Далее в смеситель вводили сухие компоненты и перемешивали еще около 1-2 мин. После добавления требуемого количества водно-алюминиевой суспензии, перемешивание продолжалось до равномерного распределения газообразователя в сырьевой массе. На оптимальном составе плотностью равной 700 кг/м3 по прочностным показателям проводили исследования влияния добавок стекловаты на прочностные характеристики легкого бетона.
Применение базальтовой фибры в качестве армирующего материала для бетона и пеноблоков повышает сопротивление конструкций изгибающим нагрузкам. Такие пеноблоки отличаются негорючестью, стойкостью к вибрации и высокой сопротивляемостью к ударным нагрузкам. Базальтовая фибра продлевает срок эксплуатации сооружений, снижает трещинообразование и усадочную деформацию [4].
Армированные ровингом или фиброй конструкции можно возводить на слабых грунтах, тем самым решая проблемы экономии энергетических и сырьевых ресурсов.
Пеноблоки c базальтовой фиброй, снижают трудозатраты на проведение арматурных работ, общий вес строительных конструкций, и сокращают сроки строительства. Если суммировать все преимущества, которые предоставляет базальтовая фибра и армированные ровингом пеноблоки, то они заключены в сокращении экономических затрат на строительство объектов с обеспечением их надежной и долговечной эксплуатации.
Базальтовую фибру можно вводить в пенобетон любым из способов:
1) Фибра засыпается в бетоносмеситель (миксер), в сухую смесь перед добавлением воды. Для более качественного распределения волокон необходимо засыпать фибру частями в заполнитель во время перемешивания. За счет этого происходит однородное распределение фибры в бетоне. Расход фибры на 1 м3 бетона (длиной 6 мм) составляет 0,5-1 кг.
2) Фибра добавляется небольшими порциями в бетон при замесе непосредственно в миксер.
Список литературы:
1. Микульский В. Г., Сахаров Г. П. и др. Строительные материалы (Материаловедение. Технология конструкционных материалов). 5-е изд., допол. и перераб. М.: АСВ, 2007. 520 с.
2. Жуков А. Д., Рудницкая В. А. Пенобетон, армированный базальтовой фиброй // Вестник МГСУ. 2012. №6. С. 83-87.
3. Крылов Б. А., Хахуташвили Г. Н. Влияние технологических переделов на структуру и некоторые свойства легких бетонов. Бетон на рубеже третьего тысячелетия / Материалы 1-й Всерос. конф. по проблемам бетона и железобетона. Кн. 3. М.: Ассоциация «Железобетон», 2001. С. 1800.
№10 2017 г.
4. Меркин А. П. Научные и практические основы улучшения структуры и свойств поризованных бетонов: дисс. ... д-ра техн. наук. М., 1971. 239 с.
References:
1. Mikulskii, V. G., Sakharov, G. P., & al. (2007). Stroitelnye materialy (Materialovedenie. Tekhnologiya konstruktsionnykh materialov). 5-e izd., dopol. i pererab. Moscow, ASV, 2007. 520
2. Zhukov, A. D., & Rudnitskaya, V. A. (2012). Penobeton, armirovannyi bazaltovoi fibroi VestnikMGSU, (6), 83-87
3. Krylov, B. A., & Khakhutashvili, G. N. (2001). Vliyanie tekhnologicheskikh peredelov na strukturu i nekotorye svoistva legkikh betonov. Beton na rubezhe tretiego tysyacheletiya. Materialy 1-i Vseros. konf. po problemam betona i zhelezobetona. Kn. 3. Moscow, Assotsiatsiya Zhelezobeton, 1800
4. Merkin, A. P. (1971). Nauchnye i prakticheskie osnovy uluchsheniya struktury i svoistv porizovannykh betonov: diss. ... d-ra tekhn. nauk. Moscow, 239
Работа поступила Принята к публикации
в редакцию 25.09.2017 г. 28.09.2017 г.
Ссылка для цитирования:
Кодзоев М-Б. Х. Ячеистый бетон, армированный минеральными волокнами // Бюллетень науки и практики. Электрон. журн. 2017. №10 (23). С. 134-137. Режим доступа: http://www.bulletennauki.com/kodzoev (дата обращения 15.10.2017).
Cite as (APA):
Kodzoev, M-B. (2017). Cellular concrete, reinforced with mineral fibers. Bulletin of Science and Practice, (10), 134-137
