РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОБЕТОНА СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ 400–1200 КГ/М2

http://agiostroy.ru/magazine/7.html

П.А. Паутов
аспирант

На первом этапе исследования произведена оценка гидратационной активности минералов портландцемента в присутствии модифицированной пенообразующей добавки на протеиновой основе.

С этой целью изготавливались образцы-кубы с гранью 1 см на основе мономинералов портландцементного клинкера. Пенообразующая добавка вводилась в количествах необходимых для получения пенобетона средней плотности 400, 600, 1000, 1200 кг/м3 (Таблица 1).

Образцы твердели в естественных условиях при температуре выше 15° С в течение 56 суток. Прочность при сжатии контролировали в возрасте 28 и 56 суток и проводили физико-химические исследования камня на основе мономинералов в возрасте 28 суток методами рентгенофазового и дифференциально-термического анализов.

На основании полученных данных физико-химических исследований произвели термодинамические расчеты, которые показали, что все минералы портландцемента с ПД, также как и без нее характеризуются ростом прочности в течение всего анализируемого периода, равного 56 суткам и по данным термодинамического расчета имеют отрицательное значение термодинамического резерва ТР∆G, что является основанием считать, что для всех минералов возможно дальнейшее самопроизвольное протекание реакций гидратации и, соответственно, должно осуществляться упрочнение самотвердеющей системы.

В присутствии пенообразующей добавки наиболее активно вовлекаются в гидратационные процессы силикатсодержащие минералы.

Для всех мономинералов введение пенообразующей добавки в количестве менее 0,28 мас. % от массы цемента способствует максимальному повышению прочности камня, в основном, превышая значение прочности контрольного образца.

Установлено, что для получения теплоизоляционного пеноматериала с улучшенными параметрами качества, D400–D600, для которого характерно высокое содержание ПД = 0,4–0,6 % от массы цемента, целесообразно использовать портландцемент с пониженным содержанием C3A.

Для конструкционно-теплоизоляционного пеноматериала нормального твердения плотностью от 800 до 1200 кг/м3 допускается использовать портландцемент с повышенным содержанием мономинерала С3А и С4AF.

Полученные результаты гидратационной активности минералов портландцемента в присутствии ПД были положены в основу дальнейших исследований.

На следующем этапе исследований произведена оценка влияния среднеалюминатного и высокоалюминатного цементов на основные физико-механические характеристики пенобетона средней плотности от 400 до 1200 кг/м3.

В работе были использованы Пикалевский портланд цемент ПЦ 400 Д 20 с расчетным содержанием алюминатов 5% и высокоалюминатный белый бездобавочный цемент с расчетным содержанием С3А 14–17%.

В соответствии с ГОСТ 310.4-81 произведена оценка гидратационной активности белого и Пикалевского цементов, которая после тепловлажностной обработки имела одинаковое значение, оцениваемое по прочности при сжатии, и составило около 27 МПа.

Прочность пенобетона, приготовленного на рассмотренных цементах, представлена в таблице 2.

Анализ полученных данных показывает, что прочность пенобетона, независимо от плотности, выше на портландцементе Пикалевского объединения «Глинозем», характеризуемого пониженным содержанием алюминатов, но при увеличении плотности пенобетона до величины равной 1000 кг/м3 прочность на белом цементе (с повышенным содержанием алюминатов) приближается к прочности пенобетона на Пикалевском, что согласуется с проведенными термодинамическими исследованиями.

Теплопроводность пенобетона, изготовленного на среднеалюминатном цементе, оценивалась по коэффициенту теплопроводности, определенного на образцах размером 10 х 10 см и высотой до 3 см, высушенных до постоянного веса. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Коэффициент теплопроводности для образцов на основе среднеалюминатного цемента во всем диапазоне рассматриваемых плотностей имеет более низкое значение по сравнению с образцами на высокоалюминатном цементе и характеризуется более низким значением по сравнению с требованиями ГОСТ на ячеистые бетоны.

Важной характеристикой для оценки долговечности и коррозионно-защитных свойств бетона по отношению к арматуре является водопоглощение. Экспериментально определено, что водопоглощение пенобетона на среднеалюминатном (сером) цементе примерно в 2 раза ниже, чем на белом, и для средней плотности 1000 кг/м3 не превышает 10 %, что должно обеспечивать достаточную атмосфероустойчивость и долговечность материала.

Проведенные физико-механические исследования и полученные результаты, представленные выше, позволяют сделать вывод, что для производства пенобетона предпочтительнее использовать цемент с пониженным содержанием алюминатов. В северо-западном регионе к таким цементам относится портландцемент Пикалевского объединения «Глинозем».

В качестве заполнителя при производстве пенобетона используется песок. Крупность песка оказывает определенное влияние на свойства пенобетона. В работе проведена оценка зависимости прочности пенобетона (различной плотности) от крупности песка и установлено, что для достижения максимальной прочности пенобетона (при прочих равных условиях) определенное значение имеет использование заполнителя оптимальной крупности в соответствии графиком, представленным на рис. 1.

Полученные зависимости свойств пенобетона от состава цемента и крупности заполнителя положены в основу производства пенобетона в промышленных условиях, что позволило изготовить пенобетон с высокими параметрами качества средней плотности 300 и 400 кг/м3, в стационарных условиях на ОАО ЗСК-19 и на мобильной установке, и использовать для утепления чердачных помещений и для устройства полов жилых зданий (например пенобетон плотности 300 кг/м3 имел прочность в возрасте 28 суток 17 кг/см2).

Пенобетон плотности от 1000 до 1300 кг/м3 с определенными характеристиками по подвижности использован в качестве кладочного пенораствора, твердение которого осуществляется при положительных и отрицательных температурах.

Положительный суммарный эффект, обеспечивающий твердение пенораствора при отрицательной температуре, достигается использованием жидкости затворения с противоморозной добавкой «Антифриз-ДС» и добавленем в цементно-песчаный раствор извести.