// //
Дом arrow Статьи и публикации arrow Ружинский С.И. - Активация цементов и прочность пенобетона
Ружинский С.И. - Активация цементов и прочность пенобетона

 

Активация цементов и прочность пенобетона

Ружинский С.И.

http://www.ibeton.ru/a29.php

 

 

Одна из наиболее популярных тем на различных Форумах посвященных пенобетону – несоответствие характеристик получаемой продукции с ожидаемой, либо заявленной производителями оборудования. И на первом месте проблемы с прочностью.

“…беру цемент, рекомендованный технологическим регламентом, опять же рекомендованный пенообразователь, соблюдаю все дозировки и режимы приготовления, чуть ли не молюсь перед каждым замесом – а на выходе пшик!.....”. Полученный пенобетон: “…разрушается при транспортировке…”, “…. ломается, как только возьмешь в руки…”, “…. протыкается отверткой…”, “….его можно проковырять пальцем ….” и т.д.

Конечно, можно позубоскалить и посоветовать поковырять пальцем в другом месте, - хоть удовольствие получишь, но давайте рассмотрим проблему с научной точки зрения и с учетом методологии планирования эксперимента.

Итак, - имеем классическую системную флуктационную ошибку воспроизводимости эксперимента. Иными словами по необъяснимым причинам результаты проведения эксперимента (в нашем случае это производство пенобетона) носят случайный характер.

Ранее определились, и пусть это проходит по рангу “Дано”, что результат стабильно достижим при выполнении определенных требований. В нашем случае, исходя из типового технологического регламента производства пенобетона, под таковые подпадают и являются главными:

- характеристика вяжущего;

- характеристики заполнителя;

- характеристики пенообразователя;

- характеристики оборудования;

- требования по дозированию, смешению и приготовлению компонентов;

- требования по последующему уходу за пенобетоном на стадии твердения и набора прочности

Если Вы предложите подобные начальные условия любому серьезному экспериментатору он обязательно начнет задавать массу уточняющих вопросов, т.к. данный технологический регламент не способен обеспечить строгую воспроизводимость результатов в принципе.

Возьмем простейшее – почему Вы решили, что используемый пенообразователь абсолютно идентичен исходному, принятому в качестве эталона воспроизводимости? Не будем даже рассматривать недобросовестность производителя пенообразователя – и так хватает случайных факторов. Например, некоторые пенообразователи выпадают в осадок (клее-некалевые и алюмосульфонефтяные), некоторые разлагаются под воздействием ферментов (сапониновый), некоторые подвержены бактериальному разрушению (ГК), некоторые расслаиваются по достижении граничной концентрации (клее-канифольный) и т.д. Как и где он хранился? При какой температуре? И на сколько пьян был, в конце концов, дядя Вася, начерпавший его Вам из бочки. Откуда он черпал? Сверху жижку, или и со дна гущечку захватывал?

Даже при самой строгой постановке условий воспроизводимости эксперимента, тактико-технические и эксплуатационные характеристики дяди Васи в каждый отдельно взятый отрезок времени и пространства из-за их ярко выраженной форс-мажорной природы, конечно, следует исключить – против лома нет приема. Но остальные то мы должны учитывать. И предвосхищать возможные последствия.

На эту тему много говорено-переговорено, но я возьму смелость акцентировать внимание на наименее освещенной – на теме вяжущих. Что обычно у пенобетонщиков подразумевается под вяжущим? – Цемент. Еще иногда уточняется его марочность – М400, М500, М600. Еще более точная характеристика – оговаривается количество минеральных добавок. В ПЦ-500Д0 – их до 5%, в ПЦ-500Д20 – до 20% и т.д. Уже кое-что, но все равно абсолютно недостаточно.

(Здесь и далее, все сказанное абсолютно не относится к цементам некоторых развивающихся стран, которые в погоне за “самостiйнiстю” настолько преуспели в данном начинании, что забежали даже вперед европейского паровоза, и теперь у них и шлакопортландцемент с содержанием шлака до 35%, в пику москалям, гордо именуется портландцементом второй группы эффективности, - это проходит по разряду “дядя Вася”).

При указании применяющегося цемента необходимо обязательно ссылаться на его производителя. В зависимости от особенностей местной сырьевой базы минералогия цементов разных заводов очень сильно разнится. И в первую очередь по алюминатности. Бывают низко-, средне- и высоко- алюминатные цементы. И хоть одинаковые марки этих цементов имеют равную 28-ми суточную прочность, кинетика её набора, а также время схватывания и твердения, особенно под воздействием тормозящего гидратацию цемента пенообразователя, сильно отличаются. Столь же чувствительны разные цементы и к “подстегиванию” их ускорителями. (На примере 7-ми суточной прочности это очень ярко наблюдается в приводимой ниже таблице. Для 3-х суточной и особенно суточной прочности эта закономерность еще разительней).

Абсолютно не учитывается фактор хранения цемента (маганизирования). Любой цемент при хранении теряет 8 – 15 % своей активности за месяц!!!!! Причем меньшие числа относятся к низкомарочным, а большие, – к высокомарочным цементам! Всего через пол года хранения и, хоть М600, хоть М500, хоть М400 одинаково благополучно превращаются в М200, а то и хуже. Процесс идет не только от влаги, но и под воздействием атмосферной углекислоты – а для неё даже битуминизированные шестислойные крафт-мешки помеха не большая. (Проблема серьезная, но решаемая. Более того весьма просто, даже в гаражных условиях, получить цемент, который при хранении не теряет а ….набирает! активность, т.н. эффект автоактивизации цемента. Достаточно подробно эта тема освещена в готовящейся к публикации книге “Забытые Ноу-хау советской строительной индустрии” серии “Эффективное строительство. Секреты мастерства”)

Потеря активности цементов при хранении, а также отсутствие, дороговизна либо дефицитность свежих высокомарочных цементов пригодных для производства качественного пенобетона решаема. Для этого необходимо ввести в технологическую цепочку еще один, достаточно простой агрегат, в котором будет проводиться предварительная гидратация и механоактивация цемента. Воспроизвести агрегат по приведенным ниже чертежам весьма просто (см. Приложение 1). И даже не обязательно строго им следовать. Главное - уяснить и реализовать идею.

Более подробное освещение темы, с обязательным (а куда без этого?) теоретическим экскурсом в теорию гидратации цемента и как “все это” применить на практике будет продолжено в следующем году. А пока результаты эффективности описанного механоактиватора.

Таблица 1

№ п/п

Цемент

Вид цементного теста

Время обработки (мин)

Rсж 7 суточное в кг/см2

1

Щуровский

обычное

-

92.2

активированное

20

146.0

-- // --

40

161.4

-- // --

60

180.1

2

Брянский

обычное

-

90.5

активированное

20

126.5

-- // --

40

163.4

-- // --

60

193.5

3

Белгородский

обычное

-

87.0

активированное

20

183.3

-- // --

40

177.7

-- // --

60

167.7

4

Польша

обычное

-

128.1

активированное

20

261.9

-- // --

40

229.1

-- // --

60

225.1

5

Завод “Гигант”

обычное

-

82.5

активированное

20

131.7

-- // --

40

163.1

-- // --

60

154.0

6

Подольский

обычное

-

227.0

активированное

30

375.0

7

Краматорский

обычное

-

84.9

активированное

20

145.0

-- // --

40

160.0

-- // --

60

200.0

8

Николаевский

обычное

-

89.3

активированное

20

186.0

-- // --

40

177.0

-- // --

60

137.0

9

Рижский

обычное

-

105.0

активированное

20

292.7

-- // --

40

260.0

-- // --

60

245.0

 

Примечание:

- прочность определена в 7-ми суточном возрасте для цемента М400;

- исходные цементы использовались свежие, со сроком хранения не более 1 месяца

(для лежалых цементов в данном комплексном исследовании экспериментальная проверка не проводилась, но по сведениям других авторов, эксперименты на аналогичном активаторе свидетельствуют, что разница кубиковой прочности между лежалыми (5 месяцев) и такими-же, но активизированными цементами:

- в1 суточном возрасте – 10 – 12 раз

- в 3-х суточном возрасте – 5 – 8 раз

- в 7-ми суточном возрасте – 3 – 5 раз

- в 28-ми суточном возрасте – 1.2 – 2 раза

 

Приложение 1

Цепной смеситель представляет собой конусообразный сосуд из листовой стали, внутри которого находится вертикальный вращающийся вал с прикрепленными к нему цепями. Вал через ременную передачу вращается со скоростью 250 – 300 об/мин от обыкновенного асинхронного двигателя мощностью около 2 кВт на каждые 100 л. объема смесителя.

Вода и цемент, введенные в смеситель в количествах, соответствующие принятому для данного бетона водо/цементному соотношению, подвергаются интенсивному воздействию водяного вихря и движущихся цепей. При этом возникает трение между зернами цемента интенсифицирующее его гидратацию. В результате через 20 – 60 минут в зависимости от исходных характеристик цемента получается цементное тесто высокой активности даже из низкомарочных и лежалых цементов. Особенно эффективна подобная обработка для шлакопортладцементов – после неё они по скорости гидратации они не уступают чистоклинкерным, а то и превосходят их (см. выше Таблица 1 - Краматорский цемент – шлака до 40%).

Смеситель рассчитан на периодическую выдачу обработанного в нужной степени цементного теста, необходимого для работы бетономешалки, в период времени обработки теста в смесителе.

Конструкция цепного активатора должна удовлетворять следующим основным условиям. Верхний диаметр должен быть равен высоте смесителя, нижний диаметр (по диафрагме) – половине высоты. Расстояние между узлами навески цепей – 1/12 – 1/15 высоты вала, по спирали с шагом 90о.

Толщина звена цепи, в зависимости от емкости цепного смесителя, принимается равной 8 мм (при 100 л), 10 мм (при 150 л), 12 мм (при 200 л) и 16 мм (при 250 – 350 л). Концы цепей должны не доходить до ребер на стенках смесителя на 1 – 2 мм.

У диафрагмы ставят 4 нижние цепи не по спирали, а на одной высоте – для облегчения выгрузки. Диафрагма снабжается отверстиями диаметром 10 мм с промежутками между ними 10 мм высверленных в цельном листе по концентрическим окружностям.

Для предотвращения излишнего закручивания смеси, интенсификации измельчения и увеличения жесткости конструкции, изнутри конусного корпуса равномерно приваривается 8 ребер из уголка со стороной 20 – 30 мм.

Дозировка цемента и воды производится по весу. Вместе с цементом допускается вводить пластификаторы, ускорители и иные модификаторы.

схема активатора

схема активатора

Цепной смеситель емкостью 300 л. Разработан инж. Криволуцким И.Е. и Бодянским Б.А., впервые опубликован в “Сборник материалов по обмену опытом в строительстве” №6, 1965 г. (1 – загрузочное отверстие, 2 – смотровой люк, 3 – ребра завихрителей, 4 – цепи (положение цепей во время работы), 5 – диафрагма, 6 – выходное отверстие)

Дата последней редакции 21.12.03 - 10709 знака

Сергей Ружинский, Харьков, Городок

E-mail:ryginski@aport.ru

(Все права защищены, публикация данной информации в любом виде, без разрешения владельцев запрещена. С предложениями обращаться ibeton@mail.ru)
Copyright 1999-2003 ООО Строй-Бетон. Все права защищены.
www.ibeton.ru

 

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.