Легкий автоклавный материал из местного сырья

В целях увеличения объема производства легкого стенового материала Сталинское отделение Западно-Сибирского филиала АСнА СССР провело исследовательскую работу по использованию для этого местных лессовидных суглинков. При исследовании брались следующие компоненты.

Лессовидные суглинки с химическим составом; Si О? — 61,66°/о; А12Оя— 13,66; Fe2Os—6,28; МпО—0,24; СаО 5,12; AlgO—1,91; SOs—0,4; Ti203—0,49, п.п.п.—9,03% и зерновым составом, приведенным в табл. 1.

Портландцемент марки 300 , химическим составом Si02—23,52%, Al.jOjr-5.84; i е.Оз . ,66. СаО -59,78, MgO—3,2; S03- 0,5, TiOj—0.34, п.п.п.— 1,26%;

Древесные опилки, замачивавшие! в воде и применявшиеся с влажностью 70—80 „

Дозировка производилась по весу с> хнх материалов. Суглинок сушился, а затем мололся вместе с дробленой из- вестью-кипелкой в шаровой мелынице до остатка 5—10% на сите 4 900 га/си2.

( месь с> глинка с известью или цементом перемешивали до однородности с мокрыми опилками в растворомешалке с добавлением заданного количества воды в течение 10—15 мин.

Затем она фор звалась с уплотнением ее вибрацией продолжительностью 0,5—1,0 мин., в зависимости от консистенции, и без вибрации (при литой смеси). Изделия обрабатывались в автоклаве при давлении пара 8 ати.

Для исследования физико-технических свойств материала, названного нами силикатоорганик, изготовляли из оптимальных составов кубики размером 10X10Х10 см, восьмерки и призмы 10Х10ХЗО см. Малые образцы запаривались по общепринятым режимам до 8 ати.

Все испытания физико-технических и упруго-пластических свойств проводились согласно действующим ГОСТам.

Данные испытаний силикат-органика 6 различных составов приведены в табл. 2 и 3.

Результаты показывают, что полученный материал можно использовать для производства стеновых блоков н ограждающих конструкций.



В большинстве случаев трещины появлялись на открытой верхней грани и в верхней части боковых граней куба. В основном изучалось влияние температурных напряжений, возникающих в силикат-органике в результате принятого режима запаривания.

В связи с этим в задачу исследования входил подбор режима изменения температуры пара в автоклаве, при котором перепад температур изделий был бы малым. Для исследования кривых прогрева блока во время запаривания производили замер возннкаюЩ1 температур в кубе и среде автоклава с помощью термопар (мед-константановых). По результатам измерения температур строили графики прогрева куба для принятого режима автоклавной обработки (см. рисунок).

Как видно на рисунке, середина куба при режиме 6,5+4,5-гб час. прогревалась до максимальной температуры (145°) только за 12 час., вследствие чего на кубе возникали трещины. Поэтому было исследовано четыре режима с удлинением периода подъема температуры до 12 и спуска до 9 час. за счет изотермической выдержки.

Проведенная работа по исследованию физнко-техннического выбору оптимального режима запаривания для большеразмерных кубов-блоков позволяет сделать вывод, что этот материал можно применять для производства автоклавных крупных стеновых блоков и панелей.

Лабораторией строительных материалов Краснодарского филиала НИИСель- строй совместно с работниками бетонного завода № I по предложению автора проведены опыты по замене шлака как заполнителя при изготовлении стеновых камней. Для этих целей использована морская ракушка «кардит с побережья Узкого моря, обладающая объемным весом 0,6—0,8 г/м3.

Формование трехпустотных камней размером 300/190X188 мм производилось па вибропрессованным станке СМ-40. Бетонная смесь перемешивалась в течение 5—7 мин. Продолжительность вибрации при прессовании — 5 сек. Режим пропаривания блоков: подъем температуры до 90° — 4 час., выдерживание—5 час.

Область применения этого эффективного материала можно значительно расширить, уменьшив его водопоглощение.

Для понижения водопоглощаемости пористых материалов их обрабатывают водными растворами гетерополярных поверхностно-активных веществ, которые, адсорбируясь на поверхности материала, ориентируются полярной (гидрофильной) группой внутрь, а неполярной (гидрофобной) наружу.

В этом случае смачиваемость водой снижается, краевой угол растет, а величина В cos в (по Ребиндеру), являющаяся мерой смачиваемости, падает вплоть до отрицательных значений.

Другой способ уменьшения водопоглощаемости пористых изделий состоит в обработке капилляров несмачиваемым веществом. В этом случае при попадании воды в капилляры иа их стенках образуется выпуклая, сильно искривленная поверхность жидкости — выпуклый мениск, создающий значительное капиллярное противодавление, которое препятствует проникновению жидкости в капилляры и изменяется обратно пропорционально их диаметру.

В настоящей статье описываются работы по получению гидрофобного безавтоклавного пенозолобетона путем объемной гидрофобизацпи 784-53, и хозяйственное мыло (ГОСТ 7196-55).

Эффективность объемной гидрофобизации изучалась по следующим показателям: а) предел прочности при сжатии, б) водопоглощение, в) сорбция, г) морозостойкость. Результаты гидрофобизацин оценивались по водопоглощению образцов, погруженных в воду и испытанных через 1, 3, 6, 24 час. и далее через 2, 3, 5, 7 и 10 суток.

Для изучения процесса объемной гидрофобизацни из пенозолобетона готовились образцы объемным весом 400, 600, 800 и 1 000 кг/м3. В процессе приготовления ячеистой смеси в ее состав вместе с водой затворения вводилась 50-процентная парафиновая суспензия с учетом того, чтобы количество парафина из расчета на чистый продукт не превышало 1.5°о от веса вяжущего.

Образцы выдерживались в течении 12 час. и затем подвергались пропариванию в течение 14 час. при температуре 85е ±5°. После пропаривания без давления пара образцы высушивали при температуре 105° до постоянного веса и испытывали на предел прочности при сжатии, водопоглощение, морозостойкость и сорбцию.

Для выяснения оптимальной концентрации парафина были приготовлены образцы золопенобетоиа объемным весом 600, 800 и 1 000 кг м3 с введением 50-процентной парафииозой суспензии в количестве, из расчета на чистый парафин, 1%; 1,5% и 3% к весу вяжущего. Образцы были испытаны на предел прочности при сжатии и водопоглощение.

Для объемной гидрофобизацин, имеющей целыо снижение влагопоглощения в глубоких слоях материала, была использована парафиновая суспензия, вводимая в состав пенозолобетона с водой затворення.

Парафиновая суспензия представляет собой тонкодисперсированиые частицы парафина в мыльном растворе. Сырьем для приготовления суспензии служат парафин, отвечающий требованиям ГОСТа перемешивании измельченное в тонкую стружку мыло до полного его растворения и затем при непрерывном перемешивании добавляли расплавленный парафин.

Перс мешивание продолжалось 30— 40 мин. до получении равномерной тонкодисперснои суспензии белого цвета, которая разводилась до требуемой концентрации водой, нагретой до 70—80°.

Наибольший эффект при объемной гидрофобизации достигается при обработке изделий объемным весом 600 кг/м3 (рис. 3): водопоглошение гидрофобнзированных образцов, по сравнению с контрольными, уменьшились почти в 2 раза. Так же, как и при поверхностной гидрофобизацин, относительный эффект при объемной гидрофобизации сохраняется и для образцов с более высоким объемным весом.

Для ускорения схватывания и твердения безавтоклавного золопенобетона используются химические добавки — сернокислый глинозем, хлористый кальцин или строительный гипс. Несмотря на то, что в присутствии гипса водопоглошение образцов, особенно малого объемного веса, сильно увеличивается, наши опыты пелись только с этой добавкой, так как и присутствии хлористого кальция или сернокислого глинозема происходила моментальная коагуляция парафиновой суспензии.

Как показали опыты, предел прочности при сжатии образцов, содержащих в споем составе парафиновую суспензию, мало отличается от контрольных образцов.

Водопоглощение этих образцов по сравнению с контрольными уменьшается к различной степени, в зависимости от объемного веса (рис. 4): для пенозолоостона объемным весом 400 кг/м водо- поглощсннс через сетки уменьшается почти в 2 на тля объемного веса 600 кг/л2 - - более чем в 3 раза и для объемных весов золопенобетона 800 и 1 000 кг/м3— в 1,5 раза.

Интересно отметить, что гидрофобизированные пенозолобетонные образцы, подвергнутые автоклавной обработке при /=174° и 8 ати избыточного давления, по своей водопоглощающей способности, не отличаются от контрольных образцов.

Для выявления паропронициаемости пенозолобетона, содержащего в своем составе парафин, введенный в виде парафиновой суспензии, нами были пррведены опыты по изучению сорбционной способности их при разной относительной влажности воздуха (60, 80 и 100%). Как показали опыты (рис. 5), сорбционная способность гидрофобизнроваиного пенозолобетона объемным весом 600 кг/м3 при относительной влажности 60 и 80% незначительно снижается по сравнению с обычным пенозолобетоном. При относительной влажности 100% сорбция гидрофобизированного материала почти в 1,5 раза меньше. Для объемных весов 400, 800 и 1 000 кг/м3 разница в гигроскопичности еще меньше.

В связи с тем, что коэффициент морозостойкости безавтоклавного пенозолобетона после 25 циклов замораживания и оттаивания равен 0,9—0,95, мы не наблюдали существенного эффекта при испытании гидрофобизированных образцов на морозостойкость. Однако снижение влагопоглощения должно существенно повлиять на увеличение долговечности изделий из безавтоклавного пенозолобетоиа, а также создать возможность получения изделий без фактурного слоя, так как указанная защита, беспрепятственно пропуская пары влаги, препятствует проникновению в пенозолобетон воды через наружную поверхность.