Вибрационные воздействия в технологии газобетонов и газосиликатов

До последнего времени разработка технологии ячеистых бетонов шла путями, обособленными от общепринятых принципов получения цементных и силикатных бетонов. Это выражалось прежде всего в том, что в основных процессах производства изделии из ячеистых бетонов — измельчении и гомогенизации смеси, перемешиании сухих составляющих с водой, вспучивании массы и укдадке ее в формы—не применялись или совершенно недостаточно применялись вибрационные возденствия.

Детальное изучение технологии ячеистых бетонов позволяет прийти к заключению, что дальнейшее совершенствование се должно опираться на достижения в области теории тяжелых Сетонов, на получившие известность работы акад. П. А. Ребиндера и проф. Н В. Михайлова 1,2 по физико-химической механике бетонов.

Из этих работ следует, что организация высокоэффективного технологического процесса возможна лишь при сочетании химического действия добавок поверхностно-активных веществ с механическими вибрационными воздействиями на всех стадиях производства бетона

Применение вибрационных воздействий в технологии ячеистых бетонов было впервые предложено К- Э. Горяйновым, М. Г. Давидсоном, Е. Г. Григорьевым, В. А. Куприяновым 3.

Теоретические данные и экспериментальные исследования свидетельствуют, что вибрационные воздействия могут применяться на всех стадиях производства ячеистых бетонов- измельчения и гомогенизации смеси (вибропомол основных компонентов и виброактнвацпя смесей), перемешивания су тих составляющих с водой (виброперемешывание растворов) вспучивания ячеистой массы в процессе активного газовыделения (вибровспучнванне газобетонов тт газосплькатов); укладки массы в формы (виброукладка газобетоиных и газосиликатных).

Виброактивация смесей и виброперемешнваше растворов позволяют значительно повысить однородность ячеистого раствора, а следовательно, улучшить микро- и макроструктуру бетонов, физпко-механнческье свойства изделии из них.

Вибровспучнванне дает возможность уменьшиIL количество воды затворения управлять процессом вспучивания ячеистой смеси н, что особенно важно, отказаться от продолжительной выдержки изделии для вызревания до тепловой обработки, резко сократив, таким образом, длительность технологического процесса. Применение этого способа позволяет организовать конвейерное производство крупноразмерных газосиликатных и газобетонных изделий4.

Виброукладка ячеистых масс лает возможность повысить коэффициент конструктивного качества изделий н устранить образование горбушки в процессе производства

Все эти виды вибрационных воздействий в настоящее время дополнительно нсстедуются. получают теоретическое и экспериментальное обоснование. Так, виброактивацпя изучается в институте строительных материалов Академии наук Латвийской ССР технология виброперемешивання разрабатывается на Ленинградском ДСК-3, в НИИЖелезобстоие Главмоспромстройматерналов, МИСИ имени В. В. Куйбышева и ряде других организаций; метод вибровспучивання детально разработанный НПМЖелезобетоном и МИСП внедряется сейчас в практику, виброукладка газобетона совершенствуется на Ленинградском ДСК-3 специалистами комбината в содружестве с НИИ-200 и ЛИСИ8.

Все эти работы имеют существенное значение, но только комплексная вибрационная технология в сочетании с введением поверхностно-активных добавок позволит коренным образом усовершенствовать процесс производства ячеистых бетонов.

Нами в лабораторных и заводских условиях проведена эьспериментальнзя работа го проверке эффективности раздельного и совместш го применения внброперемешивання смеем п вибровспучивання раствора Исследовались теплоьзоляционный и конструктивный ячеистые бетоны, изготовленные с вибрационными воздействиями разного характера п интенсивности. Изучались изделия, подвергнутые пропариванию ь автоклавной обработке.

Изготовление ячеистых бетонов по методу внбровспучивання было в опытном порядке организовано на Бутовском комбинате строительных материалов, Ижевском комбинате железобетонных изделий и некоторых других предприятиях. На Люберецком силикатном заводе этот метод применялся при выпуске опытной партии панелей наружных стен из газосиликата объемным весом 700—800 кг/м3 для пятиэтажных жилых домов. В настоящее время ведутся работы по реконструкции цеха виброкирпичных панелей этого заводя на производство стеновых газосиликатных конструкций методом вибровспучивання. Проектная производительность цеха 18 тыс. м3 в год.

Исследованиями установлено, что по сравнению с принятой ныне технологией применение вибровспучивання позволяет значительно снизить водотвердое отношение ячеистых бетонов. При этом получается очень густой раствор (расплыв на вискозиметре Суттарда 9—10 см), который недостаточно хорошо перемешивается в газебетономешалках обычного (л=55—60 об/мин). Переоборудование приводной системы газобетономешалок с увеличением числа оборотов до 160— 200 в мин повышает однородность смеси. Дальнейшее совершенствование способа смешивания ячеистых растворов с пониженным водотвердым отношением, как показали наши нсстедоваиня, может быть достигнуто при сочетании процессов перемешивания ячеистой смеси н ее вибрирования с повышеннымн частотами в скоростном смесительном агрегате.


Из приведенных данных следует, что вибровспучиванне смесей позволяет снизить их водотвердое отношение по сравнению с обычной технологией примерно на 18%, доведя его при объемном весе ячеистого бетона 800 кг/м3 до 0,30 для известково-песчаных смесей и до 0,32 для цементпо-песчаных, в то время как виброперемешиванне с последующим вспучиванием без вибрации дает возможность понизить содержание воды затворения лишь на 2—7%. Совместное применение вибрационных воздействии при перемешивании к вспучивании позволяет уменьшить водотвердое отношение на 22—25Vii и применять для волнения изделий объемным весом 400, 600 и 800 кг/м3 газосиликатные смеси с В/Т, равным соответственно 0,42; 0,38 н 0,34.


Следует иметь в виду, что при таких низких водотвердых отношениях известково-песчаные смеси очень быстро схватываются, в них разтянется температура до 96—98° С. Для понижения экзотермического эффекта целесообразно осуществлять совместный помол извести с частью песка карьерной этажностн (20—30% от веса извести).

Возможность некоторого понижения водотвердого отношения в условиях внброперемешиваиия объясняется лучшим распределением водных пленок между твердыми составляющими раствора и понижением вязкости как при перемешивании раствора, так и по окончании этого процесса. Это подтверждается исследованиями, проведенными на капиллярном вискозиметре АКВ-3 и ротационном вискозиметре РВ-7.

В табл. 2 дана характеристика пористости образцов, усредненные результаты испытаний которых приведены в табл. I.


Повышенная прочность (до 60% по сравнению с обычным способом изготовления) при совместном применении внброперемешиваиия и метода вибровспучиванмя может быть объяснена рядом обстоятельств. При виброперемешивании смесей с пониженным содержанием воды затворения, кроме уже указанного выше увеличения удельной поверхности тонкоизмельченных компонентов, наблюдаются рост площади контакта вяжущего м кремнеземистого заполнителя, а также ускорение гидратации вяжущего за счет вибрационных и механических воздействий. Все это в целом приводит к улучшению микроструктуры и некоторому уплотнению цементно-песчаного или известково-песчаного камня. Кроме того, в внброперемешанном растворе равномерно распределены вяжущее н алюминиевая пудра Применение же метода вибровспучнвання обеспечивает поддержание во время активного газовыделения постоянных н оптимальных пластично-вязких свойств ячеистого раствора. Поэтому при вибровспучивании образуется мелкопористая однородная структура с газовыми порами, приближающимися по форме к сферическим (см. рисунок). Следует также иметь д виду, что при вибрировании в процессе вспучивания происходит уплотнение цементного или песчаного раствора стенок газовых пор, что приводит к еще большему улучшению структуры вибровспученного ячеистого бетона