Повышение качества ячеистобетонных изделий путем использования комплексного Газообразователя

Эксплуатационные свойства изделий из ячеистого бетона, полученного с использованием газообразователя, в значительной степени определяются характером пористости межпоровых. Традиционный газообразователь — алюминиевая пудра в сырьевой смеси реагирует с гидроксильным ионом, и выделяется водород. Этот процесс совмещается с изменением реологических характеристик бетонной смеси, что приводит к образованию напряжений в массе, а затем трещин в межпоровых перегородках бетона. Количество дефектов зависит от средней скорости образования массы газа. Возникновение и развитие внутренних напряжении бетона детально изучены в Рижском политехническом институте. Установлено, что чем меньше эта скорость, тем чиже абсолютная величина напряжения, возникающего в межпоровой перегородке бетона. В этом случае вероятность образования дефектов уменьшается.

Вспучивание смеси осуществляется за счет применения алюминиевой рудой ПАП-1 (ГОСТ 5494—71). Процесс порообразования регулируют, изменяя расход пудры и назначая соответствующие температурные параметры смеси, что однако недостаточно для получения бездефектных межпоровых перегородок.

В НИИСМИ разработан газообразователь для ячеистого бетона с регулируемой скоростью образования массы газа, который представляет собой смесь алюминиевой пудры и дисперсного ферросилиция. Каждый компонент смеси является газообравователем, но имеет собственную скорость образования массы газа и абсолютную массу полученного газа клея правильной (формой, а внутрепян поверхность имеет плотный глянцевый вид. Как правило, размер этил пор пс превышает I мм и на внутренней поверхности нет линзообразных грешив, которые характерны для межпоровых перегородок в обычном бетоне.

Для отработки технологических -параметров производства бетона и определения требуемого соотношения компонентов газообразователя выполнены не следования свойств ячеистого бетона на традиционном и комплексном газо- образователях. Установлено, что для сырья, например Белгброд-Днестровского экспериментального завода ячеистых бетонов и изделий, соотношение алюминиевой пудры ПАП-1 и ферросилиция ФС-75 с тонкостью помола 5000 см2/г находится в пределах от 1:4 до 1:1. Общий расход комплексного газообразователя 0,25—0,86 кг на 1 и3 бетона плотностью 500—800 кг/м3. В таблице приведены сравнительные данные бетона плотностью 600 кг/м3, полученного из смешанного вяжущего на традиционном и комплексном гззообразователях.

Испытания проводили по методикам, предусмотренным ГОСТ 12852—77 «Бетон ячеистый. Методы испытаний». Исключение составили испытания па морозостойкость, где циклические воздействия проводили до разрушения образцов. Образцы отбирали из бетона, полученного в заводских условиях. Результаты испытаний контрольного бетона соответствуют фактическому уровню показателей на заводе на период проведения работ.

Увеличение прочности, некоторое уменьшение теплопроводности, водопоглощения и существенное улучшение морозостойкости объясняется двумя факторами: изменением характера пористости бетона и кристаллической структурой межпоровых перегородок бетона. Установлено, что дисперсный ферросилиций существенно (на II 15%) увеличивает объем пор размером 0,1—1 мм, а форма макропор у бетона с ферросилицием ближе к сфере. Обь- ем капиллярных и сорбционных пор существенно уменьшается. Так. по данным ртутной порометрии. у бетона плотностью 600 кг/м3 объем пор радиусом менее 10 5 см составил при комплексном газообразователе 0,17, при традиционном 0,22 см3/г. Эти данные совпадают с исследованиями капиллярной конденсации методом сорбции водяных паров.

Исследование кристаллической структуры каркаса бетона петрографическим, дифференциально-термическим и электронно-микроскопическим методом показало, что наличие свободного кремния, полученного после диссоциации (ферросилиция, создает условия для формирования низкоосновных гидросиликатов типа тоберморнта. На рис. 2 показана микрофотография зоны растворения ферросилиция и игольчатые кристаллы тоберморитового типа.

При просмотре поверхности среза бетона под микроскопом такие зоны визуально наблюдаются и.а определенном расстоянии друг от друга. Их количество и плотность расположения зависят от степени дисперсности исходного ферросилиция, его количества и гомогенности исходной смеси. Эти упрочненные зоны в срезе бетонной поверхности в сочетании с обычной структурой бетона напоминают конгломератную систему, в которой разнородные и разнопрочные включения синтезированы единовременно.

Новый газообразователь внедряли па Белгород-Днестровоиом экспериментальном заводе ячеистых бетонов и изделий. Внедрению предшествовала разработка нормативных документов: технических условий ТУ 21 УССР 296—80 Ферросилиций порошкообразный и «Методических рекомендации по применению газообразователя ФС — регулятора процесса порообразования в ячеистых бетонах. Исходным сырьем для порошкообразного ферросилиция является товарный ферросилиций раскислитель в металлургической промышленности. Отпускная цена порошка ФС после его помола до удельной поверхности 4000—6000 см2/г в 3—5 раз меньше пудры ПАП-1. Для производства порообразователя пригоден (ферросилиций марок ФС-65 и ФС-75. В условиях завода порообразователь вводили в состав алюминиевой суспензии, приготовленной соответственно «Инструкции по приготовлению изделий из ячеистого бетона» СН 277—80. Во втором варианте порошкообразный ферросилиций ФС вводили в мельницу сухого помола известково-песчаного вяжущего.

Комплексный газообразователь положительно повлиял на свойства бетона. Изменения основных показателей соответствовали данным предварительных лабораторных исследований,. Способ ввода ферросилиция в смесь не оказал существенного влияния на показатели свойств бетона. Однако однородность показателей выше при втором варианте. Всего выпущено 4200 м3 изделий в виде мелких блоков из ячеистого бетона, крупных блоков для домов серии 126, панелей серии ИИ-04-5УК и 1-432-5. Изделия использованы для строительства ряда объектов промышленного и жилищно- гражданского строительства. Организованы натурные наблюдения.

Разработана программа внедрение нового газообразователя па Славут ском. Сумском, Николаевском завода. ячеистых бетонов Минстройматериалов УССР. Экономический эффект обусловлен повышением марочности бетона и составляет 2,3 р. на 1 м3 изделий. Дальнейшие исследования направлены на использование в качестве компенентов комплексной газообразователя различных ферросплавов на основе и отходов производства этих продух тов.