Активные органические добавки, улучшающие керамзитобетон —
Внедрение автоматов требует повышения технического уровня и культуры всего производства. Ухоловский завод «Строммашина» изготовит 1000 унифицированных сушильных вагонеток, специально приспособленных для автоматизированной укладки кирпича-сырца; выпуск таких вагонеток будет возрастать из года в год.
Предстоит решить еще одну важную задачу: унифицировать сушильные рамки и организовать их централизованное производство. Наиболее целесообразно изготовлять рамки литыми из самых дешевых алюминиевых сплавов. Такие рамки легки, прочны, срок их службы в десятки раз дольше, чем у деревянных. Точность размеров и формы обеспечит бесперебойную работу автоматов- укладчиков.
В Ленинграде широкое применение получил двухслойный кирпич, производство которого организовано Колпинскнм комбинатом строительных материалов «Победа» на установке СМ-821, созданный институтом ВНИИСтроммаш. Эта установка имеет ряд недостатков: процесс неполностью автоматизирован, загрузка пресса лицевой массой производится вручную, лицевой слой получается различной толщины. В 1966 г. институт совместно с комбинатом и НИЛ Главленстройматериалов закончил работу по созданию новой комплексно-механизированной установки для формования двухслойного кирпича на базе модернизированного пресса СМ-443А с дозирующим и синхронизирующим устройствами, которые исключают ручной труд и позволяют получать лицевой кирпич высокого качества. Разрабатывается техническая документация установки.
Крупные эффективные керамические камни и панели нз них еще не получили широкого распространения. Опытные партии камней заводы выпускали, используя ручную резку и ручную укладку на вагонетки. Конструкции панелей создавались с учетом ручного изготовления. Массовое производство камней н панелей невозможно наладить без механизации всех основных операций. ВНИИСтроммаш разработал для действующих заводов рабочие чертежи резательного автомата СМ-1043, автомата-укладчика на сушильные вагонетки камней объемом до 7 кирпичей и технический проект оборудования для формования панелей горизонтальным способом. Однако опытные образцы оборудования так н не были изготовлены ввиду отсутствия заказчиков. Правда, производство камней и панелей из них может быть организовано и на действующем оборудовании, однако при этом придется осваивать довольно сложные автоматы-переукладчнкн, модернизировать и унифицировать парк вагонеток.
Одновременно с разработкой отдельных автоматов ВНИИСтроммаш с 1964 г. совместно с ЦКБ «Строммашнна» ведет исследовательские работы по созданию комплексной автоматизированной линии для изготовления камней н панелей из них на базе однорядной сушки и обжига в щелевых печах. Транспортирование изделий осуществляется шагающими механизмами, применение которых позволяет в дальнейшем исключить огромный парк вагонеток и другого транспортного оборудования.
В МИСИ нм. В. В. Куйбышева выполнена работа по изысканию способов повышения стойкости керамзитобетонных панелей, предназначенных для стен производственных зданий одного из химических комбинатов. Необходимо было улучшить сопротивляемость керамзитобетона воздействиям попеременного увлажнения — высушивания и замораживания — оттаивания в воде и в растворах хлористых солей.
Годовой экономический эффект от внедрения одной такой автоматизированной технологической производительностью 8 млн. шт. уел. кирпича в год составит не менее 144 тыс. руб. Однако до сих пор нет утвержденных технических условий на камни для панелей, ВНИИСТРОМ задержал представление опытных образцов панелей, и они своевременно не прошли экспериментальной проверки. При сложившемся положении опытный образец линии будет изготовлен специализированным машиностроительным заводом и испытан в промышленных условиях не ранее, как к концу 1969 г.
Большие задачи, стоящие перед кирпичными заводами, могут быть решены только совместными усилиями производственников, строителей, научно-исследовательских, проектных и машиностроительных организаций. Творческое их содружество позволит в короткий срок создать прочную базу для выполнения гигантских планов промышленного и жилищного строительства, разработанных XXII съездом КПСС.
В лабораторных исследованиях изготовляли керамзитобетон различного состава и объемного веса с использованием керамзита и цемента нескольких заводов. Сравнивались показатели свойств пропаренных образцов, изготовленных при одинаковой удобоукладываечостн смеси. Ниже кратко излагаю гея полученные результаты.
Добавка битумной эмульсии значительно понижает предельное напряжение сдвига в цементном тесте (паирн мер, в 3,5 раза при ВЩ = 0,5; в 2,2 раза при ВЩ =0,4; в 1,85 раза прн В Ц = 0,35), а также в жирных и тощих цементно-песчаних растворах. Пластическая вязкость тоже уменьшается. Такое изменение реологических свойств цементных систем выгодно, в частности, потому, что улучшается обволакивание зерен керамзита цементным раствором, а это имеет важное значение для бетонных смесей на легких заполнителях, так как они отличаются недостаточной удобоукладываемостью.
Следует отметить, что сульфитно-спиртовая барда, содержащаяся как эмульгатор в битумных эмульсиях, сама по себе в соответствующих дозах значительно меньше изменяет реологические свойства цементных систем, чем битумная эмульсия, т. е. эмульсия обладает самостоятельным пластифицирующим действием.
Введение битумной эмульсии в керамзитобетонную смесь вызывает уменьшение водоцементного отношения в среднем примерно на 20%, не ухудшая подвижности смеси. Вместе с тем улучшается ее связность н значительно отдаляется верхний предел водной добавки, вызывающий расслоение смеси.
Так, у обычной мелкозернистой керамзитобетонной гмсси с жесткостью около 30 сек водонсмситнос отношение равнялось 0,55, причем незначительное дальнейшее увеличение количества воды вызывало расслоение. Для смеси с добавкой битумной эмульсии при той же удобоукладываемостн водоцементное отношение принималось равным 0,4. по и прн В/Д=0,5 расслоения не было добавка окисленного петролатума наряду с повышением подвижности также отодвигает границу расслоения смеси.
Следовательно, при использовании активных органических добавок оптимальная дозировка воды, обусловливающая заданную удобоукладываемость смеси, находится не в столь узких пределах, как обычно, или, иначе говоря, увеличивается тот интервал влажности, при котором смесь, имея заданную подвижность, сохраняет однородность (не расслаивается).
Эффект пластифицирования смесей введении активных органических добавок вызывается главным образом нх специфическим действием на тонкие слои воды, прилегающие к мелким твердым частицам смеси. Известно, что причины, обусловливающие пластичность любого теста (цементного, известкового, гипсового, глиняного), связаны преимущественно с механическими свойствами тонких слоев жидкости, образующих промежуточную фазу между твердыми частицами данной системы и водой.
Активные органические добавки уменьшают отсос воды из цементного теста пористым заполнителем, поэтому в известной мере предотвращается уменьшение подвижности свежезатворенной смеси в зонах, пристающих к поверхности заполнителя.
Активные органические добавки благоприятно влияют на прочность керамзитобетона. Добавка битумной эмульсии повышает прочность в среднем на 25 — 30%, а при одновременном использовании окисленного петролатума— еще более (рис. I). Это объясняется прежде всего уменьшением количеств воды и плотности цементного камня. Сокращение содержания воды в бетоне слагается из двух величин. Первая величина обусловлена собственно пластифицирующим действием эмульсии; вторая определяется тем, что при изготовлении бетонной смеси битумная часть эмульсии входит в состав жидкой фазы, в го время как при распаде эмульсии (в ходе твердения цементных систем) битум становится уже составляющей частью твердой фазы.
На повышение прочности керамзитобетона при добавке битумной эмульсии н окисленного петролатума оказывает также влияние замедление отсасывания воды из цементного теста пористым заполнителем. Уменьшение его водоотсасывающей способности, как показали опыты, составляет в среднем примерно 30% (через 2 ч после затворения). Таким образом, благодаря активным органическим добавкам понижается водо- потребность легких заполнителей.
Уменьшение водоотсоса из граничного слоя в определенной степени предотвращает его усадку. Это важное обстоятельство; когда в граничных слоях сокращается объем теста, то возникающие в нем упругие натяжения действуют как сила, отрывающая граничную пленку от подкладки. Вместе с тем активные органические добавки уменьшают диффузию воды не только из граничного слоя к водоотсасывающему телу, но также из глубинных участков к граничному слою. Благодаря этому смягчаются влажностные и температурные градиенты в бетоне при пропаривании. Все это способствует улучшению механических и физических свойств керамзитобетона.
Отвердевший кепамзнтобетон. изготовленный с добавлением битумной эмульсии, характеризуется пониженным поглощением воды и растворов солей (рис. 2 и 3); так же. но в несколько меньшей степени, влияет и добавка окисленного петролатума. Опыты показали, что повышается н стойкость материала при многократном переменном увлажнении и высушивании.
Испытаниями на «дождевальной» установке выявлено, что керамзитобетон с добавками битумной ЭМУЛЬСИИ и окисленного петролатума лучше сопротивляется проникновению косого дождя, чем обычный керамзитобетон. Это имеет большое практическое значение для тонкостенных конструкций.
Уменьшилась также водопроницаемость под давлением. Контрольные образцы керамзитобетона при 1 атм начали пропускать воду через 30 мин, образцы же с битумной эмульсией выдержали это давление на протяженна 8 ч. а фильтрация воды началась при 2 атм после 3 ч испытания.
Ускоренное определение коррозионной стойкости, заключавшееся в 60-кратном переменном насыщении образцов раствором хлористого калия под вакуумом при глубоком разрежении и высушивании при 100—105=C. показало эффективность применения битумной эмульсии, возрастающую с увеличением дозировки.