Способы улучшения свойств газобетона на полевошпатовом песке

Использование полевошпатовых песков в производстве конструктивно-теплоизоляционных ячеистых бетонов ограничивается вследствие недостаточной морозостойкости этих материалов.

Институтом ВНИИЖелезобетон совместно с Темиртаусским комбинатом «Промстройиндустрия», выпускающим газобетонные изделия на полевошпатовых песках, проведены работы по установлению оптимальных технологических параметров производства вибрированного газобетона γ = 700 кг/м3.

Так как в применяемом песке содержится около зерен размером более 10 мм, то для исследований использовался песок, освобожденный от этих фракций и измельченный до удельной поверхности 2300 см2/г. В качестве вяжущего применялись шлакопортландцемент и известь-кипелка, размолотая до удельной поверхности 5500 см2/г.

Газобетонную смесь готовили в вибромешалке, а затем на виброплощадке специальной конструкции формовали образцы из газобетона для определения прочности (на сжатие, растяжение и изгиб), водопоглощения и морозостойкости. Одновременно из этих же газобетонных смесей виброформовались образцы для изучения на рычажном коническом пластометре конструкции МГУ кинетики нарастания пластической прочности газобетонной массы во времени. После виброформования пластическая прочность газобетонной массы интенсивно увеличивается и через 20…30 мин достигает величины, необходимой для подрезки и снятия «горбушки».

Следует указать, что при формовании на комбинате изделий по литьевой технологии созревание газобетонной массы наступает примерно через 5 ч после формования. В связи с этим требуются дополнительные производственные площади и большой парк форм. Кроме того, для предупреждения оседания ячеистой массы необходимо вводить добавки – ускорители схватывания, так как при формовании изделий по литьевой технологии используются смеси текучестью (по вискозиметру Суттарда) примерно равной 26 см, тогда как текучесть смеси при вибрационной технологии не превышает 12 см.

Это является одним из основных преимуществ вибротехнологии, позволяющей применять высоковязкие ячеистые смеси с малой текучестью, что обеспечивает значительное повышение физико-механических показателей вибрированного газобетона.

При виброформовании межпоровые перегородки получаются более плотными и прочными, а сами поры более равномерно распределяются в объеме газобетона.

При отношении кремнеземистого компонента и вяжущему, равном единице, и доле извести в вяжущем, равной 0,1, прочность газобетона максимальна; с уменьшением соотношения между кремнеземистым компонентом и вяжущим она снижается.

Происходит это из-за увеличения в системе «цемент-известь-песок-вода» содержания высокоосновных гидросиликатов кальция и несвязанной извести, а также из-за уменьшения микро- и макропористости газобетона.

По сравнению с литьевой технологией прочность вибрированного газобетона увеличивается в среднем на 12%, а расход вяжущего уменьшается примерно на 10%. Его можно снизить еще значительнее, если в состав вводить тонкомолотые карбонатные добавки.

Из рис. 2 видно, что при введении в составы газобетона взамен 10% цемента такого же количества тонкомолотого известняка прочность газобетона увеличивается в среднем на 8%. При изготовлении газобетона без тонкомолотого известняка газобетон достигает максимальной прочности при расходе вяжущего 315 кг/м3‚ тогда как с карбонатной добавкой такую же прочность газобетона можно получить при расколе вяжущего 267 кг. Тонкомолотые карбонатные добавки оказывают благоприятное влияние на микро- и макроструктуру газобетона. Кроме того, как показывают рентгенограммы, в продуктах гидротермального твердения газобетона увеличивается содержание низкоосновных гидросиликатов кальция типа СSН (В) (повышается степень гидратации вяжущего).

«Введение тонкомолотых карбонатных добавок оказывает положительное влияние на физико-технические свойства вибрированного газобетона. Так, для газобетона с оптимальной добавкой тонкомолотого известняка предел прочности на растяжение при раскалывании и изгибе увеличивается в среднем на 15-20%.

При оптимальной дозировке тонкомолотого известняка улучшаются показатели водопоглощения.

По-видимому, микропористость газобетона уменьшается из-за понижения водопотребности газобетонной смеси, так как тонкомолотый известняк имеет значительно меньшую водопотребность, чем цемент (см. таблицу).

При оптимальной дозировке тонкомолотого известняка коэффициент морозостойкости газобетона после 35 циклов попеременного замораживания и оттаивания увеличивается, а потери массы уменьшаются. Введение карбонатных добавок приводит к увеличению коэффициента морозостойкости с 0,81 до 0,92 и уменьшению потерь массы с 2,3 до 0,93%.

Таким образом, при замене в составе газобетона до 10% шлакопортландцемента тонкомолотой добавкой известняка физико-технические свойства бетона – предел прочности на растяжение при раскалывании и изгибе, водопоглощение, коэффициент размягчения и морозостойкость – улучшаются, себестоимость снижается. Введение добавок можно осуществлять на всех действующих заводах ячеистых бетонов при малых затратах на оборудование (транспортирование и помол добавок производится на технологической линии переработки песка).

Выводы

• Применение вибротехнологии при изготовлении ячеистых бетонов на основе шлакопортландцемента и полевошпатовых песков является одним из наиболее эффективных средств повышения их морозостойкости.
• Введение в состав автоклавных ячеистых бетонов тонкомолотых карбонатных добавок из отходов, образующихся при дроблении и сортировке карбонатных пород на карьерах нерудных строительных материалов, на щебеночных и известковых заводах, позволяет повысить физико-технические свойства ячеистых бетонов и снизить их себестоимость.
• Величина добавки тонкомолотых карбонатных отходов устанавливается в зависимости от вида вяжущего и кремнеземистого компонента.
• При использовании шлакопортландцемента и полевошпатовых песков доля карбонатных добавок в вяжущем должна составлять не более 0,1, т. е. в составе бетона до 10% цемента можно заменять тонкомолотыми карбонатными добавками.