Химический состав

Портландцементный клинкер является продуктом спекания при обжиге сырьевой шихты надлежащего, состава, обеспечивающего преобладание в нем высоко-основных силикатов кальция. Физико-химической основой технологии производства являются термохимические реакции, при которых происходит химическое взаимодействие между известью и глинистыми минералами. В результате образуется клинкер, содержащий кальциевые соединения — трех- и двухкальциевые силикаты, алюминаты и алюмоферриты кальция. После охлаждения он тонко измельчается с небольшой добавкой гипса. При помоле специальных портландцементов в состав цементной шихты вводят дополнительные компоненты определенного состава.
Химический состав клинкера обыкновенного портландцемента характеризуется примерным содержанием, %: Si02—20—24; А1203—4—8; Fe203—2—6; CaO— 62—68; MgO—1—4,5; SO3—1. В клинкере обычно содержатся примеси в виде щелочей, оксидов титана, фосфора и др. Химический состав портландцементного клинкера характеризуется коэффициентом насыщения кремнезема известью (КН) и модулями, силикатным («) и глиноземным (р), численное значение которых позволяет производственнику ориентироваться в особенностях технологии производства клинкера. Они определяют свойства, необходимые для получения специального портландцемента на его основе. Силикатный модуль обычно находится в пределах 1,7—3,5, а глиноземный — 1—3.
Результаты исследований, проводившихся в последние годы с помощью новейших физико-химических методов, позволили более ясно представить себе фазовый состав клинкера и создать базу для проектирования заданного состава клинкера при производстве специальных портландцементов [38].

Комментарии (0) Фев 01 2009



Самое читаемое

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ЗАВОДСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ЛЕГКОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

В СССР основной формой организации производства сборных крупноразмерных изделий являются домостроительные комбинаты (ДСК) и заводы по производству конструкций промышленных зданий, которые выпускают комплекты изделий для полносборного строительства из тяжелого и легкого бетона. В последние годы на ряде комбинатов освоено изготовление комплектов изделий для сборных домов полностью из легкого бетона. Строительные конструкции и изделия из легких бетонов изготовляют по стендовой, агрегатно-поточной и конвейерной технологическим схемам.
По стендовой схеме изделия изготовляют в кассетных формах и стационарных стендах различной конструкции — линейных, формах-матрицах и др. Ниже рассмотрена принципиальная схема производства изделий в кассетных формах, принятая в типовом проекте № 409-13-6 комбината крупнопанельного домостроения мощностью 140 тыс. м2 полезной площади в год, разработанном институтом Гипростроммаш.
На этом комбинате в двух пролетах формовочного цеха в кассетных формах изготовляют панели перекрытий, перегородок, внутренних стен и раздельного пола (рис. 59). Проектом предусмотрено изготовление из легкого бетона плит раздельного пола размером 6X3,4X0,05 м в двух кассетных установках, имеющих по 14 отсеков каждая. Распалубку и сборку кассеты осуществляют распалубочной машиной с гидроприводом. После снятия последнего изделия начинают подготовку крайнего освободившегося отсека к формованию — чистят и смазывают рабочие поверхности, устанавливают и фиксируют арматуру и закладные детали. После этого закрывают замки подготовленного отсека и открывают у следующего. После проверки правильности расположения арматуры и примыкания стенок в кассету подают бетонную смесь и уплотняют ее, а затем изделие подвергают тепловой обработке по режиму 1,5+6,5+1 ч при температуре 85—95° С. По окончании тепловой обработки изделия мостовым краном подают в контейнеры, где их выдерживают 6 ч. Затем изделия грузят на самоходную тележку и отправляют на склад готовой продукции.
При агрегатно-поточной схеме изделия изготовляют на поточной линии, состоящей из отдельных постов. На этих постах последовательно выполняют операции по подготовке форм, укладке арматуры, формованию и тепловлажностной обработке изделий. Форма или поддон с изделием перемещаются от поста к посту через неодинаковые промежутки времени, поэтому иногда дублируют отдельные посты, где осуществляются наиболее продолжительные по времени операции.
По этой схеме, например, изготовляют панели перекрытий с применением формовочной машины СМ-563М и установок типов 5748 и 6669. При использовании формовочной машины СМ-563М панели перекрытий размером до 6,4X1.8X0,22 м с пустотами диаметром до 159 мм изготовляют с немедленной распалубкой. Форму с уложенной арматурой устанавливают краном на тележку с поднятой платформой. Затем тележка наезжает на виброплощадку, платформа опускается, форма устанавливается на виброплощадку, а тележка возвращается для приема следующей формы. Бетонную смесь подают в форму бетонораз-датчиком в два приема. После подачи первой порции смеси в форму вдвигают пустотообразователи и включают виброплощадку. После подачи второй порции смеси вторично включают виброплощадку, на форму опускают виброщит и включают его вибратор. После уплотнения бетона снимают бортовые элементы формы, удаляют пустотообразователи, поднимают виброщит, поддон с изделием снимают с виброплощадки и передают на тепловлажностную обработку.
При конвейерной схеме весь процесс изготовления изделий, разделен на отдельные операции, выполняемые на постоянных специализированных рабочих местах (постах) в течение примерно одинаковых промежутков времени, благодаря чему обеспечивается единый принудительный ритм работы конвейера; формы с изделиями перемещаются от поста к посту специальными передаточными устройствами. Конвейерная технология является наиболее перспективной в производстве легкобетонных изделий. По конвейерной технологии изготовляют панели наружных стен и кровли на комбинате крупнопанельного домостроения производительностью 140 тыс. м2 жилой площади в год, типовой проект которого разработан институтом Гипро-строммаш.
Однослойные стеновые панели наружных стен изготовляют из легкого бетона марок 50 и 75, панели утепленной кровли— из легкого бетона марки 35 на конвейерной линии со щелевыми камерами, расположенной в одном пролете главного корпуса. План и разрезы пролета приведены на рис. 60. Конвейер представляет собой замкнутую линию, состоящую из двух потоков. В первом потоке располагаются 10 формовочных постов, во втором — 3 формовочных поста, подъемник, щелевая камера и снижатель. В состав конвейерной линии входит следующее оборудование: устройства для открывания и закрывания бортов, привод технических постов для передачи форм с поста на пост, передаточные устройства для передачи форм с одного потока на другой, устройства для подъема форм и подачи их в щели камеры, снижатель для приема форм из щелевой камеры после теп-ловлажностной обработки и установки их на передаточное устройство. На линии устанавливают оборудование для укладки, вибрирования и заглаживания бетона, для отделки и съема изделий: кантователь, два бетоноукладчика, виброплощадка с горизонтально направленными колебаниями грузоподъемностью 20 т, шпаклевочная машина, укладчик декоративных бетонов, растворов и декоративных дробленых материалов, консольные краны. На линии изделия формуют на унифицированных поддонах размером 7,2X3,1 м. Поддон оборудован базовой оснасткой, к которой крепят рабочую оснастку для формования изделий различных типов. За каждым формовочным постом линии закреплено определенное число рабочих и объем выполняемой ими работы. На каждом посту формовочной линии продолжительность работы 20 мин.
Форма с отформованным изделием с конвейера подъемником подается в ярус щелевой камеры. Щелевая камера состоит из расположенных друг над другом семи ярусов, в каждом из. которых с двух сторон имеются герметические двери, открывающиеся подъемником или снижателем при выгрузке или загрузке форм-вагонеток. После заполнения яруса щелевой камеры шестью формами и закрывания дверей начинается тепловлаж-ностная обработка легкобетонных изделий глухим паром по режиму 3,5+7+2 при температуре 90° С. Далее загружается и разгружается другой ярус. После окончания тепловлажностной обработки форма-вагонетка с остывшим изделием выводится из яруса снижателем, вместо нее подъемником вводится новая форма с изделием, которая проталкивает оставшиеся в щели формы на один шаг. Форма с изделием со снижателя поступает на передаточное устройство и далее на пост № 1 формовочной линии, где внутреннюю поверхность панелей наружных стен шпаклюют шпаклевочной машиной. После установки столярных изделий на постах № 2 и 3 готовые изделия направляются: панели кровли — в зону выдержки, панели наружных стен — на передаточную тележку конвейера отделки, расположенного в другом пролете цеха. На конвейере отделки изделия проходят посты мойки, заделки дефектов, установки металлических сливов и подоконников, после чего их маркируют и отправляют на склад готовой продукции.
Ниже приведены основные технико-экономические показатели этой конвейерной линии:
Годовой выпуск продукции, м' '. . 45,467
В том числе:
панели наружных стен:
цокольные 4580
рядовые 27,992
парапетные • 1190
утепляющие панели кровли 11,705
годовая потребность в материалах:
легкий бетон, м3 42,399
декоративный бетон, м3 . . . . 3630
арматурная сталь, т 750,8
Режим работы:
число рабочих дней в году 259
число смен в сутки 2
Коэффициент использования оборудования . . 0,954
Состав работающих, чел 50
в том числе производственных рабочих . . :. 48
Установленная мощность электродвигателей, кВт 363,5
Масса технологического оборудования, т . . . 753,26
в том числе форм, т 439,8
По конвейерной технологии изготовляют сборные детали из-керамзитобетона на московском комбинате железобетонных конструкций № 2 Главмоспромстройматериалов.
Цех керамзитобетонных панелей комбината — одно из самых крупных механизированных предприятий в СССР по выпуску изделий из легкого бетона. Мощность комбината по выпуску керамзитобетона составляет 700 тыс. м2 жилой площади в год. Комбинат выпускает керамзитобетонные несущие панели наружных и внутренних стен, цокольные и фризовые панели для девятиэтажных жилых домов. Особенностью технологии изготовления легкобетонных изделий на этом комбинате является применение способа немедленной распалубки изделий, разработанного институтом ВНИИжелезобетон. На конвейерных линиях по изготовлению панелей из лёгких бетонов 60—70% металлоемкости оборудования приходится на формы, в том числе 30—40% на бортоснастку. Способ немедленной распалубки позволяет на 30—35% снизить металлоемкость и расходы по содержанию оборудования. На комбинате в трех пролетах формовочного цеха размером 15X200 м (рис. 61) размещены четыре конвейерные линии со щелевыми камерами. Две линии имеют напольные камеры и общий обгонный путь для транспортирования поддон-вагонеток и выполнения подготовительных операций, у двух других линий щелевые камеры размещаются ниже уровня пола между формовочными участками. Площадь над камерами используют для проезда транспорта и размещения комплектующих материалов.
На трех линиях изготовляют с немедленной распалубкой стеновые панели на 1 и 2 комнаты (5 — 10 типоразмеров на каждой линии) из керамзитобетона с мелким заполнителем — золой тепловых электростанций. Изделия формуют фасадной поверхностью вниз с облицовкой керамической или стеклянной плиткой.
На линии (рис. 62) используют 32 поддон-вагонетки, оборудованные съемными проемо- и фаскообразователями. Применяют объемные арматурные каркасы. Бетонные и растворные смеси укладывают бетоноукладчиками, оснащенными рабочим органом — поворотной воронкой. Керамзитобетонную смесь уплотняют на виброплощадке с вибропригрузом. Бетоно- и растворо-укладчики, пригруз и отделочные механизмы перемещаются по эстакаде. Изделия формуют на двух постах: на одном укладывают, уплотняют бетонную смесь и снимают бортоснастку (немедленная распалубка), на другом — обрабатывают верхний отделочный слой.
Следующим постом является камера предварительной тепло-влажностной обработки (форкамера), где изделия прогреваются при температуре 50—60° С в течение 1 ч. На следующих постах выполняют доводочные операции: установку подоконников и отделку откосов. Оконные блоки замоноличивают в проемы панелей в процессе формования. Стеновые панели подвергают тепловой обработке в щелевой камере, оборудованной ТЭНами, при температуре 120—130° С за б—8 ч. На остальных постах конвейерной линии формы очищают, смазывают и собирают, устанавливают арматуру и закладные детали. После тепловлаж-ностной обработки в камере изделия снимают с поддонов и подают на пост ОТК.
Рассмотренные выше конвейерные линии типового проекта ДСК и московского завода ЖБИ № 2 по своему действию являются пульсирующими, так как форма останавливается на всех. постах на заданный одинаковый промежуток времени (принудительный такт работы). Более высокой ступенью конвейерной схемы производства является конвейер непрерывного действия. На такой линии все операции — формование, отделка, тепло-влажностная обработка — выполняются на ленте, движущейся с постоянной скоростью. Все агрегаты и оборудование расположены над движущейся лентой. По этому принципу работают предприятия, оснащенные прокатными станами БПС-6 конструкции СКВ «Прокатдеталь». На этих станах из легкого бетона на пористых заполнителях с объемной массой от 800 до 1400 кг/м3 изготовляют наружные стеновые панели для крупнопанельных жилых домов. Панели формуют на плоской движущейся ленте, состоящей из звеньев-пластин, шарнирно закрепленных на трех тяговых цепях. Габаритные размеры изделий и различные проемы в них определяются специальной оснасткой, закрепленной на звеньях формующей ленты. Вибрация узкого непрерывно движущегося участка формующей ленты обеспечивает интенсивное уплотнение керамзитобетонной смеси. Тепловлажностную обработку отформованных панелей осуществляют непосредственно на формующей ленте. Нижнюю поверхность ленты нагревают паром при температуре 105—120° С. Температура изделия составляет 95—100° С. Изделие во время прогрева снизу закрыто формующей лентой, сверху — накрывной прорезиненной лентой, с боков — бортоснасткой. Тепловлажностная обработка продолжается всего 3,5—4 ч. После ее окончания изделия переходят на открытый участок формующей ленты, охлаждаются и поступают на склад.
Панели, изготовленные на вибропрокатном стане, могут иметь наружный декоративный фактурный слой, который наносят при формовании изделий на движущейся ленте. На прокатном стане БПС-6 можно формовать изделия толщиной от 10 до 35 см. Производительность этого стана составляет 250 тыс. м2 керамзитобетонных панелей в год.
На основе вибропрокатного способа производства может быть решена проблема автоматизированного поточно-массового выпуска ограждающих наружных стеновых панелей для жилых и промышленных зданий, а также несущих конструкций из легкого бетона. На рис. 63 показан вибропрокатный стан БПС-6. Обычно в производственном корпусе устанавливают два вибропрокатных стана. В этом же цехе предусмотрена установка конвейера для комплектации панелей столярными изделиями и их окончательной отделки.
Технико-экономические показатели производства и проектные данные дают основание считать, что домостроительные комбинаты на базе вибропрокатного способа изготовления легкобетонных изделий могут стать наиболее индустриальными предприятиями промышленности.

Комментарии (0) Фев 01 2009



Самое читаемое

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ

Технология изготовления крупноразмерных изделий из легких силикатных бетонов не имеет принципиального отличия от технологии легких цементных бетонов. Некоторые особенности в изготовлении легких силикатных бетонов сводятся х следующему.
При выборе способа уплотнения бетонной смеси следует учитывать значительное уменьшение подвижности силикатной смеси от начала затворения до окончания формования изделий из-за протекающего в этот период гашения извести. Поэтому применение пригруза в силикатных смесях оказывается особенно важным и эффективным. Рекомендуемое значение пригруза составляет 0,015—0,075 МПа (15—75 Г/см2). Масса пригруза зависит от ряда факторов, главными из которых являются зерновой состав заполнителей и подвижность смеси. Чем меньше песка в смеси заполнителей и чем меньше подвижность бетонной смеси, тем больший должен быть пригруз.
Значительное изменение подвижности силикатной смеси вскоре после ее приготовления нужно учитывать и при формовании изделий. Если бетонную смесь подают в форму в несколько приемов, то необходимо, чтобы она поступала равномерно без длительных перерывов, в течение которых ранее уложенные слои могут схватываться.
По окончании вибрирования формы с изделиями устанавливают на вагонетки и направляют в отапливаемое помещение для выдерживания перед автоклавной обработкой. Продолжительность выдерживания изделий для окончания процесса гидратации и схватывания извести составляет 2—3 ч. Изделия, изготовленные на шлаковых и зольных вяжущих, можно направлять в автоклавы сразу после формования. Режим автоклавной обработки изделий зависит от их размеров, плотности бетона и ряда других факторов и в каждом отдельном случае его устанавливают опытным путем.
Для изделий из легкого бетона плотного строения можно принимать следующие ориентировочные режимы автоклавной обработки:
Подъем давления пара до 0,8 МПа, изб. (8 ати) от 2 до 3 ч
Выдержка при 0,8 МПа, изб. (8 ати) .... » 6 » 8 »
Снижение давления » 2 » 5 »
По окончании автоклавной обработки изделия выдерживают в открытом автоклаве 1—2 ч, а затем направляют в отапливаемое помещение для остывания и распалубливания. Температура воздуха в распалубочном помещении должна быть не менее 15° С; температура поверхности изделий при распалубке должна быть не более 50° С. Зимой изделия можно отправлять в неотапливаемый склад или на улицу только после того, как они остынут до 20° С.

Комментарии (0) Фев 01 2009



Самое читаемое

ОСОБЕННОСТИ ПОДБОРА СОСТАВА БЕТОНА

Состав легкого силикатного бетона подбирают по способу опытных затворений, и в принципе он не отличается от подбора состава легкого цементного бетона. При этом назначают предельную крупность и зерновой состав заполнителя, а также предварительные расходы вяжущего и воды. Опытным путем определяют фактический расход материалов и объемную массу бетона при заданных параметрах уплотнения бетонной смеси и устанавливают зависимость между прочностью бетона и расходом вяжущего при принятых условиях твердения.
Предельную крупность и зерновой состав пористого заполнителя (по объему) назначают так же, как и при изготовлении изделий из цементных бетонов. Зерновой состав заполнителей ппинимяют по табл. 46.
При использовании известково-кремнеземистых и известково-алюмокремнеземистых вяжущих веществ вначале выбирают ориентировочный расход извести для бетона заданной марки, руководствуясь данными табл. 58.
После назначения ориентировочного расхода извести определяют исходный расход вяжущего, считая, что содержание активной окиси кальция в нем должно быть 20%.
При использовании шлаковых или зольных вяжущих веществ предварительный расход вяжущего назначают по данным табл. 59.
Оптимальное содержание активизаторов твердения (известь, гипс) в шлаковых и зольных вяжущих устанавливают испытанием их в мелкозернистом автоклавном бетоне состава 1 :5 (вяжущее: кварцевый песок). Чтобы уточнить расход вяжущего для бетона заданной марки, необходимо изготовить три партии бетонных образцов с тремя расходами вяжущего: выбранным по табл. 59, на 25% больше и на 25% меньше выбранного. Если после испытания опытных образцов прочность бетона окажется выше или ниже заданной, то следует уменьшить или увеличить содержание активной окиси кальция в вяжущем на 3—5%.
Для установления оптимального содержания воды при изготовлении образцов для каждого расхода вяжущего принимают три расхода воды: один выбирают по табл. 60, второй на 10— 20% больше, а третий на 10—20% меньше выбранного.
При изготовлении бетона принимают следующий предварительный расход заполнителей (сумма всех фракций, м3) на 1 м3 бетона: пористого щебня и песка — 1,5, пористого гравия и песка— 1,4.
Фактические расходы основных материалов (вяжущего, воды и заполнителей) для получения 1 м3 бетона заданной марки и объемной массы определяют так же, как и для легких цементных бетонов.

Комментарии (0) Фев 01 2009



Самое читаемое

МАТЕРИАЛЫ

Заполнители. Для изготовления легких силикатных бетонов применяют природные и искусственные пористые заполнители. В качестве мелкого заполнителя используют также золу от пылевидного сжигания углей, в которой содержится не более 10% несгоревшего угля. Если при изготовлении конструкционного легкого бетона не удается получить бетон заданной марки, то пористый песок полностью или частично заменяют кварцевым песком.
Вяжущие вещества. Для изготовления легких силикатных бетонов используют шлаковые, зольные и различные известково-кремнеземистые и известково-алюмокремнеземистые вяжущие вещества. Последние получают совместным помолом извести и кремнеземистого или алюмокремнеземистого компонента. Известь вводят кальциевую, не содержащую пережога. В качестве кремнеземистого и алюмокремнеземистого компонента служат кварцевый песок, отходы от дробления пористых заполнителей, активные минеральные добавки — горелые породы, трепел, перлит, обсидиан и другие горные породы.
Содержание активной окиси кальция в известково-кремнезе-мистом (известково-алюмокремнеземистом) вяжущем зависит от свойств извести и кремнеземистого или алюмокремнеземисто-ко компонентов, а также от заданной марки бетона. Обычно в этих вяжущих содержание активной окиси кальция находится в пределах 15—20% по массе.
Для замедления скорости гашения извести, входящей в состав известково-кремнеземистых (алюмокремнеземистых) вяжущих веществ, применяют двуводный гипс или сульфитно-спиртовую барду. Двуводный гипс (4—5% от массы активной окиси кальция в извести) обычно вводят при помоле вяжущего вещества, а сульфитно-спиртовую барду (0,1—0,5% от массы активной окиси кальция) — в воду затворения бетонной смеси.
Шлаковые и зольные вяжущие получают совместным помолом металлургических шлаков или топливных зол с активизаторами твердения. Эти вяжущие вещества можно изготовлять: из шлаков доменных отвальных и гранулированных как основных, так и кислых; мартеновских и ваграночных; медеплавильного и никелевого производств; зол от пылевидного сжигания углей, имеющих потери в массе при прокаливании не более 10%; торфяных, имеющих потери в массе при прокаливании не более 5%, а также топливных гранулированных шлаков жидкого удаления.
В качестве активизаторов твердения применяют негашеную известь, двуводный гипс или их смеси. Рекомендуют использовать негашеную известь с содержанием окиси магния не более 10%. Количество и вид применяемого активизатора твердения зависят от химико-минералогического состава шлака или золы и определяют их в каждом отдельном случае экспериментальным путем. Обычно состав шлаковых и зольных вяжущих колеблется в следующих пределах: шлак и зола 70—100%, активиза-торы 0—30% (по массе). При использовании в качестве активизатора негашеной извести нужно обращать особое внимание на равномерность изменения объема бетона до и после автоклавной обработки. Если при использовании негашеной извести в бетоне образуются трещины, то нужно применять ее в гашеном виде.
Вяжущие вещества для изготовления легких силикатных бетонов должны иметь удельную поверхность 3000—5000 см2/г.

Комментарии (0) Фев 01 2009



Самое читаемое

ЛЕГКИЕ СИЛИКАТНЫЕ БЕТОНЫ НА ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЯХ

За последние годы в Советском Союзе разработана технология нового вида легкого бетона — силикатного, изготовляемого из известково-кремнеземистых, шлаковых и зольных вяжущих и пористых заполнителей, твердение которого происходит в автоклавах под давлением не менее 0,8 МПа, изб. (8 ати). В зависимости от назначения легкие силикатные бетоны, так же как и легкие цементные бетоны, делят на три группы: конструкционные, конструкционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные.
Легкие автоклавные силикатные бетоны имеют прочностные и теплофизические характеристики, аналогичные легким цементным бетонам. Из легких силикатных бетонов можно изготовлять различные крупноразмерные элементы зданий:
а) несущие армированные конструкции —панели перекрытий, прогоны, перемычки, балконные плиты и т. п.;
б) блоки и панели наружных и внутренних стен и перегородок;
в) теплоизоляционные слои, вкладыши и другие элементы.

Комментарии (0) Фев 01 2009



Самое читаемое

ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕГКИХ БЕТОНОВ

Изготовление крупноразмерных легкобетонных изделий складывается из следующих основных процессов (переделов): приготовление бетонной смеси; изготовление арматуры; формование изделий и тепловлажностная обработка изделий. Каждый из этих основных производственных процессов в свою очередь включает ряд операций. Кроме того, все они тесно связаны с внутризаводским транспортированием и хранением сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Ниже рассмотрены особенности всех переделов производства крупноразмерных легкобетонных изделий, а также приведены исходные данные для проектирования цехов и заводов с различными схемами производства таких изделий.

Комментарии (0) Фев 01 2009



Самое читаемое

ПОРИСТЫЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ ЛЕГКИХ БЕТОНОВ

Для изготовления легких бетонов применяют природные и искусственные пористые заполнители. По принятой в СССР классификации к пористым заполнителям относят сыпучие материалы, имеющие объемную насыпную массу зерен размером от 5 до 40 мм (щебень или гравий) не более 1000 кг/м3 и зерен до 5 мм (песок) не более 1200 кг/м3.
В зависимости от происхождения пористые задолнители разделяют на три группы: природные, искусственные (специально изготовляемые) и побочные продукты (отходы) промышленности.
Из природных заполнителей наиболее широко используют горные породы вулканического происхождения:
пемза — пористая порода губчатого или волокнистого строения, состоящая из кислого вулканического стекла;
вулканический шлак — крупнопористая порода ноздреватого или губчатого строения, состоящая из вулканического стекла основного состава;
вулканический туф — мелкопористая порода, состоящая из сцементированного вулканического стекла и пепла.
Кроме того, для изготовления легких бетонов применяют пористые породы осадочного происхождения:
карбонатные породы — пористые известняки, известняки-ракушечники, известковые туфы и др.;
кремнеземистые пор оды — опоки, трепела, диатомиты и др.
К искусственным (специально изготовляемым) пористым заполнителям относят:
керамзит и его разновидности (шунгизит, зольный гравий, глинозольный керамзит, вспученные аргиллит и трепел),полученные обжигом со вспучиванием подготовленных гранул из глинистых и песчано-глинистых пород, трепелов, золошлако-вой смеси или золы-уноса ТЭС;
тер молит, полученный обжигом без вспучивания щебня из диатомита, трепела, опоки и других кремнеземистых опаловых пород;
аглопорит, получаемый обжигом со спеканием шихты из песчано-глинистых пород и других алюмосиликатных материалов, а также отходов от добычи, переработки и сжигания твёрдого топлива (золы ТЭС, отходы углеобогащения и др.).
Шлаковая пемза, образующаяся в результате поризации расплавов шлаков металлургического и химического производств;
гранулированный шлак, получаемый при быстром охлаждении расплавов шлаков металлургического и химического производств; .
вспученный перлит, образующийся в результате вспучивания при обжиге водосодержащих вулканических стекол (перлит, обсидиан и др.).
Вспучен»ый вермикулит, получаемый, вспучиванием при обжиге природных гидратированных слюд.
Для приготовления легких бетонов используют также следующие побочные продукты (отходы) промышленности:
топливные шлаки, образующиеся при сжигании или химической переработке антрацита, каменного и бурого углей;
отвальные металлургические шлаки, образующиеся в результате естественного охлаждения расплавов металлургических шлаков;
золошлаковые смеси и грубодисперсные золы-уносы, получаемые в результате сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии.
В зависимости от формы зерен и характера поверхности все пористые заполнители разделяются на:
гравий, представляющий собой частицы округлой (гравие-подобной) формы с относительно гладкой и плотной поверхностной оболочкой. Как правило, гравиеподобные заполнители не подвергают дроблению росле термической обработки;
щебень, представляющий собой зерна угловатой формы с сильно пористой (иногда ноздреватой) поверхностью. Щебень получают в результате дробления исходного природного сырья или термически обработанного материала;
песок, частицы которого могут иметь как округлую, так и неправильную угловатую форму.
По размеру зерен пористые заполнители разделяются на: мелкий песок с зернами размером менее 1,25 мм, крупный песок с зернами от 1,25 до 5 мм, крупный заполнитель (щебень и гравий) — фракций 5—10, 10—20, 20—40 мм.
По объемной насыпной массе пористые заполнители делятся на следующие марки: 100, 150, 200, 250, 300., 400, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1400. Объемная насыпная масса для каждой марки заполнителя должна находиться в следующих пределах: для марки 100 до 100 кг/м3, для марки 150 от 100 до 150 кг/м3, для марки 200 от 150 до 200 кг/м3 и т. д.
По прочности крупные пористые заполнители делятся на следующие марки: П25, П35, П50, П75, П100, П125, П150, П200, П300, П350. Марку по прочности устанавливают по результатам определения прочности заполнителя сдавливанием в цилиндре по ГОСТ 9758—68. При этом значения прочности различных видов пористых заполнителей должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 24.
В зависимости от заданной объемной массы и прочности легкого бетона ГОСТ 9775—73 установлены следующие требования к объемной насыпной массе применяемого заполнителя и его марке по прочности (табл. 25).
Выше были приведены рекомендуемые марки пористых заполнителей (по прочности) для приготовления легких бетонов.
К пористым заполнителям предъявляют также требования по устойчивости против распада (силикатного, железистого и др.), потере в массе при прокаливании, морозостойкости, влажности и другим показателям.
Пористые пески получают по специально разработанной технологии (в печах кипящего слоя, в фонтанирующем слое и т. д.) или в результате дробления и рассева крупных пористых заполнителей, а также кусков размером более 40 мм (спеков, сваров). В зависимости от зернового состава эти пески делят на следующие разновидности: рядовой (нефракционированный) с зернами размером до 5 мм, крупный — от 1,25 до 5мм, мелкий — менее 1,25 мм. К таким пескам, используемым для приготовления конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного легкого бетона, предъявляются требования по зерновому составу, которые приведены в табл. 26.
В зависимости от вида легкого бетона, в котором используют пористый песок, его марка по объемной насыпной массе должна, соответствовать следующим значениям:
для теплоизоляционного бетона — не более 300;
для конструкционно-теплоизоляционного бетона — не более1000;
для конструкционного легкого бетона:марок 150—250— не менее 600; » 300—500— » 800.

Комментарии (0) Фев 01 2009



Самое читаемое

ВИДЫ БЕТОНОВ И ИХ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Под общим названием «ячеистые бетоны» понимают искусственные каменные материалы, имеющие наряду с капиллярными и другими видами микропор поры ячейкового вида и получаемые в результате затвердевания или гидротермального синтеза поризованной затворенной водой смеси цемента, смешанного или известково-кремнеземистого вяжущего, с тонкодисперсными заполнителями различного вида, активно взаимодействующих при тепловлажностной обработке с известью и продуктами гидратации цемента.
Ячеистые бетоны разделяются:
1) по виду применяемого порообразователя;
а) газобетоны и газосиликаты (поры образуются в результате вспучивания массы в период ее схватывания выделяющимися газами);
б) пенобетоны и пеносиликаты (образование пор является результатом вспенивания массы или смешивания ее с заранее изготовленной пеной);
в) пеногазобетоны и пеногазосиликаты (поры образуются вспучиванием вспененной массы);
2) по виду применяемого вяжущего:
а) газобетоны и пенобетоны (ячеистые бетоны), изготовленные на портландском, нефелиновом или шлаковом цементе, с добавкой или без добавки извести и гипса, а также иногда с добавкой отходов асбестоцементного производства, дегидратированных при высокой температуре;
б) газосиликаты и пеносиликаты (ячеистые силикаты) с применением извести в смеси с гипсом или без него (допустимое содержание клинкерного вяжущего не более 10%);
в) газогипсы и пеногипсы с применением гипса;
г) газомагнезит и пеномагнезит с использованием магнезиального вяжущего.
Если в ячеистой массе содержится зола или шлак, то изготовляемые материалы называют: «газозолобетон», «газошлакобетон», «пенозолобетон» и т. п.
Известны также ячеистые бетоны с различными пористыми заполнителями. Например, керамзитогазобетон, пемзопенобе-тон, аглопоритобетон как неавтоклавные, так и твердеющие в автоклавах.- Впервые применение пористых заполнителей в ячеистых бетонах было предложено К. Н. Дубенецким;
3) по характеру твердения:
а) естественного твердения (в большинстве случаев такой процесс твердения не является достаточно экономичным вследствие его длительности и значительных усадочных деформаций);
б) твердения при атмосферном давлении, в камерах пропаривания, в термореактивных формах (контактный прогрев), в специальных формах с электропрогревом и т. п.;
в) твердения в результате гидролиза и гидратации портландцемента или гидротермального синтеза (в случае применения известково-кремнеземистых композиций) в автоклавах при высоком давлении, в том числе при нагревании различными источниками отформованного изделия в автоклаве с периодическим или же непрерывным выпуском образующего пара;
г) карбонизированные, затвердевающие в герметизированных камерах при воздействии углекислого газа;
д) комбинированного твердения, т. е. при различном сочетании способов «а—в».
Согласно СНиП I-B.3-62 ячеистые бетоны имеют объемную массу в высушенном до постоянного- состояния (кг/м3): теплоизоляционные 250—500, теплоизоляционно-конструктивные — от 500 до 900 и конструктивные —от 900 до 1200. По ГОСТ 16381—70 ячеистые бетоны с объемной массой до 350 кг/м3 включительно относятся к легким строительным теплоизоляционным материалам, а объемной массой 400—600 кг/м3 — к тяжелым.
На качество ячеистого бетона и ячеистого силиката оказывает влияние множество факторов, в том числе:
1) качество извести (содержание, активных CaO+MgO; температура гашения, продолжительность гашения, содержание «пережога»), портландцемента, кремнеземистого компонента (содержание Si02; A1203; F203, глинистых веществ, п. п. п.);
2) соотношение в газо- и пеносиликатах между содержанием кремнеземистого компонента и извести (Си); кремнеземистого компонента и цемента (Сц), кремнеземистого компонента и смешанного вяжущего (Сем), извести и цемента в смешанном вяжущем;
3) характер и удельный расход порообразующих веществ и возникающей макроструктуры;
4) дисперсность компонентов, определяемой обычно удельной поверхностью по ПСХ-2 и ПСХ-4, и гранулометрический состав компонентов (остатки на сите 0,09 и 0,063, проход на сите 0,063);
5) соотношение фракций сырьевой смеси, имеющих различные удельные поверхности и поверхности возникающей микроструктуры;
6) водотвердое отношение;
7) высота и размер формы;
8) температура массы при начале и окончании вспучивания;
9) технологические приемы и режимы: при смешивании компонентов ячеистобетонной массы (пропеллерные, турбинные, виброгазобетономешалки, гидродинамические смесители и т.п.); при вспучивании (литье, вибрация, пульсация, раскачивание); при транспортировании от поста формования к постам вызревания, при предварительной тепловой обработке, разрезке и комплектовании постов для загрузки в автоклав;
10) приемы и режимы тепловлажностной обработки (с учетом массивности);
11) приемы и средства получения изделий высокой заводской готовности (нанесение отделочных слоев, калибровки и т. п.).
Для объективного суждения о правильности выбранного состава ячеистого бетона, технологических приемов и режимов при его изготовлении применяют математическое моделирование с использованием математико-статических методов планирования эксперимента. Однако даже при условии математического моделирования необходимо изготовлять более 45 серий образцов, отличающихся друг от друга по тем или другим параметрам.
Большое значение для выпуска высококачественных изделий имеет получение ячеистого бетона и ячеистого силиката, так же как и других видов бетонов (тяжелых, легких, жаростойких и др.), с высокой однородностью.
В зависимости от прочности ячеистые бетоны разделяют на марки. Марка ячеистого бетона означает наименьший показатель назначенного техническими условиями интервала прочно-стей при сжатии, в который укладывается среднее значение пределов прочности при сжатии, полученных в результате испытания кубиков размером 10ХЮХ10 см или образцов другого вида и размера (с применением соответствующего коэффициента), прошедших соответствующую тепловлажностную обработку или же твердевших в стандартно-влажных условиях 28 сут. Ячеистые бетоны относятся к хрупким материалам.
Обычно для ячеистых бетонов Е=0,924-0,97.
Теплопроводность ячеистых бетонов зависит главным образом от его объемной массы и от содержания в нем влаги. Для образцов в сухом состоянии теплопроводность при 18° С обычно близка к. следующим значениям или же меньше их:
По ГОСТ 16381—70 ячеистые бетоны объемной массой 300— 500 кг/м3 относятся к классу среднетеплопроводных материалов, а объемной массой до 700—800 кг/м3 — к теплоизоляционным материалам повышенной теплопроводности.
Новейшие исследования указывают на то, что эквивалентная (т. е. учитывающая тепло- и массообмен) теплопроводность зависит не только от влажности и температуры, но также и от температурного перепада, с которым материал вступает в тепло-и массообмен в каждом небольшом интервале времени, а также от скорости возрастания или снижения в этом интервале температуры (средней по массе) изделия. При определении необходимой толщины изделий принимают значение теплопроводности, учитывающее эксплуатационную влажность, равную 8% по объему.
Водопоглощение и влажность ячеистых бетонов зависят от объемной массы ячеистого бетона и относительной влажности воздуха (табл. 1).
Чем выше относительная влажность воздуха ср, тем больше влажность ячеистых бетонов.
Влажность по массе пересчитывают по формуле (%)
При расчете толщины конструкции принимают по объему содержание влаги в ячеистом бетоне от 8 до 12%, а в покрытиях— более 15% .
Коэффициент температурного линейного расширения по различным данным колеблется от 8- 10-6 до 8,8*10-6, а при нагреве от 20—80 до 20—260° С от 11,6-10-6 до 10,67-10~6 град-1.
Усадка ячеистого бетона при твердении на воздухе при объемной массе 600—800 кг/м3 в возрасте 300 сут достигает 5 мм/м и при объемной массе 1300 кг/м3 — 2 мм/м. Автоклавный ячеистый бетон имеет усадку от 0,05 до 0,4 мм/м, пеносиликат — около 0,65 мм/м и газобетон от 0,1 до 0,5 мм/м. С уменьшением В/Т уменьшается и усадка.
Сцепление ячеистого бетона с арматурой составит 1,6— 2,5 МПа при объемной массе 700—850- кг/м3, причем первая цифра относится к образцам через 3 мес после автоклавной обработки, а вторая —через 6 мес (данные В. П. Куприянова). При наличии антикоррозионной обмазки в зависимости от эксплуатационной среды прочность на сцепление по тем же данным уменьшается на 20—25%.
Ячеистые бетоны имеют следующие коэффициенты паро- и воздухопроницаемости (табл. 2)
Огнестойкость ячеистых бетонов выше обычных тяжелых бетонов.

Комментарии (0) Фев 01 2009



Самое читаемое

ФИЗИКО-ХИМИЯ И ПЕТРОГРАФИЯ ПЕРЛИТОВ, ОБСИДИАНОВ, ВИТРОФИРОВ И ДРУГИХ ВОДОСОДЕРЖАЩИХ СТЕКОЛ

Значительная группа продуктов вулканического происхождения, затвердевших в своей основной массе в результате быстрого охлаждения в стекловидном состоянии и содержащих влагу, находящуюся в различной степени связности, может быть посредством нагревания до достаточно высокой температуры (900— 1280° С) вспучена в 2,5—14 раз против своего объема в естественном состоянии. К этой группе пород относят широко используемые в производстве обсидианы, перлиты и витрофиры, а также пехштейны, мареканиты, обсидиано-туфогенные пески и другие водосодержащие стекла. Последние группы горных пород в промышленности не используют.
Обсидианы представляют собой однородную стекловатую породу вулканического происхождения, образовавшуюся при застывании вязких разновидностей кислой вулканической лавы. Они имеют обычно темные тона с раковистым изломом. Разновидности обсидианов часто целиком состоят из аморфной однородной стеклообразной массы или из массы с включением отдельных кристаллов. Обсидианы содержат воды менее 1 %
Перлитами1 называют породу с концентрической скор-луповатой структурой из стекловидной массы, вследствие чего вся порода кажется как бы состоящей из цементированных между собой шариков с тонкими скорлупками. Такая структура перлита обусловлена тонкими концентрическими трещинами, образовавшимися при затвердевании и охлаждении изверженной породы. По химическому составу перлиты близки к липаритам и андезитам. Они содержат воды более 1% (1—6%).
Витрофиры — вулканические стекла, имеющие крупные кристаллические вкрапленники и содержащие влаги более 6%. Головитрофировая структура (стекловатая витрофировая) образуется в излившейся породе. Отличается она тем, что основная масса целиком стекловатая, микролитов в ней либо нет, либо очень мало. Под микролитами понимают зародышевые кристаллы, характеризующиеся неполной кристаллизацией в условиях низкой температуры окружающей среды, вызванной быстрым охлаждением магмы, низким давлением и уносом минерализаторов в окружающую атмосферу во время извержения.
При образовании вулканических стекол в условиях высокого давления вода удерживается в жидкорасплавленной массе даже при нагревании ее до весьма высоких температур (1550°С), образуя раствор воды в стеклообразной массе. Исследованиями установлены два типа воды: перлитовая, выделяющаяся при температуре до 500° С, и обсидиановая, обусловливающая вспучивание перлита и обсидиана и выделяющаяся в интервале температур 830—950° С.
Приоритет в области исследования и использования вулканических стекол принадлежит советским ученым. М. П. Воларович и А. А. Леонова (1937 г.) изучали вязкость обсидиано-перлитов. а П. П. Будников (1938 г.) изучал условия вспучивания перли-тов, свойства их и применение.
В табл. 33 приведены химические составы некоторых вулканических водосодержащих стекол. В породах могут содержаться вкрапленники в виде плагиоклаза, биотита, роговой обманки, кварца, кристобалита, пегматита, полевого шпата, пироксена, апатита, рутила, магнетита и др. Перлиты различных месторождений могут существенно отличаться по своей структуре, однако, за небольшими исключениями, они содержат от 89,4 до 98,5% стекла. Например, закарпатский перлит месторождения горы Пеликан содержит (%): плагиоклаза 2,6; биотита 0,2, роговой обманки 0,15, кварца 0,1, кристобалита 0,24 и стекла 96,71, являющейся основной массой.
Перлитовое сырье Арагацкого месторождения, представленное как плотными, так и рыхлыми хорошо вспучивающимися стекловатными породами, пригодно для получения вспученного перлита, из которого получают высокоэффективные теплоизоляционные изделия. Для получения же вспученного перлита в виде щебня и песка некоторые исследователи рекомендуют использовать достаточно плотные породы по возможности без макротрещин (месторождения Мухор-Талинское, Береговское, Богопольское, Нежданковское, Ташкескенское).

Комментарии (0) Янв 30 2009



Самое читаемое