WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

УДК 666.973 В.А. Мартыненко (ПГАСА, г. Днепропетровск) АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОБЕТОННОЙ СМЕСИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ И МОНОЛИТНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ Современные тенденции жилищного и

общественного строитель ства в Украине характеризуются увеличением доли возведения инди видуальных малоэтажных и многоэтажных каркасных домов. Такое направление связано не только со снижением энергетических и мате риальных затрат, но и с повышением требований к архитектурной вы разительности и комфортности возводимого жилья. Данный вид строительства предусматривает использование в несущих элементах зданий прочных строительных материалов и самонесущих мелко штучных стеновых конструкционно-теплоизоляционных и теплоизо ляционных изделий. В этом случае мелкие стеновые блоки из ячеи стых бетонов являются предпочтительными в отношении аналогичных материалов. В связи с этим увеличились объемы производства ячеи стобетонных изделий, в том числе пенобетонных, изготавливаемых с использованием новых технологических приемов, которые решения позволили шире использовать этот эффективный материал в совре менном строительстве.

Возросло также количество публикаций в профессиональных журналах и рекламной информации по этому виду ячеистого бетона в сети интернета. При положительной тенденции развития пенобетон ной технологии, расширении объемов ее использования порой не от мечаются ее отрицательные стороны. Пенобетонная технология пре подносится как простой способ изготовления ячеистобетонных изде лий, которая якобы требует меньших энергетических затрат, трудоза трат и удельной металлоемкости. Проводятся неравнозначные техно логические сравнения по видам ячеистого бетона. Так, при сравнении пенобетона с газосиликатом учитывают только производственные энергозатраты, но не учитывают затраты на производство самого це мента, как наиболее энергоемкого материала в составе пенобетона.

Считаю, что пенобетонная технология имеет как ряд технологических преимуществ, так и ряд недостатков. Основными технологическими преимуществами является: возможность транспортировки пенобетон ной смеси, формирование ячеистой структуры бетона в момент приго товления смеси и при обычной температуре. Недостаток - относитель но большой расход вяжущего, связанный с отрицательным действием пенообразователей на гидратацию вяжущего, которые и снижают прочностные характеристики пенобетонных изделий. Введение пено образователя в значительном количестве для получения более низкой плотности смеси и высокое В/Т отношение смеси приводит к замедле нию скорости твердения и к снижению прочности пенобетонных изде лий.

а) б) П О Рис. 1. Технологические схемы производства пенобетона с использовани ем технической пены с приготовлением пенобетонной смеси методами: а)- традиционным;

б)–сухой минерализации: 1- бункера сырьевых материалов;

2- дозаторы;

3- смеситель для приготовления раствора;

4- пеногенератор;

5- сме ситель для приготовления пенобетонной смеси;

6- форма В настоящее время в пенобетонной технологии используют сле дующие методы для приготовления пенобетонной смеси:

1. Поризация бетонной смеси предварительно приготовленной пеной:

а) традиционный пенный способ, заключающийся в раздельном приготовлении высокократной пены и поризуемого раствора, в после дующем их смешивании в отдельном смесителе или в смесителе для приготовления раствора (рис. 1а);

б) метод сухой минерализации пены, заключающийся в предвари тельном приготовлении низкократной пены и ее минерализации сухи ми компонентами смеси путем постепенного и равномерного введения их в приготавливаемую пеномассу при одновременном перемешива нии в смесителе (рис. 1б).

2. Приготовление пенобетонной смеси без приготовления пены:

- метод приготовления пеномассы аэрированием, основанный на воздухововлечении раствором вя жущего и кремнеземистого компо нента с пенообразователем при ско ростном их перемешивании (рис. 2).

Рис. 2. Технологическая схема изго товления пенобетонных изделий с ис пользованием метода аэрирования для приготовления пенобетонной смеси: 1- расходные бункера сырьевых материа лов;

2- дозаторы;

3- высокооборотный смеситель;

4- форма для формования пенобетонных изделий Каждый из рассматриваемых методов имеет свои технологиче ские преимущества и недостатки. Используя их целенаправленно, можно управлять свойствами пенобетонной смеси, пенобетона. Име ются и отличия в перечне используемого оборудования, в затратах для организации производства изделий или пенобетона для монолитной укладки в строительных условиях.

Так, при первых двух методах приготовления пенобетонной смеси в технологическом комплекте набора оборудования используются пе ногенераторы для приготовления пены. В традиционном методе пено генератор должен приготавливать пену средней кратности (10-40) с высоким коэффициентом ее использования по объему (более 0,8) в поризуемом растворе. Эти свойства пены зависят не только от вида используемого пенообразователя (ПО), но и от конструкции пеногене ратора.

На физико-технические свойства пенобетона при использовании традиционного метода приготовления пенобетонной смеси оказывает влияние ряд технологических параметров. На плотность пенобетона:

- объем вводимой пены и коэффициент ее использования в пори зуемом растворе, который зависит не только от свойств пены, но и от вязкопластичных характеристик поризуемого раствора;

- количество вводимой воды;

- коэффициент осадки пенобетонной смеси.

На прочность пенобетона оказывают влияние:

- марка и расход вяжущего;

- количество кремнеземистого компонента и его дисперсность;

- содержание воды, с расходом которой связан объем образования капиллярных пор и подвижность поризуемого раствора;

- концентрация пенообразователя в растворе твердеющего вяжу щего;

- вид и количество вводимой добавки.

При приготовлении пенобетонной смеси методом сухой минера лизации используют пену низкой кратности (примерно 4-6), которую можно приготовить как в отдельном пеногенераторе, так и в высоко оборотном смесителе. Пену стабилизируют за счет введения в нее предварительно смешанных сухих компонентов смеси при равномер ном их распределении путем постоянного перемешивания пенобетон ной смеси. Быстрая адсорбция воды сухими компонентами приводит к снижению подвижности пенобетонной смеси и ее стабилизации. Этот метод позволяет получать более плотные межпоровые перегородки в пенобетоне, за счет уменьшения В/Т отношения и более плотной упа ковки частиц вяжущего и кремнеземистого компонента.

Основными технологическими параметрами, определяющими свойства пенобетонной смеси, а в последующем и пенобетона, явля ются кратность пены и В/Т отношение смеси. На плотность пенобето на большее влияние оказывает кратность пены, чем изменение В/Т отношения. Снижение В/Т до определенного значения приводит к по вышению прочности пенобетона, но при переходе через оптимум этого технологического параметра происходит потеря подвижности пенобе тонной смеси вплоть до ее разрушения. При использовании этого ме тода необходима и очень важна согласованность в работе оборудова ния по подаче сухих компонентов, их равномерное распределение в поризуемой смеси без ее разрушения. Значение коэффициента выхода пенобетонной смеси характеризует согласованность технологического процесса. Этот показатель и значение В/Т отношения смеси определя ют ее технологические свойства, которые взаимосвязаны с физико техническими свойствами пенобетонных изделий или монолитной те плоизоляции. Метод сухой минерализации приготовления смеси при соответствующем аппаратном оформлении позволяет получить пено бетон с высоким значением коэффициента конструктивного качества.

Реализовать этот метод приготовления пенобетонной смеси в полной мере и со всеми технологическими преимуществами в производствен ных условиях технологически сложно в связи с трудностями его аппа ратного сопровождения.

При приготовлении пенобетонной смеси методом аэрирования нет необходимости в использовании пеногенератора. Однако, в связи с тем, что все процессы поризации совмещены в одном агрегате (в вы сокооборотном смесителе), то к нему предъявляется ряд особых тех нических и технологических требований. К техническим относятся:

объем смесителя и соотношение его основных размеров, скорость обо ротов вала, динамика потоков смеси при перемешивании. К техноло гическим факторам: коэффициент загрузки смесителя по объему, вре мя аэрирования, В/Т отношение, количество и вид ПО, начальная и конечная подвижность пенобетонной смеси. Многофакторная взаимо связь процесса приготовления смеси значительно влияет как на время ее приготовления, так и на свойства пенобетонных изделий.

На плотность пенобетонной смеси основное влияние оказывают:

- объем воды в смеси, что, соответственно, связано с подвижно стью поризуемой смеси и объемом образования капиллярных пор;

- вид и количество пенообразователя.

При этом определенное значение имеет последовательность за грузки компонентов в смеситель, продолжительность аэрирования смеси и интенсивность перемешивания, которая должна изменяться при уменьшении плотности смеси. На прочность пенобетона, при про чих равных условиях, наибольшее влияние оказывают:

- плотность пенобетона;

- расход и вид цемента;

- соотношение цемента и кремнеземистого компонента, их дис персность;

- В/Т отношение смеси;

- вид и концентрация ПО;

- тип и количество вводимой добавки.

Положительной особенностью метода аэрирования является то, что наблюдается частичная активация смеси, получение мелкопорис той ячеистой структуры пенобетона, которая взаимосвязана с прочно стью пенобетона и коэффициентом поризации.

Во всех рассмотренных методах приготовления пенобетонной смеси есть различия, заключающиеся в технологической возможности использования добавок. Так, при традиционном раздельном методе приготовления пенобетонной смеси наиболее эффективно использова ние добавок, которые вводят на стадии приготовления растворной час ти смеси. Это позволяет предварительно и целенаправленно изменять технологические свойства раствора до введения пены. В методе сухой минерализации возможность введения добавок в раствор практическое влияние на технологические свойства минимально. Здесь добавка вво дятся непосредственно в раствор ПО, что иногда снижает эффект их технологического действия. Поэтому необходимо соблюдать принцип совместимости добавки и ПО, исключить снижение пенообразующей способности такого раствора, а в последующем влияние ПО на вяжу щее. При этом немаловажное значение имеет эффект первоначальной адсорбции ПАВ на вяжущем, что влияет на свойства пенобетонной смеси, а в последующем на прочности пенобетона. Это относится и к методу приготовления смеси аэрированием.

Таким образом, каждый метод приготовления пенобетонной сме си имеет определенные технические и технологические особенности.

Проведенный анализ их производственного использования при изго товлении неавтоклавных пенобетонных изделий и устройства моно литной теплоизоляции в строительных условиях на некоторых пред приятиях России и Украины выявил ряд повторяющихся технологиче ских ошибок, которые уже изначально сказываются на качестве приго тавливаемой смеси. Так, при традиционном методе приготовления пе нобетонной смеси практически не используются комплексные добав ки, которые позволяют снижать В/Т отношение пенобетонной смеси и повысить скорость твердения пенобетона. Для повышения коэффици ента использования пены в растворе используют высокие значения В/Т отношения смеси, что приводит увеличению капиллярной пористости межпоровых перегородок бетона и усадке пенобетонных изделий, снижению прочности. В большинстве случаев при этом методе ис пользуются пены с низким значением коэффициента стойкости в по ризуемом растворе, что приводит к увеличению ее расхода, разруше нию и, соответственно, к снижению скорости набора структурной прочности пенобетонной смесью. Из-за этого происходит осадка пори зованной смеси в начальный период твердения пенобетонных изделий.

На некоторых предприятиях подача пенобетонной смеси к месту укладки сопровождается неоднократными перегрузками с высотой падения смеси больше 0,5 м, что приводит к увеличению плотности и расслоению пенобетонной смеси. Для обеспечения необходимой теку чести по шлангам используется пенобетонная смесь с высоким значе нием В/Т (0,6-0,7), что, соответственно, сказывается на свойствах мо нолитного пенобетона.

При использовании метода сухой минерализации имеется ряд следующих недостатков. Используемые аэродинамические пеногене раторы не обеспечивают стабильности свойств пен, а это приводит к колебанию плотности изготавливаемых пенобетонных изделий. За грузка сухих компонентов в смеситель производится без предвари тельного смешивания цемента и кремнеземистого компонента. Нерав номерная подача этих компонентов приводит к частичному разруше нию пены, которое компенсируют введением дополнительного ее объ ема. Однородность приготавливаемой пенобетонной смеси не контро лируется и не обеспечивается из-за неудовлетворительной работы са мого смесителя. Для транспортировки смеси по шлангам используется повышенное давление в нагнетателе, в результате чего при выгрузке происходит разрушение воздушных пузырьков (до 30%).

При использовании метода аэрирования отмечено колебания плотности пенобетонной смеси из-за отсутствия точной дозировки компонентов смеси и контроля ее плотности. Узкий диапазон техноло гических параметров при приготовлении пенобетонной смеси, много факторность метода, отклонение от оптимальных технологических параметров приводят к ухудшению качественных характеристик пено бетонной смеси, порой и к браку пенобетонной продукции.

Пенобетонная технология требует точного соблюдения техноло гического регламента производства, многофакторного учета влияния технологических параметров на свойства смеси и пенобетона. Только при таком подходе можно получить качественный материал. Эта тех нология требует другого организационного и технологического подхо да, так как работа «на глаз», неточное дозирование сырьевых материа лов способствует выпуску некачественной продукции, которую уже производят некоторые предприятия, на что и есть обоснованные жало бы строителей. Такая организация производства неавтоклавных пено бетонных изделий или устройства монолитной теплоизоляции в строи тельных условиях может только дискредитировать идею расширения использования этой технологии в современном строительстве.




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.