Delist.ru

 Эффективный   неавтоклавный пенобетон с использованием отсевов дробления бетонного лома (17.11.2009)

Автор: Краснов Михаил Валерьевич

При приготовлении пенобетона не рекомендуется применять пески с модулем крупности >2, так как крупные частицы кварца превышают толщину межпоровых перегородок, что приводит к понижению прочностных и теплотехнических свойств материала, В связи с этим в ячеистом бетоне целесообразно применение молотого (активного) отсева дробления как материала способствующего уплотнению структуры, а также положительно влияющего на процессы твердения вяжущей композиции. Большое влияние на прочность ячеистого бетона оказывает его рабочая смесь – матрица. Физико-механические свойства рабочей смеси в виде пасты будут определять характер протекания процессов образования пенобетонной массы, а по свойствам затвердевшего камня на ее основе можно судить о прочности затвердевшего ячеистого бетона. Каркас и стенки пор обеспечивают прочность, жесткость, трещиностойкость, то есть необходимый комплекс физико-механических свойств пенобетона. Полученный неавтоклавный пенобетон Д600 – Д900, табл. 8, из отсевов дробления бетонного лома, прошедших активацию в вибромельнице, обладает прочностными характеристиками, не уступающими автоклавным ячеистым бетонам.

Таблица 8.

Физико – механические свойства пенобетона.

плотность, кг/м3 Прочность

на сжатие, МПа Класс по прочности Теплопроводность

в сух. состоянии,

600 2,5 – 2,8 В2 0,14 – 0,15

700 3,4 – 3,9 В2,5 0,18 – 0,19

800 4,5 – 5 В3,5 0,21 – 0,23

900 5,7 – 7,5 В4,5 0,24 – 0,27

Таким образом, данный вид используемого наполнителя оказывает существенное влияние на свойства пенобетонов.

На оптимальных составах пенобетона, табл. 9, из одного и того же сырья и химических добавок можно получить пенобетоны с теплоизоляционными и конструкционными свойствами.

Таблица 9.

Оптимальные составы пенобетона

п/п Состав пенобетона в долях по массе от вяжущего Содержание пенообразователя, кг/м3 Средняя плотность,

кг/м3 Расход вяжущего, кг/м3

вяжущее Отсев

дробления вода

1 1 1 0,85 0,,63 615 305

2 1 1,05 0,83 0,62 710 340

3 1 1,1 0,82 0,61 805 360

4 1 1,15 0,77 0,60 910 403

Для получения рациональных составов пенобетона на основе смесей с использованием пылевидных отсевов дробления бетона, прошедших механохимическую активацию, были изучены пластично-вязкие свойства и выявлен средний уровень прочности исходных растворов.

Пластично-вязкие свойства изучали с использованием вискозиметра Суттарда. Для оценки влияния состава рабочих смесей на пластично-вязкие свойства исходных растворов, соотношения между пылевидным отсевом дробления и вяжущим принимали равным 0,75; 1; 1,25.

Количество воды подбирали для каждого состава с учетом получения диаметра расплыва по вискозиметру Суттарда от 18 до 36 см при температуре смеси 35-40 0С. Заданные значения текучести смеси должны обеспечить получение ячеистых бетонов средней плотностью 600 – 900

Изготовленные образцы твердели в течение 28 суток в камере нормального твердения при температуре (18±2) 0С и относительной влажности (95±5) %, после чего их подвергали испытаниям на прочность на сжатие.

Анализ влияния состава рабочих смесей на пластично-вязкие свойства и прочность исходных растворов показал, что с увеличением в композиции доли пылевидного отсева дробления увеличивается водопотребность смеси для достижения заданной текучести, что ведет к возрастанию общей пористости. С увеличением водотвердого отношения возрастает общая пористость цементного камня, что приводит к увеличению размеров пор, а также снижению его прочностных показателей.

Сравнение полученных результатов по прочности на сжатие с данными, полученными расчетным путем по формуле Г. П. Сахарова, показывает принципиальную возможность получения на активированных рабочих смесях неавтоклавного пенобетона требуемой прочности в проектном возрасте.

При разработке оптимальных составов пенобетона с использованием пылевидных отсевов дробления бетонного лома использовали математические методы планирования эксперимента по методике, изложенной в работе. Исходя из того, что вид искомой зависимости не известен, для эксперимента принимаем 3-х уровневый план 2-го порядка.

В качестве факторов варьирования были приняты:

Х1 – соотношение между пылевидным отсевом и вяжущим, С;

Х2 – водотвердое отношение, В/Т;

Х3 – содержание пенообразователя в % от массы вяжущего.

Выбранные факторы отвечают требованиям планирования эксперимента, так как они независимы, однозначны, совместимы, управляемы, несут необходимую информацию о составе пенобетона и дают возможность разных сочетаний компонентов смеси, обеспечивая при этом глубокий анализ влияния принятых переменных на основные свойства бетона.

При решении указанных задач в лабораторных условиях были выполнены необходимые предварительные опыты на рабочих смесях, прошедших механохимическую активацию при заданных режимах. Температура сырьевых материалов составляла 200С. Пенообразователь вводили в воду перед дозированием сыпучих сырьевых материалов.

После приготовления, пенобетонную смесь подавали в стандартные металлические формы размером 100х100х100 мм. Образцы выдерживали в течение 28 суток в нормальных условиях твердения. Затем образцы высушивали в сушильном шкафу до постоянной массы и определяли среднюю плотность.

После математической обработки результатов были получены уравнения регрессии, отражающие зависимости прочности на сжатие и средней плотности пенобетона от выбранных факторов. Расчет уравнений регрессии проведен в соответствии с «Руководством по применению методов математического планирования эксперимента в технологии бетона». Значимость коэффициентов уравнений регрессий проведена по критерию Стьюдента. Статистическая проверка адекватности уравнений выполнена с помощью критерия Фишера.

В результате математической обработки экспериментальных данных были получены следующие многофакторные модели, отражающие изменения прочности на сжатие (YR) и средней плотности (Y?) пенобетона в зависимости от принятых факторов в кодовом выражении:

для пенобетона со средней плотностью 600 – 900 кг/м3:

YR = 0,9 – 0,25Х1 - 0,3Х2 - 0,55Х3 + 0,47 Х32 + 0,2Х1Х3 + 0,2 Х2Х3

загрузка...