Виробництво виробів і конструкцій з бетонів на пористих заповнювачах

Технологія виготовлення виробів і конструкцій з легких бетонів на пористих заповнювачах багато в чому подібна технології виготовлення виробів і конструкцій з важких бетонів. Відмінності пов’язані з властивостями важких щільних і легких пористих заповнювачів. При виробництві виробів з важких бетонів розшарування бетонної суміші може мати місце за рахунок вод овід ділення, а також седиментації важких заповнювачів. При виробництві виробів з легких бетонів на пористих заповнювачах розшарування бетонної суміші можу мати місце головним чином за рахунок збільшення концентрації заповнювачів в поверхневих шарах бетону в порівнянні з нижнім. Це обумовлено тим, що густина заповнювачів значно менша ніж розчина та води. Для підвищення однорідності таких бетонів значну увагу приділяють якості цементних розчинів та заповнювачів, жорстокості бетонних сумішей та умовам ущільнення. Останнє, як правило, здійснюється з застосуванням завантажувача, що зменшує розшарування. Дозування простих заповнювачів по об’єму більш ефективне, ніж по масі.

Найбільше розповсюджування отримали і конструкції з керамзитобетонів. Як в’яжуче при виготовленні виробів безавтоклавного твердіння використовують портландцемент і його різновиди. Вапнякові в’яжучі використовуються при виготовлені виробів автоклавного твердіння. Якщо важкі бетонні суміші виготовляють у бетонозмішувачах як з вільним падінням матеріалів (гравітаційним), так і примусових, то легкобетонні суміші на пористих заповнювачах, з метою зменшення розшарування суміші, готують тільки у бетонозмішувачах примусової дії різних конструкцій. Виготовлення залізобетонних конструкцій з легких бетонів на пористих заповнювачах може здійснюватись стендовим, агрегатним, конвеєрним способом, у тому числі і вібропрокатуванням.

Для оформлення дрібноштучних стінових виробів використовують спеціальні формуючі установки СМ-185; С-645. Ущільнюють вироби за допомогою метода віброущільнення з додатковим навантаженням. Відформовані вироби підлягають тепловологісній обробці у ямних камерах періодичної дії при температурі 70…80ºС на протязі 10…12 год.

У сучасному збірному будівництві набули два провідних конструктивних рішення зовнішніх стінових панелей: одношарові з легкого конструкційно-теплоізоляційного бетону та багатошарові з гнучкими зв’язками огороджувальних шарів з важкого бетону і з ефективним утеплювачем. Опір теплопередачі багатошарових панелей у 1,5 рази вищий, ніж одношарових. Але процес виготовлення багатошарових зовнішніх стінових панелей незалежно від виду технологічної лінії (конвеєра, агрегату) характеризується багатоопераційною структурою та складністю. Наприклад, для виготовлення тришарової зовнішньої стінової панелі потрібно виконати майже 30 технологічних операцій, не враховуючи транспортних та допоміжних. При виготовленні одношарових стінових панелей з бетонів на пористих заповнювачах технологічний процес значно скорочується. Так при виготовлення панелей 6,00´1, 80´0, 24´1, фасадна поверхня яких облицьована керамічною плитою, а внутрішня оброблена цементно-піщаним розчином по конвеєрній технології, технологічні операції виконуються у такій послідовності: розкривання бортів форми; знімання виробу; очищення і змазування піддону і бортів форми; укладання керамічної плитки; встановлення арматурного каркасу; закривання бортів; встановлення закладних деталей і монтажних петель; укладання та ущільнення керамзитобетонної суміші; технологічне витримування; укладання та розшарування шару внутрішньої поверхні бетону; технологічне витримування перед обробкою внутрішньої поверхні панелі; обробка внутрішньої поверхні панелі дисковою затиральною машиною; технологічне витримування виробів до набуття бетоном необхідної критичної міцності перед тепловою обробкою. Після виконання зазначених операцій піддон-візок передають до щілинної камери для тринадцятигодинної теплової обробки. Підвищення будівельно-технічних властивостей пінобетонних виробів і конструкцій на легких бетонах з пористим заповнювачем пов’язане як з удосконаленням технологічного процесу виробництва, так і підвищенням якості заповнювачів. Так, наприклад, при їх виготовленні найбільш ефективною є теплова обробка виробів у щільовій камері з інфрачервоними випромінювачами. Внаслідок чого вироби підлягають високотемпературному сухому прогріву, що забезпечує отримання виробів високої міцності і зі зниженою залишковою вологістю. При цьому застосовують різні випромінювачі (трубчасті, стержньові, електричні лампи). Найбільш поширеними є МТС потужністю на 1 м довжини до 1 кВт та температурою поверхні 60…100ºС. Витрати електроенергії в щільових камерах складають 80…100 кВт/год на 1 м³ бетону.

Будівельно-технічні властивості виробів і конструкцій з легких бетонів на пористих заповнювачах можуть бути значно поліпшені при їх поризації. Поризовані легкі бетони відрізняються пористою структурою цементного каменю, яка утворюється внаслідок введення в бетонну суміш повітрявтягувальних (поризуючих) домішок і домішок-мікропіноутворювачів (ступінь аерації до 12%); введення в суміш попередньо приготованої ніздрюватої дрібнозернистої маси з крупним заповнювачем (ступінь аерації до 25%); введення в суміш попередньо приготованої піни і спільного перемішування (ступінь аерації до 25%); введення в суміш газоутворювальних добавок (ступінь аерації до 257%).

Усі ці технологічні прийоми сприяють також підвищенню однорідності та рухливості легкобетонної суміші. Щільність бетону можна зменшити на 15…20%, міцність його при цьому зменшується не так значно.

Залежно від виду крупного заповнювача і способу поризації такі бетони класифікуються на керамзитопінобетон, керамзитогазобетон з повітрявтягувальною добавкою. Порівняно з легким бетоном щільної структури поризований бетон має знижені щільність і коефіцієнт теплопровідності.

Міцність поризованого легкого бетону знаходиться в межах 5…10 МПа, а щільність – 700…1400 кг/м³. Міцність збільшується, а деформації усадки виробів з таких бетонів зменшуються при збільшенні вмісту керамзиту до 0,9…1,15 мм/м бетону чи іншого заповнювача, оскільки міцність таких заповнювачів перевищує міцніть поризованого розчину.

Особливістю технології виробництва виробів є те, що при їх виробництві доцільно використовувати високомарочні цементи (марки М500), бо це сприяє зменшенню його витрати, а отже, і зменшенню щільності бетону (цемент – найважчий компонент у складі такого бетону). Теплову обробку ефективніше здійснювати в камерах з безпаровим прогріванням, наприклад, паровими регістрами, електронагрівачами.

Виробництво виробів з поризованих легких бетонів ускладнюється тим, що в технологічному процесі необхідно передбачити операції по приготуванню газо- або піноутворюючих домішок. Їх дозуванні і введенню в бетонну суміш. Після формування потрібно попередньо витримувати бетон перед тепловою обробкою на протязі значного відрізу часу для отримання бетоном критичної міцності.

Легкі силікатні бетони на пористих заповнювачах (керамзиті, аглопориті, шлаковій пемзі, спученому перліті, опоці, вулканічному туфу тощо) мають середню щільність до 1800 кг/м³, міцність до 30 МПа, водопоглинання – 12…30% за об’ємом, морозостійкість до 50 циклів. Для виготовлення армованих силікатних конструкцій застосовують конструкційні бетони з міцністю 10…30 МПа і середньою щільністю 1400…1800 кг/м³. Конструкційно-теплоізоляційні бетони з міцністю 5…10 МПа, середньою щільністю до 1400 кг/м³ використовують для виготовлення плит різних розмірів. Технологія виготовлення конструкцій і виробів на легких силікатних бетонах передбачає такі операції: приготування вапняно-кремнеземистого в’яжучого (помел вапна і піску); дозування сировинних компонентів; перемішування легкобетонної суміші у змішувачах примусової дії; виготовлення арматурних каркасів; формування виробів або конструкцій; тепловологісну обробку у автоклавах.

З застосуванням вапняно-шлакових в’яжучих виробляють по безавтоклавній технології вироби і конструкції з класом по міцності при стиску до В12,5 (стінові блоки, стінові панелі тощо). Як сировинні матеріали застосовують гашене і негашене вапно, доменні гранульовані шлаки, природні і штучні заповнювачі, пороутворювачі та воду. Технологічний процес виготовлення виробів включає такі операції: помел вапна і шлаку до питомої поверхні 300…500 м²/кг; дозування помелених вапна і шлаку, заповнювачів, води; приготування бетонної суміші; формування; тепловологісну обробку виробів. При виготовленні виробів з вапняношлакових виробів застосовують литтьову, вібраційну і пресову технології. Вироби використовують у житловому і промисловому будівництві.