Технология строительных материалов специального назначения.

Классификация бетонов. Материалы для бетона. -Существует несколько классификаций бетона, основная из которых классификация по средней плотности. По данному признаку различают 5 типов бетона:
1. Особо тяжелый. Плотность такого бетона составляет примерно 2500кг/м3 и более. В качестве заполнителя используются обрезки стали, магнетит, железная руда. К такому типу относятся сталебетон, баритовый и магнетитовый (их название напрямую зависит от основного наполнителя). Особо тяжелый бетон применяют при строительстве особых конструкций. Например, для защиты от воздействий радиации, он используется при строительстве АЭС.

2. Тяжелый. Имеют плотность от 2000 до 2500кг/м3. В качестве заполнителя используется известняк, гранит и другие горные породы, а также плотный песок. Он широко применяется в тяжелой промышленности – строительство несущих опор зданий и сооружений, фундаментов, зданий с повышенным радиационным фоном.

3. Облегченный. Плотность такого бетона от 300 до 2000кг/м3. Основной заполнитель – щебень. Его относят к разновидности обычного бетона, широко применяемого в строительстве жилых домов, закладке фундаментов и стен. Основное преимущество такого вида бетона – его вес, который позволяет применять его в различных областях.

4. Легкий. Средняя плотность их составляет 500 – 1800кг/м3. В качестве заполнителя применяют керамзит, пемза, то есть в основном пористые заполнители. В свою очередь этот тип бетона делится на 2 вида:
• Конструктивно-теплоизоляционный бетон, средняя плотность которого от 500 до 1400кг/м3.
• Конструктивный бетон с плотностью от 1400 до 1800кг/м3.
Такой бетон широко применяется при строительстве многоквартирных домов, торговых центров, его легкий вес позволяет широко его использовать в любом из видов гражданского строительства. В зонах с повышенной склонностью к землетрясениям он особенно актуален.

5. Особо легкий. Бетон, который имеет плотность меньше 500кг/м3, называют особо легким. Основной заполнитель – перлит или арболит, достаточно легкие породы. К этому виду относятся газо- и пенобетоны. В основном они применяются при строительстве стен жилых домов, при прокладке перекрытий или создания дополнительных теплоизоляционных условий.

Такая классификация бетонов, позволяет учитывать среднюю плотность, а значит заполнитель бетонной смеси, его пористость и средний вес. В зависимости от вида строительства, области применения и назначения, используется определенный тип бетона.

 

Особенности свойств мелкозернистого бетона. Мелкозернистый бетон для фибробетонных и армоцементных конструкций -Для изготовлении тонкостенных железобетонных конструкций применяют мелкозернистый бетон, не содержащий щебня. Армируя этот бетон ткаными сетками, получают армоцемент — высокопрочный материал для тонкостенных конструкций. Мелкозернистый бетон можно также использовать для изготовления железобетонных конструкций в районах, где отсутствуют щебень и гравийно-песчаная смесь.

Свойства мелкозернистого бетона определяются теми же факторами, что и обычного бетона.

Однако мелкозернистый цементно-песчаный бетон имеет некоторые особенности, обусловленные его структурой, для которой характерны большая однородность и мелкозернистость, высокое содержание цементного камня, отсутствие жесткого каменного скелета, повышенные пористость и удельная поверхность твердой фазы

Зависимости прочности песчаного бетона от его состава.

При В/Ц = 0,3 зависимость прочности от расхода цемента прямолинейна: уменьшение расхода цемента приводит к резкому понижению прочности бетона, так как при малом содержании цемента смесь становится все менее удобообрабатываемой, хуже уплотняется, а ее плотность и соответственно прочность постепенно уменьшаются. Наивысшую прочность показывает в этом случае цементный камень.

При более высоких значениях водоцементного отношения (В/Ц=0,4 и выше) наивысшая прочность бетона достигается при определенном оптимальном соотношении между цементом и песком. При этом соотношении достигается максимальная плотность бетонной смеси.

При меньших расходах цемента удобообрабатываемость смеси постепенно снижается, что затрудняет ее укладку и приводит к постепенному понижению прочности и плотности бетона

При более высоком содержании цемента возрастает количество избыточной воды в бетоне, соответственно увеличивается пористость и понижается прочность.

Для каждого состава бетона имеется оптимальное значение В/Ц, при котором получаются наивысшие прочность и плотности бетона.

 

Мелкозернистый бетон с микронаполнителем - Для экономии цемента в мелкозернистый бетон иногда вводят микронаполнители — золу, известняковую муку, молотый песок и др. Состав в этом случае определяют обычным методом, рассматривая цемент и микронаполнитель как единое вяжущее. Активность вяжущего и его влияние на водопотребность бетонной смеси зависят от содержания и свойств микронаполнителя. Влияние вяжущего на водопотребность устанавливают предварительными испытаниями. Для ориентировочных расчетов можно принять, что уменьшение активности цемента пропорционально увеличению содержания микронаполнителя: при содержании микронаполнителя 20% активность вяжущего уменьшается на 20%.

Влияние микронаполнителя на водопроводность бетонной смеси можно учесть, если известна его водопотребность. В этом случае количество воды, которое надо добавить к расходу воды или, наоборот, на которое надо уменьшить расход воды

Водопотребность бетонной смеси можно определить раздельным учетом водопотребности цемента и микронаполнителя. Составы бетона обязательно необходимо подбирать в соответствии с ГОСТ 27006-86.

При этом следует учитывать технологические особенности вибропрессующего оборудования.

Главным образом, окончательный состав мелкозернистого бетона зависит от свойств и качества исходных материалов.

Кроме этого, вполне возможно пофракционное разделение песка при приготовлении мелкозернистых бетонных смесей.

В последнем случае дозирование воды не потребует большой точности.

Для этой цели песок сначала просеивают через сито 2,5 мм.

Затем то, что прошло через него, просеивают через более мелкое сито 1,2 мм и получают первую фракцию.

Та масса, которая прошла через сито 1,2 мм, просеивается через сито 0,315 мм и, таким образом, получают вторую фракцию.

Для приготовления бетонной смеси берут от 20% до 50% первой фракции, и от 50% до 80% второй фракции.

Следует, однако, подчеркнуть, что технология приготовления мелкозернистого бетона является ориентировочной, но может, тем не менее, быть использована на конкретном производстве.

Разновидности ячеистого бетона, эффективность их применения - ОПИСАНИЕ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА Ячеистый бетон соединяет в себе преимущества, которые могут быть достигнуты только при комбинации различных материалов. Благодаря своей пористой структуре он одновременно массивен и легок. С одной стороны, он прочен и несгораем, как камень, с другой - обладает легкостью и простотой обработки, свойственными дереву. 3аключенный в порах воздух приводит к исключительному теплоизоляционному эффекту. Так, термическое сопротивление ограждающих конструкций из ячеистого бетона в 3 раза выше, чем из керамического кирпича и в 8 раз выше, чем из тяжелого бетона. Ячеистый бетон является единственным стеновым материалом в Республике Беларусь, который может использоваться без дополнительного утепления. В процессе эксплуатации здания из ячеистого бетона расходы на отопление снижаются на 25-30 %. В производстве изделий из ячеистого бетона используется технология заливки в высокоточные формы, изготовленные методом?лазерной? резки, благодаря чему обеспечивается высокая точность размеров изделий. Точные геометрические характеристи?ки изделий позволяют вести кладку с использованием клеевого раствора, что исключает наличие?мостиков холода?. Благодаря своей структуре ячеистый бетон легко и точно по размеру пилится, сверлится и фре?зеруется, что позволяет решать вопросы архитектурной выразительности. Благоприятное соотношение веса и объема делает все строительные конструкции удобными для транспортировки и позволяет полностью использовать мощности транспортных средств. Ячеистый бетон, обладая высокими теплозащитными свойствами и теплоаккумулирующей способностью, предотвращает значительные потери тепла зимой и позволяет избежать слишком высо?ких температур летом, исключает резкие колебания температуры в помещениях; позволяет регулировать влажность воздуха в комнате путем впитывания и отдачи влаги, тем самым способствуя созданию благоприятного микроклимата. Ячеистый бетон не только создает максимум удобств, он еще и абсолютно экологичен, то есть. не выделяет токсичных соединений. Согласно проведенным исследованиям, уровень радиоактивности ячеистого бетона значительно ниже допустимых пределов. Коэффициент экологичности ячеистого бетона, по данным Минздрава, составляет - 2, и уступает только дереву (коэффициент - 1). Для примера, этот коэффициент у керамического кирпича составляет 10, а у керамзитобетона - 22. РАЗНОВИДНОСТИ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА Существуют несколько видов ячеистых бетонов. Самые распространенные? это газобетон и газосиликат. Их производят большинство белорусских комбинатов силикатных изделий (КСИ), ОАО?Забудова? и др. Газобетон и газосиликат представляют собой ячеистые теплоизоляционные бетоны, получаемые из портландцемента (газобетон) или из смеси извести с молотым кварцевым песком (газосиликат) пут?м вспучивания предварительно приготовленного шлама (теста) с помощью газообразователей (чаще всего это алюминиевая пудра) и отвердевания в различных условиях (автоклавная обработка или пропаривание). Таким образом, газобетон и газосиликат - это теплоизоляционные л?гкие бетоны, получаемые на основе портландцемента, воды, молотого кварцевого песка и других минеральных материалов. По способу твердения газобетон бывает автоклавный и неавтоклавный, газосиликат - это только автоклавный материал. Главное преимущество газобетона и газосиликата в том что он (при одинаковой плотности) имеет прочность несколько выше, чем пенобетон (за счет автоклавирования).Другая разновидность ячеистого бетона - пенобетон, По своим свойствам и применению подобен газобетону и газосиликату. Он создается путем равномерного распределения пузырьков воздуха по всей массе обычного бетона. В отличие от газобетона, пенобетон получается не при помощи химических реакций, а при помощи механического перемешивания предварительно приготовленной пены с бетонной смесью. Пенобетону (в отличие от газобетона) свойственна преимущественно закрытая структура пористости, то есть пузырьки воздуха внутри материала изолированы друг от друга. Пенобетон практически не впитывает влагу, в отличие от газобетона, имеющего сквозные поры. Благодаря этим свойствам пенобетон обладает более высокими теплозащитными и морозостойкими характеристиками, нет необходимости в антикоррозийной защите арматуры и использовании специальной штукатурки и покраски. Пенобетон может использоваться в местах повышенной влажности и на стыках холод - тепло, т.е. там, где применение газобетона недопустимо (из-за его высокого водопоглощения). Продукция завода соответствует требованиям СТБ 1117-98 и безопасна для окружающей среды.

 

Тяжелый бетон в условиях повышенных температур. Жаростойкие бетоны на портландцементе - Жаростойкий бетон предназначен для конструкций, испытывающих в процессе эксплуатации длительное воздействие высоких температур.

При нагреве бетона, изготовленного на портландцементе, происходят процессы дегидратации Са(ОН)2 и разложения гидросиликатов и гидроалюминатов кальция, образовавшихся в процессе твердения цемента. В результате прочность бетона значительно уменьшается, а оксид кальция в последующем под воздействием влаги гидратируется и увеличивается в объеме. Это приводит к растрескиванию конструкций.

Для придания бетону на портландцементе необходимой стойкости к действию высоких температур в его состав вводят тонкодисперсные добавки, содержащие активный аморфный кремнезем, который способен связывать оксид кальция при температуре 700...900°С благодаря реакциям в твердом состоянии. В качестве добавок применяют пемзу, золу ТЭС, шамот, доменный гранулированный шлак. Заполнителями в жаростойких бетонах служат огнеупорные материалы: шамот, бой огнеупорного магнезитового кирпича, корунд, хромитовая руда. В качестве вяжущих используют жидкое стекло, глиноземистый и высокоглиноземистый цементы, периклазовый цемент, фосфатное связующее. Тип вяжущего вещества и заполнителей для жаростойкого бетона выбирают с учетом температуры эксплуатации конструкции.

По степени огнеупорности жаростойкие бетоны разделяют на следующие группы: высокоогнеупорные с огнеупорностью в пределах 1580... 1770 °С и жароупорные с огнеупорностью ниже 1580 °С.

Установлены классы жаростойкого бетона по прочности на сжатие (от В1 до В40). В зависимости от предельно допускаемой температуры применения жаростойкие бетоны подразделяют на классы от 3-го (Т = 300 °С) до 18-го (1800 °С).Тяжелый и легкий жаростойкие бетоны применяют для футеровки печей, котлов, устройства дымовых каналов, труб в сооружениях различных отраслей промышленности: черной и цветной металлургии, химической, энергетической, при производстве строительных материалов.

Химически стойкий бетой изготовляют на специальных вяжущих — синтетических смолах, жидком стекле с полимерной добавкой.

Такой бетон оценивают с помощью коэффициента химической стойкости ^хс, равного отношения прочности образцов, подвергавшихся воздействию агрессивной среды, к прочности контрольных образцов. Чем выше этот коэффициент, тем большей стойкостью обладает бетон. Различают бетоны высокой стойкости (Кхс > 0,8), стойкие (0,5...0,8), относительно стойкие (0,3...0,5) и нестойкие (К^с < 0,3).

Необходимая стойкость бетона обеспечивается применением стойких связующих веществ и заполнителей. К связующим относят фурфурол-ацетоновую, полиэфирную, карбамидную или фурано-зпоксидную смолу, жидкое стекло. Заполнители также должны быть кислотостойкими: кварцевый песок, гранитный щебень. Для повышения плотности бетона и сокращения расхода дорогостоящих смол в бетон вводят кислотостойкие наполнители — кварцевую или андезитовую муку.

Марки химически стойких бетонов по прочности на сжатие находятся в пределах М300...МП00, морозостойкость — 300...1000 циклов.

Бетоны на основе полимерных связующих называют полимербетона-ми, а на основе жидкого стекла с добавками полимеров — полимерсили-катами. Химически стойкие бетоны применяют для изготовления конструкций на предприятиях по производству кислот, минеральных удобрений, цветных металлов, искусственного волокна, целлюлозы, сахара, т.е. в тех случаях, когда бетон на портландцементе быстро разрушается.

 

 

Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях- Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях имеют плотность менее 2100 кг / м3, теплопроводность в 1 5 - 2 раза меньше, чем у тяжелых бетонов. Применяют пористые заполнители, выдерживающие действие высоких температур (700 - 1000 С): керамзит, вспученный перлит, вермикулит, вулканический туф

Легкие жаростойкие бетоны торкретбетоны применяют в качестве теплоизоляционного слоя и рабочей футеровки печей.

Легкий жаростойкий бетон на пористом заполнителе имеет плотность менее 2100 кг / м3, его теплопроводность в 1 5 - 2 раза меньше, чем у тяжелого бетона. Применяют пористые заполнители, выдерживающие действие высоких температур (700 - 1000 С): керамзит, вспученный перлит, вермикулит, вулканический туф.   [4]

Для легких жаростойких бетонов с керамзитовым заполнителем также характерна низкая жаростойкость, которая связана главным образом, с различными коэффициентами температурных деформаций и теплопроводности цементного камня и керамзита, вызывающими дополнительные деструктивные напряжения в цементном камне. Основная причина низкой термической стойкости бетонов на других заполнителях также связана с существенным различием в значениях названных коэффициентов.   [5]

Для изготовления легких жаростойких бетонов применяют гранулированные заполнители в виде керамзита и фосфозита.
Технические показатели легкого жаростойкого бетона для футеровки печей на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях приведены в табл. П-2. Для широкого внедрения представляются перспективными футеровки из волокнистых огнеупорных материалов.

Разработан состав особо легкого жаростойкого бетона, в который входят быст-ротвердеющий портландцемент, тонкомолотая силикат-глыба и легкие пористые и волокнистые заполнители.  

Печи футерованы армированным легким жаростойким бетоном, собранным из блоков. Блоки изготавливаются из перлитобетона, вермикулитокерамзитобе - тона или керамзитобетона.  

Вследствие невысокой механической прочности легкий жаростойкий бетон используют в качестве самонесущей конструкции, не воспринимающей дополнительных нагрузок. В печах могут быть применены однослойные и многослойные панели. Толщина слоя футеровки одной панели не превышает 250 мм. Размеры и форма панели определяются конструкцией печи, расположением в ней горелок и с учетом способов транспортирования, производства монтажных к ремонтных работ. Для усиления крупные панели имеют металлическое основание. Возможны варианты футеровки печи нанесением легкого жаростойкого бетона на ее металлический кожух.

Вследствие невысокой механической прочности легкий жаростойкий бетон используют в качестве самонесущей конструкции, не воспринимающей дополнительных нагрузок. В печах могут быть применены однослойные и многослойные панели. Толщина слоя футеровки одной панели не превышает 250 мм. Размеры и форма панели определяются конструкцией печи, расположением в ней горелок и с учетом способов транспортирования, производства монтажных и ремонтных работ. Для усиления крупные панели имеют металлическое основание. Возможны варианты футеровки печи нанесением легкого жаростойкого бетона на ее металлический кожух.

Из-за невысокой механической прочности легкий жаростойкий бетон используют в качестве самонесущей конструкции, не воспринимающей дополнительных нагрузок. В печах могут быть применены однослойные и многослойные панели. Толщина слоя футеровки одной панели не превышает 250 мм. Размеры и формы панели определяются конструкцией печи, расположением в ней горелок и с учетом способов транспортирования, производства монтажных и ремонтных работ. Для усиления крупные панели имеют металлическое основание. Возможны варианты футеровки печи непосредственным нанесением легкого жаростойкого бетона на ее металлический кожух.

Цементно-полимерный бетон. Полимербетоны - В бетонную смесь, в качестве вяжущего, для пропитки готовых бетонных и железобетонных изделий, для дисперсного армирования полимерными волокнами, в виде легких заполнителей или модификации свойств минеральных заполнителей, в качестве микронаполнителя. Каждое из этих направлении имеет свои области применения и технологические особенности.

Здесь и далее рассмотрены бетоны, в которые вводится заметное количество полимеров, создающих в структуре материала полимерную фазу и существенно влияющих на его строение и свойства. В мировой практике для таких бетонов начали употреблять термин «П-бетоны». Подобные материалы можно подразделять на четыре группы цементно-полимерные бетоны, полимербетоны, бетононолимеры и бетоны, содержащие полимерные материалы (заполнители, дисперсную арматуру или микронаполнители)

Цементно-полимерные бетоны характеризуются наличием двух активных составляющих минерального Вяжущего и органического вещества. Вяжущее вещество с водой образует цементный камень, склеивающий частицы заполнителя в монолит. Полимер по мере удаления воды из бетона образует на поверхности пор, капилляров, зерен цемента и заполнителя тонкую пленку, которая обладает хорошей адгезией и способствует повышению сцепления между заполнителем и цементным камнем, улучшает монолитность бетона и работу минерального скелета под нагрузкой. В результате цементно-полимерный бетон приобретает особые свойства- повышенную по сравнению с обычным бетоном прочность на растяжение и изгиб, более высокую морозостойкость, хорошие адгезионьые свойства, высокую износостойкость, непроницаемость В то же время особенности полимерной составляющей определяют и другие особенности цементно-полимерного бетона, в ряде случаев несколько повышенную деформативность, снижение показателей прочности при водном хранении

Бетонополимеры.- это специальные бетоны на цементе или другом минеральном вяжущем сырье, пропитанные монополимерами с их последующим отверждением. Данный способ обработки способствует тому, что поры и дефекты бетона оказываются закупоренными, и тем самым улучшается его физико-механические свойства.

При обработке бетона полимерами его прочность возрастает в несколько раз, увеличивается его стойкость к воздействию ряда агрессивных сред. К тому же данным способом, возможно обрабатывать уже готовые изделия, для эффективности используется зонная или поверхностная пропитка. На обработанной поверхности бетонополимерами увеличивается коррозийная и морозно стойкость, увеличивается прочность и долговечность.

В современном производстве бетонополимеры применяются при:

? Пропитке железо­бетонных, армоцементных и стеклоцементных конструкций;

? Для повышения прочности и долговечности для пропитки балконных плит, деталей лестниц, полы в помещениях сантехники, подоконные доски, кровельные плиты, закладные детали и т.д.;

? Для конструкций которые эксплуатируются в тяжелых условиях, детали градирен и опреснителей, фундаменты под агрегаты, изоляционные изделия, станины тяжелых машин, трубы для промышленных стоков, элементы отстойников для ряда жидкостей, кровли и прочие изделия;

? Для пропитки мостов и дорожных покрытий, бордюрный камень, тротуарные плиты, трубы, элементы тоннелей, а также ремонт дорожных покрытий и мостов, плиты водосбросов..

Существенным недостатком обычных бетонов является наличие разветвленной сети пор, капилляров, различных микродефектов, образующихся при формовании бетонных и железобетонных изделии, их твердении и в процессе эксплуатации. Дефекты и поры понижают прочность бетона, а также его долговечность и стойкость к воздействию агрессивных сред, так как открывают последним доступ внутрь бетона.

Свойства бетона можно изменить, если поры и капилляры заполнить другим веществом. Для этого готовые бетонные или железобетонные изделия или конструкции подвергают специальной обработке. Эта обработка включает сушку изделий, вакуумирование, пропитку специальным составом и полимеризацию при пропитке мономерами. Окончательные свойства материала будут зависеть как от свойств обрабатываемого бетона и используемого для заполнения пор вещества или состава, так и от технологии обработки.

Силикатный бетон -Изготовление таких материалов основано на автоклавном твердении смеси из негашеной извести, кварцевого или обычного песка и другого заполнителя. Классификация производится по виду заполнителя, плотности, размеру фракций компонентов, структуре и пластичности раствора, а также области применения. Существует несколько видов силикатных бетонов:

тяжелые в них заполнителем является песок смешанный с щебнем или гравием;

легкие с наполнением из керамзита или аглопорита;

ячеистые.

По ряду основных свойств силикатные бетоны очень близки к смесям на основе цемента. Для этого материала справедливы и зависимости свойств от технологических особенностей изготовления, выведенные для изделий из цемента. Он отличается более низкой устойчивостью к воде, которая может быть повышена путем введения специальных пропиток, карбонизацией или покрытием кремнийорганическими составами отталкивающими влагу. Еще один путь заключается во введении добавки из доменного шлака, которая позволяет образовать водостойкую гидросиликатную связку или малорастворимых соединений кальция. Такие составы хорошо противостоят не только воде, но и ряду других агрессивных сред.

Сейчас из автоклавного бетона получают несущие панели для внутренних помещений и перекрытий, а также крупные блоки для наружных стен. Из специальных составов изготавливают железнодорожные шпалы и шифер, в котором не содержится асбеста. Этот материал используется для строительства оснований шоссе, станций метрополитена и при прокладке шахт.

Ячеистые силикатные бетоны тоже получили широкое распространение. Они характеризуются значительным количеством искусственно созданных пор, заполненных газом или воздухом, которое может достигать 80% от общего объема. Такие материалы в свою очередь подразделяются на пенобетоны и газобетоны. Первые изготавливают смешиванием вяжущего с водой, кремнеземистым компонентом и пеной. Вторые добавлением в состав газообразователя: алюминиевой пудры или перекиси водорода.

· Теплоизоляционные, которые имеют плотность до 550 кг/М3;

· Конструктивно-теплоизоляционные, плотность которых находится в пределах от 550 кг/М3 до 950 кг/М3;

· Конструктивные более 950 кг/М3.

Для повышения прочности используется плотный зернистый кремнеземистый компонент, а перемешивание производится в специальном скоростном смесителе. Дисперсное армирование состава волокнистыми добавками увеличивает устойчивость на излом.

Свойства ячеистого бетона улучшаются после вибрационного воздействия на приготовленную смесь это способствует интенсификации процесса газовыделения и созданию однородной мелкопористой структуры.

Силикатный бетон с мелкозернистым наполнителем может иметь предел прочности до 50 МПа, а высокопрочные составы и более 80 МПа. Повышенная морозоустойчивость позволяет изделию перенести более 300 циклов замораживания с последующим оттаиванием без разрушения структуры. Существенный прирост в данном направлении дает добавка портландцемента. Её объем составляет не более 14% от количества известково-кремнеземистого вещества.

Данный материал отлично зарекомендовал себя при проведении различных строительных работ, поэтому сегодня он широко используется во многих областях. Из такого раствора получают различные ЖБИ изделия и элементы конструкций. В первом случае используется тяжелые мелкозернистые смеси, основным компонентом которых является кварцевый песок. Данный материал обеспечивает плотность до 2300 кг/м3 и высокие прочностные характеристики. В ряде случаев изготавливается искусственный камень, выдерживающий до 100 МПа. Для увеличения нагрузочной способности силикатные бетоны смешивают на основе тонкомолотого кварцевого песка и уплотненной известково-кремнеземистой смеси. Оказывает влияние и соответствующий режим автоклавной обработки.Малая толщина армоцементных элементов и строгие допуски предъявляют высокие требования к точности изготовления армоцементных конструкций. Недопустимо кустарное изготовление с ручным уплотнением бетонной смеси без фиксации арматуры, особенно сеток.

 

В Советском Союзе были разработаны и освоены несколько индустриальных способов изготовления армоцементных конструкций. Ниже рассмотрены машинные способы изготовления, позволяющие получать изделия высокого качества, с заданной высотой сечения, надлежащей толщиной защитного слоя и соблюдением всех необходимых параметров конструкции.

 

Способ вибропрофилирования. Формуют изделие вибропрофилером. Это машина, нижняя часть которой повторяет форму поперечного сечения конструкции. В средней части располагается бункер, внутри которого размещается вибродиафрагма, подвешенная на упругих подвесках. Поддон с уложенной на нем арматурой движется по рельсам под вибропрофилером. В зазор между ними, по форме поперечного сечения изделия, из бункера поступает бетонная смесь вязкостью до 30 сек, которая уплотняется вибраторами, находящимися на профилере. Скорость передвижения поддона 0,5—1,5 м/мин. Для прохождения бетона сквозь пакет сеток нужно вызвать вибрацию около 3000 кол/мин. Бетон вызревает на поддоне. Технологическая линия — поточная с тепловой обработкой в стационарных пропарочных камерах. Этот способ пригоден для изготовления изделий постоянной высоты, плоской или цилиндрической формы, длиной до 10 м, шириной до 3 м при наибольшем угле наклона открытых поверхностей до 30°. Одним из его недостатков является то, что во время теплообработки изделие находится на поддоне, в результате при массовом производстве требуется большое количество поддонов и большие производственные площади.

 

Способ формования при помощи скользящего виброштампа пригоден для изготовления длиномерных изделий плоской или цилиндрической формы. Скользящий виброштамп—машина, состоящая из формующей плиты, повторяющей конфигурацию изделия с приподнятой передней частью. Плита жестко скреплена с вибраторами и пригрузом. Вверху находится бункер (рис. 86). Скользящий виброштамп движется по направляющим; бетонная смесь поступает из бункера на стенд-матрицу через щель, ширину которой можно регулировать заслонкой, разравнивается и уплотняется. Полная готовность изделия достигается за несколько проходов штампа. Угол наклона формуемой поверхности к горизонту не должен превышать 15°. Технологическая линия — стендовая или поточно-агрегатная. Скорость передвижения виброштампа — 0,5-1,5 м/мин. Для уплотнения бетона нужно применять вибраторы с частотой до 6000 кол/мин.

 

Оба способа пригодны для уплотнения бетонов с низким В/Ц = 0,3—0,35.

 

Их недостатки — сложность оборудования, возможность изготавливать элементы только сравнительно простой формы и постоянного сечения.

 

Такие и подобные им машины были изготовлены и применялись НИИЖБ, трестом Оргэнергострой в Куйбышеве, заводом Южэнергострой и другими организациями.

 

 

Способ виброштампования заключается в уплотнении бетонной смеси вибрированием с пригрузом. При этом применяется стационарный виброштамп с матрицей или виброплощадки с пригрузом. Бетонная смесь укладывается и разравнивается бетоноукладчиком, после чего уплотняется вибрированием. По завершению цикла вибрирования штамп снимается. Этот способ пригоден для формования изделий площадью до 20 м и высотой до 1,5 м. Требуемая частота — 6000 кол/мин, величина пригруза — 80 гс/см2. Допускается немедленная распалубка с отрывом штампа от поверхности изделия, при этом жесткость бетонной смеси по техническому вискозиметру должна составлять 20—40 сек. Технологическая схема агрегатно-поточная или стендовая. В случае снятия штампа до отвердения, вследствие присоса между виброштампом и изделием срывается поверхность бетона. При подъеме виброштампа через 2—3 часа и уменьшении силы присоса подачей сжатого воздуха между штампом и изделием отрыв штампа происходит без помех.

 

Бетоны, полученные таким способом, характеризуются высокой прочностью (1000 — 1200 кгс/см2), которая растет значительно быстрее, чем при обычном вибрировании.

 

Этот способ использован НИИСК Госстроя СССР при изготовлении армоцементных панелей подвесных потолков.

 

Для ускорения изготовления изделий и избежания указанного выше недостатка СибЗНИИЭП предложено между виброштампом и изделием вводить промежуточную металлическую прокладку (рис. 87). Последовательность технологии при этом не меняется, но появляется возможность снять штамп до окончания твердения бетона, так как поверхность изделия защищена прокладкой, которую несложно снять в силу небольшого веса и незначительной силы присоса.

 

Данный прием изготовления применялся Сибакадемстроем при производстве кровельных панелей двухволнового поперечного очертания.

 

 

Способ виброгнутья дает возможность изготовлять элементы складчатой и цилиндрической формы. Он заключается в следующем.

 

На листогибочном поддоне с помощью вибропрофилера, скользящего виброштампа или другого приспособления формуется плоский или ребристый (ребра и утолщения направлены по длинной стороне) армоцементный лист. Сверху свежеотформованного листа укладывается плита пригруза и гидросистемой поддон изгибается до требуемой конфигурации конструкции (рис. 88). После погиба рекомендуется повторное вибрирование изделия. Значительную роль здесь играет сетчатое армирование, которое связывает и придает эластичность бетонной массе. Скорость погиба — 1/2 рад/мин, максимальный угол загиба — 90°. Таким способом можно изготавливать изделия длиной до 24 м, шириной до 3 м и высотой до 1 м.

 

Описанная технология изготовления армоцементных конструкций была предложена ГрузНИИЭГС им. Винтера и развита НИИЖБ. По этой технологии изготавливаются армоцементные кровельные панели трапецеидального сечения. Отработана технология изготовления: армоцементных складчатых предварительно напряженных блоков размером в плане 3 х 36 м (трест Тулшахтстрой); армоцементных предварительно напряженных панелей с комбинированным армированием размером 3 х 12 м (панель АПКН-12); армоцементных трапецеидальных секций кабельных каналов для открытых подстанций (Оргэнергострой) и др.

 

 

ГрузНИИЭГС им. Винтера на основании изложенного принципа предложено изготавливать элементы, имеющие очертание окружности, на поддоне, выполненном из гибкой ленты вибронавертыванием армоцементной ленты на сердечник (рис. 89). Теплообработка изделия производится на форме с вкладышем. Технологическая линия стендовая.

 

Армоцементные трубы диаметром свыше 25 см образовываются прямой намоткой ленты шириной 15—20 см и толщиной 2 см. При диаметре труб более 40 см желательна косая спиральная намотка армоцементной ленты. Во избежание неплотности между полосами рекомендуется способ двойной намотки армоцементной полосы толщиной 1 см с перекрытием предыдущего витка последующим на половпну ширины ленты.

 

НИИСельстрой применил этот способ для изготовления напорных труб. На его основе разработана технология изготовления сборных армоцементных лотков ирригационных систем.

 

Основные преимущества способа виброгнутья: простота формования, возможность через 4 ч после изготовления изделия отправлять его на склад, выдерживание строгих допусков при минимальной толщине изделия (15—20 мм), пригодность этого способа для изготовления конструкций различной номенклатуры (панелей покрытий, перекрытий, каналов, труб, лотков и др.).

 

Его недостатки: возможность изготовления конструкции только одинарной кривизны, затруднения при изготовлении элементов переменной по сечению толщины и нарушение структуры бетона в местах перегибов изделия, что приводит к образованию структурных трещин, которые потом становятся очагами зарождения силовых трещин.

 

 

Способ вибролитья, предложенный Гидропроектом, заключается в использовании энергии текучести жесткого раствора при вибрации, т. е. преодолении сил сцепления — трения между частицами песка и цемента, вследствие чего жесткий раствор подобно жидкости легко и плотно заполняет форму. Изделия формуются в двойной опалубке на виброплощадке. Форма наполняется достаточно быстро. Применяется бетонная смесь с осадкой конуса 4—6 см. Изделия могут иметь сложную форму, размеры их зависят от грузоподъемности виброплощадки. Термообработка изделий производится в опалубке по такой схеме: плавный подогрев 10—15 град/ч до те