Технология производства высокоэффективных конструкционно-теплоизоляционных ячеистобетонных блоков для малоэтажного и коттеджного строительства.
В статье представлены технология производства и показатели свойств стеновых блоков из неавтоклавного ячеистого бетона с использованием доломитовой муки в качестве минерального наполнителя.
Сегодня найдется не много материалов, которые используются и строительстве в своем первозданном виде. Век новых технологий подарил людям возможность совершенствовать их свойства. Кирпич, как правило, имеетулучшенные теплоизоляционные и прочностные характеристики, для древесины придумано множество химических препаратов, которые позволяют защитить дом отпожара и вредных насекомых. Новейшие разработки учитывают не только требования к несущей способности строительных материалов, но и обеспечивают легкость их использования и экономичность.
Как известно, характерными особенностями ячеистого бетона являются отличная теплоизоляция, аэропроницаемость, пожаробезопасность, долговечность и экономичность, что делает его весьма конкурентоспособным на современном рынке строительных материалов.
В настоящий период развития строительного производства наблюдается резкое ужесточение требований к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций при отсутствии разработанных рекомендаций, которые хотя бы в общих чертах могли бы определить основн ые пути достижения вводимыхтребований. Это предопределило широкое использование многослойных теплоизоляционных систем на основе пенополистирольных и минераловатных плит, долговечность и экологическая безопасность которых является темой широкой дискуссии.
В последней четверти прошлого столетия наибольшее распространение получил один вид ячеистого бетона — автоклавный газобетон. Производство этого материала требовало значительных энергетических и материальных затрат. Основным его ишредиентом был кварцевый песок, размалываемый почти до тонкости цемента в гигантских энергоемких шаровых мельницах. Обработку отформованных изделий производили в громатных, тяжелых и дорогих автоклавах диаметром до 3,6 м и длиной в несколько десятков метров.
Неавтоклавный ячеистый бетон развивался почти одновременно с автоклавным, но такого широкого распространения не получил, оставаясь продукцией мелких предприятий, принадлежащих строительным организациям, небольшим акционерным обществам или частным лицам.
При неавтоклавном производстве смесь для получения газобетона оставляют твердеть в естественных условиях. Это относительно дешевый способ получения строительного материала: минимальны затраты электроэнергии, нет необходимости применять специальное оборудование. Несомненно, при существенном росте цен на энергоносители, повышении доли транспортных расходов в себестоимости продукции этот вид производства заслуживает внимания, в особенности при проектировании и строительстве малоэтажных домов.
Ячеистый бетон — трехфазная система, в которой твердая фаза обеспечивает каркас и прочность материала, газовая фаза обеспечивает его физические свойства, жидкая фаза, присутствующая в капиллярно-пористом теле, оказывает определенное влияние на физико-технические свойства.
Зная влияние каждого из сырьевых компонентов и их совокупное влияние на свойства ячеистого бетона, можно целенаправленно управлять ими на всех стадиях технологического процесса производства ячеистобетониых изделий.
Исходя из того что твердая фаза должна обеспечивать прежде всего требуемую прочность, технологический процесс должен быть направлен на создание наиболее прочного межпорового пространства. Это обеспечивается свойствами исходного сырья, которые зависят как от собственно химического и минералогического состава, так и от качества подготовки исходных компонентов.
Традиционно для изготовления изделий из ячеистого бетона применяют следующие материалы: вяжущие, кремнеземистые компоненты, газообразователи, воду и пластифицирующие добавки, регулирующие процессы газообразования и загустения.
Целью работы явзяется разработка технологии производства высокоэффективных конструкционно-теплоизоляционных стеновых блоков из неавтоклавного ячеистого бетона для малоэтажного и коттеджного строительства с использованием доломитовой муки в качестве минерального наполнителя.
В проводимых исследованиях для получения изделий из неавтокдавного ячеистого бетона были использованы следующие сырьевые материалы:
- вяжущее: портландцемент марки ЦЕМ I 42,5 Н ГОСТ 31108 [1] (производитель ПРУП «Белорусский цементный завод», г. Костюковичи, Республика Беларусь);
- минеральный наполнитель: мукадоломитовая (производитель ОАО «Доломит»), удовлетворяющая требованиям ГОСТ 14050 [2];
- газообразователь: алюминиевая пудра ПАП-2 (производитель ОАО «БЕЛХИМ») по ГОСТ 5494 [3];
- добавки: ускоритель твердения — сульфат натрия по ГОСТ21458 [4], пластификатор РеламиксТ-2 (производитель ООО «Полипласт Северо-Запад», г. Кингисепп);
- вода по СТБ 1114 [5].
В лабораторных условиях был получен неавтоклавный ячеистый бетон и апробирован на выпуске опытно-промышленной партии объемом 5 м3 стеновых блоков из неавтоклавного ячеистого бетона на предприятии ООО «УНИБУД» (г. Мозырь, Республика Беларусь).
Производство стеновых блоков из нсавтоклавного ячеистого бетона на предприятии осуществлялось по литьевой технологии на линии ПБЗ-120А российского производства (ООО «СтромТехИнвест»),
Технологический процесс приготовления бетонной смеси состоял из следующих технологических операций: приготовление алюминиевой суспензии; приготовление раствора химических добавок; перемешивание составляющих бетонной смеси.
Алюминиевая суспензия приготавливалась в емкости, входящей в состав узла ППЖК (предварительная подготовка жидких компонентов). Подготовка газообразователя заключалась в том, что весовым дозатором дозируют гидрофильный газообразователь, благодаря которому исключается добавка ПАВ в суспснзатор и снижается время приготовления суспензии от 10 до 15 раз. Далее происходило дозирование воды в пропорции (1:30) газообразователя, и все эти компоненты подавались в смеситель. Перемешивание смеси осуществлялось от 20 до 30 мин. Готовая суспензия перекачивалась в расходную емкость узла СДЖК (смеситель — дозатор жидких компонентов) автоматизированного комплекса.
Раствор химических добавок приготавливался в соответствующей емкости узла ППЖК (предварительная подготовка жидких компонентов). Температура воды состааляла не ниже 40°С. Заданное количество сульфата натрия, пластификатора Реламикс Т-2 и едкого натра растворялось в определенном количестве воды, дозировалось небольшими порциями при непрерывном перемешивании. Готовый раствор добавок перекачивался в расходную емкость узла СДЖК.
Портландцемент и долом ит подавался винтовыми транс-портерами в дозатор-смеситель компонентов (ДСК) для приготовления бетонной смеси, который работает совместно со смесителем-дозатором жидких компонентов (СДЖК). Управление совместной работой ДСК и СДЖК производилось со щита электронного управления СДЖК, где находится микропроцессор, который по запрограммированной циклограмме производит следующий ряд действий:
- автоматическое дозирование сухих компонентов;
- автоматическое дозирование жидких компонентов;
- автоматическое управление последовательностью и временем работы всех агрегатов комплекса;
- автоматизацию регулировки температуры жидких компонентов.
Применение химических добавок в оптимальных количествах предусматривалось для уменьшения расхода воды затворения, интенсификации нарастания пластической прочности сырца и улучшения прочностных показателей.
Дозировка компонентов в смеситель при приготовлении бетонной смеси производилась в соответствии с программной установкой в следующей последовательности: вода и раствор химических добавок, снятая горбушка, цемент, доломит, алюминиевая суспензия. Время приготовления растворной смеси после выгрузки сухих компонентов в смеситель составляло от 3 до 5 мин. Перемешивание растворной смеси с алюминиевой суспензией — не более 2 мин.
Подготовленные к заливке формы подавались на узел формования по рельсовым путям с поста чистки и смазки. Для смазки форм применялись специальная смазка «АТ-5-Б». Боковые стенки формы и дно накрывались полиэтиленовой пленкой, которая фиксировалась зажимами.
Смесь заливалась в форму по гибким рукавам. После заливки форма с массивом перемешалась по обгон ной тележке на конвейерную линию транспортировки в зону предварительной выдержки. Массив с температурой смеси не более 35°С подавался по рельсовым путям в туннельную камеру предварительной выдержки. Открытые поверхности массива укрывались полиэтиленовой пленкой от пересыхания.
Предварительная выдержка массива осуществлялась в камере созревания нс менее 4 часов при температуре не более 50°С. При достижении достаточной для резки пластической прочности сырца форма перекатывалась на пост распалубки, на котором бортоснастка разбиралась, и массив с поддоном по обгонному пути подавался на пост резки. С целью получения изделий с точностью размеров ±1,0 мм применялись машины автоматизированного резательного комплекса РИФ-1. Там же и осуществлялось снятие горбушки.
Снятие горбушки и разрезание массива на изделия производилось с помощью автоматической резательной установки с точностью реза ±2 мм. Снятая над формой горбушка с помощью ленточного транспортера подавалась в бункер, затем дозировалась в смеситель отходов, где перерабатывалась в шлам.
Далее производилась разрезка массива ячеистого бетона на изделия заданного размера. Разрезание массива происходило без боковой бортоснастки. Распиленные массивы на поддонах-тележках по обгонному пути подавались в туннельные пропарочные камеры для дальнейшей тепловлажностной обработки. Температура бетонного сырца при установке в камеру пропаривания составляла от 30 до 40°С. Тепловлажностная обработка (ТВО) изделий осуществлялась в туннельных камерах от 10 до 12 часов при температуре не менее 50°С.
Показатели свойств | Величина показателей | |
| по СТБ 1117-98 | опытной партии | |
| Средняя плотность в сухом состоянии, кг/м3 | 576-625 | 589-600 |
| Марка по плотности | D600 | D600 |
| Марка по прочности | М25 | М25 |
| Класс по прочности | В2 | В2 |
| Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, Вт/(м·°С), не более | 0,14 | 0,12 |
| Коэффициент паропроницаемости в сухом состоянии, Мг/(м·ч·Па), не менее | 0,17 | 0,26 |
| Усалка при высыхании бетона, мм/м, не более | 3,0 | 1,79 |
| Сорбционная влажность при относительной влажности воздуха 75%, %, не более | 8,0 | 6,9 |
| Отпускная влажность, %, не более | 35,0 | 20,3 |
| Марка по морозостойкости, циклы, не ниже | F25 | F35 |
После ТВО полученные стеновые блоки из неавтоклавного ячеистого бетона подвергались испытанию по СТБ 1117 [6]. Технические характеристики изделий, полученных по описанной технологии, представлены в таблице.
Выводы:
Разработана технология производства высокоэффективных блоков из нсавтоклавного ячеистого бетона на основе доломитовой муки со следующими техническими показателями, удовлетворяющими требованиям СТБ 1117: марка (класс) по прочности М25 (В2), средняя плотность не более 600 кг/м3. Данные изделия рекомендуется применять в качестве конструкционно-теплоизоляционного материала для малоэтажного и коттеджного строительства.
Библиографический список
1 ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия. — Пне/). 2004.01.09.- М.: Изд-во стандартов, 2003, с. 25.
2 ГОСТ 14030-93 Мука известняковая (доломитовая). Технические условия. Ввод. 1995.01.01,- М.: Илд-ао стандартов, 2003, с. 10.
3 ГОСТ21458-89 Сульфат натрия кристаллизационный. Технические условия. Введ. 1976.01.01. — М.: Изд-во стандартов, 1976. — 17 с.
4 ГОСТ5494-95 Алюминиевая пудра. Технические условия. — Введ.
1997.01.01,- М.: Изд-во стандартов, 1997, с. 8.
5 СТВ 1114-98 Вода для бетонов и растворов. Технические условия.
— Введ. 1999.01.01,-Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь,1998, с. 16.
6 СТБ 1117-98 Блоки из ячеистых бетонов стеновые. Технические условия. — Введ. 1999.04.01,- Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 1998, с. 36.