Способы увеличения прочности бетона. Добавки, применяемые в производстве бетона и пенобетона.

Стендовые установки для ТВО бетона.

УСТАНОВКИ ДЛЯ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОИ ОБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И СИЛИКАТОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Тепловлажностная обработка железобетонных и силикатобетонных изделий является одним из наиболее длительных и ответственных процессов в технологии их производства. Сущность ее состоит в том, что при «повышении температуры среды до 353— 373 К (80—100 °С) скорость реакций гидратации значительно увеличивается, т. е. процесс твердения ускоряется и изделия в более короткий срок, чем при обычной температуре, приобретают механическую прочность, допускающую их транспортировку и монтаж. Систем классификации установок для тепловлажностной обработки железобетонных изделий известно много. Например, по принципу действия — это периодически действующие и непрерывно действующие. К установкам периодического действия относят ямные и туннельные камеры, автоклавы, кассеты, камеры с обогревом в поле индукционного тока и т. п. Установками непрерывного действия являются туннельные, щелевые, вертикальные камеры, пакетировщики, камеры прокатных станов и др.

Установки для тепловлажностной обработки можно также классифицировать по давлению рабочей среды — установки, работающие при атмосферном давлении и выше атмосферного, по способу обогрева — паром или электроэнергией; по использованию их в той или иной технологии изготовления изделий — стендовой, поточно-агрегатной или конвейерной и т. п.

Установки для тепловлажностной обработки железобетонных изделий могут работать периодически или непрерывно. В стендовой и поточно-агрегатной технологии обычно применяют установки периодического действия, в конвейерной — непрерывного.

Кассетные установки

Тепловлажностная обработка изделий в кассетах получила широкое распространение в стендовой технологии железобетонных изделий, особенно крупноразмерных небольшой толщины, как, например, панелей наружных и внутренних стен, панелей перекрытий и пр.

Кассетная установка представляет собой пакет, состоящий из 2—14 вертикальных форм, в которых происходит формование бетонных изделий. Формы с обеих сторон имеют паровые рубашки для подачи в них пара. Унифицированная кассетная установка предназначена для изделий длиной до 6580 мм, высотой до 3580 мм при толщине 100, 120, 140 мм. Основными элементами се являются: две крайние полые стенки — неподвижные и передвижная, комплект промежуточных стенок и механизм для сборки и раздвижки форм. Подвижная и неподвижная стенки внутри разделены продольной перегородкой на два отсека. Первый (крайний) заполнен теплоизоляционным материалом.

Второй является паровым. Промежуточные формы имеют также два отсека, из которых один, рабочий, служит формой и заполнен бетонной смесью, второй — тепловой.

Унифицированная кассета

Унифицированная кассета состоит из десяти вертикальных коробчатых форм, образующих ее рабочие отсеки. Каждая форма имеет двусторонний обогрев. Во время тепловлажностной обработки формы сверху закрывают крышками с теплоизоляцией. В рабочем состоянии все формы с паровыми отсеками плотно прижаты подвижной стенкой к неподвижной с помощью специальных упоров. Формы рабочих отсеков состоят из двух металлических листов толщиной 10 мм, с боковой подвижной бортоснасткой, перемещаемой в зависимости от высоты изделия, и с нижней сменной бортоснасткой для изделий разной толщины. Раздвижку стенок кассеты при извлечении готового изделия из форм мостовым краном и сборку их производят рычажно-гидравлическим устройством. Подвижную стенку кассеты перемещают по рельсовому пути с шириной колеи 4630 мм на роликах, промежуточные стенки, также снабженные роликами, можно раздвигать и вновь собирать, перемещая по рельсам с шириной колен 3730 мм.

Пар подают в нижнюю зону парового отсека через перфорированную трубу с отверстиями диаметром 3—5 мм, направленными вверх. Паровоздушную смесь отсасывают также через перфорированную трубу из верхней части парового отсека. Конденсат отводят патрубком со дна парового отсека, имеющего уклон в сторону стока.

Давление пара в паровых рубашках составляет 0,02 МПа.

Теплообмен в кассетах происходит контактным способом. При соприкосновении изделий с нагретыми стенками формы теплота от стенок формы распространяется теплопроводностью вглубь изделия. При интенсификации теплообмена между паром и стенкой формы панели равномерно прогреваются по всей поверхности до максимальной температуры за 1,5—2,5 ч.

Каковы пути повышения прочности бетона.

Для того чтобы цемент обладал высокой прочностью, морозостойкостью, не разрушался от коррозии и воздействия влаги, в состав бетонного теста вводят специальные полимерные добавки – пластификаторы, а также минеральные компоненты. Пластификаторы вводят в бетон в строго определенных нормативами пропорциях. Повышение прочности цементной смеси напрямую зависит от количества воды, используемой для приготовления раствора. Соотношение цемента и воды должно составлять 1: 0,4 по массе. Если воды будет больше, это ухудшит показатели прочности бетонного камня. Существуют специальные добавки, которые могут ускорить или замедлить процесс твердения, придать особую прочность при механических воздействиях и нагрузках на бетонные основания. Плотность цемента регулируется ГОСТ 310.2-76. Существует прибор Ла-Шателье (имя автора, французского ученого), при помощи которого определяют плотность цемента путем нескольких измерений. Выводится среднее арифметическое из полученных результатов. Плотность измеряется в г/куб.см. (Плотность цемента М 500 проверяется при испытаниях на заводах-изготовителях перед выпуском крупных партий материала). Чем выше плотность цемента, тем прочнее будет бетон. Плотность сухого цемента ( 50 кг) и прочность бетонного камня – два связанных между собой показателя. Чем лучше и качественнее портландцемент, тем прочнее будут изделия ЖБИ (бетон - цемент).

Бетон должен быть однородным, плотным, морозостойким, водонепроницаемым. Изделия ЖБИ (бетон - цемент) – это стеновые блоки, перемычки, перекрытия, бетонные кольца, крышки.

Способы увеличения прочности бетона. Добавки, применяемые в производстве бетона и пенобетона.

Основные способы увеличения прочности бетона сводятся к введению в бетонную смесь различных добавок, которые обладают разным действием. Либо к определенной обработке готовых изделий, например тепловая обработка...

1. Модифицирующие добавки:

Применимы следующие виды добавок, для увеличения прочности бетона:

Суперпластификатор С-3

Добавка применяется в бетонах для:

- придания бетонным смесям высокой подвижности без снижения прочностных характеристик бетона (повышение подвижности от исходной 2-4 см до 18-22 см);
- улучшения физико-механических свойств бетона (прочности на 125- 140 % от исходной, морозостойкости на 1-1,5 марок, водонепроницаемости на 3-4 марок)
- сокращения сроков тепловлажностной обработки или сроков распалубки бетона, твердеющего в естественных условиях.

- снижения расхода цемента на 15-25%.

- дозировка 0,5-0,8% от массы цемента.

Пластификатор необходимо предварительно развести в теплой воде до полного растворения, в жидком виде пластификатор сразу начинает работать в бетоне, если Вы добавляете его в сухом виде, то потребуется дополнительное время для его растворения и перемешивания бетона.

Для повышения технологического эффекта (достижения большей подвижности бетонной смеси или повышения ее сохраняемости, при неизменном расходе добавки) целесообразно вводит С-3 с частью воды затворения спустя 1-5 минут после затворения бетонной смеси основным объемом воды.

По классификации ГОСТ 24211 добавка относится к видам:
пластифицирующие-водоредуцирующие – суперпластификаторы;
регулирующие кинетику твердения – ускорители.
2. Добавки повышающие морозостойкость

В качестве добавок повышающих морозостойкость используют смолу нейтрализованную воздухововлекающую и гидрофобизаторы:

Типром-С и Софексил-гель.

Добавки применяется в бетоне для :

- повышения морозостойкости бетона;

- повышения водонепроницаемости бетона;

- уменьшения расслаиваемости бетонной смеси при транспортировании;

- повышение удобоукладываемости и удобообрабатываемости смеси.

Гидрофобизация

Агрессивное воздействие воды на сооружения из кирпича и бетона – давно установленный факт, ибо данные материалы имеют достаточно пористую структуру. Вода проникает в сооружение снизу. Это – грунтовая вода, т.е. растворы солей: хлоридов, сульфатов и гидрокарбонатов, которые затем после испарения воды “украшают” фасады, разрушают фундаменты, срывают штукатурки и облицовку.

Вода угрожает и сверху, и это воздействие весьма неоднозначно. Дождевая вода, проникая в поры материала, при отрицательных температурах увеличивается в объеме и может вызвать локальную деструкцию. Кроме того, строго говоря, дождевая вода – это тоже раствор. Дождевые потоки захватывают из атмосферы большое количество газообразных производственных выбросов, таких как оксиды углерода, серы, азота и фосфора, таких как аммиак, хлор и хлористый водород. Эти газы, растворяясь частично в воде, превращают дождь в кислотный раствор, разрушающе действующий на бетон, мрамор, силикатный кирпич и другие материалы. При этом увеличивается количество пор, капилляров и микротрещин, являющихся все новыми очагами агрессии, и степень разрушения материала существенно возрастает. Даже очень небольшое содержание в воздухе кислотных оксидов серы и азота, а также хлористого водорода способно вызвать смещение такого экологического параметра атмосферы как углекислотное равновесие.

При этом существенно повышается содержание в воздухе свободной углекислоты, называемой в таком случае “агрессивной”. Агрессивным углекислый газ является по отношению к минеральным строительным материалам (извести, мрамору и бетону), превращая нерастворимый кальцит в водорастворимый гидрокарбонат кальция. Происходит элементарное вымывание материала с дополнительным образованием трещин, пор, раковин и т.д. Бетон стареет, штукатурки отшелушиваются, мрамор тускнеет, на его поверхности появляются характерные “потеки”.

Проблема защиты материала от воздействия влаги решается различными способами гидрофобизации (водоотталкивания). Это применение всевозможных методов гидроизоляции, использование жидкого стекла, закрывающего поры, получение высокоплотных материалов с минимальной пористой структурой и т.д.

Одним из перспективных направлений гидрофобизации является использование различных кремнийорганических составов, обладающих способностью к гидрофобизации. Кремнийорганические жидкости, основу которых составляет кремнекислородная цепочка (-O- Si-O-Si-O-Si-)n регулируемой длины, содержат около атомов кремния гидрофобные углеводородные радикалы разной величины: С2Н5, С3Н7, С nH2n-1, что сообщает им в зависимости от назначения как разную степень гидрофобизирующих свойств, так и различную способность проникновения в материал. Вариации этих сочетаний позволяют получать водоотталкивающие системы, применяемые в самых разнообразных целях, связанных с проблемой гидрофобизации. Это краски, покрытия, пропитки, гидрофобизующие добавки в бетоны и растворы и ряд других направлений.

Существенно важным обстоятельством при этом является способность кремнийорганических жидкостей не закрывать, а выстилать поры, создавая на их поверхности тончайшую водонепроницаемую пленку.