PRODUCTION OF CEMENTLESS FOAM-CONCRETE
Мирюк О.А.
Доктор технических наук, профессор, Рудненский индустриальный институт
ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ БЕСЦЕМЕНТНОГО ПЕНОБЕТОНА
Аннотация
Приведены результаты исследований магнезиальных пеномасс. Определено влияние вещественного состава формовочных суспензий на поризацию и свойства пеномассы.
Ключевые слова: пенобетон, вяжущее, способ приготовления пеномассы
Key words: foam concrete, binding, way of preparation of foam weight.
Для более полной реализации преимуществ пенобетона в современных строительных технологиях необходимо решение проблем, ограничивающих широкое использование этого ячеистого материала. К основным проблемам производства и применения пенобетона относят: медленное твердение на начальных этапах и невысокую прочность материала.
Повышение прочности пенобетона может быть достигнуто использованием вяжущих с повышенной гидратационной активностью, оптимизацией состава бетонной смеси и режима твердения изделий.
Магнезиальные вяжущие – эффективная разновидность малоэнергоемких материалов, характеризующаяся интенсивным твердением, высокими прочностными показателями.
Цель работы – исследование влияние технологических факторов на свойства формовочных масс и пенобетона на основе магнезиальных вяжущих оксихлоридного твердения.
Для получения ячеистых смесей использовали пенообразователи различного происхождения: «Унипор» – пеноконцентрат на белковой основе и синтетические моющие средства, обозначенные условно «А1» и «F1».
Пеномассы готовили по одностадийному методу: суспензию, полученную перемешиванием всех компонентов, вспенивали в смесителе миксерного типа. Свойства пены и пеномассы оценивали по кратности, осадке (уменьшение объема пены за 80 мин, %), истечению жидкости (количество жидкости, отделившейся от пены за 80 мин, %), средней плотности.
Исследовано влияние плотности затворителя на свойства пены. Раствор MgCl2 различной плотности смешивали с пенообразователем «Унипор». Концентрация пенообразователя в растворе соли составляла 2 %. Результаты эксперимента приведены в табл. 1. Повышение концентрации MgCl2 в растворе обеспечивает получение пены более плотной структуры с меньшим истечением жидкости.
Таблица 1. Влияние плотности затворителя на стойкость пены
| Плотность раствора MgCl2, кг/м3 | Кратность пены | Стойкость пены в течение 80 мин | |
| истечение жидкости, % | осадка пены, % | ||
| 1100 | 5,8 | 40 | 12 |
| 1150 | 5,7 | 32 | 8 |
| 1200 | 5,5 | 23 | 4 |
| 1250 | 4,9 | 20 | 4 |
Для формирования устойчивой мелкопористой пены предпочтителен раствор MgCl2 с плотностью 1200 кг/м3. Дальнейшее повышение плотности раствора затворителя почти не меняет состояния массы.
Исследовано влияние вида пеноконцентрата на свойства пены, образованной из воды и водного раствора хлорида магния оптимальной плотности. Концентрация пенообразователей «Унипор», «А1» и «F1» в рабочем растворе составляла 2 – 4 %. Результаты испытаний свидетельствуют о влиянии состава затворителя на вспениваемость массы (табл. 2).
Синтетические пенообразователи эффективны для водного затворителя, с которым образуют устойчивую пену. Пены из солевого раствора более плотные. Вспениваемость раствора MgCl2 возрастает при введении протеинового пеноконцентрата «Унипор». При использовании синтетических пеноконцентратов «А1» и «F1» вспениваемость солевого раствора снижается, и образуются неустойчивые пены с меньшей кратностью.
Таблица 2. Влияние состава рабочего раствора на свойства пены
| Пенообразователь | Плотность пены, кг/м3, на основе | Кратность пены на основе | ||
| воды | раствора MgCl2 | воды | раствора MgCl2 | |
| «Унипор» | 173 | 195 | 5,8 | 6,15 |
| «А1» | 130 | 1040 | 7,7 | 1,15 |
| «F1» | 94 | 1200 | 10,6 | 1,01 |
Ограниченность запасов магнезиальных пород обусловливает дефицит каустического магнезита и предопределяет целесообразность получения смешанных сульфомагнезиальных вяжущих.
Композиционные вяжущие готовили добавлением к каустическому магнезиту строительного гипса. Пеномассы готовили с использованием раствора MgCl2 плотностью 1200 кг/м3. Концентрация пенообразователя «Унипор» в растворе равна 2%. Сравнительный анализ результатов испытаний сульфомагнезиальных композиций плотной и ячеистой структуры свидетельствует об отрицательном влиянии пенообразователя «Унипор» на твердение гипсосодержащих материалов.
Для получения гипсосодержащих пеномасс предпочтителен водный раствор пеноконцентрата «F1», так как формовочные смеси на основе других пенообразователей растрескивались при затвердевании.
Неоднозначность влияния пеноконцентратов различного происхождения на составляющие смешанного вяжущего обусловила необходимость раздельного приготовления пеномасс для сульфомагнезиального пенобетона путем вспенивания суспензий вяжущих.
Способ приготовления формовочной массы предусматривает раздельную подготовку и последующее смешение двух пеномасс. Магнезиальную пеномассу на солевом затворителе и пеноконцентрате «Унипор» смешивают с гипсовой пеномассой, полученной на водном затворителе и синтетическом пеноконцентрате «F1». Разработанный способ приготовления пеномасс позволяет повысить прочность сульфомагнезиального ячеистого бетона и достичь показателей пенобетона из каустического магнезита (табл. 3).
Таблица 3. Свойства сульфомагнезиального пенобетона из пеномасс раздельного приготовления
| Состав вяжущего, % | Средняя плотность пенобетона, кг/м3 | Предел прочности при сжатии, %, пенобетона в возрасте 28 сут | |
| каустический магнезит | строительный гипс | ||
| 100 | 0 | 493 | 100 |
| 80 | 20 | 501 | 83 |
| 70 | 30 | 489 | 103 |
| 60 | 40 | 481 | 78 |
| 50 | 50 | 475 | 56 |
| 40 | 60 | 463 | 48 |
Выводы.
Выраженная химическая активность и регулируемая плотность солевого раствора магнезиальных формовочных масс предопределяет направленный выбор порообразователя с высокой вспенивающей способностью и устойчивостью в среде затворителя.
Многокомпонентный состав магнезиальных смесей расширяет возможности воздействия на процессы поризации за счет изменения состояния, рецептуры и приемов приготовления формовочных масс.