Легкий бетон

Объемная масса крупных пористых заполнителей колеблется в значительных пределах. Следовательно, объемы одинаковых по массе порций заполнителя также различаются, в результате чего изменяется заданный состав легкого бетона и ухудшается удобоукладываемость его смеси.

Для точного соблюдения заданного состава легкого бетона и повышения его однородности по объемной массе применяют способ дозирования заполнителей по объему  и массе. Требуемое количество крупного пористого заполнителя отмеривают по объему весовыми дозаторами. При этом фиксируют массу отмериваемой порции заполнителя.

Установив таким образом для каждого замеса объемную массу крупного заполнителя, корректируют массу остальных составляющих.

Точность дозирования обеспечивается путем установки в бункере весового дозатора качающейся стенки- шибера,положение которой в момент достижения заданного объема материала фиксируется концевым выключателем. Каждый раз дозируется один и тот же объем материала. Установив, таким образом, для каждого замеса объемную массу крупного заполнителя, корректируют массу остальных составляющих. Для корректировки объема пористого заполнителя изменяют положение концевого выключателя и связанного с ним качающего шибера.

Дозировать крупный заполнитель по объему и массе следует по фракциям.

Серьезные осложнения возникают при использовании влажных заполнителей. Количество содержащейся в них влаги и заполнителей, при этом трудно получить заданную удобоукладываемость бетонной смеси. Ряд свойств легкого бетона, такие, как морозостойкость, прочность, усадка, в значительной степени зависят от того, в сухом или влажном состоянии применяются пористые заполнители для приготовления бетонной смеси.

Как было показано выше, отсос пористыми  заполнителями некоторого количества воды из цементного теста улучшает свойства бетона. Заполнитель при этом увеличивается в объеме, что дополнительно повышает плотность его контактной зоны с цементным камнем. Предварительное увлажнение пористого заполнителя ослабляет отсос воды и поэтому нежелательно.

Однако в тех случаях, когда обезвоживание цементного теста, вызванное поглощением воды, приводит к значительному снижению требуемой подвижности бетонной смеси, предварительное увлажнение заполнителя допустимо. Так, в работах И.Н.Ахвердова показано, что для транспортирования легкобетонных смесей бетононасосами по трубопроводам пористые заполнители требуются подвергать предварительному водонасыщению.

Водонасыщенные заполнители могут применяться и при уплотнении смесей вибротрамбованием, например, при изготовлении стеновых легкобетонных камней.

В зарубежной практике заполнители увлажняют не путем погружения их в воду, а лишь обрызгиванием непосредственно перед применением.

Легкобетонную смесь приготовлять в смесителях принудительного действия, обеспечивающих хорошее качество смешивания компонентов без существенного изменения зернового состава заполнителей. При интенсивном перемешивании бетонной смеси зерна пористого заполнителя измельчают тем сильнее, чем меньше их прочность. В приготовленной бетонной смеси количество мелких фракций малопрочных заполнителей может оказаться больше, чем их содержалось в исходном заполнителе.

В качестве смесителей применяют растворосмесители и бетоносмесители разного принципа действия. Характеристика используемых в производстве легкобетонных изделий смесительных механизмов приведена в таблице.

Таблица 1

 

Техническая характеристика смесителей

принудительного действия

 

Смесители	Марка	Размеры в мм			Масса в кг
		длина	ширина	высота
Лопастной растворосмеситель	С-334 С-209 СМ-290	1800 2865 4165	730 2165 2305	1115 1440 1852	325 3000 4920
Противоточный бетоносмеситель принудительного действия	С-945 С-773 С-951	1780 2153 2955	1625 2150 2653	2035 2000 2700	1430 1900 4035

 

 

 

 

 

 

продолжение таблицы 1

 

Смесители	Максималь- ная емкость смесительно-го барабана  в л.	Средний выход легкого бетона в уплотненном состоянии из одного замеса в м3	Число оборотов смесительного вала, чаши или барабана в мин	Средняя фактическая производи-тельность в м3/ч	Установленная мощность двигателя в кг
Лопастной растворо-  смеситель	80 1000 1500	0,04 0,6 0,9	31 21,6 20	0,5 8 11	1,7 14 20
Противоточный бетоносмеситель принудительно-го действия	250 500 1200	0,15 0,3 0,7	43 30 28	2 4 9	7,3 14 28

 

Надежной и высокопроизводительной машиной является смеситель СМ-290 емкостью 1500л. Он обеспечивает быстрое и однородное перемешивание массы. Его производительность может достигать 15 м3/ч.

Для приготовления бетонных смесей повышенной жесткости (более 30 сек) весьма эффективно применять виброперемешивание, которое осуществляется путем постановки глубинных вибраторов в чашу смесителя с лопастным механизмом. Такой технологический прием обеспечивает не только хорошую однородность смеси, но и повышенную прочность сцепления цементного камня с заполнителем. При этом ускоряется твердение легких бетонов, особенно в раннем возрасте. Прочность бетона может увеличиваться на 10-15%.

Порядок загрузки материалов в смеситель может быть различным. Если необходимо поддерживать производительность бетоносмесителей, соответствующую паспортной, автоматические дозаторы должны выдавать все материалы одновременно, лишь вода подается постепенно, по мере перемешивания бетонной смеси.

Поскольку изменение зернового состава пористых заполнителей в наибольшей степени происходит при сухом перемешивании, для предотвращения этого рекомендуется одновременно с пористыми заполнителями подавать 2/3 потребного на замес количества воды. Водные растворы добавок для поризации и пластификации смеси добавляют за 2-3 мин до окончания перемешивания.

В зависимости от способа поризации (пеной или газом) при приготовлении беспесчаных поризованных легкобетонных смесей загружать материалы и перемешивать бетонную смесь рекомендуется в такой последовательности:

а)если применяют пену, в смеситель загружают крупный пористый заполнитель, 1/3 требуемого количества воды и смесь перемешивают ½ мин; если же используют газообразователь, то вместе с пористым заполнителем загружают вяжущее, но вода не подается- перемешивается только сухая смесь;

б) на втором этапе (при использовании пены) в работающий смеситель подают вяжущее и остальное количество воды: смесь перемешивается еще 1,5-2 мин; если же применяют газообразователь, в сухую смесь добавляют 2/3 общего количества подогретой воды; время перемешивания предусмотрено 1,5-2 мин;

в) на третьем этапе в смесь добавляют пену, перемешивание продолжается еще 1-2 мин или вводят газообразователь (водоалюминиевую суспензию) и остаток подогретой воды; в этом случае смесь дополнительно перемешивают 2-3 мин.

Легкие бетоны и отделочные декоративные растворы следует готовить в разных смесителях.

Транспортировать легкобетонную смесь следует таким способом, чтобы она по возможности не расслаивалась. От бетоносмесительного цеха к постам формирования бетонную смесь можно подавать различными видами транспорта: самоходными тележками – по эстакаде; бетонораздатчиками, кюбелями- мостовым краном. На многих предприятиях применяют ленточные транспортеры. Их преимущество в непрерывности действия и большой производительности. В то же время такой способ транспортирования для легкобетонных смесей нельзя признать эффективным, поскольку они расслаиваются от толчков и вибрации ленты, а также при перегрузках.

Пластичные легкобетонные смеси можно подать и пневмотранспортом.

 

Формование изделий и конструкций

 

Выбор рациональных способов формирования и оптимальных режимов уплотнения имеет первостепенное значение в производстве легкобетонных изделий хорошего качества, долговечных и экономически эффективных. В процессе формования очень важно получить заданную степень уплотнения бетонной смеси, изделия требуемой геометрической формы с точными размерами и однородной  по сечению структуры бетона.

Под формуемостью или удобоукладываемостью подразумевается способность бетонной смеси сравнительно легко и с наименьшими энергетическими затратами принимать заданную форму и обеспечивать при этом необходимую степень уплотнения и однородную структуру во всех точках бетонируемого изделия и соотружения.

Легкобетонные смеси плотной и поризованной структуры, подобно обычным бетонным смесям на плотных заполнителях, могут иметь любую степень удобоукладываемости.

 

 

Таблица 2

Классификация плотных и поризованных

легкобетонных смесей

 

Смесь	Показатель удобоукладываемости по ГОСТ 11051-70
	Подвижность В см	Жесткость в сек
Литая	>15	-
Подвижная	15-3	-
Малоподвижная	3-1	До 30
Умеренно жесткая	0	30-60
Жесткая	0	60-100
Особо жесткая	0	Более 100

 

Однако водопотребность их при этом намного больше, чем у смесей на плотных заполнителях. Повышенное количество воды, необходимое для получения заданной удобоукладываемости, объясняется в основном значительной пористостью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свойства и основные экономические показатели

изготовляемой продукции

 

Заполнитель занимает в бетоне до 80%  его объема. Получение легкого бетона с оптимальными свойствами существенно зависит от вида применяемого пористого заполнителя (см. схему). Свойства заполнителя определяются, прежде всего, его объемной насыпной массой. Установлены следующие марки пористого заполнителя по объемной массе (в кг/м): 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000.для песка принята дополнительная марка 1200 кг/м.

По химическому составу пористые заполнители разделяют на кислые и основные. Они могут иметь различное соотношение стекловидной и кристаллической фаз. Слагающее их вещество может находиться почти целиком в стекловидной фазе (кислые гранулированные доменные шлаки, керамзит из хорошо вспучиваемых глин) или же иметь кристаллическую структуру (некоторые карбонатные заполнители). Такие заполнители, как аглопорит, в равной мере содержат стекловидную и кристаллическую фазу.

Искусственные пористые заполнители подразделяются на мелкие и крупные: к мелким относятся сыпучие материалы (песок) объемной насыпной массой (в высушенном состоянии) не более 1200 кг/м при крупности зерен до 5 мм, к крупным – зерна от 5 до 40 мм при объемной массе не более  1000 кг/м.

Крупные заполнители для легкого бетона применяют пористые, мелкие же могут быть в некоторых случаях плотными. Так, для конструктивных легких бетонов, от которых требуется не только повышенная прочность, но и возможно меньшая деформативность, рекомендуется в качестве мелкого заполнителя кварцевый песок.

Естественные заполнители получают из природного камня с применением механических методов переработки (дробления, рассева). Искусственные заполнители изготовляют как из минерального сырья, представляющего собой преимущественно осадочные породы (реже вулканического происхождения), так и из побочных продуктов металлургической, энергетической промышленности. Производство их предусматривает применение более сложных технологических процессов: спекания, вспучивания и поризации нагретой или расплавленной массы. Такие заполнители в зависимости от формы зерен и характера их поверхности могут быть гравиевидные и щебневидные, с закрытой и открытой пористостью.

 В процессе производства  искусственных заполнителей можно  изменять их пористость, прочность  и другие свойства. Учитывая эти  преимущества, легкие бетоны получают в основном на искусственных заполнителях. К 1975г. объем применяемых в строительстве искусственных заполнителей будет в 8 раз превышать добычу естественных пористых заполнителей.

Известны четыре основных метода поризации сырья при его термической обработке: