Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор и анализ научно-технической литературы 9
1.1 Нормирование свойств пенобетона 10
1.2 Структура пенобетона 11
1.3 Устойчивость пеномассы 17
1.4 Физико-механические характеристики 20
1.4.1 Зависимость прочности от плотности и структуры материала ... 20
1.4.2 Зависимость теплопроводности от состава и структуры материала 25
1.5 Долговечность ячеистых бетонов 25
1.5.1 Стойкость ячеистых изделий в атмосферных условиях 26
1.5.2 Морозостойкость ячеистых изделий 28
1.6 Выводы по главе 30
1.7 Цель и задачи исследований 33
2 Характеристика использованных материалов и методов исследования 34
2.1 Характеристика использованных материалов 34
2.2 Методы исследования и применяемые приборы 39
3. Теоретические аспекты повышения прочности и улучшения теплофизическйх характеристик пористых систем 41
3.1 Повышение прочности пенобетонов тепловой обработкой 41
3.2 Перспективы увеличения механической прочности и улучшения теплофизических свойств путем регулирования поровой структуры 44
3.3 Основы теории теплопроводности ячеистых материалов 52
3.3.1 Основы теории подобия процессов теплопереноса 52
3.3.2 Эффективная теплопроводность поры и пористых материалов.. 54
Выводы по главе 3 65
4. Ускорение процессов схватывания и твердения пенобетонов 67
4.1 Влияние добавок на пеноцементные смеси 67
4.1.1 Разработка пеноцементных систем с минеральными добавками .. 68
4.1.2 Влияние химических добавок на пеноцементные смеси 72
4.1.2.1 Пеноцементные материалы с добавкой полуводного сульфата кальция 72
4.1.2.2Пеноцементные материалы с добавками поташа, поташа М.. 80
4.1.2.3 Пеноцементные материалы с добавкой Ж 86
4.1.2.4 Пеноцементные материалы с добавкой СК 90
4.1.2.5 Усадка пенобетонов с органическими добавками (Ж, СК).. 93
4.2 Применение тепловой энергии для интенсификации процессов твердения 96
4.2.1 Тепловая обработка пенобетона 97
4.2.2 К теории тепловой обработки бетона 103
4.3 Исследование гидратации и гидратного фазообразования пеноцементных систем и влияния на них минеральных и химических добавок 107
4.4 Статистическая обработка результатов измерений средней плотности и механической прочности 132
Выводы по главе 4 142
5 Атмосферостойкость газонаполненных материалов.. 145
5.1 Структурообразование в газонаполненных строительных материалах на стадии эксплуатации 145
5.2 Атмосферостойкость пенобетона 147
Выводы по главе 5 155
Основные выводы 157
Список литературы 159
ПРИЛОЖЕНИЯ 170
- Нормирование свойств пенобетона
- Зависимость прочности от плотности и структуры материала
- Перспективы увеличения механической прочности и улучшения теплофизических свойств путем регулирования поровой структуры
- Разработка пеноцементных систем с минеральными добавками
Введение к работе
Актуальность. Пенобетон относится к числу прогрессивных и перспективных строительных материалов, которые все более широко применяются в жилищном и гражданском строительстве Российской Федерации. Он отвечает современным нормативам по теплозащитным свойствам. Применение изделий из пенобетона позволяет снизить материалоемкость, трудоемкость и стоимость строительства.
Производство мелкоштучных изделий из пенобетона не требует больших капитальных вложений и может быть в короткие сроки организовано почти на любом предприятии по производству строительных материалов. В связи с этим последние 10 лет наблюдается значительный рост производства пенобетонных изделий. При этом большая часть выпускаемой продукции производится на маломощных предприятиях, слабо оснащенных средствами дозировки компонентов и технологического контроля производства. При этом нельзя не отметить, что технология производства пенобетона гораздо сложнее, чем традиционного тяжелого бетона, что обусловлено более высокой чувствительностью свойств изделий к колебанию состава бетонной смеси и технологическим режимам. В то же время в последние годы основное внимание специалистов сосредоточено на подборе рациональных составов бетонных смесей, особенно поиску новых пенообразователей, то есть решению узких, локальных производственных задач, в ущерб исследованию принципиальных основ разработки и рационального применения пеноцементных материалов. Цель и задачи работы.
Цель работы - теоретическое обоснование и разработка составов пенобетонов с ускоренным схватыванием и твердением путем рационального выбора минеральных, химических добавок и тепловой обработки.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие основные задачи исследования:
- исследовать зависимость теплопроводности материала от его структуры (количества, формы, размера, расположения пор);
исследовать влияние минеральных и химических добавок на процессы структурообразования и твердения пеноцементных систем;
исследовать влияние тепловой энергии на процессы структурообразования и твердения пеноцементных систем;
разработать составы пенобетонов неавтоклавного твердения с ускоренными процессами схватывания и структурообразования;
произвести расчет доверительного интервала экспериментально определенных средней плотности, предела прочности при изгибе и сжатии на основе статистической обработки текущих измерений;
осуществить апробацию разработанных составов на производстве.
Научная новизна работы.
Установлена перспективность различных методов улучшения технологических и физико-механических характеристик пенобетонов неавтоклавного твердения на основе синтетических пенообразователей. С применением теории подобия (на основе расчета критериев Прандтля, Рэлея, Грасгофа) показано, что для теплоизоляционных пенобетонов со средней плотностью 150-400 кг/м3 изменение размера пор в пределах от 0,1 до 3-5 мм не оказывает существенного влияния-на коэффициент теплопроводности. Это можно объяснить, исходя из теории теплового пограничного слоя, согласно которой при температуре, не превосходящей 50-70С, коэффициент теплопроводности в поре определяется, главным образом, малоподвижным тонким пристенным слоем газа, адсорбированного на твердой поверхности. С увеличением средней плотности материала влияние структурных факторов возрастает, особенно в области плотностей 800-1200 кг/м .
Механическая прочность цементного камня обратно пропорциональна его пористости, поэтому она резко возрастает при уменьшении последней в
Для снижения расхода дорогостоящего пенообразователя и повышения устойчивости пены на анионных пенообразователях типа «Пеностром» целесообразно использовать малоалюминатные цементы типа ЦЕМ I, что обуславливает длительные сроки схватывания цементной суспензии, что требует ускорения процессов их схватывания и твердения. Разработаны составы с ускоренным структурообразованием, схватыванием и твердением с минеральными и химическими добавками: минеральной добавкой ОХП, неорганическими солями - ПСК (полуводным сульфатом кальция), поташом М, органическими добавками Ж, СК - представляющими собой производные карбоновых и сульфокислот. Предложенные добавки позволяют регулировать время начала схватывания в пределах от 10 до 40-60 минут. Некоторые из них повышают марочную прочность камня на 21-33%, а иногда и более.
Одним из распространенных методов ускорения процессов структурообразования, схватывания и твердения является тепловая обработка, однако эффективность ее применительно к теплоизоляционному пенобетону с использованием внешнего источника тепла является пониженной, в связи с низким коэффициентом теплопроводности этого материала. Представляет интерес использование ускорителей твердения нового поколения при тепловой обработке в условиях цементных систем. Предложенная добавка СК наиболее ярко выявляет достоинства тепловой обработки при температуре 40С.
Одной из наиболее актуальных проблем технологии производства пенобетона является уменьшение усадки, поэтому разработаны составы, снижающие ее величину. Одна из предложенных добавок снижает усадку более чем вчетверо (1 мм/м вместо 4,1 мм/м у контрольных образцов). Предложена гипотеза механизма снижения усадки, которая позволяет целенаправленно подбирать добавки сходного механизма действия.
Практическое внедрение разработанных составов с ускорителями схватывания и твердения позволяет повысить оборачиваемость форм и увеличить производительность предприятий.
Практическое использование предложенных добавок, которые в кратное число раз уменьшают усадочные деформации пеноцементных материалов, а также предложенные гипотезы о принципах поиска таких модификаторов позволяют повысить качество и стабильность свойств теплоизоляционных изделий из пенобетонов и увеличить эффективность исследований по новым добавкам, снижающим усадку и повышающим трещиностойкость изделий из пенобетона.
Результаты исследований использованы при чтении лекций, выполнении лабораторных работ по дисциплине «Вяжущие вещества», а также по дисциплине «Строительное материаловедение» для студентов дневной и заочной формы обучения по специальности 270106 (290600) «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».
Обоснование перспективности различных методов ускорения схватывания и твердения и улучшения технологических, физических и физико-механических характеристик пенобетонов неавтоклавного твердения.
Закономерности влияния средней плотности, а также размера и формы пор на технологические, физико-механические, теплозащитные свойства пеноцементного камня.
Применение некоторых положений теории подобия и теории переноса, а также теории теплового пограничного слоя для априорного ранжирования эффективности различных способов улучшения физических и физико-механических характеристик пеноцементного камня.
Эффективность предложенных органических и неорганических ускорителей схватывания, структурообразования и твердения в пеноцементных системах.
л Ъ
интервале плотностей 600-2500 кг/м , а в области рср = 150-400 кг/м график функции &(рср) сильно выполаживается, так что физико-механические
свойства камня слабо зависят от средней плотности материала, а также размера и формы пор. В связи с этим различные приемы увеличения прочности пеноцементного камня на данном вяжущем в этой области плотностей мало эффективны и не перспективны.
Практическая ценность.
1. Установлены закономерности влияния средней плотности, размера и формы пор на физико-механические и теплозащитные свойсва газонаполненных строительных материалов гидратационного твердения, которые позволяют повысить эффективность поисковых исследований по совершенствованию состава и технологии производства теплоизоляционных
изделий.
Апробация работы.
Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
Международной научно-практической конференции «Строительство - 2005» (Ростов-на-Дону, 2005 г.);
Международной научно-практической Интернет конференции «Проблемы и достижения строительного материаловедения» (Белгород, 2005 г.);
Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов» (Белгород, 2005 г.);
региональной научно-практической конференции «Молодые ученые - производству» (Старый Оскол, 2006 г.);
XIII Международном семинаре Азиатско-Тихоокеанской академии материалов «Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века» (Новосибирск, 2006 г.);
V Международной научно-технической конференции «Эффективные строительные конструкции: теория и,практика» (Пенза, 2006 г.).
Публикации.
Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 9 научных публикациях (статьях), две из которых - в центральной печати.
На защиту выносятся:
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, изложена на 171 странице машинописного текста, содержит 39 рисунков, 43 таблицы, список литературы из 121 наименования и 2 приложения.
1 ОБЗОР И АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Интенсификация производства, внедрение высоких температур и давлений, а также глубокий холод в промышленной технологии, атомной энергетике и других новых отраслях обусловили высокое значение теплоизоляции в современной технике. Это повлекло за собой создание и внедрение прогрессивных конструкций, а также эффективных методов монтажа изоляции. Применение теплоизоляции при строительстве жилых и промышленных зданий позволяет экономить строительные материалы за счет уменьшения толщины и массы ограждающих конструкций.
При использовании высококачественной теплоизоляции потери тепла от нагретого оборудования в окружающую среду могут быть сокращены примерно в 20 раз.
Предпочтение при организации производства ячеистого . бетона в настоящее время отдается неавтоклавному пенобетону из-за более низких капитальных вложений, миниэнергоемкости и более простой технологии - в технологическом цикле отсутствуют процессы удаления горбушки и автоклавного твердения. Кроме того, высокие тарифы на транспортные расходы вносят значимый вклад в цену и снижают конкурентоспособность продукции заводов большой мощности по производству газобетона. Такое положение делает производство неавтоклавного пенобетона на заводах малой мощности и стройплощадках экономически более целесообразным.
Однако производство наиболее эффективного по теплофизическим параметрам пенобетона низких марок по средней плотности является проблемным ввиду сложности обеспечения стабильной ячеистой структуры и высокой прочности. Очевидно, что увеличение прочности при постоянной плотности может быть обеспечено только за счет повышения прочности матрицы пенобетона, в частности за счет повышения активности вяжущего компонента, снижения водотвердого отношения, использования химических и минеральных модификаторов (микрокремнезема, частиц Глинистой фракции и др.), механо-химической активации вяжущего вещества и др. Применение этих технологических приемов может существенно усложнить технологический процесс и потому их внедрение должно быть обосновано технико-экономической целесообразностью. Эффективным направлением в технологии пенобетона высокого качества является применение ускорителей твердения, а также быстросхватывающихся и быстротвердеющих вяжущих веществ. Использование перечисленных технологических приемов практически не требует капитальных затрат при их внедрении.
1.1 Нормирование свойств пенобетона
В нашей стране нормирование свойств пенобетона осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 25485 - 89 «Бетоны ячеистые. Технические условия» [1]. Требования этого стандарта должны соблюдаться при разработке новых и пересмотре действующих стандартов и технических условий, проектной и технологической документации на изделия конструкции из ячеистых бетонов, а также при их изготовлении.
Согласно [1] прочность пенобетонов характеризуется классами по прочность на сжатие в соответствии со СТ СЭВ 1406. Для бетонов установлены следующие классы: ВО,5; ВО,75; Bl; Bl,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В 12,5; В15. Для конструкций, запроектированных без учета требований СТ СЭВ 1406, показатели прочности бетона на сжатие характеризуются марками: М7,5; М10; М15; М25; М35; М50; М75; М100; М150; М200.
По показателям средней плотности назначают следующие марки бетонов в сухом состоянии: D300; D350; D400; D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; D1200. Для бетонов конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, назначают и контролируют следующие марки бетона по морозостойкости: F15; F25; F35; F50; F75; F100. Назначение марки бетона по морозостойкости проводят в зависимости от режима эксплуатации конструкции и расчетных зимних температур наружного воздуха в районах строительства.
Для теплоизоляционного пенобетона плотностью 300, 350 кг/м3 класс по прочности на сжатие не нормируется. На наш взгляд это не совсем правильно, так как пенобетон обязательно должен обладать определенной минимальной прочностью, хотя бы для того, чтобы нормально работать при эксплуатации. То есть не разрушаться при незначительном воздействии на него. Возможно, что при написании ГОСТ 25485 - 89 «Бетоны ячеистые. Технические условия» [1] из-за небольшого распространения ячеистых бетонов нормирование прочности для теплоизоляционных бетонов не было необходимым. Необходимо установить минимальные значения класса прочности при сжатии для теплоизоляционного пенобетона, плотностью 300, З50кг/м3.
1.2 Структура пенобетона
При видимой простоте технологии процесс формирования макроструктуры ячеистого бетона трудно поддается управлению и регулированию. Это связано с необходимостью контроля большого числа технологических параметров: качества и количества сырьевых компонентов, водотвердого отношения, температуры и рН среды, изменяющихся в процессе изготовления и твердения изделий. Поэтому реальные условия структурообразования пенобетонов часто отклоняются от оптимальных, что приводит к возникновению дефектов в структуре.
При неправильном выборе пенообразователя и типа вяжущего, а также способов получения пены и ее смешивания с твердыми компонентами пена часто разрушается до момента схватывания вяжущего, пеноцементная масса дает усадку, по высоте свежеуложенного массива образуются сплошные каналы слияния пузырьков. В результате нарушается структура пенобетона, возрастает плотность и неравномерность теплофизических свойств по высоте изделия.
Процессы, протекающие в пеноцементной массе, описываются законами коллоидной химии [2]. Центральной проблемой таких систем является агрегативная неустойчивость. Коллоидная химия объясняет агрегативную неустойчивость дисперсных систем достаточно большой и всегда положительной свободной поверхностной энергией, сосредоточенной на межфазных поверхностях системы. Этот избыток поверхностной энергии обусловливает протекание в системе различных процессов, ведущих к уменьшению дисперсности и в конечном итоге к разрушению дисперсной системы. Скорость протекания этих процессов и устойчивость определяются природой, фазовым состоянием и составом дисперсионной среды, а также дисперсностью и концентрацией дисперсной фазы. Устойчивость лиофобных дисперсных систем может меняться в широких пределах от практически полной неустойчивости до практически полной устойчивости.
Частицы в пеноцементной системе сближены принудительно, поэтому данную систему можно условно отнести к свободнодисперсной концентрированной системе. Со временем она переходит в связнодисперсную систему с твердой дисперсной средой - цементным камнем [2].
На качество пенобетона значительное влияние оказывает дисперсность и устойчивость пен, которые в зависимости от формы, толщины пленок и других факторов подразделяют на три вида: шаровые, состоящие из почти сферических пузырьков, разделенных достаточно толстыми пленками жидкости; полиэдрические и промежуточного типа - микрогазовые эмульсии, внутренняя фаза которых образована скоплением газовых пузырьков [3].
Для приготовления пенобетона желательно использовать полиэдрические пены, состоящие в основном из газовой фазы, разделенной на ячейки тонкими пленками. Эти ячейки имеют форму многогранника, и пену рассматривают как систему, объем которой плотно заполнен более или менее правильными многогранниками. Такие пены получают путем интенсивного обезвоживания шаровых пен или непосредственно из маловязкой жидкости, т. е. водных растворов пенообразователей [3].
Анализ геометрии полиэдрических пен показывает следующее. Если три пузырька соединить, то три разделяющие пленки, соединяясь, образуют трехгранный столбик жидкости, называемый треугольником, или границей Плато. До соединения пенные пленки - это плоскопараллельные жидкие слои, поверхность которых в треугольниках Плато вогнута, что указывает на значительный перепад давления между газообразной и жидкой фазами. В результате возникает капиллярное давление, и жидкость выдавливается из пленки на границу Плато, что вызывает уменьшение толщины пленок пены и снижает ее устойчивость. Кроме того, определенный вклад в утончение пленки вносится за счет стекания жидкости от верхних слоев к нижним под действием силы тяжести.
Три пузырька, стенки которых Встречаются под углом 120С, образуют механически устойчивую систему. К системе трех пузырьков можно добавить четвертый пузырек, однако такая система неустойчива. При малейшем нарушении равновесия или возмущении пленки приходят в движение и в результате образуют более или менее однородную гексагональную решетку [3].
Геометрия трехмерных пен значительно сложнее. Поскольку стенки всех пузырьков должны быть одинаковыми, при пересечении трех стенок с образованием границ Плато или ребер углы пересечения также должны быть равны 120С. Встречаясь в одной точке, четыре таких ребра должны образовывать четырехгранный угол, равный 10928\ Исследованиями геометрии реальных пен, выполненными в работе [4], показано, что в пенах действительно чаше всего наблюдаются именно такие углы. При этом устойчивость таких пен связывается с тем, что или результирующие силы, действующие на каждую грань, границу Плато или вершину, равны нулю, или же они уравновешиваются изменением локального давления жидкости внутри стенок, разделяющих ячейки. Такие изменения давления оказывают значимую роль в механизме осушения пен, в результате чего пленки внутри пен утончаются и становятся неустойчивыми быстрее, чем даже изолированные плоские пленки, и в различных местах разрываются.
С точки зрения физико-химической механики, пена представляет собой двухфазную систему, состоящую из диспергированных пузырьков газа в жидкости [4,5]. Структура пены состоит из двух слоев поверхностно- активного вещества, разделенных слоем жидкости. При этом молекулы ПАВ сориентированы таким образом, что гидрофильные группы обращены к жидкости, а углеродные (гидрофобные) к газовой фазе. Строительный раствор для пенобетона представляет также двухфазную систему «твердое вещество - жидкость».
В основу анализа формирования структуры пенобетона положена модель бронирования единичного воздушного пузырька частицами твердой фазы, предложенная в работе [6]. Базируясь на этой модели, в работе [7] осуществлены расчеты, которые показали, что для формирования устойчивой пенобетонной структуры должно выполняться определенное условие соотношения объемных фаз ср:
Ф=УТ/УЖ, (1.1)
где VT - объем твердой фазы в смеси, Уж - объем жидкой фазы в смеси.
Авторы [8] предполагают, что возможность устойчивого существования свежеприготовленной пенобетонной (трехфазной) смеси зависит от соотношения объемов межпленочной жидкости Уж, состоящей из воды затворения и пенообразующей жидкости, и затворенной твердой фазы VT, состоящей из частичек цемента и кремнеземистого заполнителя.
Оказалось, что даже высоко стабильные пены не гарантируют получения стабильной «сверхлегкой» пенобетонной смеси, так как при смешении пены с цементным тестом по пенной технологии происходит изменение многих параметров - объема, давления, температуры [9]. Это приводит, к дестабилизации системы. Следовательно, необходимо получить пенобетонную смесь с замкнутыми порами правильной геометрической формы.
В идеальном случае форма пор должна быть многогранной, а не шарообразной (рис. 1.1). Это связано с тем, что при формировании структуры, состоящей из шаров, происходит неравномерное распределение и без того малого количества цемента в объеме материала с образованием сообщающихся пор. Наиболее выгодна сотовая структура, обеспечивающая высокую прочность материала при малой толщине межпоровых перегородок [10-12].
Вполне понятно, что при проектировании пенобетонных составов различной средней плотности практики должны расчетным путем определять какой кратности двухфазную пену они должны вводить, чтобы быть уверенными в оптимальности состава пенобетонной смеси. Особенно это касается низкоплотных пенобетонов, так как в этом случае необходимо варьировать исходную кратность двухфазной пены, вводимой в пенобетонную смесь.
В работе [7] показано, что для среднеплотных пенобетонов, когда средняя плотность пенобетонной смеси рпбс > 650 кг/м3 (рпб > 500 кг/м3), параметр УТ/1УЖ находится, как правило, в пределах значений более 0,5. Так как при формировании пенобетонной структуры распределение частиц твердой фазы (цемент + песок) происходит неупорядоченно с «рыхлой» упаковкой, то можно предположить, что практически весь объем жидкой фазы в этом случае (вода затворения и пенообразующий раствор) сравнительно равномерно заполняется этими твердыми частичками и отсутствуют объемы жидкой фазы без присутствия твердой. Это и объясняет сравнительно безпроблемную возможность получать пенобетоны средней плотности с рПб>500 кг/м3 в воздушно-сухом состоянии.
Рисунок 1.1- Варианты форм пор в пенобетоне
При средних плотностях пенобетонной смеси рпбс < 650 кг/м3 (рпб < 500 кг/м3) параметр УТ/ХУЖ, как правило, близок к значению 0,5 и меньше, особенно для низкократных пен. В этом случае даже «рыхлая» упаковка твердых частичек в объеме жидкой фазы уже не в состоянии «забронировать» весь свободный объем межпленочной жидкости. Отсюда и возникают технологические сложности с получением низкоплотных пенобетонов. Требуется принимать специальные меры для предупреждения существенной усадки отформованной смеси в процессе ее твердения - повышать устойчивость газожидкостной пены, ускорять процесс схватывания пенобетонной массы [13], повышать дисперсность твердых частиц [14].
Таким образом, приведенный авторами [7] расчет может качественно объяснить технологические особенности получения пенобетонов неавтоклавного изготовления и сделать соответствующие выводы о реализации задаваемых технологических параметров.
Известно, что прочность ячеистого бетона зависит от прочности межпоровых перегородок и общей пористости (плотности). А.П. Меркиным и др. [6, 15, 16] было показано, что на прочность ячеистого бетона влияние оказывают также характеристики поровой структуры - размер ячеек и их статистическое распределение по размерам.
В данной работе в главе 3 показано, что в целом это утверждение не соответствует действительности. Оно тем лучше соблюдается, чем выше средняя плотность изделий. При средней плотности 300 кг/м3 и ниже указанные факторы не значительно влияют на свойства пенобетона, что находится в пределах ошибки эксперимента.
Проведенный в работе [17] анализ показывает, что помимо В/Ц и плотности (толщины межпоровой перегородки), значимым фактором является диаметр ячейковых пор, который имеет оптимальные области. Анализ макроструктуры ячеистых бетонов показывает, что при мелких порах (менее 0,5 - 1 мм) ячеистая структура отличается большей сообщаемостью ячеек и становится близкой к крупнокапиллярной в отличие от однородной качественной ячеистой структуры. В целом это приводит к падению прочности ячеистого бетона. При крупнопоровом (более 3-4 мм) строении большое значение приобретает масштабный фактор и неоднородность порового состава ячеистого бетона, которые также приводят к снижению прочности.
Для получения максимальной прочности структура и состав пенобетона постоянной плотности должны оптимизироваться согласно следующим принципам. Так как наиболее значимым фактором прочности является толщина межпоровой перегородки, наиболее эффективным способом повышения прочности ячеистых структур помимо повышения прочности межпоровой перегородки при повышении активности вяжущего является снижение плотности цементного теста, повышение его водосодёржания и водоудерживающей способности путем введения коагулянтов и высокоактивных минеральных добавок [18, 19]. Водоредуцирование с целью повышения прочности межпоровой перегородки является неэффективным приемом, так как приводит к снижению объема цементного теста, уменьшению толщины межпоровой перегородки и, следовательно, падению прочности ячеистого бетона, а также устойчивости пеномассы при пенобетонной технологии.
При однородном распределении ячеек поровой структуры по размерам абсолютная величина их диаметра не является значимым фактором прочности [20, 21]. Однако для мелкопоровой структуры характерно значительное уменьшение толщины межпоровой перегородки при постоянной плотности, что приводит к повышению вероятности разрыва перегородки и перехода структуры из ячеистой в крупнокапиллярную. В крупнопоровой структуре значительно повышается неоднородность распределения ячеек по размерам, что приводит к падению прочности.
Таким образом, в зависимости от состава ячеистых масс, качества материалов и технологии производства фактором оптимизации является соотношение между толщиной межпоровой перегородки и диаметром пор, которое для различных видов ячеистого бетона может составлять 0,1 - 1 мм.
1.3 Устойчивость пеномассы
Одной из основных характеристик устойчивой пленки является ее сопротивление механическому воздействию. В качестве такой характеристики Гиббс рассматривает [22] упругость пленки Е:
Е = 2—^-, (1.2)
d\nA v 7
где А - площадь пленки,
у - поверхностное натяжение, Для двухкомпонентной системы уравнение (1.2) представлено Адамсоном в следующем виде:
= (1.3)
где I*r поверхностный избыток компонента 2; ц2 - химический потенциал этого компонента; тг - его количество на единицу площади пленки.
Качественно Е характеризует способность пленки изменять поверхностное натяжение в момент наложения растягивающего или сжимающего усилия. При растяжении поверхности концентрация поверхностно-активного вещества в пленке падает, и соответственно возрастает поверхностное натяжение, препятствующее разрыву пленки. В то же время, как показывает уравнение (1.3), величина Е может быть большой, только если и и А^^тг достаточно велики. Это означает, что концентрация поверхностно-активного вещества должна быть велика, но не слишком, то есть содержание пенообразователя должно быть оптимальным. Этот вывод подтверждают данные Барча, показавшего, что концентрации жирной кислоты и спирта, соответствующие максимуму устойчивости пен, существенно ниже той концентрации, которой отвечает минимум поверхностного натяжения. Измеренные значения Е находятся в диапазоне от 10-Ю"3 до 40-10"3 Н/м [23].
Очевидно, что оптимальное содержание пенообразователя является одним из основных факторов, влияющих на стороительно-технологические свойства пенобетона. Так, при его недостаточном содержании не будет обеспечиваться требуемая плотность бетона, а при повышенном расходе пенообразователя может произойти существенное замедление процессов схватывания и темпа твердения цементной системы, разрушение пены и существенное ухудшение стороительно-технологических свойств пенобетона, в том числе его проседание. При этом худшими по условиям сохранения качества ячеистой структуры пены являются пенобетоны низких марок по средней плотности, что связано с увеличением свободной воды в их составе, а также с увеличением концентрации даже оптимального содержания пенообразователя на единицу вяжущего вещества, замедляющего структурообразование в пенобетонной смеси на ранней стадии.
Кроме равновесных, или обратимых процессов на упругое сопротивление пленки могут оказывать влияние и некоторые переходные процессы. По данным Рэлея, свежая поверхность пленки обладает повышенным относительно равновесных условий поверхностным натяжением [24].
Если поверхностно-активное вещество может быстро диффундировать из объема пленки на поверхность, образующиеся на короткое время пятна тонкой пленки могут локально менять исходное поверхностное натяжение пленки еще до утончения всей пленки. Таким образом, изменения поверхностного натяжения снимаются без уменьшения первоначальной толщины пленки, и на некоторое время эта область пленки остается механически слабой. Адамсон делает вывод, что хорошие пенообразователи должны адсорбироваться на поверхности достаточно медленно (в миллисекундном масштабе) [23]. При этом очевидно, что некоторые пенообразователи могут быть несовместимы с определенными видами вяжущих веществ, а также с некоторыми видами химических и минеральных модификаторов.
При выборе оптимального вида пенообразователя необходимо учитывать, что некоторые из них могут оказаться несовместимыми с принятыми видами вяжущих, приводящими к различным негативным явления, в частности, может произойти гашение пены. Например, пенообразователь из окиси амина вызывает коагуляцию частиц портландцемента с образованием крупных агрегатов, наблюдаемых визуально, что приводит к значимому снижению прочности и других стороительно-технологических свойств пенобетона.
Качественные изделия можно получить, имея устойчивую пеномассу. Если гашение пены произойдет до момента схватывания, то средняя плотность изделий резко возрастет, и материал будет иметь неоднородную структуру, что является нежелательным. При вводе добавок могут происходить явления коагуляции и гетерокоагуляции. В работе [25] показана роль цемента в технологии пенобетона. Сказано, что основными минералами, отвечающими за марочную прочность, сроки схватывания и кинетику нарастания прочности, являются трехкальциевый силикат C3S (алит) и трехкальциевый алюминат С3А. Эти минералы при гидратации выделяют наибольшее количество тепла, особенно в ранние сроки твердения. В клинкере содержание трехкальциевого силиката C3S может колебаться от 45 до 68 мае. %. Чем выше содержание C3S, тем выше может быть марочная прочность и скорость набора прочности. Высокое содержание трехкальциевого алюмината ускоряет сроки схватывания и набор прочности цементов в ранние сроки до 2 сут.
Присутствие в пеноцементной системе поверхностно-активных веществ изменяет гидратационные свойства цементов. По эффективности влияния ПАВ на свойства растворов и бетонов авторы [26] все цементы условно разделили на группы: 1-я группа-СзА< 6 мае. %,C3S > 50 мае. %; 2-я группа -- С3А 7-10 мае. %, C3S > 40 мае. %; 3-я группа - С3А > 10 мае. %, C3S < 40 мае. %. Такое деление на группы по результатам исследований авторов [25] справедливо для цементов, применяемых при производстве пенобетонов. Наиболее эффективными для применения в технологии пенобетонов являются цементы 1- й группы. Высокое содержание алита в цементах этой группы определяет высокую прочность цементного камня в межпоровых перегородках, быстрые сроки схватывания, интенсивное тепловыделение при гидратации.
Наименее выгодны в применении цементы 3-й группы. В присутствии пенообразователей на основе синтетических анионоактивных ПАВ на частицах С3А активно протекают хемосорбционные процессы, в результате пеномасса дает осадку в формах, что повышает плотность готовых изделий. В этих случаях производители увеличивают расход пенообразователя, что ведет к другому негативному явлению - «отравлению» активных центров на поверхности минерала и замедлению сроков схватывания [25]. Совершенно очевидно, что коагуляционая устойчивость системы цемент + пенообразователь зависит от соотношения зарядов функциональной группы ПАВ и частиц цемента.
Нормирование свойств пенобетона
В нашей стране нормирование свойств пенобетона осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 25485 - 89 «Бетоны ячеистые. Технические условия» [1]. Требования этого стандарта должны соблюдаться при разработке новых и пересмотре действующих стандартов и технических условий, проектной и технологической документации на изделия конструкции из ячеистых бетонов, а также при их изготовлении.
Согласно [1] прочность пенобетонов характеризуется классами по прочность на сжатие в соответствии со СТ СЭВ 1406. Для бетонов установлены следующие классы: ВО,5; ВО,75; Bl; Bl,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В 12,5; В15. Для конструкций, запроектированных без учета требований СТ СЭВ 1406, показатели прочности бетона на сжатие характеризуются марками: М7,5; М10; М15; М25; М35; М50; М75; М100; М150; М200.
По показателям средней плотности назначают следующие марки бетонов в сухом состоянии: D300; D350; D400; D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; D1200. Для бетонов конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, назначают и контролируют следующие марки бетона по морозостойкости: F15; F25; F35; F50; F75; F100. Назначение марки бетона по морозостойкости проводят в зависимости от режима эксплуатации конструкции и расчетных зимних температур наружного воздуха в районах строительства.
Для теплоизоляционного пенобетона плотностью 300, 350 кг/м3 класс по прочности на сжатие не нормируется. На наш взгляд это не совсем правильно, так как пенобетон обязательно должен обладать определенной минимальной прочностью, хотя бы для того, чтобы нормально работать при эксплуатации. То есть не разрушаться при незначительном воздействии на него. Возможно, что при написании ГОСТ 25485 - 89 «Бетоны ячеистые. Технические условия» [1] из-за небольшого распространения ячеистых бетонов нормирование прочности для теплоизоляционных бетонов не было необходимым. Необходимо установить минимальные значения класса прочности при сжатии для теплоизоляционного пенобетона, плотностью 300, З50кг/м3.
При видимой простоте технологии процесс формирования макроструктуры ячеистого бетона трудно поддается управлению и регулированию. Это связано с необходимостью контроля большого числа технологических параметров: качества и количества сырьевых компонентов, водотвердого отношения, температуры и рН среды, изменяющихся в процессе изготовления и твердения изделий. Поэтому реальные условия структурообразования пенобетонов часто отклоняются от оптимальных, что приводит к возникновению дефектов в структуре.
При неправильном выборе пенообразователя и типа вяжущего, а также способов получения пены и ее смешивания с твердыми компонентами пена часто разрушается до момента схватывания вяжущего, пеноцементная масса дает усадку, по высоте свежеуложенного массива образуются сплошные каналы слияния пузырьков. В результате нарушается структура пенобетона, возрастает плотность и неравномерность теплофизических свойств по высоте изделия.
Процессы, протекающие в пеноцементной массе, описываются законами коллоидной химии [2]. Центральной проблемой таких систем является агрегативная неустойчивость. Коллоидная химия объясняет агрегативную неустойчивость дисперсных систем достаточно большой и всегда положительной свободной поверхностной энергией, сосредоточенной на межфазных поверхностях системы. Этот избыток поверхностной энергии обусловливает протекание в системе различных процессов, ведущих к уменьшению дисперсности и в конечном итоге к разрушению дисперсной системы. Скорость протекания этих процессов и устойчивость определяются природой, фазовым состоянием и составом дисперсионной среды, а также дисперсностью и концентрацией дисперсной фазы. Устойчивость лиофобных дисперсных систем может меняться в широких пределах от практически полной неустойчивости до практически полной устойчивости.
Частицы в пеноцементной системе сближены принудительно, поэтому данную систему можно условно отнести к свободнодисперсной концентрированной системе. Со временем она переходит в связнодисперсную систему с твердой дисперсной средой - цементным камнем [2].
На качество пенобетона значительное влияние оказывает дисперсность и устойчивость пен, которые в зависимости от формы, толщины пленок и других факторов подразделяют на три вида: шаровые, состоящие из почти сферических пузырьков, разделенных достаточно толстыми пленками жидкости; полиэдрические и промежуточного типа - микрогазовые эмульсии, внутренняя фаза которых образована скоплением газовых пузырьков [3].
Для приготовления пенобетона желательно использовать полиэдрические пены, состоящие в основном из газовой фазы, разделенной на ячейки тонкими пленками. Эти ячейки имеют форму многогранника, и пену рассматривают как систему, объем которой плотно заполнен более или менее правильными многогранниками. Такие пены получают путем интенсивного обезвоживания шаровых пен или непосредственно из маловязкой жидкости, т. е. водных растворов пенообразователей [3].
Зависимость прочности от плотности и структуры материала
В работе [27] исследована взаимосвязь пористости с механической прочностью. Было показано, что прочность при сжатии различных материалов при близком содержании объема твердой фракции, т. е. при близкой пористости может значительно различаться. Автор пришел к выводу, что различие, прежде всего, зависит от разницы в среднем размере пор рассматриваемой композиции: при заданной пористости, чем меньше размер пор, тем выше прочность. При высокой общей пористости прочность материала изменяется незначительно. При низкой пористости на механические свойства могут оказывать влияние преимущественно свойства твердой фазы. Теплоизоляционные пено- и газобетоны отличаются высокой пористостью, что обуславливает зависимость их прочность от прочности твердой фазы. При этом стремление снизить количество капиллярных пор и уплотнить матрицу материала не приводит к высокому росту прочности образцов, поскольку общая пористость материала изменяется незначительно.
Если на стадии схватывания цементных систем структурообразование обусловлено в основном коагуляционными силами, то синтез прочности цементного камня определяется в основном конденсационно- кристализационными процессами. Это приводит к резкому изменению структурно-механических и физико-механический свойств цементных систем: снижаются пластические и вязкие показатели, возрастают упругость и хрупкость, что отражается на соотношении предела прочности при сжатии и изгибе (растяжении). У тяжелых бетонов это соотношение равно 5-10; при вводе активных минеральных добавок, а также увеличении водоцементного отношения и пористости оно уменьшается до 2-4, что обусловлено возрастанием при этом роли дальнодействующих коагуляционных сил в структуре цементного камня.
В работах Меркина указано, что прочность материала зависит от структуры материала. Авторы [28, 29] отмечают, что с ростом плотности материала роль структуры в формировании прочностных показателей возрастает. В данной работе упор делается на теплоизоляционный пенобетон, со средней плотностью 300-400 кг/м, поэтому этот вопрос требует дополнительного рассмотрения. Подробнее влияние структуры материала на его физико-механические характеристики будет рассмотрено в главе 3.
В настоящее время в основном применяются следующие способы повышения прочности цементных систем: - Повышение температуры среды. Чаще всего на отечественных заводах по производству строительных материалов и изделий применяется пропарка при температуре 80-90С. В промышленно развитых странах Европы, Америки и Азии все чаще применяется пропарка при температуре 40-45С. - Применение пластификаторов и суперпластификаторов, которые сильно снижают водопотребность бетонных смесей, что до 2 и более раз повышает марочную прочность материалов и изделий гидратационного твердения. - Добавление к вяжущим специальных химических соединений - ускорителей твердения. Эти методы применительно к газонаполненным системам имеют свои специфические особенности. Рассмотрим их по отдельности.
Способы ускорения твердения цементных систем с помощью тепловой обработки при температуре до 90С в последние годы становится все менее привлекательным и экономически нецелесообразным, что в первую очередь обусловлено безудержным ростом цен на энергоносители. Влияние температуры на твердение пеноцементного камня может существенно отличаться от тяжелого бетона. Это обусловлено тем, что повышение температуры оказывает двоякое влияние: с одной стороны ускоряются процессы гидратации и структурообразования, а с другой, стороны повышение температуры приводит к расширению газа, что может привести к деструктивному влиянию. С ростом пористости материала роль второго фактора будет возрастать.
Нельзя не отметить, что тепловая обработка газонаполненных материалов с подводом тепла к наружным поверхностям изделий и конструкций мало эффективна из-за малого коэффициента теплопроводности материала.
Теоретически и экономически предпочтительно выглядит применение термосных методов тепловой обработки за счет «самопропарки» изделий.
Эта технология, к сожалению, не исследуется отечественными специалистами, за исключением профессора Г.П. Сахарова [30].
Наиболее простым и эффективным способом повышения прочности обычных тяжелых бетонов является использование суперпластификаторов. К сожалению, наиболее распространенный суперпластгификатор отечественного производства С-3, содержащий много анионогенных функциональных групп - SO3", несовместим с анионными пенообразователями типа Пеностром и АОС, так как вызывает сильное пеногашение. Есть основание предполагать, что возможно совмещение некоторых пенообразователей и суперпластификаторов. В связи с этим, однако, возникает вопрос о том, нужно ли снижать водопотребность пеноцементных систем, так как при этом растет средняя плотность изделий и конструкций. Во всяком случае, пенобетоны с добавкой суперпластификаторов будут иметь расход химических добавок, который в 2-3 раза выше,чем без них.
Таким образом, применение суперпластификаторов в пеноцементных материалах представляется проблематичным и имеющим сравнительно узкую область применения.
В последние годы получает все более широкое распространение новый класс ускорителей твердения, представляющих собой органические поверхностно-активные вещества, содержащие чаще всего такие функциональные группы, как -S03", -СООН, -NH2, -NH и другие. Они обычно являются мономерными низкомолекулярными веществами [31]. Эти добавки в количестве 0,2-0,5% обычно повышают физико-механические свойства цементного камня на 15-20% во все сроки твердения.
Этот класс добавок, несомненно, представляет интерес как компонент пеноцементных систем, так как нет оснований опасаться их отрицательного действия на стабильность пен, полученных с применением наиболее распространенных анионных пенообразователей.
К сожалению, учитывая большое практическое значение и сравнительную новизну этих ускорителей твердения достаточно информативных научных публикаций по ним очень мало. В большинстве случаев зарубежные фирмы используют их в составе комплексных добавок, что затрудняет оценку их роли в формировании строительно-технических свойств рекламируемых строительных материалов и добавок к ним.
Перспективы увеличения механической прочности и улучшения теплофизических свойств путем регулирования поровой структуры
В настоящее время основными видами газонаполненных теплозащитных строительных материалов гидратационного твердения являются газобетоны автоклавного и неавтоклавного твердения, а также пенобетон. Считается, что первые два из них, особенно силикатный газобетон автоклавного твердения, имеют более высокие физико-механические показатели по сравнению с пенобетоном.
В научных публикациях, посвященных пенобетонам, нередко высказывается мысль о необходимости совершенствования поровой структуры материала с целью сближения ее геометрических характеристик с газобетоном автоклавного твердения [60]. При этом предполагается, что улучшение поровой структуры пенобетона позволяет существенно повысить физико-механические характеристики камня и снизить коэффициент теплопроводности при той же средней плотности поробетона.
Как видно из рис. 3.1, рост водоцементного отношения и других показателей, способствующих увеличению пористости цементного камня, ведет к уменьшению прочности, но при этом предел прочности при сжатии падает сильнее, чем при изгибе и растяжении, что ведет к их сближению при высокой пористости, поэтому, чем ниже средняя плотность газонаполненных материалов, тем меньше соотношение пределов прочности при сжатии и изгибе.
Влияние водоцементного отношения (В/Ц) и пористости на предел прочности Второй важный вывод из приведенного графика заключается в том, что в области малых средних плотностей (рср=150-400 кг/м3) снижение последних мало отражается на физико-механических свойствах цементного камня, так как они располагаются в правой части графика. Отсюда следует, что различные способы регулирования прочностных показателей пенобетонов и других газонаполненных систем достаточно эффективны лишь в области величин средних плотностей 7001200 кг/м3. Чем ниже средняя плотность материала, тем меньше влияние на его физико-механические показатели известных и возможных новых способов их повышения. В этом отношении теплоизоляционные материалы со средней плотностью ниже 400 кг/м мало чувствительны к мероприятиям по повышению их прочности.
Эти соображения необходимо учитывать при разработке рецептур газонаполненных материалов.
Известно, что коэффициент теплопроводности любого газонаполненного материала в общем случае зависит от теплопроводности твердой и газообразной фаз, входящих в состав рассматриваемого объекта. Вклад каждого из этих компонентов газонаполненной системы, и в конечном счете численное значение коэффициента теплопроводности, прежде всего, зависит от их количественного содержания в материале. По мере уменьшения средней плотности содержание твердой фазы в материале падает, и, соответственно, снижается вклад твердой фазы в численное значение коэффициента теплопроводности и другие технологические и эксплуатационные характеристики газонаполненных систем.
Что касается так называемых оперативных испытаний, то, несмотря на значительное количество определений коэффициентов теплопроводности разного рода материалов ячеистого строения, проведенных многочисленными российскими и зарубежными исследователями, в отчетных данных обо всех этих исследованиях численная характеристика размера ячеек обычно либо полностью отсутствует, либо в лучшем случае можно найти указание о том, что материал «мелкопористый» или «крупнопористый» [61, 62].
Таким образам, проведенными исследованиями четкой количественной оценки влияния размеров пор на коэффициент теплопроводности ячеистых материалов до сих пор получить не удавалось. На основе изложенного выше можно сделать следующий вывод: чем ниже плотность газонаполненного материала, тем меньшую роль в формировании теплозащитных и ряда других свойств играет природа и физические свойства твердой фазы, из которой он состоит, а также характеристики поровой структуры, и наоборот. Отсюда следует, что изменение поровой структуры, размера и формы пор незначительно повлияет на теплозащитные свойства, если средняя плотность материала 300 - 500 кг/м , тогда как при средней плотности 600 кг/м и более - существенно изменит коэффициент теплопроводности. При этом численное значение коэффициента теплопроводности изменяется незначительно. Так, например, как видно из табл. 3.1, уменьшение размера пор в 2-3 раза снижает коэффициент теплопроводности лишь на 2-10"3 - 8-10"3 Вт/м-С (при средней плотности 412 - 430 кг/м3).
Отсюда следует важный практический вывод о том, что совершенствование поровой структуры мало что дает в улучшении теплофизических свойств, если плотность материала не превышает 500 кг/м , а в области плотностей 600 кг/м и более размер и форма пор существенно влияет на свойства материала.
Разработка пеноцементных систем с минеральными добавками
Прежде чем вводить минеральную добавку в состав пенобетонной смеси обычно проверяют ее совместимость с пенообразователем. То есть стойкость и кратность пены с добавкой. Авторы считают, что этого не достаточно. Эффективность минеральных добавок нужно оценивать по состоянию частиц добавки в пене. Если все частицы находятся во взвешенном состоянии и при этом не гасят пену, то введение такой добавки целесообразно. Если же частицы выпадают в осадок и при этом не гасят пену, то вводить эту добавку не стоит, так как в этом случае мы получим неоднородный по высоте материал. В литературе такое свойство добавок, как распределение по объему, не рассматривается.
В качестве минерализаторов использовались модельные мономинеральные добавки, имеющие положительный заряд поверхности: известь с удельной поверхностью 320 м /кг; отрицательно заряженный песок кварцевый месторождения «Зеленая поляна». Содержание минеральной добавки составляло 20 и 30 % от объема рабочего , раствора пенообразователя. Результаты сведены в табл.4.1.
«Пенострома», так и в пене, приготовленной с использованием «Морпена». Предположим, что это связано с загрязнением материала и, как следствие, не четко выраженным зарядом поверхности. Поэтому песок промыли 9-ти процентным раствора уксусной кислоты. Видно, что с введением в систему 20-ти % песка кратность пены, приготовленной на анионном и катионном пенообразователе, составляет 7,56 и 7,35 соответственно. Распределение песка в объеме пены неоднородно и зависит от вида пенообразователя, так при использовании «Пенострома» 10% песка выпало в осадок, а при использовании «Морпена» - 4%. При введении 30% песка кратность пены снижается, а количества песка, выпавшего в осадок больше в обоих случаях. Таким образом, введение песка более целесообразно при использовании катионных пенообразователей.
Введение извести в системы, приготовленные с использованием разных пенообразователей, привело к снижению кратности пен во всех случаях. При введении 20% и 30% извести в пену, приготовленную с использованием «Пенострома», количество добавки выпавшей в осадок составляет 1% и 3% соответственно. А если использовать «Морпен», то осадок извести составляет 10% и 15%. Видно, что введение извести более эффективно при использовании анионных пенообразователей.
Одним из способов улучшения теплоизоляционных и физико- мехнических характеристик пенобетонов и существенного расширения сырьевой базы является использование минеральных добавок карбонатного происхождения в качестве наполнителей.
Исследования [90-92] свидетельствуют о том, что введение карбонатных материалов в пену стабилизирует систему, повышает вязкость и однородность пены, улучшает воздухововлекающую способность пенообразователя и делает пену более технологичной. Отмечаемся также структурообразующая роль карбонатных частиц в формировании пористости бетона.
При выборе карбонатных материалов в качестве минеральных наполнителей для пенобетона авторы настоящей работы руководствовались тем, что вопросы, связанные с теплоизоляционными и прочностными характеристиками изучены недостаточно. Тем не менее, для пенобетонов проблема улучшения теплофизических свойств является актуальной, т.к. еще не найден способ улучшения теплофизических свойств материала без уменьшения его прочностных показателей.
Учитывая то, что запасы мела на территории Белгородской области велики, была поставлена задача провести сравнительные исследования свойств теплоизоляционных пенобетонов с добавками известняка и мела, а также рассмотреть возможность использования отхода химической промышленности в качестве минеральной добавки в пенобетон.
В табл. 4.2 показано влияние известняка, мела и отхода химического производства (ОХП) на сроки схватывания цементной суспензии с добавкой ПАВ.
Как видно из табл. 4.2, известняк, мел и отхода химического производства (ОХП) сокращают начало и конец схватывания цементного теста. С введением ОХП начало схватывания сокращается до 30 минут.
Таблица 4. Как показали результаты исследований, замена до 10% цемента известняком оказывает влияния на плотность образцов. Плотность образцов с минеральной добавкой составляет 367 кг/м3, что на 2,5% выше, чем у образцов без добавок. В то же время, при введении мела в количестве 10% наблюдается снижение плотности до 340 кг/м . Это можно объяснить тем, что частички мела обладают внутренней пористостью. Поэтому с введением мела в пену при формовании пенобетонных образцов наблюдается спад прочности (рис. 4.1). ОХП снижает плотность образцов до 329 кг/мЗ, при этом прочность материала выше, чем у образцов с содержанием .10% мела.