СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА

THE METHODS IMPROVING THE RELIABILITY OF PRODUCTS FROM CELLULAR CONCRETE

Kylyshbai Bissenov

doctor of Technical Sciences, Professor of the Kyzylorda State University Korkyt Ata,

Kazakhstan, Kyzylorda

Saken Uderbayev

doctor of Technical Sciences, Professor of the Kyzylorda State University Korkyt Ata,

Kazakhstan, Kyzylorda

Nargul Saktaganova

phD doctoral student of Kyzylorda State University Korkyt Ata,

Kazakhstan, Kyzylorda

АННОТАЦИЯ

В данной статье приведены пути повышения основных свойств ячеистого бетона путем оптимизации структуры и технологии производства его. Одним из основных свойств неавтоклавного ячеистого бетона является его долговечность и надежность изделий из него. Показатель надежности является качественным обобщающим показателем продукции из неавтоклавного ячеистого бетона, включающий также долговечность, и определяющий технико-экономическую эффективность производства и потребления за расчетный срок службы ячеистого бетона неавтоклавного твердения. При проведении оценки надежности зданий и сооружений, материал конструкций рассматривается как его первичный элемент. Все элементы системы взаимосвязаны между собой в отдельные узлы, блоки и подсистемы более высокого уровня, но меньшей надежности, чем элементы. Поэтому для повышения надежности зданий и сооружений, как системы в целом, необходимо, прежде всего, повышать надежность ее первичных элементов – материала конструкций, их сопряжений, защитно-декоративных покрытий и др.

ABSTRACT

This article describes ways to improve the basic properties of cellular concrete by optimization of structure and production technology it. One of the main properties of non-autoclaved aerated concrete is its durability and reliability of its products. Reliability Index is a qualitative general indicator of production of non-autoclaved aerated concrete, which also includes the durability, and determining the technical and economic efficiency of production and consumption for the expected lifetime of cellular concrete non-autoclave curing. In assessing the reliability of buildings and structures, construction material is considered as its primary element. All system components are interconnected to individual nodes and sub-blocks of a higher level, but less secure than the elements. Therefore, to improve the reliability of buildings and structures, as the system as a whole, it is necessary, first of all, to improve the reliability of its primary elements – the construction material of their mates, protective and decorative coatings, etc.

Ключевые слова: ячеистый бетон, надежность, долговечность.

Keywords: cellular concrete, reliability, durability.

В настоящее время в связи с актуальностью проблем энергосбережения и экологической эффективности, ячеистые бетоны неавтоклавного твердения относятся к более перспективным строительным материалам. Производство ячеистого бетона является также одним из наиболее экономичным. Особенностью ячеистых бетонов, и в первую очередь, теплоизоляционных, отличающих их от других видов бетона, является его структура, содержащая поры, которые по своим размерам бывают от нескольких миллиметров до десятка ангстрем, а общая пористость составляет 20–90 %.

Однако применение его ограничено вследствие незначительной долговечности наружных стен. Важнейшими научными задачами, разрабатываемыми для технологии неавтоклавных ячеи­стых бетонов различного функционального назначения с использованием не­традиционных местных сырьевых ресурсов, является исследование особенностей формирования качественной ячеистой структуры материала с доста­точно высокими прочностными характеристиками.

Одним из важных путей увеличения ресурсов строительной индустрии является широкое вовлечение в производственный оборот в качестве сырья побочных продуктов и отходов промышленности взамен традиционных сырьевых материалов. В связи с этим большое значение имеют совершенствование технологии и разработка новых технологических приемов, которые позволяют изготавливать из ячеистых бетонов высококачественные изделия, отвечающие современным требованиям [1; 2].

Оптимизация структуры и технологии ячеистого бетона проведены по предельным значениям структурных характеристик, т. е. максимальной газовой пористости и плотности упаковки газовых пор при минимальной толщине стенки между ними, крупности заполнителя заполнителя, выбираемой исходя из соразмерности среднего размера его частиц с толщиной стенки газовых пор, по соотношению между вяжущим и заполнителем и технологических параметров смеси (однородность смеси, температура, газообразующая и газоудерживающая способности при минимальном В/Т). Основными приемами оптимизации технологических параметров являются снижение температуры и увелечение продолжительности перемешивания формуемых смесей, в том числе с газо- или пенообразователями, не превыщающей однако длительности приготовления замеса, указанной в нормах. Это позволяет достигнуть предельной гомогенизации замеса, стабилизации температуры и пластично-вязких свойств, обеспечивающих в совокупности оптимальные условия вспучивания, стабилизации и твердения поризованной массы. Кроме того, увеличение длительности перемешивания устранить влияние изменчивости производственных факторов, состава ячеистого бетона, активности и дисперсности вяжущего и песка, точности дозирвки и др., на однородность индивидуальных замесов и изделий. При высокой однородности отдельных изделий и беспеченности нормативных качественных показателей ячеистого бетона, различия между изделиями будут несущественными. Однако, это не гарантирует от возникновения различных дефектов – трещин, отслоений отделочного и защитного слоев, местных разрушений ячеистого бетона, появляющихся после окончания строительства в период эксплуатации и вызывающих дополнительные затраты на ремонты. Причинами возникновения дефектов, как показывают исследовани, являются не изменчивость объемной массы и прчности ячеистого бетона, влияние которой несущественно, а повышенная влажность, капиллярная пористость, усадка, деформативность, в том числе ползучесть, недостаточная устойчивость гидратных новообразований в атмосферных условиях, т. е. свойства, не контролируемые в условиях производства. Таким образом, для повышения надежности конструкций в эксплуатации необходимо максимально повысить однородность и устойчивость структуры ячеистого бетона к физико-механическим воздействиям. Основными путями являются предельное снижение дисперсности песка и количества воды затворения, выбор оптимального соотношения между вяжущим и песком для получения устойчивых гидратных соединений [3; 4].

Для улучшения эксплуатационных свойств и долговечности ячеистого бетона необходимо защитить его от воды. Одним из эффективным средством является добавка в раствор бетонной смеси гидрофобной добавки, которая будет придавать ячеистому бетону водоотталкивающие свойства. Гидрофобные плёнки, образующие на поверхности цементных частиц, при перемешивании растворной бетонной смеси распределяются по его объему, создавая при этом специальный защитный барьерный слой от проникновения внутрь воды. Вследствие этого влажностные свойства ячеистого бетона на основе гидрофобной добавки заметно улучшаются.. Это выра­жается в уменьшении скорости впитывания бетоном влаги и упрочнении самого материала в целом. По­этому перспективно использование материалов из гидрофобного ячеистого бетона для строительства во влажных климатических местах. Значительное снижение водопоглощения ячеистого бетона является гарантией коррозионной стойкости и повы­шения морозостойкости на длительный период.

Всесторонние испытания свойств ячеистого бетона оптимальной структуры подтверждают эффективность разработанных мероприятий. Наибольшей технико-экономической эффективностью и надежностью обладает неавтоклавный бетон оптимальной структуры, изготовленной на цементе и барханном песке, с поверхностно-активными и гидрофобными добавками. Имея нормативные показатели прочности, объемной массы, влажности и трещиностойкости, он значительно проще и дешевле в изготовлении, не требует применения автоклавов, предотвращает коррозию арматуры в нормальных условиях эксплуатации, позволяя отказаться от ее защитной обмазки за счет объемной гидрофобизации [5; 6].

Понизить проницание влаги при непосредственном соприкосновении с водой (капиллярный подсос) и сорбционное увлажнение, которое непосредственно связано с капиллярной конденсацией, снизить трещиностойкость, что связано с усадкой, а также повысить кислотостойкость возможно с помощью добавки веществ, которые будут защищать микрокапилляры, или путем покрытия внутренней поверхности капилляра водоотталкивающей пленкой, в результате чего материал станет объемно-гидрофобизированным. Исследования показали, что отходы нефтяных месторождений, а именно, нефтешламы, можно использовать в качестве гидрофобизирующей добавки. Эффективность гидрофобизирующей добавки проверялась по следующим показателям: капиллярному подсосу, пределу прочности при сжатии, морозостойкости, кинетике вспучивания, сорбции. При изготовлении теплоизоляционного ячеистого бетона исследовалась еще нарастание пластической прочности вспученной смеси.

Результаты исследований показали, что при добавке нефтешламного порошка в количестве 1,2 % от массы сухих материалов капиллярный подсос снизился на 75 %, сорбция ячеистого бетона протекало при влажности 98 % и достигла 8–10 %, влажность после запаривания составила 18–20 %. Усадка объемно-гидрофобизированного бетона достигала 2,2 мм/м, а коэффициент морозостойкости после 35 циклов замораживания и оттаивания соответствовало – 0,94.

Производство неавтоклавного ячеистого бетона целесообразно развивать в первую очередь в районах, раполагающих большими запасами мелкозернистых песков. Помимо повышения надежности изделий из ячеистого бетона в производственных условиях, они позволяют получать значительный экономический эффект: в 1,2–1,3 раза увеличить производительность действующих линий, на 10–15 % снизить себестоимость продукции, на 20–25 % уменьшить расходы пара, электроэнергии, топлива и вяжущего. Объемная гидрофобизация является весьма перстпективным методом повышения долговечности ячеистых бетонов.

Список литературы:

1. Ефименко А.З., Петров К.Г., Дрозд П.А. Смешивание сухих компонентов с алюминиевой пудрой и его влияние на качество газобетона / Технологии бетонов. – 2014. – № 8. – С. 36–37.
2. Ласман И.А., Васюнина С.В., Пыкин А.А., Васильков А.В., Новикова В.Н., Сидоренко В.А. Технология производства высокоэффективных конструкционно-теплоизоляционных ячеистобетонных блоков для малоэтажного и коттеджного строительства/Технологии бетонов. – 2014. – № 7. – С. 45–47.
3. Сактаганова Н.А. Физико-механические свойства неавтоклавного ячеистого бетона на основе тонкомолотых сухих смесей / Международный научный журнал «Наука и Мир» – 2016. – № 1 (29). – С. 75–77.
4. Столбоушкин А.Ю. и др. Влияние вещественного состава заполнителя из отходов сжигания топлива на формирование ячеистой структуры газозолобетона. // А.Ю. Столбоушкин, А.И. Иванов, Г.И. Бердов, В.А. Сыромясов, М.С. Дружинин / Строительные материалы. – 2014. – № 12. – С. 42–45.
5. Ухова Т.А., Тарасова Л.П. Ячеистый бетон – эффективный материал для однослойных ограждающих конструкций жилых зданий // Строительные материалы, № 2, 2003.
6. Bissenov K.A., S.S. Uderbayev / Research and Development of a New Electromechanochemical Method for the Activation of Mineral Binders // Mediterranean Journal of Social SciencesMCSER Publishing, Rome-Italy, Vol 5 № 20, September 2014. – P. 2711–2716.