Учебное пособие 800523

111

12)с учетом характеристик сырья (плотности д и концентрации Кд добавки

ПАВ, плотности зерен включений вкл) определяется состав поризованного бетона заданной средней плотности: расход на 1 м3 цемента (Mц), наполни-

теля (Mвкл), добавки ПАВ (Vд), В/Ц-отношение. Именно этот состав позволяет сформировать структуру материала, обеспечивающую получение ми-

нимума ползучести (целевой функции) поризованного бетона при эксплуатации.

Алгоритм расчетов для решения задачи 2 (рис. 26) включает следующую систему шагов:

1)задаются нормируемые характеристики по плотности, прочности, допустимой величине влажностной усадки; обозначаются начальные условия по ха-

рактеристикам сырьевых компонентов;

2)для фактических значений теплоты смачивания водой наполнителя рассчи-

тывается В/Ц-отношение, обеспечивающее необходимую по условиям поризации консистенцию бетонной смеси в соответствии с соотношением

В/Ц = -0,16q2 + 0,79q +0,01;

3)по зависимости (3.21) вычисляется соответствующая найденному значению В/Ц величина усадки цементного камня цк;

4)с учетом характеристик наполнителя для заданной средней плотности пори-

зованного бетона вычисляется объем пор воздухововлечения, исходя из зависимостей (3.10) или (3.11);

5)на основании зависимостей (3.15) или (3.17) и с учетом характеристик наполнителя для допустимой по условиям задачи величины усадки поризо-

ванного бетона заданной средней плотности рассчитывается необходимая для ее обеспечения усадка микробетона мб;

6)для найденного значения мб рассчитывается необходимый для ее обеспече-

ния объем включений исходя из соотношений (3.16) или (3.18);

7)с использованием формул (3.12, 3.13, 3.15) и с учетом марки цемента опре-

деляется обеспечиваемое для найденных параметров структуры (VВВП и

112

Vвкл) значение прочности поризованного бетона, которое проверяется на соответствие заданной ее величине;

8)для заданной средней плотности и соответствующего объема пор воздухо-

вовлечения определяется объем зернистых включений в 1 м3 поризованного бетона;

9)с учетом характеристик сырья (плотности д и концентрации Кд добавки

ПАВ, плотности зерен включений вкл) определяется состав поризованного бетона заданной средней плотности: расход на 1 м3 цемента (Mц), наполни-

теля (Mвкл), добавки ПАВ (Vд), В/Ц-отношение. Именно этот состав позволяет сформировать структуру материала, обеспечивающую получение ми-

нимум усадки (целевой функции).

Алгоритм расчетов для решения задачи 3 (рис. 27) включает следующую сис-

тему шагов:

1)задаются нормируемые характеристики по плотности, прочности, теплопро-

водности в сухом и влажном состоянии; обозначаются начальные условия по характеристикам сырьевых компонентов;

2)с учетом характеристик наполнителя для заданной средней плотности поризованного бетона вычисляется объем пор воздухововлечения, исходя из за-

висимостей (3.10) или (3.11);

3)на основании зависимостей (3.12) или (3.13) и с учетом характеристик на-

полнителя для заданной прочности поризованного бетона требуемой средней плотности рассчитывается необходимая для ее обеспечения прочность микробетона Rмб;

4)исходя из соотношения (3.14), для найденного значения Rмб и с учетом марки цемента рассчитывается необходимый для ее обеспечения объем включений;

5)для фактических значений теплоты смачивания водой наполнителя в соот-

ветствии с соотношением (3.23) рассчитывается влажность микробетона

(Wмб);

6) по соотношению (3.22) для найденных значений Wмб и объема пор возду-

хововлечения (VВВП) определяется минимально возможная для заданных характеристик сырья величина эксплуатационного влагосодержания пори-

зованного бетона (WПБ);

7)с учетом полученного значения WПБ и в соответствии с нормируемой теп-

лопроводностью бетона в сухом состоянии по соотношению (3.24) рассчи-

113

тывается его теплопроводность во влажном состоянии, которая проверяется

на соответствие заданной ее величине;

8)для заданной средней плотности и соответствующего объема пор воздухо-

вовлечения определяется объем зернистых включений в 1 м3 поризованного бетона;

9)для фактических значений теплоты смачивания водой наполнителя рассчи-

тывается В/Ц-отношение, обеспечивающее необходимую по условиям по-

ризации консистенцию бетонной смеси в соответствии с соотношением

В/Ц = -0,16q2 + 0,79q +0,01;

10)с учетом характеристик сырья (плотности д и концентрации Кд добавки

ПАВ, плотности зерен включений вкл) определяется состав поризованного бетона заданной средней плотности: расход на 1 м3 цемента (Mц), наполни-

теля (Mвкл), добавки ПАВ (Vд), В/Ц-отношение. Именно этот состав позволяет сформировать структуру материала, обеспечивающую получение ми-

нимума эксплуатационного влагосодержания (целевой функции) и соответственно минимума изменений теплопроводности поризованного бетона при

эксплуатации.

Использование разработанных алгоритмов позволило для задаваемого уровня

качества обосновать решения по параметрам состава и структуры (табл. 31)

став технологических решений по получению поризованных бетонов на основе различных видов природных и техногенных сырьевых компонентов, отличающихся по происхождению (природных и техногенных), химическо-

минералогическому составу (силикатное, алюмосиликатное, карбонатсодержащее сырье, зола-уноса, хвосты обогащения, и т.д.), дисперсному составу.

114

78

4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ

ЦЕМЕНТНЫХ ПОРИЗОВАННЫХ БЕТОНОВ

И АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ

Представленные в монографии исследования являются составной частью разработок, осуществленных специалистами ВГАСУ по технологии цементных поризованных бетонов, которая получила название – «Строительная система Монопор». Строительная система «Монопор» - это автономная, мобильная технология цементного микро- и мелкозернистого плотного и поризованного, конструкционного и конструкционно-теплоизоляционного бетона для изделий различного функционального назначения. Варианты технологии могут быть реализованы в монолитном строительстве и при производстве строительных изделий в заводских условиях. При этом под строительной технологией с применением поризованного бетона понимается вся совокупность решений как по составу, структуре, свойствам материала и его модификаций, так и по основным процессам, аппаратурному оформлению его производства и применения в деле.

Всостав строительной технологии «Монопор» входят:

технологические решения по получению поризованного бетона средней плотности 800-1600 кг/м3, включающие ряд ноу-хау по приготовлению фор-

мовочных смесей с супервоздухововлекающими добавками;

комплект проектно-конструкторской документации специального смеситель- но-поризующего оборудования (аппарат–порогенератор, патент №2109557 Россия «Смеситель-порогенератор») и мелкощитовой опалубки;

комплект технологической документации (технические условия на поризованный бетон, технологический регламент изготовления поризованного бетона и др.).

Реализацией разработанной строительной системы «Монопор» является

автономный мобильный технологический комплекс для монолитного строительства из эффективных микро- и мелкозернистых плотных и поризованных бетонов. Комплекс характеризуется универсальностью, возможностью, с одной стороны, возведения на ее основе различных типов зданий с использованием одних и тех же материалов и оборудования, с другой стороны, широким варьированием видов применяемого сырья и материалов без изменения принципов технологии. Возведение зданий с применением автономного мобильного комплекса основывается на использовании эффективных, дешевых строительных материалов с учетом региональной природно-сырьевой базы.

118

Система «Монопор» ориентирована на потребительскую нишу между ин-

дустриальными и ручными технологиями строительства. Применение данной технологии особенно эффективно в условиях отсутствия производственной ин-

фраструктуры, при строительстве малоэтажных зданий жилого и вспомогательного назначения. В этом случае с применением данной технологии может быть организовано получение поризованного бетона различного строительного назначения на всевозможных видах заполнителя (рис. 28), с использованием ко-

торого могут быть возведены все конструктивные элементы здания - фундаменты, несущие и ограждающие конструкции, перекрытия и их теплоизоляция,

отдельные строительные изделия.

Рис. 28. Модификации поризованного бетона

При разработке технологических решений строительной системы «Монопор» для возведения монолитных зданий из поризованного бетона и производ-

ства изделий в промышленных условиях реализована идея разделения процесса приготовления мелкозернистой бетонной смеси и процесса ее поризации.

Предварительно приготовленная бетонная смесь перекачивается по трубопроводу в порогенератор, который установлен по месту бетонирования, где произ-

водится поризация бетонной смеси, а затем укладка ее непосредственно в опалубку или форму.

Данная технология адаптируется к заводским и построечным условиям без изменения ее принципов, позволяет возводить здания в монолитном испол-

нении, производить строительные детали в заводских условиях. Технология может быть реализована по отдельным ее частям.

Разработано два варианта применения данной технологии:

119

-для построечных условий бетонирования монолитных конструкций из це-

ментного плотного и поризованного бетона (рис. 29);

-для заводских условий производства мелкоштучных изделий (рисунок 30).

Для построечных условий система включает следующие элементы:

1)подготовка сырьевых материалов или готовых к употреблению сухих смесей из них;

2)технологическое текущее хранение сырьевых материалов или сухих смесей из них на стройплощадке;

3)приготовление (дозирование, смешение) плотной или поризованной смеси и ее доставка в опалубку;

4)формование, а также твердение в опалубке и после снятия опалубки.

Первый из этих элементов в случае применения готовых к употреблению сухих смесей, очевидно, должен размещаться на подсобном предприятии, а ос-

тальные - на стройплощадке в виде мобильных (передвижных) агрегатов. В заводском варианте рассмотрена привязка технологии к оборудованию заводов сборного железобетона применительно к традиционным компоновочным решениям складского хозяйства, смесительного, формовочного отделения, отделе-

ния тепловлажностной обработки (при необходимости) с определенной модернизацией операций приготовления тонкомолотых смесей (при необходимости),

получения поризованной бетонной смеси и ее формования при изготовлении изделий в индивидуальных формах. Предусмотрен также вариант автономного производства строительных изделий в полигонных условиях.

Автономный мобильный комплекс системы «Монопор» характеризуется следующими особенностями:

- для всех разновидностей плотного и поризованного бетона применяется двухили трехкомпонентная цементно-кремнеземистая смесь;

- приготовление плотного и поризованного бетона производиться по двухстадийной технологии получения бетонной смеси. На первой стадии приготавливается непоризованная цементно-кремнеземистая смесь, а на второй смесь поризуется воздухововлечением в присутствии ПАВ в специальном ап- парате-порогенераторе;

-питание электроприводов станции осуществляется от автономного электрогенератора или промышленной электрической сети;

-емкость бункеров сырьевых материалов определяется с учетом сменной производительности станции до 20-25 м3;

120