Требования к гипсу для газобетона

Обновлено: 18.04.2024

Гипс там вообще не желателен. Любое количество гипса в шламе приведет к падению прочности. Повышение прочности возможно только в том случае, если количество образующегося при газификации алюминиевой пудры гидрата трехкальциевого алюмината соответьствует стехиометрическому соотношению гипса в моносульфатной форме гидрата трехкальциевого алюмината (3CaO Al2O3 CaSO4). Можно самим вводить трехкальциевый алюминат, для компенсации вредного влияния гипса. Его много образуется при гидратации глиноземистых цементов.

У нас стоит шаровая мельница туда подаётся гипс и песок, далее добавляется вода. После получения прямого шлама, на БСУ дозируют прямой, обратный шлам, вода, цемент известь и АЛ суспензия.

Для того, что бы что - то рассчитать, мне надо знать состав вашего замеса на м3 в кг, а также ориентировочное содержание гипса в шламах.

Газобетон автоклавный. Хотя наверное лучше использовать термин газосиликат. Хотя точного разделения терминологии по-моему нет?

Газо Пено
Бетон Силикат
Автоклавный Неавтоклавный

Получается восемь вариантов :)

На мой взгляд, многие участники этой темы путают газобетон с газосиликатом.
Это основная проблема.
Как обычно, нужно определиться в терминах, для начала, а потом спорить. А то начнут поливать туда- суда.
Как в правилах дорожного движения - транспортное средство.
и весь вопрос. Пешиход - это не транспортное средство - дави.
Шучу, но определиться нужно, в любом случае.
Иначе как у Крылова, "лебедь, рак и щука".
Люблю класиков.

У как тут все запущено. Гипс и ангидрит это не одно и то же. Гипсом называют природный двуводный гипс, а ангидрит, это безводный гипс (он может быть природным, а может и техногенным, например фторангидрит). Ни тот ни другой, ну никак не могут быть ускорителями твердения, а скорее наоборот.

Я сам нетехнолог и даже не химик по образованию всю информацию получаю из разговора с нашим технологом

Отвечаю: точное количество надо подбирать с учетом свойств материалов, из которых изготавливается газобетоносиликат, но в зависимости от того в каком виде используется гипс, его количество разное, например, в виде гипсового камня - до 7% от количества сухих веществ, или до 10% от количества шлама в сухом виде, если гипс строительный - до3%, ангидрит значительно меньше Только гипс строительный и ангидрит добавляют в молотом виде прямо в смеситель, а не через шламбассейн.
Повторяю, точный подбор по интернету не получишь. Кстати, фирмы, которые поставляют оборудование обычно дают если не точные составы, так соотношение компонентов. Может имеет смысл к ним обратиться, или пригласить технолога?

Цитата
Технолог 1 пишет: Отвечаю:/. / Может имеет смысл. пригласить технолога?

Вопрос задан в декабре 2005-го.
Ответ дан в августе 2011-го.
Если своевременность и уместность советов — значимые симпомы их адекватности вопросу, и если адекватность признак профессионализма.
***
В чем глубинный смысл ворошения истлевших тем? В самовосхвалении?
На мой субъективный взгляд, самопиар не будет выглядеть столь натянутым и искусственным, если реализовывать его в ответах на актуальные вопросы, а не в расковыривании быльем поросшего.
Совет принимается?

Подскажите пожалуйста, высокая температура (50 +- 3 градуса) прямого шлама (производство газосиликатных блоков), что на это может влиять и есть ли способы как снизить температуру?

Олег, добрый день!
это ни хорошо и не плохо.

мы по полгода работаем на таком шламе с температурой от 46 (весна осень) до 52 летом. Проблема так понимаю с тем что не удается достичь требуемой температуры на заливке? Меняйте сырье и пересматривайте рецептуру, подбирайте тип ал пасты.

мы снизили температуру на выходе из мельницы сл образом:
Нашли хорошего производителя шаров - износостойкие шары с реальной твердостью не ниже 4гр. Подобрали размер шаров к своему модулю крупности песка. Затем разогнали мельницу на 110%. Причем токовая нагрузка на привод мельницы не превысила номинальную. И температура на выходе была снижена на 4градуса. с 52 до 48град
лишние 4 градуса в заливке это прилично.
Это при том что температура "холодной" воды у нас 25-27град.

Производство газобетонных блоков – это безотходное производство, поскольку все остатки материала и отходы, появляющиеся от резки элементов, собираются и вновь используются.

Кроме того, сам материал сделан из ингредиентов, которые не наносят вреда ни человеку, ни окружающей среде.

Какие же это компоненты и какая у них рецептура? Об этом в статье.

Из каких компонентов состоит газобетонный блок?

Качество газобетона зависит от качества компонентов и оборудования, на котором блоки выпускаются. Все ингредиенты постепенно перемешиваются, вспениваются, а затем они застывают, создавая пористую структуру.

Составляющие газобетона описаны ниже.

Цемент

ЦЕМ I 32,5 или старая маркировка ПЦ400 Д0 (без добавок);
ЦЕМ I 42,5 или ПЦ 500 Д0;
ЦЕМ II 32,5 или ПЦ 400 Д20 (20% добавок в общей массе чистого цемента);
ЦЕМ II 42,5 или ПЦ 500 Д20.

Сульфатостойкий цемент нельзя добавлять в газобетонные блоки.

От марки и качества вяжущего вещества зависит многое. Например, для создания конструкционных блоков нужно брать цемент марки М500, для производства конструкционно-теплоизоляционных – подойдёт М400, а для выпуска теплоизоляционных изделий – допускается самый дешёвый цемент М300. Добавки (маркировка в виде буквы «Д» и цифры) улучшают свойства газобетона.

Важно: перед тем, как использовать цемент, необходимо проверить его срок годности. Залежавшийся или просроченный вяжущий компонент испортит качество готовых изделий. Каждый месяц хранения цемента отнимает у него 10% от заявленной прочности.

Песок

Согласно ГОСТу 8736-2014 можно использовать речной, карьерный или кварцевый песок мелкой либо очень мелкой фракции.

Размер одной фракции – от 0,1 до 0,5 мм. Чем меньше песчинки, тем прочнее будет газобетон.

Наличие глины, ила либо других примесей в песке не должно быть свыше 2% от общей массы. Если в песке есть камни, грязь и другие крупные компоненты, то его нужно несколько раз тщательно просеять.

Известь

Используется измельчённая гашёная известь – гидроксид кальция Са(ОН)2. Параметры для этого ингредиента следующие (согласно СН 277-80):

температура гашения должна быть минимум 60°С;
время гашения – от 4 до 15 минут;
наличие активных CaO и MgO – от 70%;
пережог – максимум 2%;
проходимость через сито фракций размером 0,08 мм должна быть минимум 85%.

Согласно ГОСТ 23732-2011 можно использовать обычную питьевую воду, которую на оборудовании можно было бы подогреть до 50-60°С в летнее время и до 60-80°С – в зимнее время.

Воды в смеси не должно быть больше 45-75% от общей массы смеси и этот показатель зависит от марки цемента и его производителя, температуры в помещении и температуры самих добавляемых компонентов.

Газообразователь

В качестве газообразующего компонента используется алюминиевая пудра. Именно она, вступая в реакцию с водой, вызывает образование водорода, который и создаёт пористую структуру блоков.

Некоторые считают, что алюминиевая пудра вредна для здоровья, однако, после окончания реакции, наличие свободного алюминия настолько мало, что по экологичности газоблок можно сравнить с деревом. И это доказано массой экспериментов.

Метод вспенивания газобетона при помощи алюминиевого порошка был открыт ещё в конце XIX века и сегодня до сих пор активно используется.

Совет: лучше не применять пылевидный алюминий, поскольку во время замеса раствора он выделяет сильно много пыли. Вместо него рекомендуется брать алюминиевую пасту или пудру.

ГОСТ 5494-95 и СТО 88935974-001-009 устанавливают разрешённые марки алюминиевой пудры и пасты. В первом случае, это ПАП-1, а также ПАП-2. Во втором варианте, это 5-7370/75V, а также 5-7370/75VS.

Другие компоненты, из которых сделан материал

Иногда в состав газобетонной смеси входят гипс, промышленные отходы (зола, шлак), каустическая сода (гидроксид натрия), сернокислый натрий (сульфат натрия). Последний компонент может быть природным и техническим, однако, если добавляется технический сульфат, то его нужно на 30-40% больше, чем природного.

Пропорции

На иллюстрации показан процесс создания газобетонных блоков методом автоклава. Это значит, что элементы попадают в специальную печь, где обрабатываются высоким давлением (12 бар) и большой температурой (180-190°С) на протяжении 12 часов, что придаёт смеси прочность и низкую усадку.

Если блоки затвердевают без автоклава, то застывание происходит естественным путём, но эксплуатационные показатели при этом падают в несколько раз. Зато этот метод доступен для домашнего использования и позволяет сэкономить около 30% бюджета.

На 1 м3 газобетона плотностью D500, изготовленного автоклавным методом, нужно:

Цемента – 286 кг.
Песка – 234 кг.
Воды – 208 л.
Алюминиевой пудры – 544 г.
Сульфата натрия – 4,6 кг.
Каустической соды – 3 кг.

На 1 м 3 газобетона, выпущенного неавтоклавным методом, требуется:

цемента – от 51 до 71 % от общей массы;
песка – от 0,6 до 3,5 %;
алюминиевой пудры – от 0,01 до 0,15 %;
извести – от 0,04 до 0,7 %;
гипса – от 0,1 до 0,4 %;
хлористого кальция – от 0,5 до 3 %;
воды – оставшиеся проценты.

Важность правильного подбора ингредиентов

Если переборщить с какими-то компонентами, то смесь не получится настолько прочной, шумоизоляционной и с хорошими показателями теплоизоляции и экологичности.

А если не добавить какой-то компонент, например, газообразователь, то газоблок не приобретёт свою пористую структуру и не будет иметь теплоизоляционные свойства.

Введение в смесь порообразователя должно быть строго под контролем.

Иначе, если уменьшить дозировку всего на 0,06%, то блоки не достигнут требуемой плотности и прочности, а если добавить на 0,1% больше, то во время реакции произойдёт избыток выделяющегося водорода, в результате чего поры станут огромные, а сам блок сразу после затвердевания даст большую усадку.

Заключение

При соблюдении пропорций можно получить на выходе изделие, которое прослужит не один десяток лет, а если класть компоненты на глаз, то пройдёт немного времени и здание, возведённое из таких блоков, начнёт трескаться, а затем развалится. Поэтому правильные компоненты и их пропорции – залог качества газоблока.

Надежность домов из газоблоков прежде всего требует применения качественных кладочных материалов, которые способны обеспечить надежное сцепление камней между собой при минимальной толщине шва.

Застройщику такого дома предстоит профессионально выбрать, что будет для него выгодно специальная клеевая смесь либо цементно-песчаный раствор (ЦПР).

Из практических наблюдений известно, что расход последнего будет на 40-70% выше заводской сухой смеси. Цементный раствор создает более толстые швы в 1-2 см, в то время, как специальный клей – 0,5 см. Это влечет за собой не только перерасход материала, но и создает мостики холода.

Можно ли укладывать газоблоки на цементный состав?

Выбор кладочного раствора должен определяться проектным решением дома из газоблоков. Он зависит от качества стенового материала, типа конструкции и высотности здания. Однако существуют условия, при которых использование именно цементного раствора является обязательным — это кладка 1-го ряда. Этот этап создает основу всех последующих геометрических параметров возводимых стеновых конструкций.

Стартовому ряду уделяют особенно много внимания. Ему предшествует качественная гидроизоляция цоколя или фундамента.

Это можно пояснить тем, что газобетон отличается высочайшими характеристиками гигроскопичности. Поэтому устраивают отсечную гидроизоляцию из рулонных битумных материалов не менее из 2-х слоев.

Далее приступают к укладке 1-го ряда газобетона на традиционном, высококачественном цементно-песчаном составляющем. Для этого используют стандартное соотношение цемента и тщательно просеянного песка 1:3. В полученную смесь вливают воду, чтобы образовалась густая смесь.

В таком случае он даст возможность не только обеспечить крепкое соединение газоблоков с цоколем, но и исправит все существующие неровности на нем.

Это еще одна причина, по которой застройщики используют цемент. В том случае, когда были приобретены низкокачественные газоблоки с нарушенной геометрией, возвести их ровно с применением тонких заводских клеевых смесей просто нереально.

Требования к смеси

Для данного типа стенового материала потребуется, чтобы кладочный состав удовлетворял следующим требованиям:

Высокая пластичность, для того чтобы были качественно заполнены все шероховатости, щели и пустые места в блоках.
Достаточная прочность после завершения загустевания, чтобы раствор не стал причиной деформации газоблочных стен.
Иметь необходимый промежуток времени для схватывания, чтобы мастер успевал выработать его до застывания. Обычно при наличии пластификаторов и добавок, такие свойства сохраняются на протяжении 1.5-2.5 часов.

Цементно-песчаный раствор для газобетонных стен считается наиболее простым и доступным для низкоэтажного строительства частных домов, он обладает рядом преимуществ:

относительно небольшая стоимость на все компоненты состава;
доступность всех составляющих;
хорошая пластичность, способность принимать установленную конфигурацию;
высокие показатели жёсткости;
не обладает произвольной усадкой.

К недостаткам цементно-песчаного раствора застройщики относят большое количество фальсификата на рынке, что создает возможность возникновения высолов и пятен на блоках и приводит к уменьшению прочности готовой кладки. Также застройщику придется дополнительно приобретать пластификаторы, для повышения механических характеристик ЦПР.

При этом многие начинающие мастера испытывают сложности при соблюдении технологии изготовления смеси, нужной пропорции, что может привести к созданию низкокачественной кладки.

Из каких компонентов состоит?

Традиционная рецептура ЦПР для газобетона: цемент:песок – 1:3. Это соотношение многие застройщики меняют вплоть до 1:6, если позволяют условия использования стен, каким нагрузкам они будут подвергаться. Чем в меньшей степени планируемая нагрузка, тем больше пропорция.

Дальше, при подготовке кладочной смеси, должно быть учтено влагосодержание песка и марка цемента.

В качестве ингредиентов ЦПР для газобетонных стен применяют портландцемент М400/500 и тщательно просеянный песок с фракциями до 2 мм. При этом, чем больший объем в составе смеси песка, тем ниже будут ее прочностные характеристики.

Специалисты советуют при строительстве домов из газоблоков использовать такие марки цемента и соотношения:

М25 – пять к одному;
М50 – четыре к одному;
М75 – три к одному.

Для особенно нагруженных областей кладки рекомендуется применять состав М50 или М75.

Пропорции ингредиентов

Правильное составление пропорция кладочной смеси — очень ответственный этап, от чего напрямую будет зависеть надежность всей конструкции дома. Тип кладочного раствора и его состав зависит от марки блоков и назначения стен и указывается в проектной документации.

Чаще всего застройщики применяют соотношение цемента и песка три к одному. Оно может изменяться для разных видов стен:

наружные стены: 3/1;
перегородки в помещении: 4/1.

Как приготовить?

Для возведения газоблочных стен объем раствора потребуется приличный, поэтому его получают механическим путем с использованием бетономешалки либо строймиксера. При ручном приготовлении ЦПР, смесь не промешивается полностью, а химреакция в ней не протекает до нужного результат, в связи с чем швы образуются рыхлые и непрочные.

Технология замеса ЦПР:

После того как застройщик определится с нужным объемом он вначале добавляет в работающий смеситель воду в необходимом объёме, 1 ч принимается равной — 10 л.
Добавляют 1 ч – десятилитровое ведро цемента и перемешивают.
Песок добавляют по 1 ведру, по чуть-чуть. Убеждаются, что он полностью размешан, а состав стал однородным. В противном случае смесь станет неприменимой для укладки.
Вымешивают раствор 5 мин до приобретения пастообразной густоты.

При подобной технологии, цементный раствор пропитывается воздушными микропузырьками, не дающими ему осаживаться. Помимо этого, данные пузыри функционируют как микроскопичные сферы, прекрасно распределяющие нагрузки.

Цементный раствор, используемый для газобетона, обязан быть применен в период до 2.5 часов с момента приготовления. Вложенные блоки не будут впитывать воду из кладочного раствора, в связи с чем их поверхность смачивают, особенно в случае возобновления монтажных работ после вынужденного перерыва.

Как рассчитать расход на укладку стен?

В том случае, когда застройщик приобретает готовую смесь ЦПР, производитель указывает на упаковке норму расхода на 1 м 3 газобетонной кладки.

Кроме того, можно самостоятельно рассчитать эту норму в зависимости от размера блоков:

Р — объем смеси на 1 мм толщины шва (кг/м 3 );
Д — длина газоблока блока (м), В — высота газоблока (м), Ш — ширина газоблока(м);
1,46 — норма на 1 мм.

Пример расчета:

объем стены — 25 м 3 ;
габариты блока 0.625*0.250*0.150 мм;
Р= ((0,625 + 0,250)/0,625*0,250)*0,150*1.46*25 = 191,6 кг;
для раствора толщиной 3мм: 191,6*3=574,8 кг;
при готовых смесях по 25 кг: 574,8/25= 23 мешка.

Расчет считается номинальным и должен учитывать технологические потери до 6% и профессионализм каменщика. Для непрофессионалов добавляется еще дополнительно 5%.

Особенности процесса

Исходный ряд газобетонной кладки неизменно осуществляют на базе песчано-цементного раствора.

Технология кладки газобетонных стен:

На фундамент или цоколь выкладывают 2 см раствора и затем слой гидроизоляции: гидроизол, рубероид или рубемаст.
На изоляционный слой производят кладку 1-го ряда газоблоков на классическом цементном растворе.
На данной стадии выполняют максимальную корректировку поверхности для ровного укладывания следующих слоев стенки.
Выполняют перевязку блоков с контролированием отвесных швов всех рядков, которые не должны совмещаться.
Заделывают неровности.
При применении блоков по системе шпунт-паз, внешние углы, вмятины и сколы наполняют раствором.
Остальные неравномерности затирают теркой, а полученную пыль убирают щеткой.

Как долго схватывается состав и набирает прочность?

Это очень важный показатель от которого зависит, как долго сможет работать каменщик с приготовленным кладочным раствором. Для того, чтобы этот период был более длительным, производитель смеси добавляет в состав специальные ингредиенты. Например, для цементной смеси Аэрок, предназначенной для тонкошовной кладки, за счет присадок удается увеличить жизнеспособность смеси до 5 часов.

Этот период также будет зависеть от диапазона температур, он должен находится в пределах от +5 до +30 С, а для зимнего варианта до -10 С.

Если в ЦПР отсутствуют добавки, то максимальное время его годности не превышает 2-х часов. Кладочный раствор набирает прочность, как правило, за 24 часа.

Стоимость

Застройщик должен очень внимательно подойти к выбору кладочной смеси, которая будет влиять не только на общую надежность стеновых конструкций, но и экономические показатели стоимости строительства. Перед тем как приобрести готовый ЦПР, потребуется ознакомиться с областью его применения и технологическими характеристиками.

Популярные модификации клея для газоблоков:

Professional Quick Block, тепловая защита, толщина шва 5 мм, диапазон температур от -10 С до 25 С, время выработки 2.5 часа, норма 25кг/1м 3 , морозостойкость F150, 170 руб/мешок;
TOILER TL 400, тепловая защита, толщина шва 4 мм, диапазон температур от -10 С до 30 С, время применения 4 часа, норма 25кг/1м 3 , F50, 160 руб./мешок;
Ytong, зима, тепловая защита, толщина шва 3 мм, диапазон температур от -10 С до 30 С, время использования 5 часа, норма 25кг/1м 3 , F150, 350 руб./мешок;
Cleber K32, тепловая защита, толщина шва 10 мм, допустимые температуры от -50 С до 50 С, время применения 3 часа, норма 25кг/1м 3 , F50, 350 руб/мешок; 25кг.

Заключение

Цементно-песчаный раствор по-прежнему является самой популярной кладочной смесью, которая используется при строительстве газобетонных стеновых конструкций. Раствор хорошо схватывается и имеет высочайшие характеристики сцепления с рабочей поверхностью стенового материала.

Он обладает высокой стойкостью к влажной среде, температурным скачкам и другим и климатическим влияниям на стеновые поверхности. Но, учитывая технологические возможности ЦПР, застройщик не сможет выполнить тонкие швы, поэтому такие стены должны подвергаться обязательной теплозащите.

Ребята, кто использует гипс при производстве неавтоклавного пенобетона.

Что никто не использует?

Если все-таки кто-то использует, то поделитесь опытом - какой гипс , сколько и какие результаты.

Может я скажу глупость, но само название пено-"бетон", подразумевает использование в качестве вяжущего цемента. А с гипсом, это пеногипс. Ищите в легких бетонах.

Да никогда "бетон" не значило "материал на основе цемента" по умолчанию! Посмотрите хотя бы ГОСТ 7473 Смеси бетонные (первый попавшийся под руку): упоминаются бетоны на вяжущих цементных, известковых, шлаковых, гипсовых и специальных вяжущих.

Может я неправильно сформулировала вопрос , но имелось ввиду добавление гипса в небольших пропорциях именно для пенобетона.
В книге " Все о пенобетоне " об этом есть , но там одна теория. А кто на практике добаляет гипс.

Вы все правильно сформулировали.
Добавка 2% от веса цемента двуводного гипса существенно снижает риск трещиноообразования и сильной усадки для неавтоклавного пенобетона.
Желательно применить совместную активацию.

Желательно применить совместную активацию.

А более подробно сам процесс ?
Тоже интересуюсь.

пишу на языке народностей крайних резерваций:
вариант 1 -берете дезинтегратор, обвязываете его шнеками подачи.
вход - непрерывный питатель природного гипса и непрерывный питатель цемента, согласованные в процентном соотношении
выход - активированная сухая смесь с "благоприятным внутренним содержанием"

вариант 2 - берете скоростной вибросмеситель-гидроактиватор, льете воды, сыпете в него и гипс (2%) и цемент, крутите, добавляете все остальное. На выходе - отличный пенобетон с пониженной влажностью и стойкостью к трещинообразованию и усадке. (сразу все в одном "флаконе" - это вам не лабораторное ведро с цепями)
по степени эффекта - конечно же с дезинтегратором лучше, а еще лучше - совместно- дези + в.смеситель! (практически все мои проекты уже давно на этих принципах сделаны)

есть еще принципы "по мокрому" - в специальный гидрокавитатор (типа центробежного насоса) подается поток гипса, цемента, ПАВ и воды . Отдозированное кол-во качается по кругу, затем на подачу- на выходе тесто.
Можно в конце циклической активации ввести в поток перед кавитатором пену (определенного состава) из любого, самого "мочалочного" ПГ и получится сразу пенобетон отличнейшего качества. Можно "влупить" вообще в поток просто пенообразователь, а на окончании цикла добавить при входе в кавитатор воздух из компрессора. Тогда и без ПГ можно обойтись.

Мне лично более всего нравится "мочить" (мокрый совместный помол с получением ВНВ, гидроактивация в вибросмесителе, применение грамотно активированной воды)

Даны теоретически обоснованные предложения по расширению сырьевой базы основных вяжущих ком-понентов ячеистых бетонов автоклавного твердения. Разработаны теоретические представления о меха-низме гашения извести водой и влиянии на этот процесс электролитов. На основе этого установлены за-кономерности влияния добавок-электролитов на скорость гашения извести: химические соединения, которые уменьшают концентрацию Са(ОН)2 в воде, замедляют гашение, а добавки, повышающие ее – ускоряют гашение. Это позволило предложить замедлители быстрогасящихся и ускорители медленнога-сящихся известей. Показано, что кристаллизация первичного эттрингита при наличии в сырьевой смеси 7 % и более гипса может снизить качество газобетонных автоклавных изделий, а вторичного – маловеро-ятно. Даны рекомендации по минимализации отрицательного влияния гипса на свойства газобетона. Сформулированы рекомендации по подбору кремнеземистого компонента для газобетонов.

1. Аваков В.А. Исследования сравнительной растворимости кремнезема и некоторых алюмосиликатов / В.А. Аваков, Б.Н. Виноградов // Известия вузов. Химия и химическая технология. – 1974. – № 6.

2. Базанов С. М. Механизм разрушения бетона при воздействии сульфатов // Строительные материалы. – 2004, № 9. – С. 46–48.

3. Волженский А.В. Применение зол и топливных шлаков в производстве строительных ма-териалов / А.В. Волженский, И.А. Иванов, Б.Н. Виноградов. – М.: Стройиздат, 1984. – 255 с.

4. Володченко А.Н. К проблеме использования попутно-добываемого сырья угольных ме-сторождений для производства автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко, Е.И. Ходыкин, В.В. Строкова // Технологии бетонов. – 2013. – № 6 (83). – С. 40–41.

6. Котельников Ю.В. Состояние и перспективы развития производства извести // Строи-тельные материалы. – 2001. – № 5. – С. 38–39.

7. Кройчук Л.А. Типы известеобжигательных печей, используемых в странах Европейского союза // Строительные материалы. – 2009. – № 9. – С.25–29.

8. Левченко В.Н. НААГ: 5 лет поступательного развития / НПК «Современный автоклавный газобетон». – Краснодар, май 2013. – С. 4–8.

9. Левченко В.Н. Производство автоклавного газобетона в России. История, современность, перспективы. / В.Н. Левченко, Г.И. Гринфельд // Научно-практической конференции «Со-временное производство автоклавного газобетона»: сб. тр. – Санкт-Петербург, ноябрь 2011. – С. 5–9.

10. Рахимбаев Ш.М. Регулирование технических свойств тампонажных растворов. – Таш-кент: Изд-во ФАН УзССР, 1976. – 160 с.

11. Рахимбаев Ш.М. Эффективность действия добавок пластифицирующего действия в за-висимости от качества песка / Н.М. Толыпина, Е.Н. Карпачева // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. – 2013. – № 4. – С. 59–61.

13. Штарк Й. Является ли эттрингит причиной разрушения бетона? / Й. Штарк, К. Больманн, К. Зайфарт // Цемент и его применение. – 1998, № 2. – С. 13–22.

14. Clark L. Thaumasite form of sulfate attack // Concrete International. Vol. 22, № 2, February 1999, pp. 37–40.

15. Collepardi M. Damage by Delayed Ettringite Formation – A Holistic Approach and New Hy-pothesis // Concrete International. Vol. 21, № 1, January 1999, pp. 69–74.

Производство автоклавных газобетонных изделий растет значительно быстрее, чем выпуск других изделий для ограждающих конструкций зданий. Это связано с быстро растущей потребностью в них, а также с необходимостью повышения энергоэффективности и энергосбережения, объявленных приоритетным направлением развития науки, техники и технологии, в том числе в строительном комплексе [8, 9].

Из-за нестабильности свойств сырья, применяемого для изготовления газобетонов, возникает много проблем в вопросах подбора вяжущих, кремнеземсодержащего сырья и добавок [4].

Предприятия по выпуску извести в Российской Федерации, как правило, введены в эксплуатацию в послевоенные годы, поэтому их технологии и оборудование давно устарели и нуждаются в модернизации или замене, поэтому качество извести, поставляемой на предприятия по производству газобетонных изделий, в большинстве случаев нестабильно [5, 6, 7].

Наиболее сложной в настоящее время для предприятий производителей автоклавного газобетона является проблема гашения извести. В соответствии с требованиями для газосиликатов необходимо применять извести со временем гашения 8–15 мин. В Центральных районах Российской Федерации распространена известь, имеющая сроки гашения 1,5–3 мин. Без ввода добавки гипса с ней работать очень сложно. В восточной части России, напротив, производятся медленно гасящиеся и низкотемпературные виды извести, применение которых значительно снижает производительность заводов.

Нами установлен принцип поиска добавок-регуляторов гашения (ускорителей и замедлителей) известей и предложен целый ряд добавок-замедлителей. При этом мы исходили из следующих теоретических предпосылок (рабочей гипотезы)..

Лимитирующей стадией гидратации вяжущих, в том числе извести, является отвод продуктов гидратации из зоны химической реакции вяжущего с водой в жидкую фазу. Добавки, повышающие емкость жидкой фазы по ионам Са2+ и ОН–, увеличивают скорость гашения извести. Добавки, которые оказывают обратное действие, т.е. образуют с ионами Са2+ и ОН– малорастворимые соединения, уменьшают скорость гашения извести.

Для проверки эффективности действия одной из таких добавок-замедлителей, условно названной З-1, были выполнены эксперименты по определению времени и температуры гашения извести. Проверка действия добавки проводились на молотой извести. ОАО «Угловский известковый комбинат», п. Угловка Новгородской обл. и ООО «Придонхимстрой Известь», г. Россошь, Воронежской обл. Добавка З-1 была приготовлена в виде 1 %-ного водного раствора. Эксперимент проводился по следующей методике.

В термос емкостью 500 мл наливалась дистиллированная вода, туда же вводили определенное количество раствора добавки. Суммарный объем жидкой фазы составил 125 мл. После тщательного перемешивания раствора в него добавляли усредненную пробу извести массой 25 г. Компоненты быстро перемешивались деревянной палочкой, крышка термоса герметично закрывалась и ртутным или электронным термометром, каждые 30 сек, производились замеры температуры гашения извести. Дозировка добавки подбиралась таким образом, чтобы замедлить гашение извести на 1,5–2 мин, так как для стабилизации работы с любой известью даже со временем гашения 2 мин этого оказывается вполне достаточно для стабилизации производственного процесса. Результаты экспериментов приведены на графиках (рис. 1, 2).

Рис. 1. Графики действия замедляющей добавки на известь Угловского месторождения

Рис. 2. Графики результатов испытания замедляющей добавки на извести производства Россошанского завода

Как видно из рис. 1, предложенная добавка позволяет варьировать время гашения извести в достаточно широких пределах. Установлено, что исследованная добавка не оказывает отрицательного влияния на технологию производства и эксплуатационные свойства изделий.

Таким образом, применение в производстве автоклавных ячеистых бетонов предложенных добавок полностью снимает проблему быстрогасящихся известей, повышая при этом качество выпускаемой продукции, снижая себестоимость и значительно расширяя сырьевую базу силикатной промышленности.

Большое количество дефектов газобетона может быть вызвано присутствием гипса в его составе и образованием в процессе химического взаимодействия компонентов смеси – эттрингита (3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O). Влияние эттрингита на свойства строительных материалов и изделий неоднозначно и зависит как от состава последних, так и внешних условий. Известно, что если эттрингит кристаллизуется в среде, насыщенной гидроксидом кальция, он вызывает расширение материала, вплоть до его растрескивания. Если же концентрация гидроксида кальция в поровой жидкости строительного изделия ниже 0,5 г/л, эттрингит кристаллизуется без существенного расширения, армируя и упрочняя структуру его вяжущей части. Эттрингит неустойчив при повышенных температурах и при температуре более 80–90 oC превращается в моносульфатную форму 3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O. Имеется обширная литература о роли эттрингита при твердении расширяющихся цементов и при сульфатной коррозии бетонов [2, 9, 14, 15]. Влияние же этого соединения на процессы производства силикатных изделий, в том числе газобетонных изделий автоклавного твердения, исследовано недостаточно.

Рассмотрим механизм сульфатного расширения. Известно, что величина кристаллизационного давления ∆Р, создаваемого растущими кристаллами, в том числе частицами эттрингита в порах газосиликатного изделия, равна [10]:

где – газовая постоянная, равная 8; Т – абсолютная температура среды, оК; V – объем, занимаемый кристаллизующейся фазой, м3 ; b – степень пересыщения.

При высокой концентрации гидроксида кальция в поровой жидкости растворимость гидроалюминатов кальция, особенно ионов алюминия очень низка. Эти ионы локализуются в ограниченном объеме у поверхности гидроалюмината, при этом численное значение V очень мало. При низкой концентрации гидроксида кальция из-за большой конгруэнтной растворимости гидроалюмината длина пробега ионов в поровой жидкости резко возрастает и объем V, в котором выпадают частицы эттрингита) увеличивается. Это ведет к снижению давления кристаллизации. С точки зрения изложенных теоретических представлений рассмотрим некоторые переделы в технологии производства газобетонных изделий.

После поризации газобетонной смеси, в которую добавлен гипс, в системе образуется первичный эттрингит, кристаллизующийся в среде, пересыщенной свежеобразованным гидроксидом кальция, когда объем V в уравнении (1) минимален. Это создает условия для максимального давления кристаллизации.

Для образования эттрингита необходим источник активного глинозема либо гидроксида алюминия. Это, во-первых, алюминиевые порошок или паста, во вторых – портландцемент, который добавляется в бетон, и расход его порой превосходит расход известкового вяжущего. Согласно требованиям фирм-поставщиков технологического оборудования, для производства газобетонных изделий, содержание Al2O3 в песке допускается в количестве 5– 7 %, а иногда и до 18 % этого оксида. Из 1 г глинозема образуется 12 г эттрингита. Имеется и третий источник глинозема – песок. Однако глинозем в песке в большинстве случаев входит в состав либо полевых шпатов, либо глинистых минералов, которые реагируют с гидроксидом кальция лишь в автоклаве. В связи с этим только небольшая часть оксида алюминия, входящая в состав кварцевого песка как сырьевого компонента газобетонных материалов может стать источником образования первичного эттрингита. Тем не менее предельное содержание Al2O3 рекомендуем ограничить 7 %, т.к. нередко в природе встречаются аморфные, активные по отношению к гидроксиду кальция водные алюмосиликаты, которые могут принимать участие в образовании эттрингита.

Важнейшим фактором, влияющим на давление, создаваемое при кристаллизации эттрингита, является концентрация гидроксида кальция в окружающей среде. Основные гидросиликаты кальция – связующие газобетонных изделий – это тоберморит 11,3 Ả и ксонотлит. Их равновесная растворимость по гидроксиду кальция находится в пределах 0,1–0,3 г/л. При такой концентрации Ca(OH)2 эттрингит кристаллизуется рассредоточено, так как объем его образования V в уравнении (1) достаточно велик. При этом в структуре камня не возникают деструктивные внутренние напряжения.

После выгрузки изделий из автоклава и остывания массивов до 50 оС в них также возможно образование вторичного эттрингита из продуктов разложения первичного. Однако концентрация Ca(OH)2 в этой системе настолько мала, что количество образовавшегося вторичного эттрингита не может нанести ущерб качеству газосиликата, если он образуется в умеренных количествах.

А вот гипс в случае внесения его в смесь в повышенных дозировках, независимо от того, вошел он в состав гидросульфоалюмината, или нет, в автоклаве превращается в ангидрит CaSO4. При температуре 180 оС он гидратирует и переходит в полуводный сульфат кальция, а при 120 – 130 оС – в гипс CaSO4·2Н2О [3]. Эти процессы сопровождаются локальным увеличением объема твердой фазы. Не исключено, что именно эти факторы вызывают иногда деструктивные процессы, которые приписывают вторичному эттрингиту.

Наличие в смеси Сa(OH)2cSiO2 небольшого количества гипса ускоряет синтез гидросиликатов кальция, так как повышает степень пересыщения жидкой фазы по ионам кальция. Кроме того, гипс, обладая более высокой растворимостью по ионам Са2+ в сравнении с известью, повышает емкость жидкой фазы по этим ионам, что дополнительно стимулирует синтез гидросиликатов кальция.

Таким образом, гипс в составе газосиликатной смеси может оказывать как положительное, так и отрицательное действие. Предлагаем ограничить его количество: для литьевой технологии – до 7 %, для ударной технологии – 2,5 %.

Самым сложным во всех регионах России является поиск кремнеземистого компонента – песка, пригодного для производства ячеистых бетонов автоклавного твердения. Песок является самым дешевым материалом, но его расход в смеси всегда наибольший, и, следовательно, вносит значительный вклад в себестоимость продукции. Нами проведены исследования по литературным данным и промышленные испытания различных песков. Установлено, что при его выборе необходимо учитывать состав и свойства новообразований, получающихся после автоклавной обработки. Проведено ранжирование по активности взаимодействия с известью минералов, содержащих кремнезем. На основе кислотно-основных взаимодействий объяснена эта закономерность.

Согласно теории В.С. Соболева [12], кремнекислота (H4SiO4, H2SiO3 и др.) обладает более сильными кислотными свойствами, чем кислоты, содержащие алюминий (H3AlO3 и HAlO2). Чем больше в минерале содержится кремнекислоты, т.е. чем больше в нем отношение SiO2/Al2O3, тем активнее, при прочих равных условиях, он реагирует с Ca(ОН)2. В связи с этим наиболее активно образование гидросиликатов кальция идет при взаимодействии с SiO2. По мере частичного замещения ионов кремния ионами алюминия активность их взаимодействия с гидроксидом кальция снижается, поэтому полевошпатовые пески менее активны, чем кварцевые, так как в них на 6 молей SiO2 приходится 1 моль Al2O3. В нефелинах отношение SiO2/Al2O3= 1/1, но они являются солями алюмокремниевых кислот с большей основностью, чем полевые шпаты. Изложенные соображения полностью согласуются с экспериментальными данными В.А. Авакова и Б.Н. Виноградова и др. исследователей [1], дополняют и расширяют их.

В ряде случаев песчаный компонент силикатных бетонов, в том числе газобетоносиликатов, может содержать до 20 % карбонатов кальция и магния. При решении вопросов о целесообразности использования таких карбонатсодержащих пород для производства газобетонов, и это установлено более ранними исследованиями авторов [11], необходимо определять электрокинетический потенциал их карбонатной составляющей, так как в зависимости от места залегания и генезиса в карбонатах могут быть как положительно, так и отрицательно заряженные активные центры. Если карбонатная порода имеет отрицательный электрокинетический потенциал и на его поверхности преобладают активные центры, имеющие отрицательный знак, то они не желательны как компонент силикатного кирпича и бетонов плотной структуры. Это обусловлено тем, что гидросиликатная связка силикатного кирпича имеет отрицательный заряд, а наличие отрицательно заряженных частиц карбонатов, которые не образуют никаких видов связи с одноименно заряженными стенками капилляров строительного материала, будет отрицательно влиять на его физико-механические характеристики, в том числе наблюдается повышенная ползучесть конструкций, в которых использовались такие изделия.

Если же на поверхности карбонатных частиц преобладает положительный заряд активных центров, то они в структуре силикатного кирпича и бетона будут выполнять структурирующую роль из-за электростатического притяжения элементов связки и карбонатных частиц. Сходные процессы происходят и в межпоровых перегородках ячеистого газобетоносиликата.

Сравнительные испытания кварцевых и полевошпатовых песков показали, что применение последних в качестве кремнеземистого компонента в отсутствии кварцевых песков допустимо. Однако необходимо строго контролировать и ограничивать наличие в них крупных фракций.

Рецензенты:

Шаповалов Н.А., д.т.н., первый проректор, профессор кафедры неорганической химии ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», г. Белгород.

Трубаев П.А., д.т.н., профессор кафедры энергетики теплотехнологии ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», г. Белгород.

Читайте также: