Неавтоклавный и пропаренный пенобетон
За рубежом пенобетон предложен Э. X. Бауэром (Дания) в 1923 г.; применять неавтоклавный пенобетон там начали с 1926 г. (датская фирма «Христиани и Нильсен»).
В первые исследования по неавтоклавному пенобетону проводились с 1928 г. независимо от работ зарубежных ученых. В 1930 г. этот материал был применен при строительстве в Ленинграде, а затем и в других городах. При подборе состава неавтоклавного термоизоляционного пенобетона, изготовляемого из цемента, пенообразователя и воды, пользуются графиками.
Какому расходу цемента соответствует заданный объемный вес пенобетона (в сухом состоянии). Затем по заданной прочности пенобетона в месячном или трехмесячном возрасте и расходу цемента узнают, какой активностью должен обладать цемент, устанавливается по оптимальной консистенции цементной смеси (цемент + вода). Консистенция цементной смеси зависит от водоцементного отношения, которое обозначается в виде дроби , где содержание воды, а содержание цемента в смеси (в одинаковых весовых единицах). Чем больше воды, тем больше водоцементное отношение смеси и, наоборот, чем больше цемента, тем меньше смеси.
При уменьшении содержания воды в смеси (а, следовательно, при уменьшении водоцементного отношения) прочность изделий увеличивается. С другой стороны, при малом содержании воды смесь получается жесткой, менее пластичной и мало подвижной. Такие смеси имеют плохую текучесть, плохо заполняют опалубочные формы и, что особенно важно, плохо перемешиваются с пеной, образуя ячеистую смесь неоднородной структуры. Поэтому при подборе состава пенобетона надо выбирать такое водоцементное отношение, при котором обеспечивалась бы заданная прочность изделий и получалась литая цементная смесь.
Прибор СтройЦНИЛа представляет собой открытый продолговатый сосуд, сужающийся с одной стороны и оканчивающийся капельником. Емкость суженной части сосуда равна 1 л. Сосуд прикрепляется к наклонному столику Скрамтаева.
Если суженную часть сосуда наполнить до краев смесью и приподнимать наклонную крышку столика, то при определенном уклоне смесь начнет выливаться из сосуда через капельник. Чем пластичнее смесь, тем скорее (т. е. при меньшем угле наклона) она начнет выливаться из сосуда. Этим свойством и пользуются для определения оптимального водоцементного отношения цементной смеси.
После этого приготовляют несколько пробных составов пенобетона с различными водоцементными отношениями и проверяют их на приборе. Предположим, что проверка на приборе дала следующие результаты:
Очевидно, что оптимальную консистенцию, соответствующую углу наклона в 49°, будет иметь раствор с ВЦ в пределах 0,52- 0,54. Таким образом интерполяцией определяется искомая величина ад=0,53.
Следовательно, по заданному объемному весу ячеистого бетона и его прочности можно найти необходимый расход цемента, его активность и оптимальное водоцементное отношение.
Подбор состава смеси можно производить в ином порядке: по заданной активности цемента и прочности пенобетона определить расход цемента и объемный вес пенобетона.
Изделия из неавтоклавного пенобетона могут быть как естественного твердения во влажных условиях, так и пропаренные. Объемный вес изделий колеблется от 400 до 600 кгж3, а предел прочности при сжатии соответственно от 4 до 10 кгсм2 и более.
Основными недостатками термоизоляционного пенобетона являются: большой расход цемента, плохая транспортабельность вследствие малой прочности, большие усадочные явления, вызывающие трещины на поверхностях изделий, и наконец, медленное твердение изделий (20-28 суток).
Для экономии цемента и уменьшения усадочных явлений в состав пенобетона рекомендуется добавлять молотые заполнители (песок, шлак, зола электростанций, трепел, известняк, цемянка и др.). Но прочность пенобетона естественного твердения при этом снижается, за исключением случая добавки молотого известняка, который может быть получен помолом отхода при дроблении известняка на щебень для бетона. При добавке до 40% известняковой муки взамен цемента прочность пенобетона не снижается.
При пропарке пенобетона с добавкой золы, трепела и цемянки прочность его может даже увеличиться по сравнению с пенобетоном на чистом цементе, благодаря химическим реакциям между свободной известью после гидратации цемента и активным кремнеземом или глиноземом добавки.
Проведенными в Советском Союзе исследованиями установлено, что некоторые добавки могут повысить качество и изменить свойства пенобетонов. Так, исследования ВНИИАсбестцемента по асбопенобетону показали, что добавка в пенобетон асбестовых отходов, прошедших через сито с 1 600 отвсм2, но оставшихся на сите с 4 900 отвсм2 в количестве 20% от веса цемента, увеличивает прочность пенобетона на 30-50%. Более, крупные, а также более мелкие фракции асбеста дали худшие результаты.
Водопоглощаемость асбопенобетона при затворении его на 1 Тоном растворе асидолового аммиачного мыла снижается на 50%. Пропитка асбопенобетона 1%-ным раствором асидолово-аммиачного мыла ведет к снижению его водопоглощаемости на 80%. Пропитка затвердевшего асбопенобетона раствором битума в бензине снижает его водопоглощаемость на 90%.
Проведенные в 1934 г. в СЕВКАВНИСе исследования по пенобетону с заполнителем из природного молотого или немолотого легкого камня-пуммицита, имеющегося на Северном Кавказе, показали, что для получения пенобетона можно вводить в портландцемент марок 250-300 до 25% молотого пуммицита. При этом прочность пенобетона не снижается.