Наиболее эффективным способом улучшения структуры, повышения однородности и долговечности керамзитобетона при возможно меньшей его объемной массе является поризация бетонной смеси, т. е. получение поризованного керамзитобетона.
Практика показала, что при производстве керамзитового гравия и стеновых панелей из керамзитобетона на предприятиях сельстройиндустрии имеются трудности.
В частности, из керамзитобетона, на керамзите относительно высокой насыпной объемной массы (500-600 кг/м3), выпускаемом большинством заводов, могут быть изготовлены стеновые панели объемной массой в основном 1300-1400, а не 900-1200кг/м3, как предусмотрено в альбомах типовых конструкций. Кроме того, из-за отсутствия промышленного производства керамзитового песка, необходимого для приготовления керамзитобетона однородного строения и плотной структуры, некоторые заводы вынуждены сами получать мелкий заполнитель путем дробления керамзитового гравия. Это усложняет производство, увеличивает общий расход керамзита до 1,5-1,6м3 на 1м3 изделий, повышает их стоимость. В результате исследований ЦНИИЭПсельстроя, НИИЖБа и МИСИ им. В. В. Куйбышева установлено, что указанные недостатки производства панелей на основе керамзита могут быть устранены, если применять поризованный керамзитобетон.
Поризованный керамзитобетон состоит из керамзита и поризованного цементного раствора с песком или без него (беспесчаный раствор). Различают три разновидности поризованного керамзитобетона: керамзитопенобетон (поризованный пеной), умеренно поризованный керамзитобетон (поризованный воздухововлекающей добавкой) и керамзитогазобетон (поризованный газообразователем).
Поризация цементного теста позволяет улучшить удобоукладываемость керамзитобетонной смеси, сократить время виброуплотнения бетона, уменьшить его объемную массу, снизить стоимость и повысить качество изделий и их долговечность. Поризованные керамзитобетоны применяют в основном для изготовления стеновых панелей и крупных стеновых блоков. Имеется также опыт применения поризованных керамзитобетонов при устройстве полов и лотков теплотрасс. Теплоизоляционный поризованный керамзитобетон может быть использован также для производства комплексных плит покрытий и слоистых стеновых панелей.
Как показал опыт сельского строительства, из всех видов поризованного керамзитобетона лучшими показателями свойств и меньшей материалоемкостью обладает беспесчаный керамзитобетон. При производстве стеновых панелей на заводе ЖБИ управления Калининсельстрой было установлено, что при одинаковой прочности керамзитобетона и поризованного воздухововлекающей добавкой ЦНИПС-1 беспесчаного керамзитопенобетона последний обладает меньшими на 8-10% объемной массой и теплопроводностью. При его применении улучшается качество панелей, а при изготовлении не требуется мелкого заполнителя, что также немаловажно. Сравнение технико-экономических показателей керамзитопенобетона и керамзитогазобетона, изготовленных на заводе ЖБИ управления Алтайсельстрой, показало, что первый имеет ряд преимуществ перед вторым: проще технология, на 20-30% меньше расход вяжущего.
Основная отличительная особенность технологии керамзитопенобетона по сравнению с технологией обычного керамзитобетона в том, что из состава бетона исключается керамзитовый или любой другой песок и поризация смеси происходит благодаря введению технической пены при перемешивании смеси в бетоносмесителе. Для поризации керамзитобетона пеной используют различные поверхностно-активные вещества. К ним относятся пенообразователи: клееканифольный, смолосапониновый, гидролизованная кровь и алюмосульфонафтеновый, применяемые для изготовления ячеистых бетонов.
При освоении производства изделий из керамзитопенобетона на предприятиях сельстройиндустрии были выявлены факторы, сдерживающие массовое внедрение технологии изготовления керамзитопенобетона с использованием клееканифольного и других названных пенообразователей.
Это - дефицит основных компонентов традиционных пенообразователей (клей, канифоль, мыльный корень и др.); необходимость изготовлять пенообразователи на заводах легкобетонных конструкций по относительно сложной рецептуре, в связи с отсутствием их централизованного промышленного производства; недостаточная стойкость пен при повышенных температурах, а также при поризации малоподвижных бетонных смесей с пониженными В/Ц; необходимость выдерживать отформованные изделия до тепловлажностной обработки.
При подборе состава поризованных керамзитобетонов ориентировочный расход вяжущего находят по табл. 8.
В ЦНИИЭПсельстрое исследованы полуфабрикаты отечественной химической промышленности с целью использования их в качестве пенообразователей в производстве поризованных легких бетонов, а также разработано новое оборудование для приготовления технической пены повышенной стойкости.
Выбрано два вида пенообразователей, изготовляемых на синтетической основе. Один из них содержит ПАВ на основе алкиларилсульфонатов и костный клей в качестве загустителя. Для увеличения стойкости данного пенообразователя в него на 1 л рабочего раствора дополнительно вводят 0,3-0,4 г хлорного железа, служащего одновременно ускорителем твердения бетона. Второй пенообразователь - полностью синтетический - готовят на основе пасты алкилсульфатов. Первый пенообразователь назван КСП или КСП-Х (клеесинтетический с хлорсодержащей добавкой), второй - УСП (универсальный синтетический пенообразователь). Последний дает стойкую пену, вместе с тем его можно применять как воздухововлекающую добавку взамен ЦНИПС-1 и СНВ.
Пенообразователь УСП приготовляют из пасты алкилсульфатов первичных спиртов (ТУ 38-7-21-67), применяемой в качестве полуфабриката при изготовлении моющих средств.
Паста одного из химкомбинатов имеет следующий состав, %:
Алкилсульфаты (на основе спиртов C10-С20) = 2%
Несульфированные спирты = 6%
Сульфат натрия = 30%
Вода = остальное до 100%
Таблица 8. Расход портландцемента марки 400 в поризованных керамзитобетонах.
Марка бетона |
Марка керамзита |
Расход цемента, кг на 1м3 керамзитопенобетона и объемная масса бетона, кг/м3 |
||
на керамзитовом песке |
на кварцевом песке |
без песка |
||
50 |
350-400 |
220/850 |
230/950 |
300(255)/800 |
450-500 |
210/900 |
220/1000 |
280(240)/900 |
|
550-600 |
200/1000 |
210/1100 |
260(230)/1000 |
|
75 |
350-400 |
230/950 |
250/1000 |
340(305)/850 |
450-500 |
220/1000 |
230/1050 |
320(285)/950 |
|
550-600 |
210/1050 |
220/1150 |
300(270)/1000 |
|
700 |
200/1150 |
210/1250 |
280(260)/1050 |
|
100 |
350-400 |
250/1000 |
260/1100 |
- |
450-500 |
230/1050 |
250/1150 |
360(315)/1000 |
|
550-600 |
220/1100 |
230/1200 |
340(300)/1050 |
|
700 |
210/1200 |
220/1300 |
320(285)/1100 |
Примечания: 1. Над чертой - расход цемента; под чертой -объемная масса бетона.
2. В крайней справа графе цифры в скобках обозначают расход вяжущего для беспесчаного керамзитопенобетона, изготовленного на предложенном в ЦНИИЭПсельстрое синтетическом пенообразователе УСП.