Расчет расхода материалов на пробный замес исходного состава ячеистого бетона

Расход составляющих компонентов ячеистобетонной смеси и воды на пробный замес определяют по следующим формулам:

вяжущее

известь

цемент

кремнеземнистый компонент

вода

где ρ_с – заданная плотность ячеистого бетона в сухом состоянии, кг/л;

К_с – коэффициент увеличения массы ячеистого бетона за счет связанной воды, К_с = 1,1;

V – объем замеса, л, равный объему форм, изготовляемых из одного замеса, умноженному на коэффициент избытка смеси, равный для пенобетона – 1,05, для газобетона – 1,1...1,15;

C – соотношение кремнеземистого компонента и вяжущего; п – массовая доля извести в вяжущем (исходную долю извести в смешанном вяжущем принимают по табл. 10).

Количество газообразователя или пены теоретически должно быть таким, чтобы выделенный объем газа или введенный объем пены соответствовал получению пористости, рассчитываемой по формуле

В действительности порообразователь не полностью используется на создание пористости в растворе. Поэтому обычно расход его принимают больше, чем теоретически необходимый.

Расчет газообразователя или водного раствора пенообразователя Р_п на замес производят по формуле

где П_г – пористость, которая должна создаваться порообразователем в ячеистом бетоне для получения заданной плотности;

К_п – выход пор (количество газа или объем пены, получаемые из 1 кг порообразователя), л/кг;

К_п = 1390 л/кг при использовании алюминиевой пудры;

К_п = 18...20 л/кг при использовании пенообразователя;

α – коэффициент использования порообразователя, равный 0,85. Пористость Пг рассчитывают по формуле

где ρ_с – заданная плотность ячеистого бетона в сухом состоянии, кг/м³;

Wс – удельный объем сухой смеси, л/кг; принимается по табл. 13 в зависимости от вида кремнеземистого компонента, вида вяжущего вещества и их массового соотношения в смеси.

Алюминиевую пудру вводят в раствор в виде водно-алюминиевой суспензии. Для ее приготовления на 1 мас. ч. алюминиевой пудры расходуется 0,05 мас. ч. сухого ПАВ (мылонафта, С-3 и др.) и 30 мас. ч. воды.

Эту воду учитывают в общем количестве воды затворения. Выход пор при использовании алюминиевой пудры устанавли- вают расчетным путем, пользуясь, например, уравнением реакции газовыделения

Из уравнения следует, что при реакции 54 г алюминия с известью выделяется 6 г водорода. Поскольку одна грамм-молекула газа занимает при нормальных условиях объем 22,4 л, то, следовательно, 1 г алюминия выделяет при нормальных условиях (3·22,4/54 = 1,244) л водорода.

Пример подбора состава ячеистого бетона.

Требуется получить автоклавный газобетон средней плотности 500 кг/м³ по литьевой технологии с применением смешанного цементно-известкового вяжущего с возможно большей прочностью.

Объем одного замеса – 10 л.

Исходные материалы: портландцемент ПЦ500-Д0, молотая известь-кипелка активностью 70 %, быстрогасящаяся, кремнеземистый компонент – зола-унос (ρ = 2,06 г/см³), ПАВ – мылонафт, замедлитель скорости гидратации извести-кипелки – молотый гипсовый камень.

1. Пользуясь соответствующими формулами, подсчитывают расход материалов на один замес с учетом следующих исходных величин:

n = 0,45 (по табл. 11), C = 1,5 (по табл. 12), К_с = 1,1.

По табл. 13 определяют, что расплыв растворной смеси (исходная текучесть) должен быть 30 см при литьевой технологии изготовления ячеистого бетона.

Опытным путем устанавливают, что такая текучесть растворной смеси имеет место при В/Т = 0,44. По табл. 15 находят, что при применении данных материалов удельный объем сухой смеси W= 0,48 л/кг.

Коэффициент выхода пор К_п = 1390 л/кг,

коэффициент использования газообразователя α = 0,85.

Установив эти величины, производят расчет расхода материалов на один замес:

Вяжущее

Р_вяж = 0,5·10 / 1,1(1 + 1,5) = 1,8 кг;

известь

Р_и = 1,8· 0,45 = 0,81 кг;

цемент

Р_ц = 1,8 – 0,81 = 0,99 кг;

кремнеземистый компонент

Р_к = 1,8·1,5 = 2,7 кг;

молотый гипсовый камень

Р_г = 0,81·0,03 = 0,024 кг;

вода

В = (1,8 + 2,7) 0,44 = 1,98 л.

Пористость, которую необходимо создать при помощи порообразователя для получения средней плотности,

П_г = 1 - 0,5(0,48 + 0,64) /1,1 = 0,49 (49 %).

Зная пористость, определяют расход: алюминиевой пудры

Р_п = 0,49 10/1,390,85 =4,15 г;

мылонафта для приготовления водно-алюминиевой суспензии

Р_м = 4,15·0,05 = 0,21 г.

Хотя в настоящее время современное технологическое оборудование в состоянии обеспечить необходимую точность дозирования компонентов, однако это не всегда гарантирует стабильность получения ячеистобетонной смеси и ячеистого бетона с требуемыми характеристиками. Для каждого вида изделий разрабатываются свои алгоритмы подбора и коррекции состава ячеистобетонной смеси, которые должны обеспечить стабилизацию прочностных свойств, подвижности смеси, степень ее поризации и оптимизацию состава.

На современном уровне развития технологии ячеистых бетонов, а также аппаратных средств контроля качества материалов и управления технологическим процессом следует ограничиться только коррекцией состава бетона, которую можно производить двумя принципиально разными методами. Первый состоит в полном расчете состава ячеистого бетона по характеристикам материалов, проводимом как бы «на чистом месте». Второй метод состоит в коррекции заданного лабораторией номинального (базового) состава. В ряде случаев при таком подходе достаточно, не меняя заданного базового состава, скорректировать только фактические расходы материалов для «возврата» к номинальному составу. При этом учитываются факторы наиболее значимые для качества продукции.

Задача 1

Рассчитать автоклавный газобетон средней плотности 600 кг/м³ по вибрационной технологии с применением цементного вяжущего с возможно большей прочностью.

Объем одного замеса – 10 л.

Задача 2

Рассчитать автоклавный газобетон средней плотности 300 кг/м³ по литьевой технологии с применением смешанного вяжущего с возможно большей прочностью.

Объем одного замеса – 10 л.

Задача 3

Рассчитать неавтоклавный газобетон средней плотности 400 кг/м³ по литьевой технологии с применением цементного вяжущего с возможно большей прочностью.

Объем одного замеса – 10 л.

Задача 4

Рассчитать неавтоклавный газобетон средней плотности 700 кг/м³ по литьевой технологии с применением смешанного вяжущего с возможно большей прочностью.

Объем одного замеса – 10 л.

Контрольные вопросы

1. Какие основные пути получения пористой структуры бетона вы знаете?

2. Какие бетоны называют ячеистыми?

3. Каковы преимущества ячеистых бетонов перед другими?

4. Как различают ячеистые бетоны по условиям твердения?

5. Каков порядок подбора состава ячеистого бетона?

6. Какие исходные данные необходимы для подбора состава ячеистого бетона?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4