*112736*

Строительство и архитектура /4. Современные строительные материалы

Мирюк О.А. , д.т.н.

Рудненский индустриальный институт, Казахстан

Магнезиальный пенобетон

Пенобетон – перспективный материал для энергоэффективного строительства, характеризуется доступной сырьевой базой, простотой технологии изготовления, регулируемыми строительно-техническими свойствами, экологической безопасностью производства и применения. Для более полной реализации преимуществ пенобетона в современных строительных технологиях необходимо решение ряда проблем, ограничивающих широкое использование этого вида ячеистого бетона. К основным проблемам производства и применения пенобетона относят: медленное твердение на начальных этапах; невысокую прочность материала; необходимость защиты поверхностных слоев поризованного бетона от воздействия внешних факторов.

Повышение прочности пенобетона может быть достигнуто использованием вяжущих с повышенной гидратационной активностью, оптимизацией состава бетонной смеси и режима твердения изделий.

Магнезиальные вяжущие – эффективная разновидность малоэнергоемких материалов, характеризующаяся интенсивным твердением, высокими прочностными показателями.

Цель работы – исследование влияния рецептуры формовочных масс на свойства магнезиального пенобетона оксихлоридного твердения.

Для получения ячеистых смесей использовали «Унипор» – пеноконцентрат на белковой основе и синтетические пенообразователи – известные моющие средства, обозначенные условно «А1» и «F1».

Пеномассы готовили по одностадийному методу: суспензию, полученную перемешиванием всех компонентов, вспенивали в смесителе миксерного типа. Свойства пены и пеномассы (вспененная суспензия) оценивали по кратности, осадке (уменьшение объема пены за 80 мин, %), истечению жидкости (количество жидкости, отделившейся от пены за 80 мин, %), средней плотности.

Исследовано влияние плотности затворителя на свойства пены. Раствор MgCl₂ различной плотности смешивали с пенообразователем «Унипор». Концентрация пенообразователя в растворе соли составляла 2%. Результаты эксперимента приведены в табл. 1. Повышение концентрации хлорида магния в растворе обеспечивает получение пены более плотной структуры с меньшим истечением жидкости.

Таблица 1. Влияние плотности затворителя на стойкость пены

Плотность раствора MgCl2, кг/м^3	Кратность пены	Стойкость пены в течение 80 мин
		истечение жидкости, %	осадка пены, %
1100	5,8	40	12
1150	5,7	32	8
1200	5,5	23	4
1250	4,9	20	4

Для формирования устойчивой мелкопористой пены предпочтителен раствор MgCl₂ с плотностью 1200 кг/м³. Дальнейшее повышение плотности раствора затворителя почти не меняет состояния массы.

Исследовано влияние вида пеноконцентрата на свойства пены, образованной из воды и водного раствора хлорида магния оптимальной плотности. Концентрация пенообразователей «Унипор», «А1» и «F1» в рабочем растворе составляла 2 – 4%. Результаты испытаний свидетельствуют о влиянии состава затворителя на вспениваемость массы (табл. 2).

Таблица 2. Влияние состава рабочего раствора на свойства пены

Пенообразователь	Плотность пены, кг/м^3, на основе		Кратность пены на основе
	воды	раствора MgCl2	воды	раствора MgCl2
«Унипор»	173	195	5,8	6,15
«А1»	130	1040	7,7	1,15
«F1»	94	1200	10,6	1,01

Синтетические пенообразователи эффективны для водного затворителя, с которым образуют устойчивую пену. Пены из солевого раствора более плотные. Вспениваемость раствора MgCl₂ возрастает при введении протеинового пеноконцентрата «Унипор». При использовании синтетических пеноконцентратов «А1» и «F1» вспениваемость солевого раствора снижается, и образуются неустойчивые пены с меньшей кратностью.

Для решения другой проблемы пенобетонов – защиты поверхностных слоев используют различные методы, в том числе облицовку материалами плотного строения. Указанные приемы малоэффективны.

Эффективная защита поверхностных слоев ячеистого бетона может быть достигнута при переходе к вариатропной структуре изделий. Вариатропный ячеистый бетон характеризуется переменными значениями средней плотности и прочности по сечению формуемого массива, возможностью получения дифференциальной ячеистой пористости. Разработаны различные способы формования вариатропной структуры: прикатка горбушки, частичное обезвоживание смеси, изменение температуры в различных слоях бетонной смеси, введение пассиватора газообразования, автофреттаж [1, 2]. Предложенные способы реализуются только в технологии газобетона, отличающейся от изготовления пенобетона методом поризации, условиями формования изделий

Анализ технической литературы свидетельствует, что разработки вариатропного пенобетона немногочисленны. Дальнейшее развитие технологии пенобетонных изделий вариатропной структуры требуют использования доступных по стоимости вяжущих с высокими показателями скорости твердения и прочности ячеистого материала.

Исследована возможность получения магнезиального пенобетона с переменными значениями средней плотности. Для снижения средней плотности пеномассы для центрального слоя вариатропных изделий использовано два приема: увеличение концентрации пенообразователя; введение зернистых материалов с низкой насыпной плотностью.

Повышение доли пеноконцентрата в составе формовочной массы не дало существенного снижения средней плотности пенобетона.

В качестве зернистых добавок – заполнителей использованы: алюмосиликатная микросфера, гранулированный пенополистирол.

Введение алюмосиликатной микросферы (насыпная плотность 400 кг/м³) в количестве 2,5 – 5,0% снизило среднюю плотность пенобетона на 10 – 12% при сохранении заданных реологических свойств формовочной массы.

Добавление 2,5 – 5,0% пенополистирольных гранул (насыпная плотность 20 кг/м³) почти вдвое снизило среднюю плотность магнезиального пенобетона.

Предложен способ формирования вариатропного строения магнезиального пенобетона, предусматривающий последовательную укладку пеномасс с различной средней плотностью. Для центрального слоя пенобетона рекомендована формовочная масса с пенополистирольными гранулами. Для внешних слоев изделия можно использовать бездобавочную пеномассу или с добавкой микросферы. Изменение соотношения толщины отдельных слоев позволяет регулировать показатели средней плотности изделия вариатропной структуры.

Выводы. Регулируемая плотность солевого раствора магнезиальных формовочных масс предопределяет направленный выбор порообразователя с высокой вспенивающей способностью и устойчивостью в среде затворителя.

Многокомпонентный состав магнезиальных смесей расширяет возможности воздействия на процессы поризации за счет изменения состояния, рецептуры и приемов приготовления формовочных масс.

Устойчивость магнезиальных пеномасс, надежное сцепление пенобетона с пористым заполнителем, высокая скорость твердения магнезиальных вяжущих обусловливают возможность получения пеномагнезитовых изделий с переменными значениями средней плотности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Чернов, А.Н. Автофреттаж в технологии газобетона / А.Н. Чернов, Г. Аминев // Строительные материалы. 2003 . – № 11. – C. 22 – 23.

2. Большаков, В.И. Технологические аспекты производства мелкоштучных ячеистобетонных изделий из ячеистого бетона неавтоклавного твердения / В.И. Большаков, В.А. Мартыненко // Строительные материалы и изделия. – 2002. – № 2. – С. 13 – 15.