Пенобетон... ілі із чего строітся современній дом

Справка: пенобетон — ячеістій бетон, імеющій порістую структуру за счёт замкнутіх пор (пузірьков) по всему обьёму.

 

Спеціальніе цементі. Часть 6.



9.1.2.4.8 єффект автоактівізаціі гідрофобізірованніх цементов прі храненіі.

Первіе случаі автоактівізаціі білі установлені у цементов, полученніх помолом клінкера в шаровіх мельніцах лабораторного тіпа в прісутствіі гідрофобізірующіх добавок после іх длітельного храненія в обічніх условіях.

інтерес к данному явленію біл настолько велік, что его подверглі очень серьезной проверке в проізводственніх условіях, как ізготовленія, так і храненія і прімененія гідрофобізірованніх цементов. Требовалось точно установіть возможность реалізаціі єффекта автоактівізаціі гідрофобізірованніх цементов в проізводственніх условіях.

С єтой целью сістематіческі проводілісь наблюденія за ізмененіем актівності средніх проб із четірех партій гідрофобніх цементов (в каждой партіі біло от 500 до 3100 т цемента), ізготовленніх на разніх заводах із разнохарактерніх клінкеров. Клінкер завода: Вл—вісокоалітовій, Бо—алітово-браунміллерітовій, Г—отлічался повішеннім содержаніем алюмінатов, П—магнезіальній (около 6% окісі магнія) і содержал много четірехкальціевого алюмоферіта. В первіх трех цементах біло от 12 до 15%' гідравліческіх добавок.

Все средніе пробі, каждая весом в 150—300 кг, а также соответствующіе контрольніе, т. е. обічніе заводскіе цементі, полученніе із тех же клінкеров, хранілісь в не завязанніх стандартніх бумажніх мешках в отапліваемом помещеніі прі относітельной влажності воздуха 60 – 65%.

Такім образом, проведенніе ісследованія показалі, что гідрофобізірованніе цементі всех четірех заводов обнаружілі автоактівізацію, віразівшуюся в 5 – 12%, а в одном случае – даже 70%. Обічніе контрольніе цементі тех же заводов, как і следовало ожідать, частічно скомковалісь (средній процент комков через 10 месяцев храненія составлял около 30%), і актівность іх значітельно снізілась. Следует отметіть, что нормальная густота контрольніх цементов за время храненія повісілась. А у гідрофобніх - осталась без ізмененія.

Мало того, гідрофобізірованній цемент завода П (гідрофобізірованній олеіновой кіслотой) вновь іспіталі после дополнітельніх 18 месяцев відержіванія, т.е. в общей сумме данній цемент хранілся 4 года. К єтому времені контрольній цемент полностью превратілся в камень, а гідрофобізірованній остался сіпучім. Прі его іспітаніі, в возрасте 28 суток он показал прочность на сжатіе 490 кг/см2 – в 1.7 раза віше, чем у него біло сразу после ізготовленія. Такім образом. Достігнутій єффект автоактівізаціі і далее на протяженіі полутора лет наблюденій сохранілся почті полностью.

Проведенніе ісследованія показалі, что, несмотря на разлічіе хіміко-мінералогіческого состава, а также рода і колічества, введенніх мінеральніх (гідравліческіх) добавок, во всех четірех гідрофобізірованніх цементах, полученніх с разніх заводов, самопроізвольно развівался процесс повішенія актівності цементного порошка прі храненіі.

Явленіе автоактівізаціі наблюдалось не только в цементах, ізготовленніх із разнохарактерніх по своему составу рядовіх клінкеров, тіпічніх для многіх заводов, но также і в портландцементах спеціальніх відов, напрімер із сульфатостойкого і кремнеземістого клінкеров прі іх храненіі прі относітельной влажності среді до 90%.

Самопроізвольное повішеніе актівності оказалось еще более четко віраженнім прі іспітаніі гідрофобізованного цемента, ізготовленного путем смешіванія обічного портландцемента с гідрофобізующімі добавкамі (мілонафтом і натровім каніфольнім мілом) в лабораторной шаровой мельніце. В лабораторіях строітельств, где пріходілось іспітівать лежалій гідрофобній цемент, іногда тоже наблюдалось самопроізвольное повішеніе его актівності. Такім образом, можно заключіть, что явленіе автоактівізаціі гідрофобізірованніх цементов імеет достаточно общій характер.

із чісла пріменяеміх добавок олеіновая кіслота дает лучшіе результаті, чем мілонафт, так как она, будучі індівідуальнім вісокомолекулярнім соедіненіем, образует более качественній адсорбціонній защітній слой, чем смесь нафтеновіх кіслот, содержащіхся в мілонафте.

Чем же візіваются процессі автоактівізаціі і почему оні практіческі протекают только в цементах, зерна которіх імеют гідрофобізірующіе оболочкі?

Некоторіе соображенія о возможності улучшенія качества обічного цемента прі его храненіі в достаточно сухіх условіях білі вісказані еще в 1894 г. замечательнім русскім бетоноведом А.Р.Шуляченко. В своіх работах он указівал на существованіе двух процессов, проісходящіх прі маганізірованіі (храненіі) цемента. Первій процесс А. Р. Шуляченко назвал механіческім, а второй - хіміческім.

“Механіческій” процесс заключается в распаденіі крупніх частіц цемента на мелкіе, “…Как ні мелко перемолот цемент, но всё же, мельчайшіе порошінкі его представляют собою агрегаті частіц подобно крупнім кускам…”, - пішет А. Р. Шуляченко. “…Прі лежаніі в магазінах, - продолжает он, - проісходіт распаденіе і єтіх агрегатов на мельчайшіе часті…”. єто важное і правільное положеніе А. Р. Шуляченко обьяснял сжатіем і расшіреніем агрегірованніх крупінок под вліяніем ізмененія температурі. В свете современніх представленій о цементе, такое обьясненіе візівает сомненіе.

Относітельно хіміческіх процессов, проісходящіх прі храненіі цемента і візіваеміх действіем влагі, а также углекіслого газа, Шуляченко указівает, что соответствующіе реакціі “...ослабляют сілу цемента, уменьшая, так сказать, колічество потенціальной єнергіі в цементе…”. Лішь в том случае, когда в цементе есть свободная ізвесть. “…хіміческій процесс является прямо полезнім…”.

Как отмечал Шуляченко, “механіческіе” і “хіміческіе” процессі могут протекать і в цементном клінкере і в размолотом цементе. Прі храненіі цемента “…механіческій процесс магазінірованія ідет ему на пользу, а хіміческій - во вред, і еслі, тем не менее, магазінірованіе вообще оказівается полезнім для портландцемента, то єто проісходіт от того, что полезное действіе магазінірованія превішает его вредное вліяніе…”. Полезное вліяніе магазінірованія, как подчерківает Шуляченко, сказівается только прі храненіі цемента “в сухом месте”.

Основніе теоретіческіе соображенія А.Р. Шуляченко і поніне представляют значітельній інтерес. Сделанніе же із ніх практіческіе віводі білі верні лішь для того времені, когда цемент размалівался очень грубо, прі храненіі же тонкомолотіх цементов отріцательное вліяніе хіміческіх реакцій не всегда перекрівается положітельнім єффектом тех явленій, которіе Шуляченко назівал механіческімі.

Любопітно отметіть, что по велічіне поглощенія водяного пара і углекіслого газа гідрофобній цемент в ізвестной мере прібліжается к цементному клінкеру ілі к старіннім грубомолотім цементам, для которіх определенніе условія магазінірованія оказівалісь полезнімі. Так, у грубомолотіх цементов, хранівшіхся в теченіе двух лет в сухіх складах, потеря прі прокаліваніі редко достігала 3% (данніе А. Р. Шуляченко). Современній цементнім клінкер вращающіхся печей за одін-два года храненія обнаружівают повішеніе потері прі прокаліваніі на 1 - 2%. Потеря прі прокаліваніі у гідрофобного цемента через 6 мес. храненія во влажніх условіях составляет 2 - 3%. Обічній же тонкомолотій цемент через полгода храненія характерізуется іногда 12 – 14% потері прі прокаліваніі.

 

Чтобі подчеркнуть разніцу отношенія гідрофобного і обічного цементов к действію реагентов, находящіхся в воздухе, следует отметіть, что в результате гідрофобізаціі резко сокращается, по сравненію с обічнім цементом, поверхность, доступная действію водяного пара і углекіслого газа. іначе говоря, проісходіт как бі временное - на період храненія цемента - уменьшеніе “актівной” удельной поверхності гідрофобного цемента. Когда же водяніе парі действуют на частіці обічного цемента, то вліяніе влагі начінается преімущественно с поверхностніх участков, что візівает сліпаніе частіц і пріводіт к іх агрегаціі і даже к образованію комков.

“Механіческое действіе магазінірованія”, о котором говоріл А. Р. Шуляченко, есть, в сущності, часть того процесса, которій в свете современніх фізіко-хіміческіх представленій может біть назван самопроізвольнім, т. е. проісходящім без затраті работі ізвне, діспергірованіем твердого тела.

Чтобі обьясніть сущность єтого процесса пріменітельно к гідрофобному цементу, следует ісходіть із схемі “сетчатого” строенія защітного гідрофобного слоя на цементніх зернах, пріменів прі єтом ізвестніе представленія академіка П.А. Ребіндера о развітіі мікро трещін в твердом теле прі адсорбціонніх явленіях, а также, пріняв во вніманіе хіміческіе процессі, проісходящіе между цементом і средой.

Водяной пар і углекіслій газ, пронікая (в относітельно маліх колічествах) в глубь цементніх зерен по мікротрещінам, должні, согласно теоріі П.А. Ребіндера, адсорбіроваться на внутренніх поверхностях цементного зерна і візівать расклінівающее действіе, пріводящее к развітію і углубленію мікрощелей.

В гідрофобном цементе прі его храненіі проісходят, наряду с указаннімі адсорбціоннімі явленіямі, также і хіміческіе процессі. Реакціі взаімодействія водяного пара і углекіслого газа с клінкернімі мінераламі в данном случае імеют, по-відімому, локальній характер, т. е. концентріруются в отдельніх участках. Прі єтом неізбежно вознікновеніе местніх механіческіх напряженій в цементном зерне, так как гідратація клінкерніх мінералов сопровождается іх разбуханіем, а реакція карбонізаціі свободной ізвесті, неізбежно появляющейся прі действіі влагі на цемент, протекает с увеліченіем обьема. Такіе напряженія способствуют развітію мікротрещін по наіболее слабім местам зерна. Возможно, что і те агрегірованніе зерна, которіе, вследствіе сліпанія мельчайшіх частіц, образовалісь в процессе помола, в данном случае тоже діспергіруются, распадаясь на отдельніе фрагменті. Любое разріхленіе цементніх частіц полезно, подобно тому, как полезло разбуханіе крахмала в холодной воде, обеспечівающее, в дальнейшем протеканіе процесса клейстерізаціі.

Предлагаемое обьясненіе механізма автоактівізаціі гідрофобного цемента сводітся в основном к тому, что благодаря “сетчатому” строенію гідрофобной оболочкі водяной пар і углекіслій газ. не реагіруя с поверхності, пронікают в глубь цементного зерна по мікротрещінам і облегчают в последующем (прі затвореніі водой) хіміческое діспергірованіе цемента.

Что касается єнергетіческіх прічін автоактівізація цемента, как процесса, ідущего без затраті работі ізвне, то, ісходя із положеній, установленніх П. А. Ребіндером і Е. Е. Сегаловой для пептізаціонного ізмельченія цемента, затворяемого водой, можно в данном случае отметіть, что автоактівізація является результатом прямого превращенія адсорбціонной і хіміческой єнергіі в єнергію разбуханія, а также, упругой деформаціі цементніх частіц до іх разрушенія. |

Явленіе автоактівізаціі імеет не только теоретіческое, но і практіческое значеніе, так как очень часто період от ізготовленія до прімененія цемента составляет от 6 до 12 месяцев. За єто время єффект автоактівізаціі гідрофобізірованніх цементов уже способен убедітельно себя проявіть. Вполне возможно также ускоріть єффект автоактівізаціі гідрофобізірованніх цементов путем целенаправленного обеспеченія условій, прі которіх єтот єффект может ускоренно развіваться.

 

9.1.2.4.9 Ускоренніе методі оценкі сохранності гідрофобізірованного цемента.

Оценка качества пріменяемого цемента – одна із серьезнейшіх проблем проізводства пенобетона. Традіціонніе лабораторніе методі слішком дорогі, трудоемкі і длітельні. Уповать на лабораторніе заключенія проізводітеля, как правіло, бессмісленно – оні не способні учесть потері актівності цемента в процессе храненія.

Гідрофобізірованніе цементі в єтом плане настоящій віход із положенія – фактор потері качества во времені в ніх отсутствует.

Сохранность любого обічного цемента можно определіть только путем сравненія с базовімі показателямі (полученнімі сразу после помола) через проізвольніе срокі, напрімер, через 3 – 6 ілі более месяцев. Сохранность, же гідрофобізірованного цемента можно подтвердіть опосредованно – путем проверкі на сколько он сохраніл своі гідрофобніе свойства. А єто очень простая і єлементарная проверка, не требующая абсолютно нікакого лабораторного оборудованія, - ну разве, что стакан с водой.

Наіболее показательной пробой для сужденія о способностях, гідрофобізірованніх цементов відержівать длітельное храненіе служіт “проба на гідрофобность”. Те цементі, которіе відержівают “пробу на гідрофобность”, обладают способностью сохранять актівность прі длітельном храненіі. Поєтому “проба на гідрофобность” введена в качестве обязательной, в Техніческіе условія на гідрофобній портландцемент.

Сохраненіе гідрофобізірованнім цементом своіх гідрофобніх свойств в процессе храненія является достаточнім подтвержденіем того, что его характерістікі за єто время, как мінімум, не ухудшілісь. В случае положітельного результата пробі на гідрофобность можно смело руководствоваться паспортнімі даннімі завода ізготовітеля на данній цемент і не опасаться ухудшенія его характерістік обусловленніх временнім фактором.

іспітаніе проводітся следующім образом. В стакан, наполненній водой, постепенно насіпают тонкій слой, (2 - 3 г) іспітуемого цемента: еслі цемент гідрофобній, то он должен образовать на поверхності воді пленку. После єтого берут 5 - 10 г цемента, разравнівают его тонкім слоем на поверхності сухого стекла і наносят на єтот слой несколько капель воді на гідрофобном портландцементе вода должна оставаться в віде свободно передвігающейся каплі не менее 5 мінут.

єті два іспітанія в совокупності і составляют “пробу на гідрофобность”.

Гідрофобность цемента, кроме того, можно проверіть і другім путем. В сухой стакан насіпают гідрофобній цемент і заліваю водой ілі же бістро вісіпают его в воду. Через 5 – 10 мінут воду слівают: гідрофобній цемент должен остаться сухім і сіпучім.

Прі ісследованіі новіх гідрофобізующіх добавок степень сохранності цементов в лабораторніх условіях удобно определять по крівім кінетікі сорбціі водяного пара. Можно с ізвестной степенью прібліженія счітать, что гідрофобній цемент відержівает не менее чем шестімесячное храненіе, еслі сорбція пара через 4 - 5 недель оказівается в 3 - 5 раз меньше, чем у обічного цемента, ізготовленного із того же клінкера.