Ячеистые бетоны. Технология производства и применение в строительстве

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра строительных материалов и технологий 

РЕФЕРАТ 

«Ячеистые бетоны. Технология производства и применение в строительстве» 

                                                      Выполнила:

                                                                                    Студентка 1-го курса ФБФО

                                                                                    Группа  З-ПГСу-1

                                                             Демьянова Т.А. 
 
 
 
 

Санкт-Петербург 

2011г. 

Содержание: 

Введение_________________________________________________________ 3

1. Классификация и общая характеристика ячеистых бетонов _______4
2. Пенобетон
1. Технология производства пенобетона _______________________10
2. Основные физические характеристики пенобетона____________13
3. Основные преимущества использования пенобетона в строительстве__________________________________________15
4. Облаять применения пенобетона в строительстве___________16
3. Газобетон
1. Технология производства газобетона ________________________18
2. Свойства газобетона и применение его в строительстве _______23
3. Сравнение газобетона и пенобетона_________________________24

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

      Ячеистыми бетонами  называют искусственные каменные материалы, состоящие из затвердевшего вяжущего вещества (или смеси вяжущего и заполнителя) с равномерно распределёнными в нем воздушными ячейками.

     Сегодня найдется не много  материалов, которые  используются в строительстве  в своем первозданном виде. Век новых технологий подарил людям возможность совершенствовать их свойства. Кирпич, как правило, имеет улучшенные теплоизоляционные и прочностные характеристики, для дерева придумано множество химических препаратов, которые позволяют защитить дом от пожара и вредных насекомых. Новейшие разработки учитывают не только требования к несущей способности строительных материалов, но и легкость их использования и экономичность. Важнейшим отличием ячеистого бетона от его традиционного «собрата» является прекрасная теплоизоляционная способность первого. Такое свойство ячеистого бетона следует из элементарной физики и интуитивно понятно даже непрофессионалу: поры, содержащиеся внутри материала, наполнены воздухом, который, как известно, является очень хорошим теплоизолятором. В результате дом из этого материала получается более теплым, чем деревянное или кирпичное строение.

     Впервые такой строительный материал как ячеистый бетон был изготовлен в Швеции еще в 1923 году. Именно в этой стране ячеистый бетон имеет наиболее длительную историю применения. Здесь он прошел проверку временем в достаточно сложных природно-климатических условиях. На сегодняшний день ячеистый бетон уже является довольно распространенным и весьма востребованным строительным материалом во всем мире.

     Известно  много типов ячеистых бетонов, отличающихся различными способами  получения пористой структуры, видами вяжущего вещества, условиями формования, твердения и т.д. 

1. Классификация и общая характеристика ячеистых      бетонов

     Ячеистые бетоны классифицируются в первую очередь по способу получения пористой структуры на газобетоны и пенобетоны. Получение пористой структуры достигается введением в состав смеси небольшого количества порообразователя. Для получения газобетона вводят газообразователь, а для получения пенобетона вводят специальную пену. 
 
      По виду вяжущего могут быть получены следующие ячеистые бетоны:  
·    на основе цемента - пенобетон и газобетон;  
·    на основе известкового вяжущего - пеносиликат и газосиликат; 
·    на основе магнезиального вяжущего - пеномагнезит и газомагнезит;  
·    на основе гипсового вяжущего - пеногипс и газогипс. 
 
 Часто наименование "пенобетон" и "газобетон" применяют для обозначения ячеистых бетонов и силикатобетонов вне зависимости от основного вида вяжущего. Ячеистые бетоны могут рассматриваться как обычные бетоны, в которых роль крупного и, частично, мелкого заполнителя выполняют воздушные пузырьки. Такие бетоны обычно называют просто ячеистыми. Иногда в состав ячеистого бетона вводят крупный заполнитель в виде шлаковой пемзы, перлита, вермикулита, керамзита или других вспученных материалов. Такие бетоны принято называть ячеистолегкими. 
 Ячеистые бетоны подразделяются по способу твердения. Различают ячеистые бетоны естественного и искусственного твердения. Ячеистые бетоны естественного твердения набирают прочность при хранении в обычных атмосферных условиях, а искусственного – при их обработке в условиях повышенных температур под воздействием водяного пара. Обработка называется автоклавной при давлении пара более 1 ат. и температуре выше 100° и неавтоклавной, если давление пара менее 1 ат. и температура в пределах 25-100°. Соответственно и ячеистые бетоны подразделяются на автоклавные и неавтоклавные. 
 Изделия из ячеистых бетонов в зависимости от требований, предъявляемых к их несущей способности, могут быть армированными и неармированными.  
В настоящее время ячеистые бетоны применяются в различных частях зданий и сооружений и выполняют всевозможные функции. В зависимости от свойств и области применения ячеистые бетоны делятся на теплоизоляционные, теплоизоляционно-конструкционные и конструкционные. 
 Теплоизоляционные ячеистые бетоны отличаются малым объемным весом (менее 1000 кг/м3), низким коэффициентом теплопроводности и достаточной прочностью.

   Физико-механические свойства ячеистых бетонов зависят от способов образования пористости, равномерности распределения пор, их характера (открытые, сообщающиеся или замкнутые), вида вяжущего, условий твердения, влажности и многих других технологических факторов. Однако некоторые свойства ячеистых бетонов подчинены общим закономерностям. Так, коэффициент теплопроводности зависит в основном от величины объемного веса. Он почти не зависит от вида вяжущего, условий твердения и других факторов. Это объясняется тем, что материал стенок, образующих поры, состоит из цементного камня или близкого к нему по свойствам силиката. Поэтому величина пористости и соответственно объемного веса определяет теплопроводность ячеистых бетонов.  
 Прочностные свойства ячеистых бетонов зависят в большей степени от вида вяжущего и условий твердения. Наиболее прочными являются автоклавные ячеистые бетоны, их прочность превышает прочность ячеистых бетонов естественного твердения в 8-10 раз.  
 Прочность материала стенок ячеистого бетона определяется количеством воды затворения. При твердении ячеистого бетона на основе портландцемента только определенная часть воды участвует в процессе твердения.    Количество связанной воды при гидратации цемента зависит от его минералогического состава и в среднем составляет 15-20% от веса цемента. Избыточное количество воды, раздвигая частицы цемента с оболочками из продуктов гидратации, образует прослойки и скопления в толще цементного камня. После высыхания и постепенного расходования воды на продолжающиеся процессы гидратации в цементном камне остаются пустоты, каналы и отдельные замкнутые поры.  
 Некоторое количество пустот появляется и в результате усыхания гелеобразных масс, образующихся входе твердения цемента. Поэтому прочность цементного камня понижается по мере увеличения относительного количества воды затворения (или увеличения водоцементного отношения В/Ц).  
 Для ячеистых бетонов, в состав которых входит наряду с вяжущим определенное количество тонкодисперсных добавок, вместо водоцементного отношения принято определять так называемое водотвердное отношение. Водотвердный фактор - это отношение воды затворения к сумме твердых веществ - вяжущего и добавок. По мере увеличения водотвердного отношения прочность ячеистых бетонов уменьшается. Этой зависимости подчиняются ячеистые бетоны на основе любого вяжущего.  
 Средством повышения прочности является уменьшение водотвердного отношения и применение в технологии вибрации как в период приготовления растворов, так и при вспучивании (для газобетонов). Вибрационные воздействия вызывают увеличение подвижности цементного теста, растворов и бетонов и позволяют снижать водотвердное отношение. Другим средством повышения прочности изделий из ячеистых бетонов является армирование. Ячеистые армированные изделия обладают достаточно большой прочностью – 75 кГ/см² и более.

     Важнейшей характеристикой ячеистых бетонов, помимо прочности, является средняя плотность. Установлены следующие марки по средней плотности: для теплоизоляционного ячеистого бетона – D300…D500, конструкционно-теплоизоляционного – D600…D900, конструкционного – В1000…D1200. 
 Теплофизические свойства ячеистых бетонов зависят от их влажности. Поэтому одним из основных свойств, характеризующих ячеистые бетоны, является водопоглощение. Водопоглощение ячеистых бетонов зависит от вида вяжущего вещества: бетоны на основе извести, каустического магнезита, каустического доломита и гипса имеют большее водопоглощение, чем бетоны на портландцементе.  
 Вследствие большого водопоглощения изделия из пено- и газосиликатов разрешено использовать в помещениях с относительной влажностью воздуха не выше 50%. Изделия из пеногипса разрешено применять только в конструкциях, надежно защищенных от воздействия влаги.

     Показатели  основных свойств ячеистых бетонов  приведены в              таблице 1. 

     Таблица 1. Свойства ячеистого  бетона 

 

     Важным  свойством для ячеистых бетонов является усадка. Изделия из неавтоклавного бетона дают большую усадку, чем из автоклавных. Усадка при высыхании  автоклавного бетона марок D500..D1200 достигает 0,5…0,7мм/м, неавтоклавного – 3мм/м.  Пеногипс и пеномагнезит практически не дают усадки.

     Температуростойкость  ячеистых бетонов невысока. Для автоклавных  пенобетона и пеносиликата, а также  для безавтоклавного пенобетона предельно допустимыми температурами  являются 300-400°. При дальнейшем повышении  температуры имеет место дегидратация новообразований цементного камня, вследствие чего резко понижается прочность бетонов. 
 На прочности пенобетона и пеносиликата сказывается не только температура, но и скорость нагревания изделий. Быстрый нагрев скорее приводит к появлению трещин, чем медленный нагрев до той же температуры. Пеномагнезит при повышении температуры выше 200° имеет меньшую прочность, а при температуре выше 350° он начинает разрушаться.  
 Температуростойкость пеногипса незначительна, при температуре выше 50-60 его применять не следует; дальнейшее повышение температуры вызывает дегидратацию двуводного гипса.  
 Для применения при температурах от 400 до 700° разработаны специальные рецептуры жароупорного пенобетона. Жароупорный пенобетон изготовляют из портландцемента, золы-уноса тепловых электростанций, пенообразователя и воды. Жароупорный пенобетон твердеет в естественных условиях.  
 Вследствие невысокой температуростойкости ячеистые бетоны относятся к изоляционно-строительным материалам и применяются для изоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений.

     Для сравнения приводится таблица физических свойств традиционных строительных материалов и ячеистых бетонов (газо- и пенобетона) 

Таблица2.Сравнительная характеристика пенобетона и традиционных строительных материалов