Стеновые стройматериалы на основе алебастра

Одной из основных задач промышленности стройматериалов является снижение материалоемкости изделий, сокращение расхода теплоэнергетических ресурсов, уменьшение металлоемкости технологического оборудования. И значительной степени это достигается при использовании гипсовых вяжущих (алебастра).

Одним из основных факторов, определяющих свойства материалов (прочность, морозостойкость, теплопроводность и др.), является их структура. При направленном структурообразовании в значительной мере улучшаются физико-механические и эксплуатационные свойства изделий. Как показали исследования, поризация водогипсовой смеси позволяет получить стройматериал с равномерно распределенными мелкими сферическими порами. Другим фактором, улучшающим свойства бетона на основе гипсовых вяжущих, является их гидрофобизация. Введение в состав водогипсовых смесей гидрофобизирующих добавок снижает смачиваемость и растворимость кристаллов двуводного гипса и других новообразований, что способствует улучшению свойств изделий.

Были выполнены работы по получению на основе гипсовых вяжущих стеновых стройматериалов, в частности стеновых камней средней плотностью 800— 1000 кг/м прочностью 2,5—3,5 МПа.

В опытах были использованы: гипсоцементнопуццолановое вяжущее (ГЦГШ) марки Г6 по ОСТ 21-9-81 водопотребностью 65%. начало схватывания — 17 мин, окончание — 32 мин; фосфогипсовое вяжущее (ФПВ) — полугидрат гипсового вяжущего марки Г12 водопотребностью 37%, начало схватывания — 9 мин, окончание — 32 мин (по ОСТ 125-79); органические пенообразователи (продукты переработки нефти) №1 и №2; кремнийорганическая водорастворимая жидкость в качестве гидрофобизирующей добавки.

Приготовление пеногипсобетонных смесей осуществляли в лабораторном скоростном смесителе с вертикально расположенным валом. Объем смесительного бака составлял 10 л. Число оборотов смесительного вала в мин — 750.

Твердение бетонных образцов-кубов размером 100x100x100 мм осуществляли при температуре 18±2 С и относительной влажности 60—70% в течение 2 ч с последующей сушкой при температуре 60—70 С в течение 6 ч.

Для получения поризованного бетона одним из основных факторов является получение стабильной пены. В качестве критерия оценки пенообразователя используется кратность пены, т. е. отношение объема пены к объему раствора, пошедшего на ее образование.

С повышением концентрации пенообразователей вспениваемость растворов увеличивается до максимального значения, а затем остается практически постоянной. Для пенообразователя №1 оптимальная концентрация составляет 1,2—1,4 масс. %, а /для №2 — 0,8—1,0 масс. %. С введением в пену твердой фазы происходит резкое снижение ее объема. При достижении концентрации твердой фазы более 1,2—1,3 объемн. % кратность пенобетонной смеси резко снижается.

На втором этапе работ исследовали влияние концентрации пенообразователей на свойства пеногипсобетонов.

На основе гипсовых вяжущих возможно получение пеногипсобетонов средней плотностью 830—970 кг/м3 прочностью при сжатии 2,6—4,5 МПа. Применение фосфогипсового вяжущего марки Г12 при той же плотности позволяет получить пенобетоны, прочность которых на 30—40% выше, чем у пенобетонов на ГЦПВ. Коэффициент размягчения бетонов на фосфогипсовом вяжущем выше, чем бетонов на основе ГЦПВ. При этом под коэффициентом размягчения понимается отношение прочности бетонных образцов, выдержанных в воде в течение 2 ч, к прочности сухих образцов.

Испытания показали, что вид пенообразователя при оптимальной дозировке не оказал существенного влияния на свойства пенобетонов.

Таким образом, по своим основным физико-механическим и эксплуатационным характеристикам пеногипсобетон может быть использован для производства мелкоштучных изделий (стеновых камней), применяемых в малоэтажном строительстве.

Было исследовано влияние различных технологических факторов (условий розлива смеси, формования, твердения) на свойства пеногипсобетона.

В частности, было установлено, что высота падения смеси в форму не должна превышать 300 мм. При увеличении высоты падения происходит увеличение плотности пеногипсобетона.

Испытания показали, что укладку пеногипсобетонной смеси целесообразно осуществлять при кратковременной вибрации. При этом возможно применение сравнительно малоподвижных смесей с расплывом по Суттарду 140—170 мм. При отсутствии вибрации следует использовать смеси подвижностью 200—220 мм, что снижает физико-механические показатели изделий.

Испытания образцов на морозостойкость (ГОСТ 128524—77) показали, что они выдержали не более 10 циклов попеременного замораживания и оттаивания, что ниже требований ГОСТ 25484—89 для ячеистых бетонов объемной массой 800—900 кг/м³. Поэтому для улучшения эксплуатационных характеристик пеногипсобетонов в состав смеси вводили кремнийорганическую добавку в количестве 0.2— 0,3% от массы вяжущего. Испытания показали, что эта добавка практически не оказывает влияния на прочность и среднюю плотность гипсобетона, а морозостойкость пеногипсобетонов увеличилась до 25 и более циклов попеременного замораживания и оттаивания, что соответствует нормам.

Такое действие кремнийорганической добавки на свойства пеногипсобетонов обусловлено, по-видимому, гидрофобизацией пеногипсобетона. вследствие чего и снижается скорость капиллярного подсоса в него влаги, что благоприятно влияет на морозостойкость образцов.

Были определены основные физико-механические свойства пеногипсобетонов, в частности кубиковая и призменная прочность, модуль упругости, однородность. Испытания осуществляли по ГОСТ 10180-40. ГОСТ 24452-80 и ГОСТ 18105-86.

Призменная прочность составила 0,95—0,97 кубиковой. Такие относительно высокие показатели призменной прочности обусловлены, по-видимому, высокой деформативностью исследуемых пеногипсобетонов, проявлением деформаций ползучести и др. Значения модуля упругости, полученные экспериментально, близки к данным, представленным в СНиП 2.03.01—84 для пенобетонов такой же плотности на цементном вяжущем. Рекомендуемые составы обеспечивают получение достаточно однородного материала. Коэффициент вариации прочности бетона не превышает 11%.

Исследования показали, что продолжительность сушки изделий из гипсобетона должна составлять не менее 8 ч при температуре 70— 80°С. Снижение температуры сушки до 60°С при той же продолжительности приводит к увеличению остаточной влажности, что ухудшает физико-механические свойства бетона.