Основные требования к сырьевым материалам газобетонов и выбор кварцевого песка в условиях Хорезмского региона

Что влияет на качество песка

Автоклавный ячеистый бетон является уникальным высокотехнологичным строительным материалом, удачно сочетающим в себе свойства камня и дерева. Он нашел широкое применение во всех климатических зонах России как для малоэтажного, так и для высотного строительства. Промышленное производство автоклавного газобетона для жилищного строительства под названием Durox началось в 1924 г. в Швейцарии на фирме Skovde Gazobeton AB, который по лицензии был распространен в Дании, Франции, Голландии, Норвегии, Румынии и США. В 1947 г. Польша купила у Швеции технологию и частично оборудование фирмы «Сипорекс» и построила у себя несколько заводов автоклавного газобетона, организовала их производство и начала продажу таких заводов. Классическая технология производства автоклавного газобетона, получившая распространение в Европе в начале ХХ в., предусматривала вспучивание пластической смеси извести, цемента, песка и газообразователя без механических воздействий [2].

Виды добавок и требования к ним, обеспечивающие качество ячеистых бетонов, должны быть приведены в технологической документации на приготовление ячеистых бетонов конкретных видов. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов А_эфф в минеральных материалах, применяемых для приготовления ячеистого бетона, не должна превышать 370 Бк/кг в соответствии с ГОСТ 30108. Вода для приготовления ячеистого бетона должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732. Для приготовления ячеистого бетона можно применять воду, пригодную для приготовления обычного бетона. Минимальное содержание в мг/л: растворимых солей – 10000; ионов SO₄ – 2700; ионов Cl – 3500; взвешенных веществ – 300. Все компоненты выбираются в соответствии с требованиями ГОСТ 31359.

Важным мероприятием, которое позволит довести исходное сырьё до нужного качественного уровня, является просеивание. На начальном этапе подготовки песок просеивают через сито с крупной сеткой. Образующийся после каждого просеивания остаток служит основой для фракционного деления. Разграничивают у типа фракций песка, среди которых:

В последние десятилетия силикатная промышленность переживает новый подъем производства за счет модернизации старых и ввода в эксплуатацию новых заводов по производству ячеистых бетонов автоклавного твердения. По приведенным данным М.В. Кафтаевой [5], за 12 лет выпуск ячеистых бетонов автоклавного твердения увеличился в 6,5 раза, а доля среди стеновых материалов, выпускаемых в России, выросла с 6 до 30 %. Только в 2012 г. производство газобетона выросло более чем на 20 %, превысив объем 7 млн м 3 . Введены новые мощности, увеличившие потенциал выпуска до 13 млн м 3 в год [8]. Автоклавный ячеистый бетон известен давно [9]. Гидротермальный синтез, как и многие другие разработки, был изобретен выдающимся русским ученым К.Д. Хрущевым в середине XIX в. К.Д. Хрущев впервые осуществил гидротермальный синтез при высоких температурах водяного пара (до 350 °С) и очень высоких давлениях [9].

Материал, наиболее подходящий для изготовления бетонных смесей, как правило, представляет собой рыхлую смесь зёрен. Такой песок образуется посредством постепенного выветривания: каменные породы, в частности изверженные или осадочные, в результате воздействий внешней среды претерпевают изменения. Песок получают и искусственным способом, дробя породы и фильтруя образовавшуюся смесь.

Европейские стандарты предъявляют несколько иные требования к сырьевым компонентам, по которым в качестве кремнеземистого компонента должен применяться кварцевый песок без гравия, глины в комках, солей и органических составляющих. Частиц с размером фракции менее 1,5 мм в нем должно быть не менее 80 %, максимальной фракции 2,0 мм не должно быть более 20 %. Илистых и глинистых примесей (ИГП) в песке допускается не более 3 %, органических примесей не должно быть более 0,3 %. Требования к химическому составу песка приведены в табл. 1

Как осуществляется подготовка песка

Наполнители
Необходимое количество — 250-350 кг на 1м3 газобетона. В качестве наполнителя при производстве неавтоклавного газобетона применяется песок речной или карьерный. Основные требования к песку: o чем мельче, тем лучше; o минимальное содержание крупных включений в виде камней, веток, крупного песка с размером частиц более 2 мм; o минимальное содержание илистых и глинистых веществ. Если песок в вашем регионе используют местные производители железобетонных изделий, значит он подойдет и Вам для производства газобетона. Также в качестве наполнителя может применяться доломитовая мука, зола уноса ТЭЦ и любые другие мелкодисперсные наполнители.

Бабаев З.К., Ибрагимов Д.У. Основные требования к сырьевым материалам газобетонов и выбор кварцевого песка в условиях Хорезмского региона // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. 12(81). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11076 (дата обращения: 14.11.2024).

These are articles about the basic requirements for raw concrete and the choice of quartz sand in the conditions of the Khorezm region. On the basis of scientific and practical research, the possibilities of producing autoclaved cellular aerated concrete based on Khiva quartz sand have been revealed. This sand meets all the requirements for quartz raw materials in accordance with GOST 31359-2007 «Autoclaved cellular concrete». The revealed sand is recommended as the main raw material for the construction of aerated concrete plant in the Khorezm region.

Смазка для форм
Необходимое количество – 0,3-0,5 л на 1 м3 газобетона. В качестве смазок для форм могут использоваться: различные эмульсолы, которые применяются для смазки форм в производстве железобетонных изделий; o Отработка моторного масла. Предпочтительно применение смеси отработки моторного масла бензиновых двигателей и трансмиссионного масла из автоматических коробок передач. Нежелательно использовать отработку масла дизельных двигателей по причине большого содержания сажи.

Приведены основные требования к сырью для газобетонов. На основе проведенных научных и практических исследований выявлены возможности производства автоклавных ячеистых газобетонов на основе хивинского кварцевого песка. Данный песок удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к кварцевому сырью по ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения». Результаты исследований позволили рекомендовать песок как основное сырье для строящегося завода газобетонов в Хорезмской области.

Вода
Необходимое количество — 250-300 л на 1м3 газобетона. Вода для приготовления газобетонной смеси должна отвечать требованиям ГОСТ 23732-79. По качеству пригодна любая питьевая вода. В случае технической воды предпочтительней вода из поверхностных источников — несолёная, мягкой или средней жесткости. Так же необходимо обеспечить подогрев необходимого количества воды до температуры 40-60 ºС. Чем выше будет температура воды, тем быстрее будет протекать реакция цемента и выше прочность готовых блоков. Как правило, затраты на подогрев воды в несколько раз окупаются за счет экономии цемента и гораздо большей производительности линии.

Песок, пригодный для приготовления бетонов, должен соответствовать всем требованиям и стандартам ГОСТа, одним из которых является присутствие в составе максимум 10% зёрен, размер которых не превышает 0,15 мм. Также, согласно ГОСТу в общей массе песка не должно быть более 3% глинистых, илистых и пылевидных примесей.

Как правило, после пусконаладочных работ наш технолог делает анализ сырья, подбор составов смеси и осуществляет контроль над выпуском первой партии продукции. Все линии сопровождаются подробным технологическим регламентом производства газобетона со стандартными рецептурами. Следует помнить, что производство газобетона по технологии производства очень похоже на выпечку хлеба и, как в пекарнях от качества муки, воды, дрожжей и других компонентов зависит качество получаемого хлеба, так и при производстве газобетона от качества цемента, наполнителя, газообразователя и добавок зависит качество конечной продукции. Одно можем сказать уверенно — производство газобетона не сложнее чем выпечка хлеба, а во многом даже проще. Сырье, которое применяется при производстве газобетона общедоступно и с легкостью может быть приобретено в любом краевом или областном центре в многочисленных фирмах, которые занимаются поставками и реализацией продуктов промышленной химии

Нормы соответствия песка для газобетонных смесей

Использование песка при изготовлении огромного количества строительных материалов, таких как, например, плитка, цементный раствор, бетон и многих других, является оправданным по целому ряду причин. Однако для каждого типа материала необходим песок, имеющий определённые характеристики, ведь качество готового продукта находится в прямой зависимости от качества песка.

– золу-уноса теплоэлектростанций, кислая зола-унос ТЭЦ с электрофильтров для сжигания углей должна иметь стекловидных и оплавленных частиц не менее 50 %: потери при прокаливании должны быть не более 3 % для золы бурых углей и не более 5 % для золы каменных углей. Удельная поверхность зол бурого угля должна быть не менее 4000 см 2 /г и не более 5000 см 2 /г – для каменноугольных. Зола должна выдерживать испытания на равномерность изменения объема;

Особого внимания заслуживают именно глинистые примеси, которые значительно сказываются на таком важном свойстве песка как сцепление с другими материалами. Излишние включения в составе обволакивают частицы песка, поэтому его способности сцепления значительно ухудшаются. Чем меньше в песке органических веществ – тем выше прочность цементной смеси и меньше вероятность разрушения. Кроме того, присутствие в песке зёрен размером более 10 мм также негативно сказывается на качестве материала. Допускается наличие в составе до 5% крупиц до 10 мм, в противном случае продукт не является качественным.

Исследования в области подбора мелкого заполнителя для плотных силикатных бетонов проводили К.К. Куатбаев [6], изучавший барханные пески Казахстана, Б.Н. Виноградов [1], получивший данные о зависимости прочности силикатных бетонов от минералогического состава мелкого заполнителя. В условиях Узбекистана такие исследования не проводились.

Для получения поровой структуры ячеистого бетона применяют газо- и пенообразователи, обеспечивающие заданную среднюю плотность и требуемые физико-механические показатели ячеистого бетона. В качестве газообразователя рекомендуется применять алюминиевую пудру по ГОСТ 5494 или пасту на основе алюминиевой пудры. В качестве пенообразователей применяют синтетические и белковые пенообразователи. Для регулирования и улучшения свойств ячеистых бетонов применяют:

Добавки для газобетона
Необходимое количество — 1-3 кг на 1 м3 газобетона. Современная химическая промышленность выпускает большое количество добавок для бетона, которые повышают эффективность реакции цемента, делают её более быстрой и позволяют набрать большую прочность за меньший промежуток времени. Все добавки продаются в любом регионе и, зачастую, помимо строительной отрасли, активно применяются в пищевой промышленности. Рекомендации по применению добавок предоставит наш технолог в процессе подбора составов смеси и обучения персонала.