Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Класифікація, технологія, властивості та застосування шлаколужних бетонів

Шлаколужний бетон – це штучний камінь, що утворився після формування і наступного твердіння раціонально дібраной та ущільненої суміші крупного й дрібного заповнювачів, меленого шлаку й розчину лужного компонента.

Аналогічно портландцементним шлаколужні бетони класифікують за такими основними ознаками: структурою, зерновим складом, густиною та умовами твердіння.

За структурою розрізняють щільні, крупнопористі та ніздрюваті бетони. За зерновим складом заповнювачів їх поділяють на дрібно- та крупнозернисті, а за густиною – на важкі та легкі. Важкі бетони належать до конструкційних, легкі поділяють на конструкційні, конструкційно-теплоізоляційні та теплоізоляційні.

За умовами твердіння бетони поділяють на такі, що тверднуть у звичайних атмосферних умовах, при пропарюванні та автоклавуванні.

Технологія шлаколужних бетонів практично не відрізняється від технології портландцементних бетонів. На відміну від останніх при приготуванні суміш тонкомеленого шлаку та заповнювачів зачиняється замість води розчином лужного компоненту необхідної густини (концентрації). При цьому густину розчину лужного компоненту, попередньо встановлену в лабораторних умовах для сухих матеріалів, необхідно корегувати в бік збільшення з обліком вологості реальних заповнювачів таким чином, щоб у склад бетону була введена необхідна кількість лужного компоненту в перарахунку на суху речовину (табл. 2). Усі послідуючі етапи технології та обладнання такі ж самі, як при використанні портландцементу.

Швидкість твердіння шлаколужних бетонів може бути більшою, або меньшою в порівняні з портландцементними бетонами. Це визначається видом і густиною лужного компоненту, модулем основності шлаку, умовами твердіння тощо.

Найбільший вплив на темп зростання міцності бетону виявляє вид і густина лужного компоненту. При застосуванні розчинів низькомодульних (Мs < 2) силікатів натрію густиною 1,25 – 1,30 г/см³ (у перерахунку на сухі заповнювачі) бетони є швидкотвернучими. При застосуванні розчинів більш низької густини, а також розчинів силікатів натрію з Мs = 2,6 – 3,4 темп зростання міцності значно сповільнюється, особливо при звичайній температурі.

Таблиця 2. Залежність концентрації розчинів лужних компонентів від їх густини при 15°С

*Примітка: при температурі вище 20°С в більш густинних розчинах Na₂СО₃ випадає в осадок, щоб цього не було такі розчини необхідно нагріти до 30-50°С.

При зачиненні розчинами Na₂CO₃ або Na₂O ^. (2,6 - 3,4) SiO₂ та застосуванні кислих доменних або іншіх граншлаків бетони характеризуються повільною швидкістю твердіння при тепловологовій обробці, а при звичайній температурі можуть практично не твердіти.

Як крупний заповнювач застосовують щебінь і гравій, як дрібний заповнювач – пісок. Усі ці заповнювачі повинні відповідати діючим нормативним документам. У якості дрібного заповнювача, після відповідних випробувань, можна використовувати піски з модулем крупності – Мкр. = 0,6 – 1, відходи виробництва, а також заповнювачі з вмістом пилуватих і глинястих домішок до 25%. При цьому маса глинястих часток не повинна перевищувати 5%. Не можна застосовувати заповнювачі, що містять зерна гіпсу, ангідріту.

На міцність бетону впливають режими тепловологової обробки. На відміну від портландцементних бетонів, які за загальноприйнятих режимів пропарювання досягають 70 %-ної марочної міцності, шлаколужні бетони досягають більш 100 % марочної міцності. Тому для шлаколужних бетонів можна використовувати більш короткі та низькотемпературні режими пропарки.

Більш висока лужність рідкої фази шлаколужного бетону забеспечує кращу схоронність арматури в виробах та конструкціях. Підвищена лужність зумовлює більш низьку температуру замерзання води в порах і капілярах цементного каменю, що значно підвищує морозостійкість бетонів, яка в 2-3 рази перевищує морозостійкість аналогічних портландцементних бетонів.

При твердінні шлаколужного цементу основними новоутвореннями є низькоосновні гідросилікати кальцію, які в результаті повної дегідратації в процесі нагріву при температурах 550-800 ^оС перетворюються в асоційований воластоніт – β-СаО _· SiO₂, близький за структурою до вихідного гідросилікату кальція:

CaO ^. SiO₂^. n H₂O → β-СаО _· SiO₂ + Н₂О ↑ (2)

Крім того, на відміну від портландцементу, в складі продуктів твердіння шлаколужного цементу відсутний Са(ОН)₂, який при високих температурах перетворюється в вапно – CaO. Вапно при охолодженні гідратується парами води, що супроводжується ії диспергацією. Присутний у продуктах твердіння портландцементу 2CaO ^. SiO₂^. n H₂O при повній дегідратації в результаті нагріву також перетворюється в дисперсний 2CaO ^. SiO₂. Тому бетони на чистому портландцементі (без жаростійких тонкомелених добавок) після прогріву при 550 – 800°С повністю руйнується, а шлаколужні зберігають 30-40 % своєї початкової міцності, тобто є жаростійкими.

На основі шлаколужних цементів можна одержувати практично всі види бетонів: важкі

крупно- та дрібнозернисті, легкі бетони на основі пористих заповнювачів, газо- і пінобетони та ін.

Важкі бетони можуть мати класи за міцністю на стиск В10 – В100 (марки 125 – 1250), за морозостійкістю марки від F200 до F1000, за водопроникнистю – від W4 до W30, початковий модуль пружності (3,5 – 4,2)×10⁴ МПа, деформація усадки (34 – 38)×10^-5 мм/м.

Шлаколужні бетони можна використовувати не тільки для загальнобудівельних робіт і при виробництві збірних залізобетонних конструкцій, а й як спеціальні бетони – високоміцні, швидкотвердучі, гідротехнічні, жаростійкі тощо. Вони особливо ефективні в умовах зведення будівель при негативних температурах, в умовах жаркого клімату без застосування тепловологової обробки тощо.

Попередньо напружені конструкції на основі шлаколужних бетонів практично не досліджені. Крім того шлаколужні бетони характеризуються підвищенними усадкою та повзучестю, що буде знижувати попередне напруження бетону. Тому такі конструкції, поки що, не рекомендуються до впровадження в виробництво.