БЕТОН – МЕЛОМАН

На любом заводе железобетонных изделий (ЖБИ) значительную часть площади занимают пропарочные камеры, в которых отформованные изделия подвергаются гидротермальной обработке – пропарке. Благодаря такой обработке, в несколько раз ускоряется твердение бетона, что делает его более экономичным.

Пропарка осуществляется при температуре 80–90 ⁰С и продолжается 10–20 часов, чем обусловлена высокая энергоемкость процесса изготовления изделий, а потому любые попытки интенсификации твердения бетона, направленные на снижение энергоемкости, заслуживают внимания.

Твердение бетона обусловлено протеканием химической реакции между цементом и водой затворения – гидратацией вяжущего, с появлением новообразований. Интересно то, что этот процесс – экзотермический, т.е. он не требует затрат энергии, а, наоборот, протекает с выделением тепла.

Возникает закономерный вопрос, зачем же нагревать бетон? Оказывается, тут работает температурный коэффициент реакции гидратации. Проще говоря, реакция ускоряется с ростом температуры, а энергия при пропарке расходуется только на нагрев цементного теста, и связано это не с химическими реакциями, а только с теплоемкостью нагреваемого объекта. В точности как с обычной бытовой ванной: сначала затратили энергию на нагрев воды, а потом, остывая, вода вновь отдает все приобретенное тепло в окружающую среду.

В таком случае, главная проблема в том, как быстрее, с минимальными потерями, передать тепло обрабатываемому бетону, как ускорить теплообмен. Известно, что одним из способов ускорения подобных процессов является воздействие акустических волн.

Установлено звукохимическое ускорение гетерогенных процессов, например, диффузии раствора сульфата меди в гель желатины; показано, что акустическая обработка ускоряет старение алюминиевых сплавов в 75–80 раз; наконец, выяснено, что акустические воздействия ускоряют теплообмен между латунной трубкой и окружающим воздухом.

Проводились исследования, касающиеся твердения цементного теста при воздействии на него ультразвука; было показано, что прочность цементного камня возрастает, однако до практического применения дело не дошло. На это были две причины: во-первых, ультразвук – дорогое удовольствие, пригодное для академических экспериментов, но не достаточно экономичное для промышленного применения; во-вторых, ультразвук очень быстро затухает в вязкой бетонной среде, проникая в изделие лишь на глубину 1–2 см. Можно сказать, что для бетон, как и для человек, ультразвук не слышит.

Более целесообразным представляется использование звука низких и средних частот. Причем, сомнительна эффективность применения акустических волн какой-то одной фиксированной частоты, поскольку бетон – материал полидисперсный, и отдельные зерна разных размеров имеют разную частоту собственных колебаний.

Нашей индустрией выпускался промышленный генератор поличастотных акустических волн, под названием “источник белого шума”. Близок к “белому шуму” и звук механического звонка.

Проверка влияния “белого шума” на твердение бетона осуществлялась путем его термоакустической обработки. Были изготовлены две партии по 24 бетонных образца одного состава (весовое соотношение цемента, песка и щебня составляло 1:2:4). Обе партии пропаривали в лабораторной пропарочной камере, внутри которой смонтирован звонок громкого боя. При одинаковом температурном режиме, одну партию образцов пропаривали с акустическим воздействием, а другую – без. После обработки образцы остывали непосредственно в камере, затем их извлекали из форм и испытывали на плотность и прочность, а результаты испытаний подвергали статистической обработке.

Установлено, сто средняя плотность образцов обеих партий одинакова и составляет 2370 кг/м³. При обычной пропарке среднее статистическое значение прочности 21,67 МПа, минимальная теоретически вероятная величина 18,46 МПа, максимальная теоретически вероятная величина 24,88 МПа. При термоакустической обработке эти три показателя были существенно выше, они, соответственно, характеризовались следующими цифрами: 23,88; 19,83 и 27,93 МПа.

На основании изложенного, термоакустическую обработку бетона следует считать достаточно перспективной. Прирост прочности более 10% – вроде бы, небольшой, но, с одной стороны, он может перевести бетон из одной марки по прочности в более высокую, а с другой стороны, следует учитывать существование более мощных, чем использованный, источников “белого шума”. Следует учитывать небольшую энергоемкость источников звука, возможность их работы по сокращенному режиму (периодичность), экранизацию источника шума крышками пропарочных камер, то, что термообработка в основном производится в ночное время, когда цеха пустеют, наконец, незначительность расходов на реконструкцию камер.

Несмотря на приведенные доводы в пользу термоакустической обработки, остаются сомнения, не станут ли экологи возражать против шумового загрязнения среды? Тут возникает соблазн заменить “белый шум” музыкой. Но не ухудшит ли это технологические воздействия акустики?

Для такой замены есть убедительные основания: а) “белый шум” содержит в себе колебания разных частот и должен влиять на зерна разных размеров (цемент, песок, щебень), но давление на них будет одновременным, а более эффективным представляется последовательное воздействие, обеспечиваемое полифонической музыкой; б) музыка содержит достаточно резкие переходы от одной частоты к другой, а также частые смены ритма и громкости, паузы и одновременное звучание нескольких нот (аккорды); все это, в отличие от монотонного “белого шума” порождает градиенты механических воздействий, безусловно, полезные для теплообмена; в) музыка не вызовет такой же негативной реакции экологов, как “белый шум”, она даже может рассматриваться как элемент эстетического воспитания персонала; г) реализовать музыкальную обработку достаточно просто -–в крышке пропарочной камеры делается отверстие, перекрываемое фольгой, а к нему приставляется динамик (громкоговоритель, подключенный к магнитофону). Остается выяснить, какая музыка какому бетону больше нравится.

Обращает на себя внимание тот факт, что достижение повышенной прочности бетона дает широкое право выбора, в зависимости от существующих проблем конкретного цеха: или снизить расход цемента, или сократить расход энергии на пропарку, или применить другие, менее дефицитные компоненты.

Алексей Чернов, г. Челябинск

При производстве пенобетона многие производители сталкиваются с чередой проблем, которые кажутся неразрешимыми. Приведем самые распространенные:

1. медленный набор прочности
2. проседание пенобетонной массы
3. несоответствие продукции ГОСТу (низкая прочность)

При запуске производства возникновение подобных проблем ведет к значительным убыткам, т.к. при любом браке возникают большие расходы, равные себестоимости бракованного пенобетона, плюс временным затратам и потенциальной упущенной прибыли.

Иногда данные проблемы возникают из-за несоблюдения регламента производства пенобетона, но в большинстве случаев причиной служит использование неправильного пенообразователя и\или пеногенератора.

Для понимания ситуации сначала определимся с видами пенообразователей. Для практического применения (из того, что присутствует на рынке) их можно разделить на два вида – синтетические и белковые. Более полную информацию о видах пенообразователей можно получить в сборнике статей на эту тему в предыдущих номерах журнала "Популярное бетоноведение". Рассмотрим основные свойства этих пенообразователей:

• Синтетические

1. увеличение срока схватывания и твердения пенобетонной массы
2. сильно влияют на прочность пенобетона в худшую сторону
3. пониженная стойкость пенобетонной массы
4. устойчивость к различным ускорителям
5. невозможно получать пенобетоны низкой плотности

• Белковые

1. практически не влияет на увеличение срока схватывания и твердения пенобетонной массы
2. слабо влияют на прочность пенобетона в худшую сторону
3. очень высокая стойкость пенобетонной массы
4. слабая устойчивость к различным ускорителям, но их добавление обычно и не требуется
5. возможно получать пенобетоны плотностью от 300

Получается, что по большинству важных характеристик белковые пенообразователи превосходят синтетические. Сразу возникает вопрос – почему в России очень распространены синтетические пенообразователи и практически нет белковых? Причины две. Первая – в России часть производителей применяет баротехнологию производства пенобетона. При ее применении возможно использовать только синтетический пенообразователь, т.к. белковый при использовании данной технологии не вспенивается. Вторая – в России нет нормальных производств белкового пенообразователя и напротив есть крупные и стабильные производства синтетического пенообразователя.

Так как все белковые пены российского производства по качеству не подходят для производства нормального пенобетона, то это обусловило распространение синтетического пенообразователя.

Итак, для решения задачи получения пенобетонных блоков удовлетворяющих ГОСТу или пенобетона низкой плотности нужно использовать качественный белковый пенообразователь. К сожалению, на сегодняшний день и в ближайшем обозримом будущем, качественными можно назвать только импортные белковые пенообразователи.

Многих Российских производителей от использования импортных белковых пенообразователей удерживает только высокая цена. К примеру завод Строй-Бетон ( www.ibeton.ru ) продает итальянский пенообразователь по цене 98руб.\литр, российский белковый пенообразователь по цене 40руб.\литр, российский синтетический пенообразователь по цене 56,4руб. литр. Разница в цене между хорошим синтетическим и хорошим импортным белковым пенообразователями 42,4руб. Но эта разница в цене многократно окупается! При использовании белкового пенообразователя не требуется использования ускорителей и других добавок, увеличивающих прочность пенобетона. Также производимый пенобетон отличается однородной структурой и гидрофобностью. Благодаря стойкости данного пенообразователя его возможно использовать для заливки крыш и полов на строительных объектах при температуре до 0 градусов! По словам технолога фирмы Бетонлайт (Санкт-Петербург) их фирма смогла выйти на нормальные (около 200куб.м. пенобетона в день) объемы заливки полов на объектах пенобетоном плотностью 300, только начав использовать итальянский белковый пенообразователь вместо российского. По утверждению технолога фирмы Малмех (Ленинградская область) их фирма смогла получать пенобетонные блоки плотностью 600 удовлетворяющие ГОСТ 25485-89 по прочности на сжатие только перейдя с российского белкового пенообразователя на импортный.

При использовании российского белкового пенообразователя большинством производителей отмечались как его главные недостатки:

1. различные характеристики пенообразователя в каждой новой партии. Приходится заново настраивать оборудование
2. большой (до 20%) осадок, который нельзя использовать. Т.е. реальная цена пенообразователя выше на 20%.
3. большое количество грязи в растворе, из-за чего часто забиваются пеногенераторы.

Синтетический и итальянский белковый пенообразователи этих недостатков лишены, поэтому их можно смело рекомендовать к использованию. Синтетические – для бароустановок, итальянский белковый для установок с пеногенераторами.

Выдержка из дискуссии сайта техподдержки бетонщиков - www.allbeton.ru.

Адрес данной дискуссии - http://www.allbeton.ru/viewtopic.php?t=7171

Сначала огромное спасибо за рассылки и журнал - они очень помогают понять то, что мы делаем Smile и улучшить технологию. Жаль что они прекратились.

Если не сложно, помогите пожалуйста разобраться.

Вы писали в статье http://www.ibeton.ru/a23.php , что пенообразователь ГК (Пенообразователь ПО-6) имеет очень неприятный побочный эффект - у получаемого пенобетона очень высокое водопоглощение. (Цитата "вплоть до саморазрушения от пресыщения влагой").

В то же время, в этой же статье вы описали способ изготовления фирменных белковых пенообразователей. Как я понял он отличен от ГК.

Вопрос в следующем - получаемый на этих пенообразователях пенобетон тоже будет иметь высокое влагопоглощение?

Например продавцы пенообразователя Addiment SB 31 (Германия) утверждают, что пенобетон сделанный на его основе плавает месяцами. Быть может это из-за разницы в способах его производства или это просто реклама?

Помогите пожалуйста определиться, а то хочется уйти от синтетики, а на белок страшно переходить - потом дома рушиться начнут, неудобно будет :)

С уважением

Сергей

Спасибо за добрые слова.

Рассылки не прекратились – по объему уже готово 7 – 8 рассылок, но я умышленно придерживаю их – все должно быть увязано в рамках единой темы “Вибрационные воздействия в технологии ячеистых бетонов”. Как оказалось невозможно выстроить стройное повествование про вибровспучивание – пришлось “лезть” очень сильно вглубь вплоть до исследований Штаермана 50-х годов. Это, в свою очередь, “зацепило” механохимию. А та – виброактиваторы. Короче целая книга какая то получается :)

-------------------------

По белковым пенообразователям.

Напомню суть, приведя выдержку из рассылки:

“…

Вопрос: В литературе встречается противоречивые толкования по поводу гидрофобности пенобетонов полученных на основе белковых пенообразователей. В одних случаях утверждается, что такие пенобетоны имеют очень малое водопоглощение. В других как раз наоборот.

В процессе получения пены из водного раствора любого белкового пенообразователя, в том числе и пенообразователя ГК, получаются воздушные ячейки, адсорбционный слой которых содержит производные белка и железа. В щелочной среде, которая обязательно сопровождает любые композиции на основе извести или цемента, ионы железа из двухвалентных переходят в трехвалентные. Образовавшемуся в результате этой реакции гелю гидрата окиси железа присущи характерные для всех гелей особенности, - и в первую очередь гидрофильность. Из окружающей среды он очень активно адсорбирует влагу, которую впоследствии трудно удалить даже при прокаливании. Соответственно и пенобетон, приготовленный на белковом пенообразователе будет иметь большое водопоглощение, доходящее до 70% от массы изделия.

Если изготовление пенобетона предполагает обязательную последующую тепловлажностную обработку в пропарочной камере или автоклаве картина кардинальным образом меняется. При нагреве до 80 - 85 оС гель гидрата окиси железа (гидрофильный коллоид) необратимо переходит в золь гидрата окиси железа (гидрофобный коллоид). Под воздействием нагревания все золи способны очень сильно снижать свою вязкость. Благодаря этому золь гидрата окиси железа проникает в мельчайшие поры и капилляры цементного теста и, после охлаждения пенобетона, снова превращается в малоподвижную вязкую массу в виде тончайших, теперь уже гидрофобных, перегородок и мембран, пронизывающих всю толщу изделия на капиллярном уровне. Такой пенобетон обладает очень малым водопоглощением, хорошей морозостойкостью и отличными теплофизическими характеристиками.

Незнание вышеприведенной особенности поведения белковых пенообразователей многих начинающих пенобетонщиков работающих по схеме, не предусматривающей тепловлажностную обработку изделий в автоклавах или пропарочных камерах приводит к плачевному результату. На стадии изготовления всё прекрасно. На дешёвом, простом в изготовлении и технологичном пенообразователя, получается, вроде, отличный пенобетон - минимальная осадка при быстром наборе прочности. А на стадии эксплуатации, из-за высокого водопоглощения, теряются все теплофизические преимущества перед традиционными строительными материалами, вплоть до саморазрушения от пресыщения влагой.

…”

Иными словами традиционной рецептуры (подчеркиваю это!!! – как в рассылке) белковый пенообразователь типа ГК (изобретенный Розенфельдом) застабилизирован комплексными соединениями образующимися в результате реакции между белком и сернокислым железом. Так как по природе своей такие белковые пенообразователи гидрофильны (притягивают воду) то и пенобетон получается гидрофильным – поровое пространство цементного камня способно к влагонасыщению.

(К слову большинство всех иных пенообразователей изначально гидрофобны (отталкивают воду). Поэтому и пенобетон полученный с их помощью влагой не насыщается – он от рождения гидрофобен)

Но при температуре 80 – 85 градусов и пенобетон изготовленный на изначально гидрофильном белковом пенообразователе обретает водоотталкивающие свойства – гель перходив золь, см. выше.

Данная проблема абсолютно не стоит перед промышленным и даже полупромышленным способами производства пенобетона. – В данных реализациях, как правило, применяется тепловлажностная обработка изделий из пенобетона. При этом он прогревается до температур перехода геля в золь (80 – 85 градусов).

Но эта проблема может встать, если белковый пенообразователь изготавливать самостоятельно и не подвергать пропарки пенобетон.

В настоящий момент все белковые пенообразователи, как правило, стабилизируют более “продвинутыми” стабилизаторами которые не требуют ТВО для придания водоотталкивающих характеристик пенобетону. Именно эта фишка и есть собственно предметом Ноу-Хау отдельных производителей.

------------------------------------

И еще. Тест на “плавает/не плавает” - это совершенно неверно, т.к он абсолютно ничего не показывает.

Предположим изготовили кубический метр пенобетона плотностью 500 кг/м3 и бросили его в воду. Если более менее соблюдать технологический регламент, - чтобы воздушные поры были хоть сколь нибудь изолированы между собой, такой куб потонет только напитав в себя еще 500 кг воды – т.е 100% от массы!!!

Если пенобетон, изготовленный из ЛЮБОГО пенообразователя, тонет в воде – это однозначный стопроцентный брак. Или плотность пенобетона больше 1000 кг/м3. :)

Для контроля влагопоглощения пенобетона существуют совершенно другие методы.

Но если пенобетон не защищен слоем штукатурки или кирпичной кладки даже сравнительно небольшое влагопоглощение (свыше 25%) свойственное пенобетону изготовленному на гидрофильном пенообразователе (традиционной, подчеркиваю, как в рассылке рецептуры) способствует активному проявлению усадочных явлений, карбонизационной коррозии и снижению морозостойкости – именно от этого он и разрушается, а не от воды. Хотя именно вода и провоцирует начало этих разрушительных процессов.

С уважением Сергей Ружинский

Спасибо за ответ.

Если не сложно еще 2 вопроса по вашему разъяснению (не хватает образования :)

- "Тест на “плавает/не плавает” - это совершенно неверно" - а какой тест верен?

- "Если пенобетон, изготовленный из ЛЮБОГО пенообразователя, тонет в воде – это однозначный стопроцентный брак" - а почему это брак? По прочности он нормальный. Из-за неправильной структуры?

Заранее спасибо.

Сергей

Определение сорбционной влажности достаточно просто. Выпиливаете образец таким образом, чтобы его легко было обмерить. Обмеряете – вычисляете объем. Взвешиваете.

Затем сушите при температуре 105 – 110 градусов в духовке. Опять взвешиваете. По разности весов определяете сколько воды испарилось – это и будет влажность в персчете на проценты от массы образца.

Подробности в ГОСТ 12852.6-77 БЕТОН ЯЧЕИСТЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОРБЦИОННОЙ ВЛАЖНОСТИ

http://download.beton.ru/beton/12852.6-77.pdf

“…а почему это брак? По прочности он нормальный. Из-за неправильной структуры?...”

Да из-за неправильной структуры. У качественных ячеистых бетонов структура пор должна быть закрытой. Если она открытая – поры имеют возможность сообщаться между собой – это значит на стадии изготовления пенобетона способ его поризации был выбран неправильно. Или технологический регламент не был соблюден в должной мере.

При производстве низкоплотных ячеистых бетонов стремятся “запихать” побольше пены в раствор. От этого структура порового пространства сильно портится. В первую очередь от этого страдает прочность, но при плотности ниже 500 кг/м3 пенобетон переходит в разряд теплоизоляционных, для этого сегмента прочность не нормируется вообще – этим и пользуются.

Крайне ошибочно также мнение, что чем больше пор, тем теплофизика лучше. Ничего подобного – имеет значение не только общее количество вовлеченного в бетон воздуха, но и характер организации порового пространства при этом – количество пор, их размер, взаимное расположени и т.д.

Может есть более реальный методы определения СОРБЦИОННОЙ ВЛАЖНОСТИ?

То, что предлагается в ГОСТе - на столько не реально.

Тем более, что в этом ГОСТе сразу оговаривается сл.

"Настоящий стандарт распространяется на ячеистый бетон и

устанавливает метод определения его сорбционной влажности при

различной влажности окружающего воздуха."

Повторяю:

"при различной влажности окружающего воздуха"

Для этого необходимо иметь оборудование с минимум 6-7 значащих цифр. Иначе - просто не реально.

Даже Ваша методика- увы, не позволяет определить этот показатеь.

Неоходимо иметь, практически, то же оборудование.

Если бы мы все находильсь в Питере, где влажность воздуха иногда достигает 99%, то возможно, что и Ваша методика имела бы

смысл.

Но реали другие.

Я провёл эксперименты по вашей методике.

Результаты:

Весы цифровые до 20кг с точностью до 1гр. Т.е 5 значащих цифр. Исследуемый объём 18.75 л.

1. ПБ 600 2-3 месаца изготовления, на одном типе ПО. Обратите внимание - сл измерения на другом типе ПО.

Высушил как полагается. Сушил, "аш я... вспотели".

Имеем - 0. и .... десятых СОРБЦИОННОЙ ВЛАЖНОСТИ в процентах.

Однако, этот ПБ плавает в воде чуть больше 1 минуты.

2. ПБ 600 2-3 месяца изготовления, на другом типе ПО. (на другом) -подчёркиваю.

Результаты после сушки - теже. Даже разницы абсолютно не заметил.

(это и понятно, ну сухой климат)

Этот материал при погружении в воду под грузом в течении 2х суток дал прирощение в массе всего мение 10% от объёма. Причём за 2е сутки прирост массы практически прекратился. Т.е. теже 0 целых и ... десятых.

По этому, думаю, что методика "Плавает /не плавает"

может иметь определённые основания для тестирования.

Но, на самом деле важно и ещё скорость наростания СОРБЦИОННОЙ ВЛАЖНОСТИ.

Соотношение сухой массы к насыщенной водой - это одно.

Прямая паралельная оси абсцис. Она может быть и выше и ниже.

А скорость наростания к насыщению - это уже первая производная.

Что, считаю, не маловажным показателем.

Некоторые материалы из ПБ, медленно, но уверенно набирают влагу.

А другие - быстренько всосали и на этом остановились.

Потом, существует другой график. Как они потом избаляются от этой влаги.

А там характеристика, возможно, будет другая.

Вот разница угла в характеристиках всасывания и отдачи влаги -

и может быть весьма интересным показателем.

Что этим хочу сказать?

Да, не занимались серьёзо ПБ, хоть уже и более пол- ста лет прошло.

А сейчас, ввиду изобилия ПО исследования затруднены. Да, и кто будет оплачивать? Государству сейчас нужен оборот, с этого налоги.

Надежда только на реальных проиводителей и ПБ и ПО.

Не понятны Ваши проблемы Виктор.

Метод определения влажности – самый простой из всего лабораторного мониторинга строительных материалов. Проще не бывает. Из “лабораторного” оборудования – весы и печка. Ну еще калькулятор.

Сушить нужно “…до постоянного веса….” в эксикаторе. По простому – что-то должно “забирать” испаряющуюся из испытуемого образца влагу, которая в форме водяных паров находится в печке – чтобы она “назад не вернулась” в момент остывания. Проще всего вместе с образцом поместить в печку открытый сосуд с предварительно прокаленным хлористым кальцием. Или другое вещество активно поглощающее водяные пары из воздуха – осушители называются.

-----------------------------

Если пенобетон сначала плавает, а по прошествии определенного периода времени утонул – это однозначно свидетельствует, что есть проблемы в организации порового пространства пенобетона. Его сорбционная влажность здесь абсолютно ни причем.

Если все “правильно” то каждый воздушный пузырек окружен цементным камнем. Если вода попадет в этот пузырек (в воду бросили) то дальше её путь один – по мельчайшим (микронной размерностям) микропорам и капилярам которые всегда присутствуют в цементном камне. По этим микроканалам вода, казалось бы, должна проникнуть в соседний воздушный пузырек, оттуда дальше – и так пока в значительной части полостей воздух не будет замещен водой. Тогда, в соответствии с законом Архимеда, пенобетон должен утонуть.

Но и этого не произойдет, если “все правильно” - т.е. структура воздушных пор в пенобетоне не нарушена – если они не сообщаются между собой. Все дело в том, что капиллярные силы “выключаются” в том месте, где капиллярный канал имеет локальное местное “уширение”, или где капиллярный канал “выходит” в большую полость – воздушный пузырек.

Капиллярные силы обуславливающие движение влаги по микроканалам в цементном камне не на столько велики, чтобы “накачать” воду в воздушный пузырек. Фитиль, благодаря капиллярным силам, способен поднимать жидкость на значительную высоту. Но если кончик этого фитиля наверху завести в сосуд - жидкость в сосуде скапливаться не будет. Еще более простой пример – отпилите ветку у дерева – вода ведь не капает.

(А как же березовый сок, спросите Вы? – Но это уже другой разговор, - это Вам к Рязанцу с его теорией направленного влагомассопереноса в древесине на которой он выстраивает и свою собственную теорию вытеснительной вентиляции посредством полистиролбетона.)

Вот на этом “микроуровне” и проявляется природа пенообразователя. Если это гидрофобное (водоотталкивающее) вещество – то вода не сможет проникнуть даже в микропоры и капиляры цементного камня. Соответственно сорбционная влажность такого пенобетона будет меньше, чем у образца изготовленного на гидрофильном (притягивающем воду) пенообразователе.

На сколько больше/меньше ? – А совсем мизер, - сколько там той воды может скопиться в микропоре шириной в несколько микрон? И вот эту разницу действительно невозможно “отловить” обычными весами – нужны специальные лабораторные аналитические весы.

---------------------

Если же “неправильно” - т.е. воздушные пузырьки в ячеистом бетоне имеют возможность сообщаться между собой не на микроуровне, а большими дырками - процессы сходны с теми, как если бы Вы дуршлаг опустили на воду – он потонет. Если дырочки маленькие – тонуть будет медленно, если большие – быстро. Так вот некачественный ячеистый бетон (и без разницы какой – хоть газобетон, хоть пенобетон) – это дуршлаг и есть – все воздушные поры в нем соединены.

А раз так, то тест “тонет/не тонет” можно использовать как экспресс метод определения качества ячеистого бетона вообще, потому что все остальные характеристики ячеистого бетона (прочность, плотность, теплофизика) – производные от главного - совершенства поровой структуры ячеистого бетона.. Если утонул – значит поровое пространство далеко от совершенства. Соответственно и прочность его будет плохая – никаких экспериментов не нужно, и теплофизика тоже будет неважная.

Тест “утонул/не утонул” можно также использовать для сравнительно-оценочного подбора пенообразователей. Если при прочих равных условиях пенобетон одинаковой плотности на одном пенообразователе тонет (быстрее тонет), а на другом нет – значит у “поплавка” лучше организовано поровое пространство, а соответственно задействованный пенообразователь, с точки зрения организации порового пространства, - лучше.

Если именно с таких позиций рассматривать тест “тонет/не тонет” - то он тогда действительно имеет смысл. А если выстраивать (как это иногда делается в Интернете) аналогии, - “газосиликат тонет, поэтому он хуже пенобетона” или наоборот – то это неправильно.

-------------------

Производителю же требуется контролировать (если точнее – он ОБЯЗАН это делать) не равновесную устоявшуюся влажность ячеистого бетона в составе конструкции (оно там само установится, без вас), а именно ОТПУСКНУЮ ВЛАЖНОСТЬ. Ведь именно повышенная отпускная влажность обуславливает степень проявления усадочных явлений в ячеистых бетонах.

А вот отпускная (производственная) влажность формируется совершенно по иному!!!

Мы сами “закладываем” воду в воздушные полости и микрокапиляры цементного камня в процессе изготовления пенобетона. Часть этой воды истратится на химическую реакцию в процессе взаимодействования с цементом. Но часть останется. Вот её то количество и нужно оценить, чтобы было меньше 25% по массе. Тогда блоки не будут “трещать” на стройке, а производитель пенобетона будет спать спокойно.

---------------------

Что же касается всех “остальных влажностных аспектов” которые только можно придумать на отрезке от момента изготовления до нескольких десятков лет!!!! эксплуатации, то такие эксперименты были проведены с исчерпывающей полнотой. Причем как в статических так и в динамических условиях, во всех мыслимых и немыслимых условиях эксплуатации и под воздействием всех (у Вас даже фантазии не хватит придумать больше) внешних факторов – начиная от воздействия на влажность ячеистых бетонов присутствия эдектролитов, гидрофобизирующих, гидрофолизирующих, полимерных и проч. модификаторов. И заканчивая особенностями эксплуатационных режимов в различных погодно-климатических условиях – от Крайнего Севера, до Сахары.

И опубликованы на уровне учебников по строительному материаловедению.

С уважением Сергей Ружинский.

#7: Re: Разница в пенообразователях - Сергею Ружинскому Автор: Игорь Анатольевич, СообщениеДобавлено: Вс Апр 17, 2005 2:41 pm

Уважаемые коллеги. Не увязывайте водопоглощение пенобетона, его сорбционную способность и тест на “плавает или не плавает”. Это все-таки разные вещи.

Есть макроструктура пенобетона. И будет пенобетон плавать в воде или нет – зависит именно от нее. Если Вы занимаетесь пенобетоном давно и немного наблюдательны, то могли бы заметить, что с одними пенообразователями пенобетон имеет структуру, как икра в банке: ячейки ровно уложены друг возле друга. С другим пенообразователем – стенки ячеек как бы перфорированы мелкими отверстиями. С третьим – вообще образуется “пещеристая” структура пенобетона, когда о каких-то ячейках и говорить уже сложно.

Так вот, в том случае, когда пеноблок представляет собой совокупность сообщающихся ячеек, он будет очень быстро набирать в себя воду и, естественно, тонуть. И только в первом случае, когда ячейки полностью изолированы друг от друга, пеноблок будет плавать.

От чего зависит структура пенобетона? Конечно, от химического состава пенообразователя. Разрабатывая свои пенообразователи, мы не раз замечали, как та или иная добавка, вводимая в состав пенообразователя для того, чтобы изменить пластичность пенобетонной смеси, снизить осадку или повысить прочность пенобетонного изделия, порой резко влияла и на пористую структуру блока.

Поэтому, если в силу своего химического состава, пожарный пенообразователь ПО-6 склонен давать открытую пористую структуру блока, так это свойство именно этого пенообразователя. А при разработке Addiment SB 31 это обстоятельство было учтено, что и позволяет производителям Addiment утверждать, что пеноблок, полученный с ним, плавает не менее месяца.

Что же касается того (Re: Msergey), что в разных источниках приводится разное мнение относительно свойств пенобетона, полученного на белковых пенообразователях, мое мнение таково: скорее всего это разночтение возникло из-за того, что пенообразователи у авторов этих сообщений были разными. Объединяло их только то, что в названии этих пенообразователей было общее слово - “белковый”.

Но макроструктура пенобетона определяется не только пенообразователем. Любая добавка, будь то пластификатор, ускоритель схватывания (твердения) и проч., обладающая поверхностно-активными свойствами или же способная изменить поверхностно-активные свойства компонентов пенообразователя, может превратить замкнутую пористую структуру блока в открытопористую или наоборот. Именно поэтому даже с одним и тем же пенообразователем у одного производителя получается блок, который плавает, а у другого – который тонет.

С другой стороны, у бетона (точнее – у цементного камня) есть и микроструктура, которая, в частности, представлена капиллярной структурой. И это уже свойство самого материала, а не изделия из него.

Именно капиллярная структура обуславливает т.н. водопоглощение и отвечает за такие показатели, как морозостойкость бетона. И когда Вы, Viktior, упоминали о приросте веса блока в 10% после того, как Вы двое суток вымачивали его в воде – Вы имели дело именно с этим механизмом намокания бетона.

На значение водопоглощения тоже влияет множество факторов. Влияют те же ускорители схватывания и те же поверхностно-активные вещества, содержащиеся в пенообразователях. Водопоглощение можно увеличить, некорректно применив ту или иную добавку или просто работая при неоптимальных значениях водоцементного отношения. Его можно уменьшить, применив гидрофобизаторы.

Как Вы уже наверное поняли, водопоглощения никоим образом не связано с тем, будет пенобетонный блок плавать или же нет. Однако сочетание конкретной микро- и макроструктуры пенобетонного изделия как раз и будет определять кинетику его намокания – высыхания, т.е. то, о чем говорил Viktor, упоминая соответствующие графики Smile.

Re: Сергею Ружинскому.

Во-первых, Ваше объяснение причин высокого водопоглощения пенобетона (до 70% от собственного веса), полученного с применением белкового пенообразователя, не состоятельно.

Только очень прошу, не надо после этих слов пыхтеть, тыкать пальцем в книгу, давить на авторитетов и грозить мне.

Просто возьмите книги, имеющиеся в Вашем распоряжении (я посмотрел Ваш список, их Вам будет вполне достаточно), произведите и выложите на этом форуме следующие расчеты:

п.1. по рецептуре белкового пенообразователя, приведенной Вами в одной из статей Вашей рассылки, и исходя из обычных норм расхода пенообразователя на 1м3 пенобетона плотностью, скажем, 700 кг/м3, рассчитываете количество сернокислого железа, которое попадает в цементное тесто с этим белковым пенообразователем;

п.2. берете любую книгу (хоть школьный учебник), где достаточно подробно описываются свойства соединений железа, и исходя из данных, полученных в п.1., рассчитываете, сколько же воды сможет связать гель 3-х валентного гидрата окиси железа.

п.3. соотносите это количество воды с 700 кг (т.е. с весом 1 м3 пенобетона заданной плотностью), выражая полученное значение в процентах.

п.4. (необязательный) – объясняете, почему полученная Вами цифра на несколько порядков меньше тех самых 70%, о которых Вы упомянули.

Во-вторых, Сергей, Вы просто потрясли меня сообщением, что все пенообразователи изначально гидрофобны! Может, дадите ссылочку, откуда это процитировано. Или это как раз тот случай, когда Вы рискнули высказать собственное мнение Smile ?

С уважением

Игорь Анатольевич

А зависит ли влагопоглощение пенобетона от применяемого пеногенератора? Например есть немецкие и российские пеногенераторы - в чем разница?

С уважением

Сергей

Вполне может зависеть. Только не от национальности пеногенератора Smile, а от качества его работы (т.е. от качества получаемой пены).

Хотя, может и национальность причем. Ведь, наверное, не зря технологи, кто имел опыт работы с немецким оборудованием, говорят, что на немецком пеногенераторе и кратность пены удавалось получать выше, и ее структура (в части дисперсности и однородности) была лучше...

Сергей!!!

То, что Вы говорите - правильно, т.е и Вы отчасти со мной согласны и я с Вами.

Единственное, выже не можете отрицать, что ваша методика (простая) определяется влажностью окружающей среды, не правда ли?

Т.е. необходимо знать влажность окрцжающей среды. И чем больше эта влажность, тем точнее результаты.

Или же, измерения должны производится при различной влажности окружающей среды и тем самым можно определить разницу и соответственно - реальную Сорбционную влажность. Дельтачка. производная, угол.

В сухом климате - в ПБ влаги практически нет. Как уже писал -0 целых ....

В сухом климате, на мой взгляд, надо ПБ насытить водой, пока не прекратится прирост массы, а потом производить измрения, по вашей методике.

А от информации по исследованиям в этом отношении я бы не отказался.

“…объясняете, почему полученная Вами цифра на несколько порядков меньше тех самых 70%, о которых Вы упомянули….”

Расчет проводить не буду, т.к. в том нет смысла – повышенное или пониженное влагопоглощение пенобетона на белковом пенообразователе застабилизированного сернокислым железом объясняется не механизмом связывания/развязывания (уж извините Игорь Анатольевич, но я пишу в расчете, что ЭТО будут читать и неспециалисты)воды гидратами окиси железа (на чем Вы меня пытаетесь “подловить”), а самим фактом природы цементного камня формирующимся в присутствии именно этого ПАВ – его гидрофобностью или гидрофильностью. Т.е. способностью притягивать или отталкивать воду.

По моему я ранее достаточно четко обозначил, что поровое пространство бетона в результате применения белкового пенообразователя застабилизированного сернокислым железом сохраняет гидрофильные качества присущие цементному камню вообще(воду притягивает).

В случае если такой изначально гидрофильный пенобетон (изготовленный на белковом пенообразователе) подвергнуть нагреванию при ТВО, то природа цементного камня меняется, т.к. во время нагревания малоподвижный гель Fe(OH)3 переходит в золь, который очень подвижен и который теперь уже способен проникнуть во все микропоры и капилляры цементного камня. Мало того после такого нагревания процесс перехода гель-золь и наоборот теряет обратимость.

Весь этот механизм работы белковых ПАВ в цементных системах был описан еще в 1955 г. к.х.м. Л.М.Розенфельдом (надеюсь для Вас то Игорь Анатольевич не нужно уточнять кто ЭТО?), который собственно белковые ПАВ и предложил впервые использовать в качестве пенообразователей при получении пенобетона. А я всего лишь пересказал его труды, ссылки на которые в рассылке присутствуют.

Если с точки зрения химика-коллоидника пересказ получился корявым – покорнейше прошу простить. Возможно мои трактовки отдельных положений науки покажутся достаточно спорными с точки зрения узких специалистов. Но тогда прошу учитывать и популяризаторскую, а не научную специализацию рассылок.

Я уже неоднократно на Форуме предлагал узким специалистам внести СВОЮ лепту в дело популяризации бетоноведческих приложений. Но их инициатива, обычно, не распространяется дальше дискуссий, затрагивающих непосредственно их собственные коммерческие интересы. Обидно.

------------------------

“…Вы просто потрясли меня сообщением, что все пенообразователи изначально гидрофобны! Может, дадите ссылочку, откуда это процитировано…”

По всей видимости Вы “зацепились” за мою фразу: “…(К слову большинство всех иных пенообразователей изначально гидрофобны (отталкивают воду). Поэтому и пенобетон полученный с их помощью влагой не насыщается – он от рождения гидрофобен)…”

Согласен, с точки зрения коллоидной химии утверждение глупое. Следует говорить о способности ПАВ гидрофобизировать или гидрофолизировать систему, в которую его вводят, в данном случае - в цементную.

С уважением Сергей Ружинский

Спасибо всем, (особенно Сергею), перехожу на белковый пенообразователь!

Еще один вопрос, подскажите, пожалуйста оптимальный ускоритель твердения из простых веществ. Например, хлористый кальций подходит?

Я произвожу еще и плитку и для нее он просто супер, а на синтетике ничего не получается - пенобетон садится. С белковым пенообразователем то же самое будет?

Заранее спасибо,

Сергей

Начните на белковом пенообразователе, для начала учтя следующее:

"....7. Фактор устойчивости пены, обусловленный кристаллохимическими особенностями вяжущего.

В технологии пенобетона огромное, если не решающее, влияние играют адсорбционные процессы в пенообразователе на разделе двух фаз - именно благодаря им и возможно образование пены на разделе фаз “воздух-жидкость”.

Но пенообразователи способны адсорбироваться и на твердых телах, - на разделе фаз “жидкость-твердая фаза”. Такая их способность очень негативно влияет на кинетику гидратации клинкерного фонда цемента. Кроме того, пенообразователь способен адсорбироваться и на продуктах гидратации цемента – гидратных новообразованиях. В этом случае искажается структура и морфология первичных гидратных новообразований – гидроалюминатов и эттрингита. Они уже оказываются не способны обеспечить заданное начало и длительность периода схватывания, а также кинетику набора прочности. Мало того, изначально искаженный кристаллохимический каркас новообразований не способствует набору высокой марочной прочности.

Любая пена имеет определенный период стойкости, к исчерпанию которого цементная матрица должна уже настолько окрепнуть, чтобы быть способной выдерживать минимум свой собственный вес – иначе начинается, так знакомый любому пенобетонщику, процесс осадки пенобетона в формах. И хотя скорость набора пластической прочности пеноцементной массой не является функцией стойкости пены, именно вид и природа поверхностно активного вещества задействованного в конкретном пенообразователе существенно влияют, как скоро твердеющий цемент способен будет “подставить плече” теряющей стойкость пене.

Если взять два пенообразователя, например белковый и синтетический, то величина их адсорбции на границе “газ-жидкость” будут различаться весьма незначительно – на 20 – 40%. Но вот их адсорбция на границе “жидкость-твердое тело”, а соответственно и влияние на процессы гидратации цемента, будут различаться очень сильно, в 3 – 4 раза! У белкового ПАВ она мала, - у синтетического гораздо выше.

Именно благодаря этому явлению, пенобетон произведенный на белковых пенообразователях, при прочих равных условиях, получается гораздо прочнее чем на синтетических. Кроме того именно использование белковых (протеиновых) пенообразователей позволяет практически отказаться от использования в производстве пенобетона ускорителей, что в случае синтетических пенообразователей практически невозможно...."

Это статья из журнала "Популярное бетоноведение" - номер сейчас в печати.

---------------------------

А затем, если кинетика набора прочности Вас будет всетаки не удовлетворять - начинайте эксперименты с различными ускорителями. В первую очередь разумеется с хлористым кальцием.

Из-за определенных особенностей ИМЕННО белковых ПАВ они достаточно безболезненно переносят присутствие ускорителей.

С уважением Сергей Ружинский