Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Специальные свойства легких бетонов

16.04.2019


Огнестойкость легких бетонов по сравнению с тяжелыми выше на 30% и более, что обусловливается в первую очередь их меньшей теплопроводностью. Поскольку конструкции из легких бетонов прогреваются более медленно, чем из тяжелых бетонов, их толщину можно уменьшить примерно на 20%.

Более медленное повышение температуры легких бетонов при пожаре не вызывает интенсивной концентрации внутренних напряжений в конструкциях. Происходящее при нагревании бетона частичное обезвоживание цементного камня сопровождается интенсивным парообразованием. Имеющиеся многочисленные поры в зернах заполнителя способствуют снижению вредного действия паров воды, и в конструкциях из легких бетонов напряжения в начальной стадии нагревания вызывают меньшие деструктивные явления, чем в аналогичных конструкциях из тяжелых бетонов.

Особо высокие показатели огнестойкости имеют легкие бетоны на вермикулите и перлите, поэтому они рекомендуются для устройства огнезащитных слоев и покрытий.

Жаростойкость. Исследования, проведенные в НИИЖБ под руководством К.Д. Некрасова, позволили широко применять в качестве жароупорных материалов специальные бетоны различного вида, в том числе и легкие бетоны.

Применение легкого бетона в качестве жароупорного материала рекомендовано CH 156-67. При этом в зависимости от объемной массы и прочности легкие жаростойкие бетоны могут быть теплоизоляционными и конструктивными. Жаростойкие легкие бетоны могут применяться при температуре от 500 до 1200° С.

Для лучшей теплоизоляции стен и сводов тепловых агрегатов и предотвращения теплопотерь рационально применять возможно более легкие материалы. Это ведет к экономии как самого материала (за счет сокращения толщины ограждающих конструкций), так и в ряде случаев расхода топлива; одновременно уменьшается к масса монтажных элементов. Снижение объемной массы с 2000 до 1000 кг/м3 позволяет экономить до 50% жаростойкого бетона при сохранении тех же теплотехнических свойств конструкций. Применение сборных элементов из жаростойких легких бетонов позволяет возводить тепловые агрегаты в 3—4 раза быстрее, чем при кладке из огнеупорного кирпича. Производительность труда повышается в 1,5—2 раза, стоимость строительства снижается на 20—30%.

Все указанное свидетельствует об экономической целесообразности применения легких жаростойких бетонов.

Предельная температура для легкого бетона, используемого в качестве жаростойкого материала, устанавливается в зависимости от вида вяжущего и огнеупорности пористого заполнителя. Огнеупорность большинства пористых заполнителей (керамзита, аглопорита, перлита) находится в пределах от 1200 до 1270°С.

Для повышения стойкости легких бетонов при действии высоких температур подбирают такие вяжущие и пористые заполнители, которые имеют близкие по величине показатели температурно-усадочных деформаций, с тем чтобы при нагреве бетона до высоких температур, а также в возможных случаях охлаждения между зернами заполнителя и связующим их веществом не было концентрации напряжений. Кроме того, заполнитель должен обладать равномерным температурным расширением, т. е при нагревании у него не должно быть скачкообразного изменения объема.

В качестве вяжущего для легких жаростойких бетонов используют портландцемент, глиноземистый цемент и жидкое стекло с добавкой кремнефтористого натрия,

Бетоны на портландцементе не выдерживают продолжительного воздействия высоких температур. Уже при температуре 250—300°С начинается деструкция цементного камня; вначале из нагретого бетона удаляется адсорбционно-связанная вода, затем цеолитная и кристаллизационная, в результате чего гидратные новообразования обезвоживаются и прочность их резко снижается. Далее, при температурах выше 600°C происходит разложение гидратных новообразований с выделением свободной извести. Свободная окись кальция при воздействии влаги гидратируется с увеличением объема, что вызывает растрескивание бетона. Поэтому для получения жаростойкого бетона на портландцементе дополнительно вводятся тонкомолотые добавки, содержащие активный кремнезем SiO2. При температуре 800—1000°C между кремнеземом и выделившейся свободной известью происходит реакция в твердом состоянии, в результате которой образуются новые соединения.

В качестве тонкомолотых добавок при приготовлении жаростойких легких бетонов на портландцементе используют шамот, пемзу, доменный гранулированный шлак, молотый аглопорит, золу-унос. Однако и при наличии добавок бетоны на портландцементе используют при температуре лишь до 1200°С

Глиноземистый цемент и жидкое стекло не выделяют при твердении известь, поэтому их применяют в жаростойких бетонах без добавок. Бетоны на этих вяжущих могут использоваться при температуре до 1300—1400°C.

Бетоны на жидком стекле являются не только жаростойкими, но и химически стойкими. При нагревании жидкое стекло разлагается с выделением аморфного кремнезема в тем большей степени, чем выше кремнеземистый модуль (отношение SiO2/R2O). Гель кремневой кислоты является цементирующей связкой, достаточно надежной при высоких температурах.

Помимо указанных, в настоящее время осваиваются бетоны на алюмофосфатной связке, твердение которой происходит в результате химической реакции между тонкомолотым корундовым порошком и 70%-ной ортофосфорной кислотой. Такие бетоны при надлежащей огнеупорности заполнителя могут применяться при температуре до 1800°C.

Свойства жаростойких легких бетонов, приготовленных на керамзите, перлите и вермикулите, по данным К.Д. Некрасова и М.Г. Масленниковой, приводятся в табл. 4.15.

Весьма эффективно применение для жаростойких бетонов аглопорита, который может использоваться в качестве крупного заполнителя и как тонкомолотая добавка. Исследования, проведенные под руководством И.H. Ахвердова, установили характер и величину температурных деформаций цементного камня с добавкой различного количества тонкомолотого аглопорита, по которым можно судить о степени жаростойкости бетона (pиc. 4.21). Приведенные кривые показывают, что при первом цикле нагревания до 900°C происходит интенсивная усадка образцов, которая вызывается обезвоживанием гидратных новообразований цементного камня. Усадка образца после нагревания до 900° С и охлаждения до 20° С составляет: для чистого портландцемента — 2,2%; при добавке тонко молотого аглопорита в количестве 10%—2%, при добавке 100%—0,9%. При повторном нагревании происходит лишь расширение образцов. Добавка тонкомолотого аглопорита к портландцементу в количестве от 30 до 100% позволяет получить жаростойкий бетон, соответствующий требованиям CH 156-67 для рабочей температуры до 700°С.

Для повышения жаростойкости бетона требуется специальный огнеупорный аглопорит. Он может быть получен из тугоплавких зол ТЭС, тугоплавких и огнеупорных глинистых пород. В этом случае его жаростойкость может быть повышена до 1400° С и более. Огнеупорный аглопорит может быть использован для изготовления жаростойкого бетона объемной массой 1000— 1300 кг/м3, предназначенного для рабочих температур 800—1000° С.

Акустические свойства. Легкие бетоны с плотным каркасом из пористых заполнителей относятся к звукопоглощающим материалам. Звуковая энергия поглощается в них благодаря развитой поверхности воздушных пор. Показателем, определяющим степень поглощения звуковой энергии, является коэффициент звукопоглощения

К звукопоглощающим материалам относятся такие, у которых коэффициент звукопоглощения при частоте 250—1000 гц составляет более 0,2. С увеличением пористости коэффициент звукопоглощения повышается. При одинаковой степени пористости наиболее интенсивное поглощение звуковой энергии происходит в открытых порах крупного размера, но не более 0,1 см.

В жилых и производственных зданиях рекомендуется применять звукопоглощающие материалы с пористостью 40—90%. Этому требованию в наибольшей степени удовлетворяют перлитобетоны. Пористые изделия из вспученного перлита с у = 250—300 кг/м3 относятся к высокоэффективным звукопоглощающим материалам. В связи с повышенной пористостью легкие бетоны на указанных заполнителях имеют относительно низкую прочность (15—25 кгс/см2). Плиты из таких бетонов эффективно использовать для устройства подвесных потолков.

Звукопроводность стен и перегородок, выполненных из легких бетонов, не превышает предельных показателей, установленных нормами. Звукопоглощение стен можно усилить специальной обработкой их поверхности. Так, керамзитобетон с шероховатой поверхностью, создаваемой выступающими гранулами керамзита, характеризуется более высоким поглощением звуковой энергии по сравнению с бетоном, имеющим ровную поверхность.

Исследования, проведенные Кнудсеном, показали, что звукоизоляция монолитных стек может быть приближенно подсчитана по следующей формуле, полученной для стен массой не менее 200 кг/м2:
Специальные свойства легких бетонов

Из формулы следует, что для создания хорошей звукоизоляции помещения необходима определенная масса материала ограждающей конструкции. Поэтому достигнуть хорошей звукоизоляции внутренних стен и перегородок лишь за счет повышения пористости легких бетонов не удается. В ряде случаев, например при строительстве из объемных элементов, внутренние стены здания состоят из двух стенок соседних элементов с воздушной прослойкой между ними. Для предотвращения распространения шумов рекомендуется в воздушных промежутках располагать диафрагмы без жесткой связи между стенками.

В соответствии со СНиП II-Л.1-71 «Жилые здания. Нормы проектирования», звукоизоляция конструкций из легких бетонов должна оцениваться путем сравнения с нормативными величинами двух показателей изоляции от воздушного шума — Евн и от ударного шума — Еун, полученных для данной конструкции.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: