Лпяяешшшм схемка' Т____ «еха­ вши шли кассеты; * —при­ ток »-упорные аяашышл

следовательно перемещается (с помощью крана или тельфера) от поста к посту с различными интервалами времени, зависящш-ми от продолжительности той или иной операции, от нескольких минут (смазка форм) до нескольких часов (твердение в пропароч­ных камерах).

Основное преимущество поточно-агрегатного способа производ­ства заключается в универсальности основного технологического оборудования. Так, например, при незначительной затрате средств на изготовление новых форм можно быстро переходить на выпуск другого вида изделий. Этот способ производства железобетона по­лучил в нашей стране наибольшее распространение.

Он экономически целесообразен для заводов с широкой номен­клатурой изделий и средней годовой производительностью (до

100 тыс. м³).

Конвейерный способ производства представляет собой более совершенную поточную технологию и позволяет максимально ме­ханизировать и автоматизировать основные технологические опе­рации. При этом способе технологическая линия работает по прин­ципу замкнутого пульсирующего конвейера. Изделие перемещает­ся от поста к посту с интервалом времени, необходимым для вы­полнения наиболее продолжительной операции. Вагонетки-поддоны,. на которых собирается форма изделия, с помощью специального толкателя перемещаются по конвейерной линии для производст­венных операций: очистки и смазки форм, укладки арматуры и бетонной смеси, уплотнения смеси, тепловлажностной обработки и распалубки.

Конвейерный способ производства экономически целесообразен при выпуске однотипных изделий на заводах большой мощности. Дальнейшим совершенствованием конвейерной технологии являет­ся изготовление железобетонных изделий для сборного строитель­ства на специальных прокатных станах.

11.6. Монолитный железобетон

Наряду с железобетонными изделиями для сборного строи­тельства успещно используют монолитный железобетон. Изготов­ление монолитных бетонных и железобетонных конструкций эко­номически целесообразно при использовании индустриальных ме­тодов производства работ и широком применении инвентарной металлической или деревянной опалубки. При бетонировании эф­фективно рациональное сочетание сборного и монолитного желе­зобетона с обычной и преднапряженной арматурой.

Отличительной особенностью монолитного железобетона яв­ляется то, что основные технологические операции — монтаж опа­лубки, укладка арматуры и бетонной смеси в опалубку, уплотне­ние бетонной смеси, твердение и уход за бетоном — производят на месте строительных работ.

В зависимости от конфигурации бетонируемой конструкции ис-

яойьзуют различные виды опалубки: стационарную, разборно-пе-•рветавную, скользящую, перемещаемую в горизонтальном направ­лении, и др.

_: $£ Арматуру заготовляют в арматурно-сварочных цехах железо­бетонных заводов и доставляют на место установки в опалубку. ^етонную смесь приготовляют на механизированных (автомати­зированных) бетонных заводах и в виде «товарного бетона» до­ставляют на место укладки. Для монолитного железобетона ис-яользуют либо тяжелые цементные бетоны, либо легкие с приме­нением пористых заполнителей. Одним из существенных требова­ний к качеству бетонной смеси является удобоукладываемость. Она назначается с учетом имеющихся средств уплотнения, раз­меров конструкции и характера армирования. Для большинства монолитных железобетонных изделий и конструкций удобоукла­дываемость бетонной смеси, характеризуемая осадкой стандарт­ного конуса, находится в пределах от 1... 3 см (фундаменты, под­порные стенки, блоки массивов и т. п.) до6...8 см" (конструкции, -насыщенные арматурой, тонкие стенки, плиты, колонны малого сечения и др.).

Транспортирование бетонной смеси на место работ производят автосамосвалами, а при значительных расстояниях—автобетоно­смесителями. В автобетоносмесителях готовые бетонные смеси не загрязняются, не расслаиваются и сохраняют однородность, так как могут перемешиваться во время транспортирования. Бе­тонную смесь часто приготавливают непосредственно в барабане автобетоносмесителя. Сухие составляющие в заданных количест­вах загружают в барабан на центральном дозировочном узле бе­тонного завода и в пути за 5... 8 мин до прибытия на место работ приготавливают бетонную смесь.

На строительной площадке для транспортирования и укладки бетонной смеси используют краны, транспортеры, пневмонасосы и пневмонагнетатели. Пневматический способ подачи бетонной смеси к месту укладки отличается простотой и позволяет транс­портировать ее сжатым воздухом по трубам на расстояние до 150 м.

Уплотнение бетонной смеси в опалубке производят с помощью навесных и переносных поверхностных или глубинных вибрато­ров.

i Монолитные бетонные и железобетонные конструкции бетони­руют непрерывно или участками, блоками. Непрерывную укладку бетонной смеси производят в том случае, когда необходимо полу­чить повышенную монолитность и однородность бетона в конст­рукции или изделии. При бетонировании конструкций большой площади (железобетонные перекрытия) работы ведут участками, предусматривая устройство рабочих швов в местах минимальных напряжений.

Качество бетонируемой конструкции в значительной степени зависит от благоприятных температурно-влажностных условий гид-

ратацни цемента и формирования оптимальной структуры желе зобетона. Поэтому сразу после укладки и уплотнения бетонной смеси начинают уход за бетоном (отвердевающей бетонной смесью). В летний период бетонирования поверхности свеже-уложенной бетонной смесн предохраняют от высыхания в первые часы твердения и от дождя. Для этой цели по окончании бетони­рования открытые горизонтальные поверхности конструкции по­крывают слоем влажного песка, опилок или увлажненной тканью грубого переплетения (мешковина). В жаркую погоду предохра­няющее покрытие поддерживают во влажном состоянии до приоб­ретения беговом не менее 70% проектной прочности. Вертикальные поверхности бетонируемой Конструкции после снятия опалубки поливают водой.

При бетонировании конструкций с большой поверхностью и протяженностью (аэродромные и дорожные бетонные покрытия) для сохранения влаги применяют различные пленкообразующие составы, отражающие лучи солнца. Уложенные бетонные смеси часто покрыва ют полимерными пленками (полиэтиленовые, поливинилхлоридные и др.), которые хорошо сохраняют вла­гу к предотвращают образование темперзтурно-усадочных дефор­маций.

После достижения бетоном проекпой прочности производят распалубку железобетонной конструкции и передачу на нее задан­ной нагрузки.

11.7. Технический контроль, транспортирование и хранение железобетонных изделии

Контроль качества железобетонных изделий включает обычно проверку фактической прочности бетона при сжатии, водонепрони­цаемости (для бетонных труб) н другие, качество армирования и толщину защитного слоя бетона. Кроме того» проверяется соответ­ствие формы и размеров, качество отделки поверхности, а выбо­рочно— трещиностойкость и жесткость изделий.

Контроль прочности бетона производится путем испытания об­разцов-кубов при сжатии или с помощью существующих методов без разрушения материала. Железобетонные изделия необходимо хранить на складах рассортированными по типоразмерам. При укладке или установке готовых изделий на складе их следует располагать на деревянных прокладках правильными рядами. Же­лезобетонные изделия необходимо хранить в таком положении, в каком они будут работать в сооружении. Так, например, стено­вые панели и перегородки — в вертикальном или слегка наклон­ном положении; настилы перекрытий, двутавровые балки и фер­мы — в горизонтальном.

Исключение составляют колонны, железобетонные сваи и мач­ты, которые хранятся также на деревянных подкладках а гори­зонтальном положении.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Воспроизведите классификацию железобетонных индустриальных изде­лий по назначению и виду армирования. 2. В чем состоит отличие обычных же­лезобетонных изделий от предварительно напряженных? 3. Какие требования предъявляются к сборным железобетонным конструкциям? 4. Какие имеются технологические схемы производства индустриальных изделий? 5. Из каких тех­нологических операций состоит процесс изготовления железобетонных изделий? о. Какие требования предъявляются к арматуре и какие виды арматуры?. 7. Основные способы армирования железобетонных конструкций. 8. Какими спо­собами осуществляется предварительное напряжение арматуры? 9. Какие суще­ствуют методы формования железобетонных изделий и в чем их особенность? 10. Как изготовляются многопустотные плиты-настилы? II. Сущность производ­ства железобетонных изделий в кассетах. Как производится тепловлажностная обработка этих изделий? 12. Как осуществляется тепловлажностная обработка индустриальных изделий в камерах непрерывного и периодического действия? 13. Как осуществляется беспаровой прогрев? 14. Значение сборного железобе­тона для индустриального строительства. Перспективы развития производства сборного железобетона в СССР.

Глава 12 Строительные растворы

12.1. Общие сведения

Строительными растворами называют разновидность ИСК, по­лучаемую при отвердении рационально подобранной и тщательно перемешанной смеси, состоящей в основном из вяжущего веще­ства, воды и мелких заполнителей (песка). Отсутствие крупного заполнителя придает строительным растворам некоторые специ­фические особенности по сравнению с бетонами, например повы­шенную пластичность.

Строительные растворы применяются для связывания в моно­лит кирпичной, каменной кладки или крупных изделий, например панелей, блоков и других при строительстве сборных жилых и промышленных зданий. Растворы используют также при декора­тивной отделке стен и потолков, для устройства полов, изготов­ления тонкостенных конструкций, для выполнения штукатурных работ.

Основная особенность употребления строительных растворов заключается в том, что их укладывают по пористому основанию — кирпичу, бетону, пористому камню — сравнительно тонкими слоя­ми без специального, как правило, механического уплотнения. Однако при повышенной жесткости растворной смеси нередко используется уплотнение, например, вибрационное.

Строительные растворы имеют различное функциональное на­значение и по этому признаку их классифицируют на кладочные, штукатурные, монтажные и специальные, к которым относятся акустические, тампонажные, гидроизоляционные, рентгенозащит-ные и др.

По виду используемых мелкозернистых заполнителей выделяют строительные растворы тяжелые и легкие. Средняя плотность тя­желых—свыше 1500, а легких строительных растворов —менее 1500 кг/м³.

По виду вяжущего вещества строительные растворы разли­чают: цементные, приготовляемые с применением портландцемен­та или его разновидностей; известковые — на основе извести воз­душной или гидравлической; гипсовые с применением в них строи­тельного или высокопрочного гипса; смешанные, получаемые на основе двух или нескольких вяжущих, чаще всего цемента и из­вести, реже — цемента и глины. В этих растворах известь и глина, а иногда и некоторые другие тонкодисперсные и тонкомолотые добавки (шлаки, золы и др.) играют роль твердых пластифика­торов, поскольку они обладают большой водоудерживающей спо­собностью. Их присутствие предотвращает интенсивный отсос во­ды из раствора в пористый кирпич, бутовый камень или бетон при кладке и монтаже сборного объекта.

С целью пластификации строительного раствора могут приме­няться не только неорганические вещества, особенно известь и гипс, но и органические, в частности поверхностно-активные. Они позволяют понижать расход воды в строительном растворе, улуч­шать его морозостойкость и т. п. К такого рода добавкам отно­сятся мылонафт, ССБ, СДБ, абиетат натрия, подмыльный щелок (ПМЩ) и др. В зимнее время в растворы добавляют противо-морозные вещества (добавки): поташ в количестве 10... 15% от массы воды затворения, нитрит натрия — до 5—10%, а также ам­миачную воду, нитрат кальция, карбонат натрия и др. Хорошие показатели получаются с добавкой ацетата натрия, при которой кладочные растворы интенсивно набирают прочность при отрица­тельных температурах до —15°С. Оптимальный расход этой до­бавки составляет 4% от массы цемента. Она снижает водопотреб-ность, повышает морозостойкость. Противоморозные добавки сни­жают температуру замерзания жидкой среды растворной смеси, участвуют в процессах гидратации вяжущего вещества.

Заполнителем в растворе служит природный песок обычный (речной, горный и др.) или искусственный пониженного веса — керамзитовый, термозитовый, из вспученного перлита или верми­кулита, пемзы и туфа и др. Природные пески по загрязненности посторонними примесями не должны отличаться от песков для цементных бетонов. По гранулометрическому составу песок на­значают с наибольшей плотностью, с тем чтобы понизить расход вяжущего вещества. Не допускаются зерна крупнее 10 мм, а раз­мером от 5 до 10 мм количество зерен ограничивается пределом не более 5% по массе.

В низкомарочных растворах допускается содержание в песке п ыл ев ато-глин истых примесей до 10, реже — до 15...20% при ус­ловии обязательного увеличения продолжительности перемешива­ния раствора при его изготовлении. В качестве ускорителя твер-

гдщщя строительных растворов используется, так же как в бетонах,

\яЭД> истый кальций.

'■ ф< Для кладочных, облицовочных и штукатурных растворов при­меняют цементы, получаемые путем совместного помола портланд-

■ Цементного клинкера с добавками гипса, кремнеземистых, мра-

kjjjopa, пыли электрофильтров клинкерообжигательных печей и др.

, ^Щр содержанию клинкера в таких цементах должно быть не ме-•цее 20%. Допускаются пластифицирующие, гидрофобизирующие «рздухововлекающие добавки. Марки цементов — не менее 200, ^тонкость помола — через сито № 008 должно проходить не менее 88% от взятой навески, водоотделение цементного теста при, В/Ц = 1, 0 — не более 30% по объему. Цемент должен выдержи­вать испытание на равномерность изменения объема, содержание SOs не должно превышать 1, 5... 3, 5% от массы цемента, содержа­ние щелочных оксидов —не более 2% от массы цемента., Для строительных растворов специального назначения — деко­ративных, кислотостойких, рентгенозащитных, тампонажных и дру­гих штукатурок — с особой тщательностью выбирается разновид­ность вяжущего, добавок и химически стойких заполнителей. Опти­мизировать структуру растворов с учетом их конкретного назна­чения, обеспечивая пористость акустических растворов, высокую плотность кислото- и щелочестойких растворов, гидрофобностъ дри гидроизоляции и т. д.

12.2. Приготовление, свойства и маркировка строительных растворов

Оптимальный состав раствора устанавливается общим мето­дом, но с учетом специфической особенности этого материала — укладки его на пористое основание кладки, пористую поверхность при оштукатуривании стен и т. п. Возможны и другие функции строительного раствора — конструктивные, декоративные, водоза­щитные и т. п., что учитывается на первой стадии проектирования состава. При пористом основании требуется предусмотреть увели­чение водоудерживающей способности раствора, чтобы предотвра­тить расслаивание слоя до его отвердевания.

В редких случаях, при малых объемах работ, составы низко­марочных растворов назначают по таблицам с проверкой их ка­чества в лаборатории и на производстве. Проф. Н. А. Поповым предложен также оригинальный метод подбора состава строитель­ных растворов, основанный на применении формулы R₂n~ = & /? _ц(Ц — 0, 05)+4, где k — коэффициент качества песка.

Технология изготовления строительного раствора на специали­зированных заводах или отдельных растворных узлах слагается из ряда взаимосвязанных операций: подготовки исходных мате­риалов — просеивания природного песка, домола при необходимо­сти и рассева искусственного песка; дозирования материалов по массе; перемешивания отвешенных компонентов до однородного-

состояния растворной смеси в стационарных или передвижных растворомешалках разной емкости. Продолжительность перемеши­вания обусловлена видом исходных материалов, но обычно состав­ляет не менее I... 1, 5 мин, а при содержании в смеси высокодис­персных добавок — до 3...4 мин. Транспортирование готовой рас­творной смеси осуществляется с помощью специально оборудован­ных автоцистерн и самосвалов. Возможно изготовление на заводе сухой смеси, с тем чтобы в пути следования к объекту строительства произвести объедине­ние ее с водой в мешалках со свободным пе­ремешиванием, размещаемых на кузове авто­мобиля (автосмесителя).

Перед транспортированием (выборочно) и укладкой готовой растворной смеси определя­ют ее качественные характеристики, в том чис­ле удобоукладываемость по пористому основа­нию, нерассланваемость при транспортирова­нии и хранении, условную вязкость и другие заданные свойства.

Удобоукладываемость — это способность растворной смеси равномерно укладываться по пористому основанию (кирпичу, бетону, природному камню и др.) тонким слоем. Если раствор обладает хорошей удобоукладываемо-стью, то он способен заполнить все поверх­ностные неровности основания и образовать сплошность сцепления со всей поверхностью. При недостаточной удобоукладываемости рас­творная смесь распределяется неравномерной соприкасается, а затем и сцепляется с основа­нием только на отдельных участках. Слой ста­новится неодинаковой плотности и толщины. С этим свойством связана характеристика его вязкости, обычно в каких-либо условных еди­ницах. От вязкости зависит способность рас­творной смеси перемещаться (перекачивать­ся) к месту укладки по трубам, шлангам, лоткам и т. п. От удобоукладываемости зависит также способность раствор­ной смеси наноситься равномерным слоем на оштукатуриваемые поверхности с последующим отвердеванием.

Оценка условной вязкости, или подвижности растворной смеси, производится с помощью стандартного металлического конуса, погружаемого в испытуемый материал (рис. 12.1). Глубина по­гружения конуса принимается в зависимости от производствен­ного назначения раствора. Так, например, строительные растворы для кирпичной кладки должны характеризоваться глубиной по-

Груженая конуса.от 9 до 13 см, а для вкбрированной хладкн из вдового камня — всего 1... 3 см. Подвижность их при монтаже * крупных элементов должна быть 5...7 см. кно не только равномерно и тонким слоем распределить рную смесь, но предохранить твердеющий слой от быстрого ваннаводы аатворевня впоры в капилляры кладки, пане-да в др. Для обеспечения длительной водоудержнвающей способ­ности растворной снеси в нее вносятся добавочные порошкооб-Гые или органические вещества, о которых сообщалось выше. количество определяется на стадии проектирования опти­мального состава строительного раствора. Необходимо при этом сохранить в составе наименьшее количество цемента, тем более что на взготовдевне растворов расходуется до 15...20% от об­щего количества цемента, применяемых в строительных работах. Качество отвердевшего строительного раствора в основном ха­рактеризуется прочностными, деформатнвными свойствами и дол­говечностью. В кирпичной кладке и крупнопанельных зданиях строительные растворы испытывают напряжения не только при сжатии, но также при изгибе и срезе. В связи с этим строитель^вый раствор в кладке должен обладать необходимой прочностью ва растяжение при изгибе и раскалывании. Прв работе наружных стен из крупноразмерных элементов, подвергающихся механиче­ским и температурно-влажностным воздействиям, важными яв­ляются деформатнвные свойства строительного раствора: усадка, коэффициент температурного линейного расширения, модуль упру­гости и др. Дня повышения герметизации стыков, особенно в крупнопанельных зданиях, основную роль играют водонепрони­цаемость н прочность сцепления раствора с поверхностью бетон­ных конструкций.

Обеспечение длительной нормальной эксплуатации зданий свя­зано с долговечностью строительного раствора, т. е. с его способ­ностью сохранять или даже постепенно упрочнять структуру в эксплуатационных условиях. Условно ее можно определять по испытаниям образцов на морозостойкость и стойкость при увлаж­нении и высушивании. К основным эксплуатационным свойствам относятся также плотность, пористость, водопоглощаемость, водо­непроницаемость н др. В соответствии с теорией ИСК между все­ми свойствами, связанными со структурой, имеется взаимообус­ловленность. 3> та закономерность полностью относится к строи­тельным растворам. На них распространяются общая формула прочности (5.2) и закон прочности оптимальных структур, гра­фически в виде гиперболической кривой (см. рис. 5.3), закон створа (см. рис. 5.4), общий метод проектирования оптимального состава. Важно на первой стадии проектирования оптимального состава выбрать наилучший для данных условий вяжущий компо­нент, способный удерживать воду в тонких слоях, высококачест­венный песок и при необходимости пластифицирующую добавку. Контроль качества раствора осуществляется путем снстематиче-

35 Г

ской проверки качества применяемых материалов, а также точ­ности дозирования, тщательности перемешивания смеси, удобо-укладываемости получаемой растворной смеси и прочности рас­твора.

Строительные растворы имеют следующие показатели по пре­делу прочности при сжатии: марки 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200. Для конструкционных целей принимают и более высокие марки растворов — 300 и выше. Такой высокопрочный раствор исполь­зуют также для заполнения каналов в предварительно напряжен­ных конструкциях, уплотнения бетонных сооружений методом инъекции (инъекционные растворы). В них применяется портланд­цемент марок 400...500. Марка строительного раствора устанав­ливается с помощью испытания образцов-кубов размером стороны 7, 07 см из смеси рабочей консистенции, отвердевающие на пори­стом или плотном основании при температуре 15... 20^СС й испы­тываемые в возрасте 28 сут.

Вышеуказанные низкомарочные растворы изготовляют обычно на основе извести, гипса или местных вяжущих веществ. Они ис­пользуются для кладки малоэтажных зданий, штукатурных работ и др. Другие растворы повышенных марок применяют при кладке наружных стен зданий более высокой этажности, устройства пе­ремычек, карнизов, монтаже сборных стен из панелей и т. п.

Существенной характеристикой качества растворов является их морозостойкость, которую устанавливают испытанием образ­цов-кубов с размером ребер 7, 07 см путем циклического замора­живания и оттаивания.

По морозостойкости строительные растворы разделяют на сле­дующие марки: F10, F 15, F25, F35, F50, F 100, F 150, F200 и F300. На величину морозостойкости влияют разновидность вяжу­щего вещества, водовяжущее отношение, качество песка, условия твердения, пористость слоя и основания. Для растворов всех марок должна обеспечиваться оптимальная структура, чтобы как проч-ность так и морозостойкость были не только в заданных размерах, но и экстремальными, удовлетворяя требованиям закона створа в условиях принятой технологии.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какие существуют разновидности строительных растворов и чем они от­личаются от бетонов? 2. Каковы основные свойства строительных растворов? 3. От чего зависит прочность строительного раствора и какой формулой, может быть выражена эта зависимость? 4. Как изменяются свойства строительных ра­створов при введении в них пластифицирующих добавок? 5. Как определить подвижность растворной смеси? 6. Какой существует способ проектирования оп­тимального состава строительного раствора? 7. Чем отличаются штукатурные строительные растворы от кладочных? 8. Как изготовляют строительные раство­ры на заводах? 9. В каких пределах находятся марки строительных растворов: по пределу прочности, по сжатию, по морозостойкости? 10. Примеры примене­ния в строительстве высокомарочных строительных растворов.

Глава 13

Асбестоцементные изделия 13.1. Общие понятия

Асбестоцементные материалы образуют важную разновидность ИСК, применяемых в кровле (шифер), в виде стеновых панелей, труб и декоративных изделий. Асбестоцементная промышленность в нашей стране развилась в мощную отрасль, что обеспечило вы­ход СССР на первое место в мире по объему производства асбесто-цементных изделий. Примерно половина мирового выпуска асбесто-цементных листов и труб производится в нашей стране, причем за последние годы значительно изменился сортамент изделий, кото­рые стали более крупноразмерными, а их изготовление осуществ­ляется на высокомеханизированных заводах, с переводом отдель­ных заводов на автоматическую систему управления технологиче­скими процессами.

Для изготовления асбестоцементных изделий применяются три основных компонента: цемент и вода, формирующие вяжущую часть этих конгломератных материалов; асбест, который является активным заполняющим компонентом. Он успешно выполняет функции армирования цементного камня, который, в свою очередь, выполняет функции матрицы в этом ИСК. Состав и структура асбестоцемента обеспечивают изделиям в несколько раз большую прочность при растяжении и изгибе, чем их имеют цементный ка­мень или цементный бетон. Имеются и другие положительные качественные характеристики у этого конгломератного материала. Так, например, обеспечена повышенная сопротивляемость ударным нагрузкам, окраска изделий может быть выбрана по желанию заказчика или проекта, стеновым панелям придана сравнительно малая масса, а с помощью теплозащитных вкладышей — высокие теплофизические характеристики. К тому же этот материал обла­дает еще и высокой огнестойкостью. Именно поэтому, как отмече­но, продукция асбестоцементной промышленности пользуется у строителей большим спросом. Кроме традиционного шифера и труб в строительстве широкое применение находят вентиляционные ко­роба, электроизоляционные доски, изделия «малых форм» — подо­конники, оконные сливы и др.

13.2. Краткие сведения об исходных материалах

Важнейшей структурной частью асбестоцемента является це­ментный камень, формируемый на основе портландцемента, к которому предъявляются высокие технические требования.

На действующих асбестоцементных заводах в качестве вяжу­щего используется клинкерный портландцемент марок 400 и 500. В нем не допускается содержание добавок, кроме гипса. Количест­во трехкальциевого силиката (алита) должно быть не менее 52%,

12-1273

трехкальциевого алюмината —не более 8%, свободной извести — не более 1% (по массе). Если используется автоклавный способ обработки изделий, то может применяться также песчанистый портландцемент, оптимальное содержание кварцевого тонкоиз-мельченного песка в котором зависит от количества трехкальцие­вого силиката в клинкере. С повышением содержания CaS в клин­кере портландцемента увеличивается количество песка. Так, при выработке цемента с алнтовым клинкером содержание песка дово­дится до 45%, а при белитовом клинкере —до 30... 35%. Регули­руется качество добавляемого песка — должно быть не менее 87% Si0₂ и не более 3% оксидов калия и натрия, а количество пылевид­ных, илистых и глинистых примесей не должно превышать 10%, в том числе не более 3... 5% глинистых частиц размером менее 0, 005 мм. Для производства облицовочных изделий применяют также белый и цветной портландцемент.

В производстве асбестоцементных изделий в нашей стране используется в основном хризотил-асбест. Он извлекается из сер-пентиновых пород, в которых расположен в виде жил. Среди круп­нейших месторождений следует отметить Баженовское (Урал), Джетыгаринское (Казахстан) и др. Хризотил-асбест является вод­ным силикатом магния — 3MgO-2Si02-2H₂0. В нем почти всегда встречаются посторонние примеси — закисное железо, карбонаты, сульфаты и сульфиды. По структуре асбест — кристаллический ми­нерал с ярко выраженным волокнистым строением (см. § 7.2). Каждое кристаллическое волокно хризотил-асбеста, в свою оче­редь, состоит нз огромного числа параллельно расположенных тончайших элементарных кристаллов —волоконец (фибрилл). В технологии асбестоцемента пользуются механическим распуще­нней асбеста до разной степени тонкости волокон. Хризотил-асбест имеет высокую прочность на разрыв по оси волокнистости (до 26, 0... 35, 0 МПа) и достаточно высокую эластичность, хотя имеют­ся также ломкие (хрупкие) разновидности, с пониженной прочно­стью на разрыв. По данным П. Н. Соколова, средние величины модулей упругости волокон хризотил-асбеста колеблются в преде­лах от 15, 8-10⁴ до 2Ы0⁴ МПа. Волокна асбеста имеют поверхно­стный слой из гидроксильных групп,. соединенных со смежным внутренним слоем из ионов магния, что придает поверхности высо­кую адсорбционную способность, а с водой легко образуют суспен­зию. Но количество адсорбированной воды на поверхности волокон асбеста сравнительно невелико — до 1, 5... 2, 0%, поэтому при дози­ровании асбеста этой величиной обычно пренебрегают. Теплопро­водность распушенного асбеста составляет 0, 05...0, 075 Вт/(м-К) в зависимости от его средней плотности, колеблющейся в пределах от 35 до 250 кг/м³. Асбест обладает разной длиной волокон — от долей до 40 мм. По средней длине волокна и содержанию пыли асбест разделяют на сорта: средняя длина повышается от низшей марки 8-го сорта к высшей марке нулевого сорта. Для производст­ва асбестоцементных изделий применяются 3, 4, 5 и 6-й сорта ас-

| беста. Более низкие сорта (7-й и 8-й) содержат очень короткие волокна (короче 1 мм), много пыли и «гали» (мелкие куски руды и породы), что снижает армирующие свойства асбеста. Поэтому от применения их воздерживаются. Кроме сортности асбест разде­ляется по маркам. Каждому сорту соответствует несколько марок, отличающихся либо текстурой (полужесткая и мягкая в зависимо­сти от степени расщепления или распущенности волокон в процессе обогащения), либо минимальным остатком (%) на верхнем сите специального контрольного аппарата. Чем выше сорт асбеста и жестче его текстура, тем выше качество изделий. Так, например, 3-му сорту по текстуре соответствует три марки асбеста с полу­жесткой текстурой (П-3-70; П-3-60; П-3-50) и две марки с мягкой текстурой (М-3-70; М-3-60); 5-му сорту соответствуют четыре мар­ки асбеста с полужесткой и четыре марки асбеста с мягкой тексту­рами и т. д.

Вода, используемая для распушки асбеста, промывочных работ и тем более для затворения цемента, должна быть свободной от глинистых примесей, органических веществ или продуктов их раз­ложения, минеральных солей. Ее температура в технологическом цикле обычно составляет 30... 40°С. Нередко используется рекупе-рационная вода, которая участвовала в предыдущих циклах техно­логического процесса, и отбирается из нижней части рекуперато­ров. В ней ограничиваются содержание взвешенных веществ (например, не более 100 мг/л), величина рН (не менее 8, 5).

Кроме трех основных компонентов в производстве асбесто­цементных изделий применяются добавочные вещества — пласти­фицирующие, уплотняющие, гидрофобизирующие и др., а также возможно добавление пигмента для придания изделию определен­ной окраски. Особенно необходимо добавление веществ, повышаю­щих фильтруемость суспензии на стадии формования листов.

13.3. Основы производства асбестоцементных изделий

Изготовление асбестоцементных изделий осуществляется в основном по мокрому способу формования. Значительно реже ис­пользуются пока полусухой и сухой способы формования. Послед­ний— при изготовлении только плоских листов и плиток.

Мокрый способ технологии начинается с составления смески из асбеста нескольких марок, с тем чтобы при формовании обеспечить высокую фильтрующую способность, плотность и водоудержание. После этого производится распушка волокон асбеста. Распушенный асбест тщательно перемешивается с цементом в воде до получения однородной массы. Последняя разбавляется еще дополнительным количеством воды, в результате чего получается асбестоцементная суспензия, в которую, если требуется, могут вводиться добавочные вещества (добавки). В асбестоцементной суспензии масса воды более чем в 10 раз превышает массу цемента. Готовая суспензия направляется на формование асбестоцементных изделий — листов

или труб. При этом большая часть (свыше 96%) свободной воды отфильтровывается и удаляется. Листам придают необходимые размеры и форму. Облицовочные листы и кровельные плитки до­полнительно прессуют. Твердение вяжущей части, под влиянием которого асбестоцементные изделия приобретают требуемую меха­ническую прочность, происходит на складах или в автоклавах (при песчанистом портландцементе). Готовым изделиям путем их окрас­ки и лицевой обработки может быть придана необходимая внеш­няя поверхность. Рассмотренная краткая схема производства нуждается в некоторых дополнительных уточнениях.

К настоящему времени установились более или менее опреде­ленные составы (смески) асбеста разных месторождений при про­изводстве асбестоцементных изделий. Они нормируются специаль­ными технологическими картами.

Операция распушивания асбеста в значительной мере обуслов­ливает качество продукции. На первой стадии механической обра­ботки на бегунах в течение 12... 15 мин ослабевает связь между тончайшими волокнами асбеста. На второй стадии — в голлендере-пушителе или другом аппарате (6... 8 мин) происходит разделение асбеста на тончайшие волоконца. Обычно распушка предпочти­тельнее по мокрому способу, т. е. на бегунах в присутствии воды. Голлендер же, т. е. металлический резервуар, внутри которого вращается барабан, снабженный ножами, является всегда гидрав­лическим пушителем, так как разделение асбеста, обмятого бегуна­ми, на тончайшие волоконца происходит в карманах между ножа­ми барабана в результате воздействия быстрых вихревых движе­ний струй воды. В этом же аппарате обычно осуществляется и смешение распушенного асбеста с цементом в водной среде. Воду одновременно с загрузкой цемента добавляют из нижней части рекуператора (сборника отработанной воды).

Асбестоцементная масса сравнительно быстро (за 8... 10 мин) приобретает достаточную однородность, так как мельчайшие зерна цемента, несущие на поверхности высокий отрицательный электро­заряд, быстро осаждаются и прочно удерживаются на развитой поверхности тонковолокнистого асбеста, также несущей высокий,. но положительный заряд в водной и щелочной среде. Если исполь­зуется песчанистый цемент, то и мельчайшие частицы диспергиро­ванного песка также осаждаются на волокнах асбеста, хотя и лри более продолжительном смешивании суспензии (12... 13 мин). Для получения подвижной суспензии требуется на 1 мае. ч. сухой асбе-сто цемент ной смеси добавлять не менее 4... 5 мае. ч. воды, что уточняется расчетом в зависимости от сортов асбеста в смеске.

Изготовленная асбестоцементная масса поступает в ковшовую мешалку для получения определенного запаса массы, чтобы под­держивать непрерывность работы формовочной машины. Из ме­шалки масса направляется по желобу в металлические ванны, яв­ляющиеся частью листоформовочной машины. Одновременно в желоб непрерывно поступает рекуператорная вода, отбираемая из

нижней части рекуператора, что позволяет поддерживать необхо­димую консистенцию массы. Асбестоцементная суспензия, посту­пающая в ванны сетчатых цилиндров листоформовочной машины, обычно состоит из 8... 10% сухого вещества на 90... 92% воды. Но имеются и другие листоформовочные машины, на которых приме­няется асбестоцементная суспензия более высокой концентрации, например до 40... 45% сухого вещества (в нем до 15% асбеста, до 85% цемента).

Формование листов и других асбестоцементных изделий мокрым
способом производится
на круглосетчатой формо­
вочной машине (или по­
лусухим — на фильтрую­
щей ленте). Принцип
формования изделий со­
стоит в отфильтровыва-
нии воды из слоев асбе-
стоцементной массы под
влиянием гидростатиче­
ского давления до необ­
ходимого уплотнения
(рис. 13.1). С этой целью
в металлической ванне, на­
полненной асбестоце-
ментной суспензией, рас­
положен полый каркас­
ного типа цилиндр, обтя­
нутый металлической сеткой (сетчатый барабан). На сетке масса
осаждается тонким слоем и частично обезвоживается за счет
фильтрации воды сквозь сетку. Вода из барабана отводится сна­
чала в сгустители (рекуператоры) для отделения и возвращения
в производство не осевшей части асбеста, а затем она используется
для промывки сетки и сукна и разжижения асбестоцементной
массы в желобе. С поверхности барабана слой асбестоцементной
массы снимается бесконечной суконной лентой. Пройдя на ленте
вакуум-коробку (с разрежением примерно 300 мм рт. ст), предва­
рительно обезвоженная асбестоцементная масса переносится к
металлическому формовочному барабану, который снимает массу
с сукна и навивает ее на свою поверхность концентрическими
слоями, при этом уплотняется между вращающимися металличе­
скими цилиндрами. Когда асбестоцементный слой на барабане
достигнет необходимой толщины, его разрезают по образующей
цилиндра и сырой лист снимают. Давление прессовой части ли­
стоформовочной машины составляет обычно 20...40 Н/см, для
второго подпрессовочного вала 100... 120 Н/см и для основного
пресс-вала до 400 Н/см. В результате обжатий содержание влаги
в листе значительно снижается и достигает до 25%.

Если изготовляются плоские плитки, то лист дополнительно

разрезается на плитки, которые стопками прессуют под высоким давлением (до 40 МПа) на гидравлическом прессе. Если изготов­ляются волнистые листы, то волнирование производится на специ­альных станках скальчатого типа периодического действия. Име­ются станки и непрерывного действия, которые применяются во всех автоматизированных линиях.

Изделия твердеют в пропарочных камерах при температурах 50... 60°С, относительной влажности 90... 95% в течение 10... 14 ч, а затем 5... 7 сут в утепленном складе. Быстрее происходит твер­дение в автоклавах под действием пара давлением 0, 8 МПа, что позволяет использовать песчанистый цемент и исключить выдержи­вание изделий на складе завода.

При производстве труб принципы формования остаются преж­ними, но используются специальные трубоформовочные машины со съемными форматными барабанами (скалками). У трубоформо-вочных и лнстоформовочных машин также не имеется принципи­альных отличий в конструкциях ванн сетчатых цилиндров, вакуум-обезвоживающих устройств и устройств для очистки сукна.

При окончании процесса навивания асбестоцементных слоев на форматную скалку последнюю снимают и устанавливают новую. Чтобы можно было легко вынуть скалку, диаметр трубы несколько увеличивают развальцовкой. С этой целью сетку у концов немного растягивают с помощью металлических клиньев и развальцовыва­ют трубу на специальном каландре.

Сухой способ формования асбестоцементных листов предусмат­ривает распушку асбеста и смешивание его с цементом и песком в сухом виде. Для последующего увлажнения добавляется 12... 15% воды, а уплотнение массы осуществляется на конвейерной ленте катками или под прессом. Твердеют изделия, к которым в основном относятся плитки для пола и облицовочные, в автоклавах. Сухой способ позволяет применять коротковолокнистый асбест, преиму­щественно марок 6-го сорта.

13.4. Номенклатура характеристик продукции асбестоцементных заводов

Асбестоцементные изделия находят широкое применение при устройстве кровельных покрытий, в стеновых конструкциях, трубо­проводах и т. п. Промышленность выпускает волнистые листы, плоские листы непрессованные и прессованные, электроизоляцион­ные доски, некоторые специальные изделия — вентиляционные ко­роба, листы для градирен, детали для сводов метрополитена, па­нели и др.

Волнистые листы производят различных размеров по длине, ширине, толщине, шагу и высоте волны, а используют их для кро­вельных покрытии жилых, общественных и промышленных зданий. В широкой номенклатуре этих листов предусмотрены основные размеры: по длине — в пределах от 1200 (листы ВО) до 2500 мм

(листы усиленного профиля, унифицированного профиля и др.). Ширина листов от 686 до 1150 мм также в зависимости от профи­ля. Чем больше размеры по длине и ширине, тем толще листы —от 5, 5 до 7, 5 мм. Высота н шаг волны листов приняты соответственно в пределах 28... 54 и 115... 200 мм. В настоящее время предусмот­рен выпуск листов пяти профилей. Имеется тенденция к дальней­шему увеличению габаритов профилированных и плоских листов, так как снижается расход древесины на обрешетку и стропильные фермы, уменьшается трудоемкость и сокращаются сроки кровель­ных работ с их применением.

Плоские листы находят применение для наружной и внутренней облицовки стен, потолков, перегородок и балконных ограждений. Их выпускают прессованными и непрессованными с гладкой или тисненой (рельефной) поверхностью.

Для покрытия полов в кухнях, санитарных узлах, магазинах, столовых и других изготовляют плитки размером I50X150X Х10 (13) мм различной окраски.

Разработан и изготовляется ряд конструкций утепленных асбе­стоцементных плит для покрытий, например, плиты АП, которые утеплены минеральной ватой, плиты АКП из двух асбестоцемент­ных листов, между которыми помещен утеплитель, и др. Разрабо­таны и применяются также асбестоцементные стеновые панели с деревянным каркасом или бескаркасные. Их масса значительно меньше, чем масса панелей из других материалов. Размеры и ка­чественные показатели панелей и листов устанавливают соответст­вующие стандарты. Размеры листов — 3600X1500; 3000x1200 мм и др., а мелкоразмерные— 1200X800 мм. В опытно-промышленном масштабе изготовляют крупноразмерные листы двоякой кривизны длиной до 5 м (для летних домиков).

Асбестоцементные трубы применяют для устройства водопро­вода и канализации в населенных пунктах. Безнапорные трубы находят применение при проведении дренажных линий, при строи­тельстве кабельных сетей и т. п. Внутренний диаметр труб (услов­ный) составляет от 100 до 500 мм при длинах в 3000 и 4000 мм (что зависит от типа трубоформовочных машин). Постепенно уве­личивается выпуск труб длиной 5 и 6м, что снижает количество стыков, расход муфт и уплотнительных колец.

Освоено производство асбестоцементных труб с газонепроницае­мыми покрытиями из полимерных материалов. Такие трубы обла­дают высокой водо-, бензо- и маслостойкостью и надежно заменя­ют стальные трубы.

13.5. Основные свойства асбестоцементных изделий

Основные свойства асбестоцемента — прочность и деформатив-ность при воздействии статических и динамических (ударных) на­грузок. Для повышения сопротивляемости изделий воздействию атмосферных осадков, агрессивной внешней среды необходимо

также обеспечить их достаточную плотность — водонепроницае­мость, минимально допустимое водопоглощенне и др. Конкретные показатели качества асбестоцементных изделий определены в соответствующих стандартах. Так, например, согласно ГОСТ 16233—77 в отношении листов волнистых унифицированного про­филя УВ среди других требований (формы, размеров, дефектов) предусматривается, что их средняя плотность в высушенном со­стоянии была не менее 1, 75 г/см³, что обеспечивает величину водо-поглощения не более 25%. Минимальный предел прочности при изгибе у волнистых листов в поперечном к гребням волн направле­нии и в зависимости от толщины листа и сортности должен быть как минимум в пределах от 15, 7 до 19, 6 МПа, и чтобы листы были морозостойкими и выдерживали в насыщенном водой состоянии не менее 25 циклов (у профиля УВ — не менее 50) попеременного замораживания и оттаивания без каких-либо признаков расслое­ния или повреждения, сохраняя после этого испытания не менее 90% от первоначальной величины предела прочности, чтобы при стандартном испытании они были водонепроницаемыми (табл.

Таблица 13.1. Физико-технические характеристики асбестоцементных листов

(волнистых и плоских)

Прочность труб оценивается в основном пределом прочности при разрыве, что определяется с помощью гидравлического дав­ления. По величине максимального рабочего давления напорные водопроводные трубы разделяют на классы: до 0, 6 МПа —класс ВТ6, до 0, 9 МПа —класс ВТ9, до 1, 2 МПа —класс ВТ12 и др. Га­зопроводные трубы по максимальному рабочему давлению разде­ляют на марки: для газопроводов низкого давления (до 0, 005 МПа) — марка ГАЗ-НД, для газопроводов среднего давления (до 0, 3 МПа) т- марка ГАЗ-СД. Для соединения труб используются асбестоцементные муфты самоуплотняющиеся типа САМ.

К стандартным характеристикам качества асбестоцемента отно-

сктся еще ударная вязкость, т. е. сопротивляемость изделий удар­ной нагрузке. Этот важный показатель качества изделий оцени­вается с помощью специального копра и выражается работой, затрачиваемой на разрушение образцов стандартных размеров при ударном воздействии маятника. Так, листы УВ при толщине 6... 7, 5 мм должны иметь ударную вязкость не менее от 1, 5 до 1, 8 Дж/м² в зависимости от сорта.

Среди нестандартных характеристик качества асбестоцемент­ных изделий в ответственных конструкциях при нагрузках свыше 30... 40% от разрушающих часто определяют прочность с учетом ползучести, величину модуля упругости, теплостойкость и некото­рые другие показатели свойств.

Ползучесть асбестоцемента по сравнению с бетонами значи­тельно больше, что может объясняться большим количеством геля в вяжущей части. По этой же причине величина ползучести и ин­тенсивность ее прироста со временем уменьшается, так как возра­стает объем кристаллизационной структуры в цементном камне и уменьшается объем гелевой составляющей. Испытания показыва­ют, что величина прогиба асбестоцементных плиток, находящихся под нагрузкой, равной 50% разрушающей, в 3... 3, 5 раза больше величины прогиба, возникающего под влиянием кратковременного воздействия той же нагрузки. Малозаметное проявление ползуче­сти наблюдается при нагрузках, равных 25... 35% от разрушаю­щих. Однако расчет прочности асбестоцементных изделий и конст­рукций производится с учетом ползучести.

Модуль упругости асбестоцемента зависит от величины нагруз­ки. Если последняя не превышает 75... 85% разрушающей, то модуль упругости при растяжении (асбестоцемент в основном ра­ботает на растяжение) равен: 12 000 МПа —у непрессованного асбестоцемента со средней плотностью до 1, 7 кг/м³, изготовленного на 5-м и 6-м сортах асбеста; 18 000 МПа — у прессованного асбе­стоцемента с объемной массой до 1, 9 г/см³, изготовленного на 3-м и 4-м сортах асбеста. При напряжениях, больших чем 75...85% разрушающего, пропорциональность между напряжением и дефор­мацией нарушается, так как удлинение образцов растет быстрее соответствующих напряжений.

Модуль упругости увеличивается по мере повышения плотности и возраста асбестоцементных изделий, а также содержания ас­беста.

Теплостойкость — способность асбестоцемента выдерживать без потери прочности высокие температуры нагрева. Исследования показывают, что с началом дегидратации гидросиликатов кальция при температуре 300°С начинается понижение прочности асбесто­цемента. При 400°С снижение прочности достигает уже заметной величины — до 10... 15%. При дальнейшем повышении температу­ры создаются условия для дегидратации гидрата оксида кальция с новой потерей прочности асбестоцемента (до 45%). Поэтому пре­дельной температурой допустимого нагрева обычного асбестоце-

мента может быть принята 500*0, что и является его теплостой­костью.

В целях экономии асбеста, являющегося сравнительно дефицит­ным природным материалом, предпринимались попытки заменить часть его другими компонентами, сходными в той или иной мере с тонковолокнистой структурой асбеста.

В этом направлении проводились опыты по замене части асбе? ста стекловолокном. Но они показали, что необходимо иметь стек­ловолокно щелочестойким, так как обычное оказалось недолговеч­ным и в эксплуатационный период асбестоцемент с добавлением нещелочестойкого стекловолокна быстро разрушался. В настоящее время изучена возможность использования для этих целей мерге-левого и базальтового стекловолокна.

Так, в ЧССР и ПНР на протяжении многих лет до 10... 12% асбеста в производстве асбестоцементных изделий заменялись ба­зальтовой минеральной ватой, которая отличается своей щелоче-стойкостью, сравнительно высокой кор роз нестойкостью. Предпри­нимались положительные попытки заменять часть асбеста органи­ческими заполнителями, например целлюлозой, кострой (отход от переработки льна и конопли), что при условии их предварительной «минерализации», особенно обработкой раствором хлористого кальция, дает эффект снижения расхода асбеста без заметного снижения качества асбестоцемента, особенно при сухой технологии изготовления изделий. Для повышения химической стойкости стек­ловолокна в зарубежных предложениях рекомендуется вводить ок­сиды циркония, а также патентуются новые составы стекловолокна.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

I. Из каких материалов производят асбестоцементные изделия и какие тре­бования предъявляют к этим материалам? 2. По какой технологической схеме осуществляют производство асбестоцементных изделий по ыокрому способу? 3. Какие имеются разновидности асбестоцементных изделий? Какие требования предъявляют к этим изделиям? Стандартные и нестандартные методы проверки качества готовых изделий. 4. Охарактеризуйте асбестоцемент как типичный представитель ИСК, его структурные элементы. Зависимость свойств от струк­туры этого материала. 5. В чем состоят специфические особенности этой разно­видности ИСК?

Глава 14