Разработка составов полистиролбетона на основе сырья Оренбургской области

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

В настоящее время возникает потребность в применении новых конструкционно-теплоизоляционных строительных материалов, отвечающих нормам ГОСТов, условиям экономической целесообразности. Полистиролбетон строительный материал, который в полной мере соответствует данным требованиям.

Полистиролбетон - это особо легкий бетон поризованной структуры на цементном вяжущем и заполнителе из вспененного гранулированного полистирола с использованием воздухововлекающих добавок, поризующих цементный камень, и других добавок - модификаторов свойств полистиролбетона.

Полистиролбетон подразделяют по назначению, теплозащитным и конструкционным свойствам.

По назначению полистиролбетон подразделяют для:

- сборных изделий;

-монолитных конструкций.

По теплозащитным и конструкционным свойствам полистиролбетон подразделяют на:

- теплоизоляционный;

- теплоизоляционно-конструкционный;

- конструкционно-теплоизоляционный.

Таблица 1 - Основные технические характеристики полистиролбетона

Полистирол вспененный гранулированный - заполнитель в полистиролбетоне, получаемый способом однократного или многократного вспенивания суспензионного полистирольного бисера.

Таблица 2 - Характеристики пенополистирола в зависимости от требуемых показателей качества пенополистиролбетона

Результаты испытаний советских и зарубежных исследователей прошлых лет, показали, что применение полистиролбетона в качестве материала для несущих бетонных и железобетонных конструкций и изделий возможно наравне с керамзитобетоном, ячеистым бетоном и крупнопористым шлаковым бетоном.

Разработка составов полистиролбетона на основе сырья Оренбургской области подбирается с учетом требований ГОСТ 27006-86, а требуемое количество составляющих уточняется расчетно-экспериментальным методом.

Полистиролбетон на цементно-песчаным вяжущем представляет собой сложную систему, содержащую гидрофобные и гидрофильные частицы и полярную жидкость (воду), которая не смачивает гидрофобную поверхность пенополистирола.

Составы полистиролбетонной смеси должны назначаться расчетно-экспериментальным способом в соответствии с требованиями ГОСТ 27006-85 на основе опытных замесов с учетом характеристик имеющихся материалов и параметров технологического оборудования по приготовлению, укладке, уплотнения смеси, а также с учетом условий твердения бетона.

Для подбора состава конструкционного полистиролбетона применяются следующие материалы.

В качестве вяжущего используется портландцемент типа ЦЕМ II, подтипа В со шлаком (Ш) от 21% до 35%, класса прочности 32,5 нормальнотвердеющий (ЦЕМ II/В-Ш 32,5 Н) АО «НОВОТРОИЦКИЙ ЦЕМЕНТНЫЙ ЗАВОД» (г. Новотроицк Оренбургской обл.). Свойства цемента соответствуют ГОСТ 31108-2016. Технические характеристики, химический и минералогический состав цемента, приняты согласно сертификату качества, представленному предприятием-производителем (таблица 3).

Таблица 3 - Характеристики цемента ЦЕМ II/В-Ш 32,5 Н

В качестве заполнителя используется песок Архиповского месторождения.

Таблица 4 - Химический состав песка

Таблица 5 - Гранулометрический состав

Вспененный полистирольный гравий изготавливается методом теплового удара по специальной технологии из полистирольного бисера марки ПСВ-76С производства АО «Салаватнефтеоргсинтез» по ТУ 38.602-22-57-96. Фракция заполнителя в виде гранул полистирола принята 2,5-5,0 мм.

Таблица 6 - Характеристика полистирола

В качестве воздухововлекающей добавки используется смола древесная омыленная СДО, отвечающая требованиям ТУ 2453-013-10644738-00.

Для повышения удобоукладываемости смеси, снижения эксплуатационной влажности и коэффициента теплопроводности полистиролбетона могут быть применены пластифицирующие и гидрофобизирующие добавки, отвечающие требованиям ГОСТ 24211.

Для изготовления полистиролбетонной смеси и поливки полистиролбетона применяется вода с водородным показателем рН4, содержащую минеральные соли не более 5000 мг/л, в том числе сульфатов не более 2700 мг/л. Вода должна соответсвовать требованиям ГОСТ 23732-2011.

Полистиролбетонные смеси должны соответствовать требованиям ГОСТ 7473-2010.

Необходимые характеристики для расчета компонентов цементно-песчаного раствора.

- нормальная густота цементного теста соствляет 26,5%;

- водопотребность песка фракции <2,5 мм, рассчитанная по ГОСТ 9758-2012, равна 23%.

Задаем цементно-песчаное отношение равным 3:1.

Вычисляем состав цементно-песчаного раствора по уравнениям:

где 3,1 и 2,5 - истинные плотности цемента и песка используемых фракций, определенные с помощью прибора Ле Шателье.

Расход материала на 1 литр раствора составляет:

Цемент - 1290г, песок - 430г, воды - 400мл.

Плотность раствора - 2120 г/л.

Количество раствора составляет 1200/2120=0,565. Задаем количество растворной части - 0,565.

Определяем необходимое количество полистирола. Пустотность полистирола выбранной фракции 2-5 мм составляет 40% и определяется в соответствии с ГОСТ 9758-2012.

Количество полистирола данной фракции принимается 0,88л/л в насыпном состоянии.

Таким образом, искомый состав полистиролбетона плотностью 550 кг/м3 на 1м3:

Цемент (ЦЕМ II/В-Ш 32,5 Н) + 0,45% добавка СДО - 730 кг;

Песок Архиповский - 243 кг;

Вспененные гранула полистирола - 0,8 м3;

Вода 226 л.

Разработанный состав полистиролбетона был подобран и исследован в лаборатории кафедры «Автомобильных дорог и строительных материалов» Оренбургского государственного университета.

Список литературы

полистиролбетон цементный гранулированный песчаный

1. ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава. - Введ. 1987-01-01. - М.: Изд-во Стандартинформ, 2006. - 7 с.

2. ГОСТ 9758-2012 Заполнители пористые неорганические для строительных работ. - Введ. 2013-11-01. - М.: Изд-во Стандартинформ, 2014. - 67 с.

3. ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. технические условия - Введ. 2012-01-01. - М.: Изд-во Стандартинформ, 2018. - 19 с.

4. ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия - Введ. 2012-10-01. - М.: Изд-во Стандартинформ, 2012. - 16 с.

5. ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия - Введ. 2011-01-01. - М.: Изд-во Стандартинформ, 2010. - 15 с.

6. ГОСТ 31108-2016 Цементы общестроительные. Технические условия- Введ. 2017-03-01. - М.: Изд-во Стандартинформ, 2016. - 15 с.

7. Беляков В.А. Прочностные, деформационные и эксплуатационные свойста полистиролбетона для строительных конструкций и изделий [Текст] дис. на соиск. учен. степ. канд. тех. наук (05.23.05) / Беляков Владимир Александрович - Уральский государственный технический университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина - УрФУ - Екатеринбург, 2010. - 193 с.

8. Клем В.Р. Подбор состава и технология производства пенополистиролбетона / Применение ячеистых бетонов в жилищном строительстве: Сб. научных трудов / ЛенЗНИИЭП, 1991. - с. 151-155.

9. Носков А.С., Филиппов В.П., Беляков В.А. Проектирование составов конструкционного полистиролбетона с использованием современных химических добавок // Бетон и железобетон в Украине. - 2005. - №4 (26). - с. 8-13.

Размещено на Allbest.ru