Одной из важнейших операций, в процессе которой происходит формирование пористой структуры матери­ала, в значительной мере определяющей функциональ­ные и общестроительные свойства силикатных яче­истых материалов, является формование.

Основным условием получения качественной яче­истой структуры с порами правильной шаровидной формы (рис. 9), равномерно распределенными в массе бетона без дефектов структуры — расслоений, разрывов межпоровых перегородок и др., является соответствие кинетики газовыделения изменению реологических характеристик вспучиваемой ячеистобетонной массы.

А. А. Фединым предложена модель формирования ячеистой пористости, позволяющей проанализировать влияние основных технологических факторов (В/Т и t смеси) на характер процессов вспучивания и созрева­ния ячеистой силикатной смеси (см. рис. 10).

Оценивая совместное действие температурно-влаж- ностных факторов на кинетйку вспучивания можно - заключить, что каждый из указанных факторов может усиливать или сглаживать действие другого в зависи­мости от реальных условий вспучивания — наличия внешних механических воздействий на вспучивающу­юся смесь, температуры и влажности окружающей сре­ды, состава ячеистосиликатиой смеси, качества изве­сти, расхода и температуры воды затворения.

Наиболее опасны области 4, 5 и 6, которые отража­ют так называемое явление "ложного кипения", и об-

Рис. 9. Структура ячеистого бетона (увеличение X 12)

В т

Ложное кипение! I ° ° ° О О ООО 0 О ° о. Q0o Oj> ° о ° чг < 00 °оо

.„■p. o-.o. ov^

■ vo :^.-.Oc'

О oe<3o = О О QOQO С _ o О О V" «

■"■"ST Ее Оо о^

J>o о Ъ V-® о ° О о о ^ ^

Knirt---------------

Рис, 10. Физическая модель процессов вспучивания и схватывания силикатной ячеистой смеси в зависимости от температурио-влаж - иостных условий:

Tcxtlam WO'С

"О.^О. о'Й.?.

Клах-----

1шт и 1тах ~ нижний и верхний пределы рациональных значений температуры смеси; W ^ - нижний и верхний пределы

Оптимальных значений формовочной влажности

Ласти 2, 8, 9, характерные для случая, когда схваты­вание опережает газовыделение. В последнем случае смесь затвердевает до того, как завершатся процессы газовыделения и заданная плотность не будет достиг­нута, а межпоровые перегородки окажутся пронизаны трещинами.

"Ложное кипение", сопровождаемое порывом газа из формируемой массы, ее просадкой и увеличением плотности готовых изделий, наблюдается в случае, когда завершение газовыделения не совпадает с набо­ром ячеистобетонной массой требуемой несущей способ­ности (пластической прочности).

Для достижения сбалансированности скоростей про­цессов газовыделения и нарастания пластично-вязких свойств вспучивающейся массы, которая в начале про­цесса газовыделения должна нарастать медленно, а в конце -- быстро, используют различные технологиче­ские приемы: изменяют температуру формовочной
массы и воды, применяют специальные добавки для регулирования скорости гашения извести, частично за - гашивают известь и др.

Наиболее эффективным в этом случае оказывается управление структурообразованием путем механиче­ского воздействия на вспучивающуюся смесь. В СССР разработана и широко используется комплексная виб­рационная технология формования ячеистых бетонов.

При воздействии вибрации происходит тиксотроп - ное разжижение ячеистобетонной массы, что позволяет регулировать кинетику ее пластично-вязких свойств с учетом кинетики газовыделения.

Особенно эффективно сочетание вибрационных воз­действий с использованием масс, содержащих добавки ПАВ. В этом случае при вибрации происходит резкое снижение предельного напряжения сдвига ячеистобе­тонной смеси и в меньшей мере вязкости массы. Такой характер изменения реологических характеристик яче­истобетонной массы предотвращает седиментацию гру- бодисперсных частиц и коалесценцию газовых пузы­рей, что позволяет получить мелкопористую ячеистую структуру без дефектов межпоровых перегородок.

При вибрационном способе регулирования пластич­но-вязких свойств ячеистобетонных масс оптимальны следующие режимы и параметры вибрации: в первый период вспучивания (до достижения максимальной скорости газовыделения) вибрация осуществляется при частоте 20-30 с"1 и амплитуде 0,5-0,75 мм; при сниже­нии интенсивности вспучивания амплитуда и частота вибрационных воздействий снижаются до 0,25-0,5 мм и 15-20 с"1. При скорости вспучивания менее 0,5-1 см/мин вибровоздействия на смесь прекращают.

После прекращения вибрационных воздействий происходит быстрое восстановление разрушенных структурных связей, что приводит к интенсивному возрастанию пластической прочности и несущей спо­собности поризованной массы. Это позволяет исклю­чить "ложное кипение" и просадку массы.

В НИПИсиликатобетона разработана ударная тех­нология формования ячеистого бетона на специальных площадках, создающих низкочастотные циклические механические воздействия на вспучивающуюся яче - истобетонную смесь.

Наиболее широкое применение получила ударная площадка типа ЛВ-37Б грузоподъемностью 20 т. Она

Рис. 11. Схема ударной площадки J1B 37Б

Состоит (рис. 11) из двух сварных рам: нижней непод- вижной-11, стационарно закрепленной на железобетон­ном фундаменте, и верхней подвижной-2, которая за­полнена минеральной ватой, снижающей уровень шу­ма при работе площадки [16].

Подъем верхней рамы осуществляется с помощью электродвигателя — 3, соединенного с помощью паль­цевой муфты — 4с редуктором — 5, который передает вращение продольному валу — 6 с поперечным ва­лом — 7, смонтированными на нижней раме. На по­следней находятся кулачки — 8, которые соприкасают­ся с роликами — 9, закрепленными на верхней раме — 2. Кулачки поднимают подвижную раму до верхнего крайнего положения и рама под действием собственной массы и массы формы со смесью -- 12 свободно падает на нижнюю раму — 11. При этом она соударяется с опорными рельсами — 1, которые закреплены на ниж­ней и верхней рамах.

Регулирование интенсивности ударных воздействий на вспучивающуюся смесь - осуществляется плавным изменением высоты подъема верхней рамы площадки.

Наблюдаемые при этом повреждения подшипников опор осей эксцентриковых валов можно избежать при использовании подшипников качения № 3613 (ГОСТ 5721-75). Отличительной особенностью ударных пло­щадок является установка форм без крепления на раме площадки, что позволяет не только упростить конст­рукцию форм и площадки, но и повысить эффектив­ность работы последней за счет повторных соударений формы с площадкой в течение 0,4-0,5 с после падения формы [7].

Ударные площадки изготавливаются на опытном заводе НИПИсиликатобетона ЭССР. В настоящее вре­мя налаживается выпуск ударной площадки JIB-35A уменьшенных габаритов. Применение ударных площа­док вместо виброплощадок К-494 позволяет в 3-4 раза снизить мощность электродвигателей; удельный расход электроэнергии при этом сокращается с 0,61 до 0,074 кВт/м3; металлоемкость уменьшается до 3 раз. По данным [16], применение ударных площадок позволя­ет сократить расход цемента, извести и газообразовате­ля соответственно до 30, 10 и 15% без ухудшения прочностных показателей изделий.

Ударные площадки успешно эксплуатируются на многих предприятиях, выпускающих ячеистобетонные изделия.

И. Б. Удачкиным предложен баротермальный спо­соб поризации ячеистобетонной смеси, предусматрива­ющий предварительное насыщение ее в герметичном смесителе сжатым воздухом и последующую выгрузку в формы, где в результате перепада давлений воздуха в смеси и атмосферного происходит быстрое вспучива­ние. По этому способу предусматривается введение в смесь воздухововлекающих добавок ПАВ и примене­ние, специального герметичного смесителя. Для сниже­ния потерь вовлеченного воздуха и снижения динами­ческого напора смеси при выгрузке предусмотрены специальные гасители. Авторы [17] отмечают, что про­цесс порообразования в смеси не обязательно должен совмещаться с процессом ее схватывания, что значи­тельно упрощает процессы формования. При этом уменьшается величина напряжений, возникающих в смеси в период созревания ячеистобетонного сырца, что позволяет получить практически изотропный ма­териал.

СПКТО Укроргтехстройматериалы Минстроймате - риалы УССР разработаны чертежи, по которым на фа - стовском заводе "Красный Октябрь" изготовлен опытный образец смесителя — баросмеситель, объе­мом 3,2 м3.

Промышленные испытания нового способа на Ни­колаевском КСН показали [17], что ячеистый бетон, изготовленный этим способом, отличается повышенной (в среднем на 30%) прочностью при сжатии, более од­нородной прочностью, пониженной средней плотно­стью и водопоглощением.

Образовавшуюся при вспучивании ячеистосиликат­иой массы "горбушку" срезают или прикатывают.

Изготовление ячеистосиликатных изделий перемен­ной плотности, с вариатропной структурой, путем при - катки "горбушки", разработана в Уралниистромпроек - те А. Н. Черновым.

Прикатка "горбушки" осуществляется специальной машиной, оборудованной устройством для срезки "гор­бушки" до необходимой толщины и прокатывающим валом длиной 2 или 3 м.

Прикатка "горбушки" осуществляется при дости­жении пластической прочности поверхностного слоя 0,015-0,02 МПа.

Прокатывающие машины могут одновременно вы­полнять следующие операции: срезать "горбушку" до необходимой толщины, а излишки удалять за пределы формы; производить прикатку "горбушки"; образовы­вать вентиляционные каналы с одновременной при - каткой; наносить и прикатывать декоративный или защитный слой из сыпучего материала; придавать по­верхности рельефный рисунок. Поверхность прокаты­вающего вала имеет температуру 150-200°С за счет на­грева внутренними электронагревателями, что приво­дит к появлению между валом и прикатываемой по­верхностью паровой прослойки, которая исключает на­липание смеси на вал. Такой способ позволяет полу­чить на поверхности ячеистобетонных изделий слой переменной плотности -- от 1,6 до 0,5-0,7 т/м3 на глу­бине 2-5 см от поверхности. Уплотненный поверхност­ный слой прежде всего предохраняет изделия от атмос­ферных воздействий, а также от механических по­вреждений.

Способ прикатки "горбушки" применяется при фор­мовании изделий в индивидуальных формах — формо­вая технология.

Одной из проблем технологии ячеистых силикат­ных материалов является осадка смеси после достиже­ния максимальной величины вспучивания, что приво­дит к образованию пустот под арматурой. Это ухудша­ет взаимодействие арматуры с материалом и увеличи­вает вероятность ее коррозии.

В разных странах эта проблема находит различные решения. В ЧССР [1] для ячеистых материалов на кварцевом песке рекомендуется использовать повы­шенное до В/В = 0,7-0,8 водовяжущее отношение, ко­торое требует использования вяжущих со следующими параметрами: цемент с суточной прочностью 19 МПа, известь с температурой гашения более 70°С, временем гашения 15-20 мин, выходом теста более 2,2 л/кг и продолжительностью вспучивания смеси не менее 30 мин после заливки в формы. Либо предусматривается применение пластификаторов, которые позволяют при В/Т = 0,55 получить ячеистобетонную смесь такой же консистенции, как и при В/В = 0,7-0,8.

На заводах фирмы "Сипорекс" последнего поколе­ния предусмотрено укладку арматурных каркасов осу­ществлять после вибрирования смеси специальной виб­рогребенкой.

Известны разработки, выполненные в нашей стра­не и за рубежом, в которых для избежания образова­ния пустот под арматурой рекомендуется подвергать арматуру вибровоздействиям. Многолетний опыт при­менения комплексной вибрационной технологии в СССР показывает, что виброформование позволяет практически исключить это отрицательное явление.

Применение вибрационной технологии позволяет использовать высоковязкие ячеистобетонные массы с низким расходом воды затворения, интенсифициро­вать технологический процесс изготовления ячеистобе­тонных изделий, особенно на современных механизи­рованных линиях, работающих по резательной техно­логии.

При литьевой технологии применяют агрегатно-по­точный метод формования. В этом случае формы уста­навливаются вдоль пути движения газобетономешал­ки. Заливка, вспучивание, схватывание и разрезка яче - истобетонного массива осуществляются непосредствен­но в формах, не подвергаемых никаким перемещени­ям. При вибрационной технологии используют стендо­вый или конвейерный принцип формования, при кото­ром формование ячеистобетонного массива осуществля­ется на специальном посту, оборудованном вибропло­щадкой.