12.3.1 Полученную пену в соответствии с пунктом 1 лабораторной работы испытывают для определения кратности, стойкости по количеству истеченной жидкости.
12.3.2 Определение свойств пены производят на приборе типа ЦНИИПС-1.
Прибор ЦНИПС-1 для определения свойств пены состоит из трех основных частей: сосуда, стеклянной трубки и поплавка. Сосуд имеет внизу отверстие. Стеклянная трубку диаметром 14 мми длиной соединена с отверстием сосуда и имеет внизу краник. Поплавок представляет собой круглую алюминиевую пластинку диаметром весом 25 г.Для определения устойчивости пену помещают в сосуд прибора и на её поверхности устанавливают поплавок. По шкале верхнего сосуда измеряется осадка пены, а по шкале бюретки (трубки) - объем жидкости, выделившейся из разрушившейся пены.
Рисунок 12.2. Прибор ЦНПС-I для определения качества пены:
1- стеклянный или целлулоидный сосуд; 2-стеклянная трубка; 3- поплавок; 4- шкала для замера высоты столба пены; 5- шкала для измерения отхода жидкости, полученной в результате разрушения пены.
|
|
12.3.3 Заполняют полученной пеной сосуд прибора ЦНИИПС-1, на поверхность пены устанавливается поплавок, оставшейся частью пены заполняют мерную емкость (предварительно определив массу емкости).
12.3.4 Определяют массу пены и плотность пены:
(12.2)
где т – масса пены;
V – объем пены в мерной емкости.
12.3.5 Определяют кратность пены
(12.3)
где k – кратность пены
ρ в – плотность воды, г/л
ρ п – плотность пены, г/л
12.3.6 По прибору ЦНИИПС-1 через каждые 5 мин после заполнения емкости прибора пеной фиксируют количество истеченной жидкости и осадку пены в мм.
Наблюдения осуществляют в течение 1 часа. Данные определений вносят в таблицу 12.2.
Таблица 12.2
№ п/п
| ПАВ | Стабилизатор | Кратность пены
| ρ пены, г/л
| Осадка пены, мм | Кол-во истеченной жидкости, мм | ||
Вид | Концентрация в растворе | КМЦ | Жидкое стекло | |||||
Пример расчета состава ячеистого бетона. Требуется получить ячеистый бетон с применением смешанного (цементно-известкового) вяжущего со средней плотностью 500 кг/м3 с возможно большей прочностью. Объем один замеса - 10 л.
Исходные материалы: портландцемент марки 500, молотая известь-кипелка активностью 70%, зола-унос (ρуд = 2,06 г/см3), порообразователь – алюминиевая пудра или КИСК, поверхностно-активное вещество – мылонафт, замедлитель скорости гидратации извести-кипелки – молотый двуводный гипс.
|
|
1. Пользуясь соответствующими формулами, подсчитываем расход материалов на 1 замес с учетом следующих исходных величин: Кс =1,1; С =1,5 и п =0,5, расплыв массы (текучесть раствора) должен быть равен 30 см. Опытным путем устанавливаем, что такая текучесть раствора имеет место при В/Т=0,64.
При применении данных материалов W =0,48 л/кг; для газобетона К= 1,39 л/г, а для пенобетона К =18 л/кг, или 0,018 л/г; а=0,85.
Установив эти величины, производим расчет расхода материалов:
Вяжущего..... Рвяж = кг.
Извести...... Ри = 1,8·0,5 = 0,9 кг.
Цемента...... Рц = 1,8 - 0,9 = 0,9 кг.
Кремнеземистого
компонента..... Рк = 1,8·1,5 = 27 кг.
Молотого двуводного
гипса..... Рг = 0,9 · 0,03 = 0,027 кг.
Воды......... В = (1,8 + 2,7) 0,64=2,88 л.
Пористость, которую необходимо создать с помощью порообразователя для получения заданной, средней плотности ячеистого бетона:
(12.4)
Зная пористость, определяем расход порообразователей: алюминиевой пудры
г; (12.5)
Мылонафтана для приготовления водно-алюминиевой суспензии:
Рм=4,32·0,05=0,22 г; (12.6)
Водного раствора пенообразователя (пены) для пенобетона:
кг. (12.7)
2. Готовим пять замесов с В/Т, равным 0,60; 0,62; 0,64; 0,66 и 0,68. Допустим, что В/Т=0,64 оказалось оптимальным.
Приготовив еще пять замесов с различной температурой, определяем, что при температуре 40°С наблюдалось максимальное вспучивание массы.
3. С целью установления оптимального соотношения между кремнеземистым компонентом и вяжущим веществом готовим пять замесов при В/Т=0,64 и при температуре раствора 40°С, при этом принимаем величину Св следующих пределах: 1,0, 1,25; 1,5; 1,75; 2,0.
Предположим, что после испытания образцов на прочность состав с С=1,5 показал наибольшую прочность.
4. По фактическим значениям после проведения соответствующих измерений уточняем величины W, Кси α.
Допустим, что фактические замеры показали, кг/л:
Плотность раствора...........ρр = 1,45.
Средняя плотность газобетонной
смеси...................... ρя =0,775
Средняя плотность пеиобетонной
смеси..................... ρя = 0,808
Средняя плотность бетона в сухом
состоянии................... ρсух = 0,544
Поскольку ячеистый бетон получился тяжелее заданного, то в его состав необходимо внести коррективы.
Величину удельного (абсолютного) объема сухой смеси (W) уточняем по фактической плотности раствора:
л/кг. (12.8)
Фактически полученную пористость (Пг) рассчитываем по фактической плотности раствора и по средней плотности полученной ячеистой смеси за вычетом массы пенообразователя, то есть если средняя плотность пенобетонной смеси равна 0,808, то без учета массы пенообразователя она будет равна 0,808-0,333= 0,775.
- для пенобетона (газобетона). (12.9)
Затем уточняем коэффициент использования порообразователя. Определяем α для газобетона, для чего предварительно вычисляем фактический объем газобетонной смеси по ее массе и средней плотности:
л. (12.10)
Тогда коэффициент использования порообразователя (ПАК-3)
(12.11)
Определяем а в пенобетоне, предварительно вычислив объем пенобетонной смеси без учета объема пены:
|
|
л. (12.12)
(12.13)
Уточняем величину коэффициента связанной воды
(12.14)
5. По уточненным значениям Кс, W, П г и α производим окончательный расчет расхода порообразователей.
Требуемая величина пористости составит
(12.15)
Расход ПАК-3 на 1 замес по уточненным данным
г. (12.17)
Расход рабочего раствора КИСК по уточненным данным
кг. (12.18)
Таблица 12.3
Окончательные данные по составу ячеистого бетона рекомендуется записывать по следующей форме:
Наименование материалов
| Расход материалов, кг | |
на 1 замес | на 1 м3 | |
Вяжущее | 1,8 | 180 |
Известь | 0,9 | 90 |
Портландцемент | 0,9 | 90 |
Кремнеземистый компонент | 2,7 | 270 |
Молотый двуводный гипс | 0,027 | 2,7 |
Вода (общее количество) | 2,88 | 288 |
Газообразователь (ПАК-3), г | 4,75 | 475 |
Пенообразователь (рабочий раствор), кг | 0,367 | 36,7 |
Поверхностно-активное вещество для приготовления водно-алюминиевойсуспензии (Рп 0,05), г | 0,24 | 24 |
Осн. литература: 3 [359 – 362]
Доп. литература: 8 [85 – 99]
Контрольные вопросы:
1. Технологические приемы получения пенобетонов способом сухой минерализации в лабораторных условиях.
2. Определение основных свойств пенобетона в лабораторных условиях.
3. Технологические приемы получения пенобетонов традиционным способом в лабораторных условиях.