Технология фильтрационного способа изготовления и физико-технические свойства стеновых и облицовочных изделий из мелкозернистого бетона

Недостаточная морозостойкость наружных отделочных материалов приводит к преждевременному их разрушению в процессе эксплуатации зданий и сооружений. Наиболее подвержены разрушениям штукатурные покрытия, наружные краски, облицовка, выполненная из керамической плитки или керамического кирпича пластического формования. Реже наблюдается разрушение облицовочного слоя в зданиях панельного типа, отделка которых выполняется в заводских условиях непосредственно в процессе формования панелей при строгом соблюдении технологии и осуществлении контроля производства.

Высокие показатели по морозостойкости и долговечности имеют облицовочные материалы, изготовленные путем прессования или вибропрессования. К ним относятся прессованные бетонные плиты, силикатный и керамический кирпич, вибропрессованные тротуарные плиты и блоки. Плотность и морозостойкость этих изделий в значительной степени зависит от способа прессования, режима (скорости прессования), состава сырьевой смеси и т.д. С точки зрения энергосбережения преимущество имеют изделия, изготовленные из неавтоклавных бетонов.

Исследования, проведенные в Межотраслевой научно-исследовательской лаборатории новых строительных материалов БГПА, показали, что высокие показатели по плотности и морозостойкости имеют бетонные изделия, изготовленные путем фильтрационного прессования, в процессе которого осуществляется отжатие избыточной влаги и воздуха. Этот способ формования позволяет устранять недостатки, присущие способам полусухого прессования силикатного и керамического кирпича, связанные с высокой скоростью прессования (1-2 с), запрессовкой воздуха, расслоением формовочной смеси и неудовлетворительным ее перераспределением в процессе прессования, нечеткими гранями готовых изделий и другим. По сравнению с вибропрессованием, в процессе которого уплотнение формовочной смеси выполняется при низком давлении (0,15 МПа), фильтрационное прессование изделий осуществляется при давлении в 100-200 раз выше. Исследованы основные технологические факторы: время и давление фильтрационного прессования, содержание воды в цементно-песчаной смеси. Определены их оптимальные значения.

На экспериментальной базе МОНИЛ НСМ БГПА изготовлены и испытаны опытные образцы долговечных стеновых и облицовочных материалов, плит пола на основе мелкозернистых бетонов. В качестве исходных материалов использовали портландцемент и кварцевый песок. Для придания декоративной выразительности облицовочным материалам в сырьевую смесь дополнительно вводили пигменты, дробленые отходы камнепиления. Для улучшения гидрофобных свойств и интенсификации процесса твердения изделий в сырьевую смесь вводили модифицирующие добавки. Формование изделий осуществляли способом фильтрационного прессования. Особенность фильтрационного прессования состоит в том, что на стадии приготовления сырьевой смеси вводят обильное количество воды затворения, получают пластичную смесь, в которой начинает активно протекать процесс гидратации портладцемента. Затем осуществляют прессование смеси с удалением избыточной влаги.

Отформованные изделия имеют высокую плотность и минимальную пористость. Оптимальное давление прессования составляет 10-20 МПа. При таком давлении остаточное водотвердое отношение составляет 0,2-0,3. Для гидратации портландцемента достаточно 15-20 масс. % воды. При сжатии бетонных смесей происходит сближение оводненных цементных частиц и процесс их гидратации и взаимодействия протекает более активно. Готовый прессованный искусственный камень имеет повышенные показатели по плотности, прочности и морозостойкости.

Испытание образцов, изготовленных из модифицированных бетонных смесей путем фильтрационного прессования при давлении от 10 до 20 МПа, показали, что они имеют предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут от 32 до 48 МПа, морозостойкость - 100-350 циклов попеременного замораживания и оттаивания и плотность - 2300-2400 кг/м 3, водопоглощение - 0,9-6 %. Изделия с такими показателями по прочности и морозостойкости целесообразно использовать для наружной облицовки зданий и сооружений.

При нынешней перестройке промышленного комплекса страны высвобождаются гидравлические прессы разных мощностей из машиностроительных и металлообрабатывающих отраслей, переоборудование которых под фильтрпрессовое производство позволит получать из цементно-песчаных смесей различные изделия: облицовочные кирпичи и плиты, тротуарные плиты и другие.

Разработан энергосберегающий способ и рекомендации по интенсификации твердения прессованных изделий. Рекомендуется режим твердения изделий по метолу термоса как с подводом тепловой энергии от внешних источников, так и за счет экзотермии цемента (беспрогревный).

Для организации опытно-экспериментального производства прессованных строительных материалов разрабатывается технологическая и конструкторская документация. Внедрение разработок планируется на предприятиях ГП ПСО "Минскоблсельстрой".

Исследования выполняются в соответствии с научно-технической программой "Разработать и внедрить ресурсосберегающие материалы и технологии в строительстве и эксплуатации зданий и сооружений". Государственный заказчик программы - Министерство архитектуры и строительства РБ.

Г. ГАЛУЗО, В. ПОВИДАЙКО, Н. ЛАПТИК, В. ОСТАПЕНКО, БГПА, г. Минск.