Способ изготовления пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов и устройство для его осуществления

Способ изготовления пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к строительным материалам и изделиям, может быть использовано в производстве изделий из пенобетона. Сущность изобретения состоит: в части способа - в заливке пенобетонной смеси и герметизации съемной бортоснастки указанных пенопродуктов перед их тепловлажностной обработкой (ТВО) послойно, с использованием герметизирующего покрытия бортоснастки нижнего слоя в качестве основания бортоснастки вышележащего слоя, при выборе высоты слоя по формуле: h = ₀/, где ₀ - предельное напряжение сдвига приготовленной пенобетонной смеси, - средняя плотность указанной смеси в диапазонах соответственно 0,3-2,4 КПа и 200-800 кг/м³, причем число указанных слоев выбирают не менее двух. Подъем температуры для проведения ТВО начинают при предельном напряжении сдвига пенобетонной смеси после предварительной выдержки в диапазоне 2-10 КПа и степени гидратации цемента в последней не менее 2,5% по массе. В части устройства - в выполнении способа в многослойной пакетной форме со снабженными теплообменными элементами боковыми и горизонтальными плитами оснований и покрытий и съемной бортоснасткой между последними в виде фасетчатой структуры с независимым варьированием ее размеров в каждом слое указанной формы. Технический результат - снижение длительности и энергозатрат на ТВО , снижение себестоимости пенобетона и соответственно стоимости жилья. 2 с. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к технологии строительных материалов, преимущественно к изготовлению из пенобетона массивов, изделий, деталей и элементов.

Из уровня техники известен способ изготовления пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов, включающий приготовление пенобетонной смеси, заливку ее в разъемные формы и выдерживание указанных пенобетонных продуктов в воздушно-влажных условиях при положительных температурах до достижения распалубочной прочности и распалубку с последующим транспортированием указанных продуктов в зону воздушно-влажного хранения [1]. Недостатком известного способа является длительный срок твердения указанных пенобетонных продуктов, что приводит к перерасходу металла и других материалов на указанные формы и к низкому коэффициенту использования производственных площадей. Кроме того, все основные операции в способе осуществляются вручную. Все это вызывает удорожание пенобетонных продуктов и ограничивает области их применения в строительном комплексе.

Известен также способ изготовления пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов, включающий, кроме указанных выше технологических операций, также тепловлажностную обработку (ТВО) указанных продуктов, заключающуюся в предварительной выдержке отформованных пенобетонных продуктов, подъеме их температуры, прогреве и охлаждении их после достижения нормативной прочности [2] . При этом резку отформованных массивов из пенобетона осуществляют как до, так и после ТВО [3]. ТВО ускоряет достижение нормативной прочности пенобетона в указанных продуктах, сокращает затраты средств на формы и повышает коэффициент использования производственных площадей, но, в свою очередь, повышает энергозатраты на изготовление указанных пенобетонных продуктов и резко усиливает неоднородность их качества, поскольку внешние, прилегающие к формам, части пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов нагреваются меньше, а охлаждаются быстрее их внутренних частей, а возникающие перепады температур вносят дополнительные градиенты влажности. Все это нарушает однородность и усиливает дисперсию свойств пенобетона в указанных продуктах, ухудшая их строительно-технические свойства.

Аналогом способа изготовления пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов согласно изобретению является способ, предусматривающий, помимо указанных выше операций, также герметизацию указанных разъемных форм перед ТВО пенобетонных продуктов, причем указанные подъем температуры и прогрев пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов осуществляют посредством бесконтактного теплообмена, то есть в так называемых термоформах, в которых теплообменные элементы вмонтированы в формы и нет непосредственного контакта энергоносителя (водяного пара, топливных газов и т.п.) с прогреваемыми пенобетонными продуктами, и, кроме того, при подъеме температуры и прогреве используется теплота гидратации цемента, входящего в состав пенобетонной смеси. При этом охлаждение указанных пенобетонных продуктов ведут также с помощью бесконтактного теплообмена, в частности путем подачи в теплообменные элементы холодной воды, или естественным путем благодаря более низкой температуре окружающей среды по сравнению с пенобетонными продуктами, подвергнутыми ТВО [4].

Наиболее близким к способу согласно изобретению (прототипом) является способ изготовления пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов на стенде, включающий приготовление пенобетонной смеси, заливку ее в съемную бортоснастку, обеспечивающую формование и установленную на основание с теплообменной системой, герметизацию указанной бортоснастки и тепловую обработку, включающую подъем температуры, прогрев и охлаждение указанных пенобетонных продуктов, а также распалубку последних с транспортированием их в зону воздушно-влажного хранения, причем указанные подъем температуры, прогрев и охлаждение осуществляют в две стадии: первичную термообработку ведут с подъемом температуры в изделиях от 20 до 90^oС в течение 3 ч, изотермическим прогревом 3 ч и остыванием продуктов до 60^oС в течение 1 ч, а вторичную - в течение 10-12 ч с температурой до 80^oС и последующим охлаждением [5]. Преимуществом этого технического решения является повышенная однородность пенобетона в изделиях и повышенная производительность способа по сравнению с предыдущими, а недостатком - двухстадийность тепловой обработки, сопровождаемая избыточными затратами энергии, труда и начального капитала.

Отметим, что съемной бортоснасткой, устанавливаемой на поддоне или основании, называют часть формы, образующую боковые стенки объема формуемых бетонных продуктов и удаляемую с поддона или основания формы в начале и/или в ходе процесса распалубки указанных бетонных продуктов. Боковыми стенками в отличие от съемной бортоснастки называют части формы, выполняющие дополнительные функции по сравнению со съемной бортоснасткой, а конкретно: теплозащитные (при теплоизоляции стенок), конструктивные (при повышенной толщине боковой стенки по сравнению с остальными частями съемной бортоснастки) и при наличии встроенных теплообменных элементов, а также выполненные неотделяемыми от основания формы.

Задачей настоящего изобретения в части способа изготовления пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов является получение пенобетона высокой однородности как до, так и после его одностадийной тепловлажностной обработки в однородном температурном поле.

Указанная задача решается тем, что в способе изготовления пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов на стенде, включающем приготовление пенобетонной смеси, заливку ее в съемную бортоснастку, обеспечивающую формование и установленную на основание с теплообменными элементами, герметизацию указанной бортоснастки и тепловую обработку указанных пенобетонных продуктов с помощью указанных теплообменных элементов, включающую подъем температуры, прогрев и охлаждение указанных пенобетонных продуктов с последующей распалубкой и транспортированием готовых продуктов в зону воздушно-влажного хранения, указанные заливку и герметизацию съемной бортоснастки осуществляют послойно, используя герметизирующее покрытие съемной бортоснастки первого отформованного слоя, снабженное теплообменными элементами, в качестве основания съемной бортоснастки вышележащего второго слоя, с последовательной сборкой и заполнением по крайней мере двухслойной пакетной формы путем повторения указанных операций, причем высоту каждого слоя h пенобетонной смеси и соответствующей ему съемной бортоснастки в указанной форме выбирают по формуле: h = ₀/, где ₀ - предельное напряжение сдвига приготовленной пенобетонной смеси в диапазоне 0,8-6,5 КПа, - средняя плотность указанной смеси в диапазоне 200-800 кг/м³, а указанный подъем температуры начинают при предельном напряжении сдвига () пенобетонной смеси в диапазоне 2-10 КПа и степени гидратации цемента в составе пенобетонной смеси к моменту достижения указанного напряжения сдвига не менее 2,5% по массе клинкерной части цемента.

В варианте изобретения после сборки пакетной формы, включающей основания/покрытия слоев и съемную бортоснастку для каждого слоя, на указанную форму навешивают боковые стенки с соответствующими теплообменными элементами.

В другом варианте изобретения заполнение указанной бортоснастки пенобетонной смесью осуществляют после сборки пакетной формы через литники во всех указанных покрытиях, входящих в указанную форму, начиная с верхнего слоя.

В следующем варианте изобретения указанные подъем температуры и прогрев указанных массивов, изделий, деталей и элементов осуществляют за счет теплоты, выделяющейся при гидратации цемента, входящего в состав пенобетонной смеси.

В варианте изобретения в качестве дополнительных источников энергии для тепловой обработки пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов используют физические теплоносители, нагревающие указанные пенобетонные продукты через соответствующие данному слою или всей пакетной форме теплообменные элементы.

В другом варианте изобретения температуру поверхностей покрытий/оснований, а также боковых стенок, включающих теплообменные элементы и непосредственно контактирующих с пенобетонной смесью, при изотермическом прогреве поддерживают в пределах 35-55^oС.

В следующем варианте изобретения распалубку указанных массивов, изделий, деталей и элементов осуществляют послойно путем удаления боковых стенок, верхнего покрытия и съема бортоснастки по достижении пенобетоном распалубочной прочности, а при одновременном достижении последней во всех слоях пакетной формы, - начиная с верхнего слоя.

В варианте изобретения номенклатуру и размеры пенобетонных продуктов в каждом слое указанной формы выбирают независимо от номенклатуры и размеров пенобетонных продуктов в других ее слоях.

В другом варианте изобретения проектную среднюю марку пенобетона по плотности в каждом слое (D) в диапазоне 150-700 кг/м³ выбирают независимо от таковой в остальных слоях при условии расхождения сроков достижения уровня предельного напряжении сдвига () пенобетонной смеси в диапазоне 2-10 КПа во всех слоях не более чем на 2 ч.

Сущность настоящего изобретения в части способа изготовления пенобетона состоит в том, что все операции, входящие в настоящий способ, ведут к повышению однородности температурного поля при ТВО пенобетонных продуктов. Так, равномерная послойная заливка пенобетонной смеси в съемную бортоснастку и ее герметизация для указанных пенопродуктов позволяет достигнуть однородности формуемой пенобетонной смеси по плотности перед тепловлажностной обработкой (ТВО), исключая использование материалов различных замесов и предотвращая тепло- и массообмен с внешней средой, который ведет к высушиванию пенобетона и замедлению без того протекающего в неблагоприятных условиях недостатка свободной воды и карбонатизации новообразований углекислотой атмосферы процесса гидратации цемента в указанной смеси.

Использование герметизирующего покрытия съемной бортоснастки нижнего слоя в качестве основания съемной бортоснастки вышележащего слоя повышает однородность распределения температур в указанных пенобетонных продуктах, поскольку температурные поля в смежных слоях пенобетонных продуктов, обогреваемых одним и тем же набором теплообменных элементов, практически идентичны. Именно поэтому чем больше число слоев, тем выше однородность получаемых пенобетонных продуктов и меньше дисперсия прочности пенобетона по объему указанных продуктов, которая существенно ниже дисперсии прочности пенобетона, изготовленного известными из уровня техники способами. В самом деле, минимальный уровень дисперсии прочности пенобетона, изготовленного известными способами, равен 13% [6, 7]. Он снижается до 7% при изготовлении указанных пенобетонных продуктов по способу согласно изобретению.

Снижению уровня дисперсии плотности пенобетона в указанных пенобетонных продуктах и дисперсии прочности способствуют также варианты изобретения: использование боковых стенок многослойной формы, снабженных теплообменными элементами; герметизация отформованных пенобетонных продуктов сразу после окончания заливки пенобетонной смеси; ограничение уровня изотермического прогрева температурой 35-55^oС, так как это предотвращает разложение многоводных гидратов (AFt/AFm-фаз) цемента в процессе ТВО и предотвращает снижение удельной поверхности гидросиликатов кальция, отмеченное М.М.Маянцем в процессе ТВО в результате фазового перехода в воде при 50-60^oС, особенно интенсивного при 55-60^oС, судя по диаграмме зависимости диэлектрической проницаемости воды от температуры по М.С.Мецику и результатам работ, свидетельствующих о сходстве поведения воды, связанной в в продуктах гидратации цемента, и свободной воды при повышении температуры, выполненных И.В.Кравченко, Т. В. Кузнецовой и Б.Э.Юдовичем. Снижению дисперсии свойств указанных пенобетонных продуктов способствует рост тепловыделения цементов, используемых в составе пенобетонной смеси в условиях интенсификация гидратации цемента благодаря влиянию эффективных пенообразователей, формирующих двойные пены. В последних прослойка жидкой фазы с кислой реакцией в двойных оболочках пузырьков (везикул), окружая частицы цемента в наружной стенке везикулы, ускоряет растворение клинкерных фаз цемента и вследствие высаливающего эффекта ускоряет также выделение из раствора гидратных новообразований даже у медленно твердеющих цементов. При этом повышенное термическое сопротивление пенобетона способствует эффекту термоса, доводя температуру внутри отформованных массивов пенобетона даже без дополнительного прогрева с помощью теплоносителей до 50^oС и выше через 5-12 ч после затворения цемента водой. Наблюдают саморазогрев пенобетона в форме и до примерно 90^oС, что исключает недогрев внутренних областей пенобетонных массивов при ТВО, но может при быстром спаде внутреннего давления паровой среды в процессе распалубки привести к упомянутому нежелательному эффекту Маянца. Поэтому в случах подобного саморазогрева при низких проектных марках пенобетона по плотности распалубку осуществляют после снижения температуры до примерно 30^oС, а не в горячем состоянии.

Технологичности способа согласно изобретению и гибкости технологии способствует расширение номенклатуры изготавливаемых пенобетонных продуктов благодаря возможности формования любых продуктов из указанных в любом слое многослойной формы.

Ограничение возможно только при резких различиях потребной средней плотности пенобетона в изделиях и возникающей при этом необходимости использования различной по длительности ТВО продуктов в одной многослойной форме, что и отмечено в варианте изобретения, предусматривающем при заданном диапазоне предельного напряжения сдвига перед началом прогрева различия во времени прогрева не более 2 ч.

Выбор высоты каждого слоя указанных пенобетонных продуктов из условия равновесия между собственным весом указанных продуктов выше уровня произвольно выбранного горизонтального поперечного сечения последних и силой реакции нижележащего пенобетона, представляющей произведение предельного напряжения сдвига на площадь указанного горизонтального поперечного сечения, сводится к формуле: h = ₀/, где ₀ - предельное напряжение сдвига приготовленной пенобетонной смеси, - средняя плотность указанной смеси в диапазонах соответственно 0,3-2,4 КПа и 200-800 кг/м³. Повышение предельного напряжения сдвига пенобетонной смеси при изготовлении указанных продуктов, в частности путем использования более стабильных пен, позволяет повысить высоту слоев, в частности, вплоть до формования изделий высотой до 2 м, не допуская просадки слоя, что следует из примера осуществления изобретения. Чем меньше плотность пенобетонной смеси, тем в принципе может быть больше толщина слоя указанных пенобетонных продуктов, изготавливаемых на стабильных пенах. При этом средняя толщина слоя в пределах 40-80 см сохраняется потому, что между средней плотностью указанной пенобетонной смеси и предельным напряжением сдвига существует синбатная зависимость, близкая к линейной, в пределах которой градиент роста обеих величин зависит от исходных материалов, например, включения в пенобетонную смесь волокон, повышающих при прочих равных условиях значения ₀, и применяемых технологических приемов, в частности, использования вдувания дополнительного воздуха в пенобетоносмеситель, снижающего при прочих равных условиях значения .

Выбор числа указанных слоев не менее двух, лучше более двух обеспечивает прогрев целого комплекта слоев в более равномерных условиях.

Начало подъема температуры для проведения ТВО при выполнении первого критерия - достижения предельного напряжения сдвига пенобетонной смеси после предварительной выдержки в диапазоне 2-10 КПа - предотвращает образование микротрещин в указанных пенобетонных продуктах в самом начале ТВО и расширение этих трещин при дальнейших температурных воздействиях в условиях возможных градиентов влажности пенобетона в указанных продуктах, по возможности уменьшаемых герметизацией съемной бортоснастки.

Вторым критерием для начала подъема температуры пенобетона в указанных продуктах является достижение степени гидратации цемента в пенобетонной смеси не менее 2,5% по массе клинкерной части цемента. Проведенные авторами изобретения эксперименты показали, что, хотя, как правило, предельное напряжение сдвига пенобетонной смеси и степень гидратации цемента связаны линейной корреляционной зависимостью и при использовании для изготовления пенобетонной смеси только цементов, включающих менее 0,6 мас.% примесей соединений щелочных металлов (R₂O=Na₂O+0,658 К₂О), возможно применение лишь первого критерия, при использовании цементов, включающих более 0,6% R₂O, приходится вводить и указанный второй критерий. Предельное напряжение сдвига () пенобетонной смеси на основе последних цементов часто временно завышается под влиянием кристаллизующихся и растворяющихся при смене температурной и концентрационной внешней обстановки в локальных зонах пенобетона нестабильных кристаллогидратов - примесей сульфатов и карбонатов натрия и калия в цементе и не имеет отношения к постепенно усиливающимся кристаллизационным контактам между главными гидратными новообразованиями цемента - гидросульфоалюминатными, а также портландитом и гидросиликатными фазами, составляющим основу первоначальной прочности пенобетонной смеси, необходимой для восприятия температурных напряжений при ТВО. Степень гидратации (G) на уровне примерно 2,5% по массе клинкерной части цемента в присутствии органических компонентов или примерно 5% по массе клинкерной части цемента в их отсутствие в пенобетонной смеси, что быстрее достигается в смесях с повышенным значением плотности (), позволяет обеспечить кристаллизационные контакты между минеральными оболочками везикул в пенобетоне и предотвратить образование микротрещин в самом начале процесса ТВО. Более того, достижение значения G порядка 2,5-5% соответственно возможно уже при гомогенизации такой пенобетонной смеси. В этом случае длительность предварительной выдержки пенобетонной смеси сводится к минимуму и даже к практически нулевому значению, и начало подъема температуры становится возможным сразу после заливки пенобетонной смеси в съемную бортоснастку и герметизации последней. С этим связано также пересечение диапазонов значений и ₀, приведенных выше.

Предельные напряжения сдвига пенобетонной смеси устанавливают с помощью конических пластометров различных систем [7], контроль плотности пенобетонной смеси осуществляют стандартными методами, а степень гидратации цемента в пенобетоне определяют либо по интенсивности аналитических рефлексов основных клинкерных минералов, в частности, алита (трехкальциевого силиката) на порошковых рентгенограммах, снятых со свежеотобранных проб выдерживаемой пенобетонной смеси с помощью рентгеновских дифрактометров, либо по значению потерь при прокаливании цементов [8] в температурных интервалах 90-180, 380-570 и 770-900^oС на термограммах, снятых на термографах типа Н.С.Курнакова или Пауликов - Эрдеи, которые в сумме должны составлять не менее 2,5% максимального значения потерь при прокаливании в указанных интервалах, равного примерно 24-25% при степени гидратации цемента, близкой к 100%. Таким образом, критериальное значение потерь при прокаливании в указанных интервалах температур, соответствующее степени гидратации цемента в пенобетонной смеси 2,5%, составляет: 0,025 (2425)=0,60,625%.

Для снижения степени карбонатизации гидратных новообразований в пенобетоне продуктов, изготовленных по способу согласно изобретению, герметизацию указанной бортоснастки в каждом слое посредством установки поверх нее покрытия с теплообменными элементами осуществляют по возможности как можно быстрее после окончания заливки в указанную бортоснастку приготовленной пенобетонной смеси или путем заливки пенобетонной смеси в собранную форму через литники.

Из физических теплоносителей можно использовать любые доступные, в том числе воду или водяной пар или воздух или электрический ток или продукты сгорания углеводородного топлива или солнечную радиацию.

Для ускорения технологического процесса резку массива осуществляют после тепловой обработки, в этом случае указанные пенобетонные массивы изготавливают размерами, максимальными для данного слоя в данной форме, и в этом случае их длину и ширину выбирают равными длине и ширине указанных покрытия/основания съемной бортоснастки в слое.

Для ускорения технологического процесса, кроме того, момент достижения распалубочной прочности пенобетона в каждом или в выбранном слое фиксируют с помощью датчиков любого из неразрушающих методов испытаний прочностных показателей.

Сущность изобретения в части способа изготовления пенобетона становится более ясной из примера его осуществления.

Пример 1.

Используют следующие исходные материалы.

Вяжущие вещества согласно изобретению в первой серии опытов, проводимой в лабораторных условиях: B1 - портландцемент ПЦ500 Д0 (марки 500, без минеральных добавок), включающий: а)в качестве клинкерного ингредиента портландцементный клинкер следующего химического и минералогического состава (здесь и ниже в мас.%): по главным оксидам: SiO₂ 21,80; Аl₂О₃ 5,29; Fe₂О₃ 5,09; CaO 65,35; MgO 1,1; SO₃ 0,38; R₂O 0,32; в том числе K₂О 0,3 и NaO 0,12; сумма 99,33, n 2,10; p 1,04, КН по В. А. Кинду: 0,90; содержание остальных малых составляющих: Li₂O0, ВаО 0,07, SrO 0,002, NiO 0,031, СоО 0,02, Мn₂О₃ 0,095, Cr₂О₃ 0,188, MoO 0,054, TiO₂ 0,02, Р₂O₅ 0,19, Cl 0, F₂ 0; расчетный минералогический состав средней пробы клинкера: C₃S 58, C₂S 19, С₃А 5,4, C₄AF 15,5, примеси - остальное; б) в качестве сульфатно-кальциевого ингредиента: гипсовый камень, содержащий двуводный гипс в количестве 98,6% массы, примеси - остальное; при мас. соотношении ингредиентов 100:5; удельная поверхность цемента (S)-310 м²/кг; В2 - портландцемент быстротвердеющий ПЦ500 Б Д0 на основе клинкерного и сульфатно-кальциевого ингредиентов согласно В1, при мас. соотношении указанных ингредиентов 100:5,5 и S 375 м²/кг; В3 - известково-белитовый портландцемент, включающий (в мас.ч.) в качестве алитового портландцементного клинкерного ингредиента: портландцементный клинкер следующего химического и минералогического состава (мас.%): по главным оксидам: SiO₂ 23,59; Аl₂О₃ 3,55; Fе₂O₃ 3,39; CaO 66,19; MgO 0,83; SO₃ 0,74; R₂O 1,38; в том числе K₂O 0,96 и Na₂O 0,75; сумма 99,67, n 3,4; p 1,05, КН по В. А. Кинду: 0,90; содержание остальных малых составляющих: Li₂O0, ВаО 0,03, SrO0, NiO 0,01, СоО 0,01, Мn₂О₃ 0,03, Сr₂O₃ 0,09, MoO 0,02, ТiO₂ 0,02, P₂O₅ 0,12, Cl₂ 0, F₂ 0. Расчетный минералогический состав средней пробы клинкера (мас.%): C₃S 63, C₂S 20, С₃А 3,7, C₄AF 10,3, примеси - остальное, в качестве известково-белитового ингредиента: известково-белитовый клинкер следующего расчетного минералогического состава: С₃S 16, C₂S 50, CaO свободный аморфизованный 12, С₃А 4, C₄AF 15, примеси - остальное; в качестве активной минеральной добавки: опока, включающая водорастворимый глинозем в количестве 4 мас.%, в качестве сульфатно-кальциевого ингредиента: гипсовый камень согласно В1, при маc. соотношении указанных ингредиентов 45: 25: 20:10 и S 435 м²/кг; В4: цемент низкой водопотребности (ЦНВ), включающий в качестве портландцементного клинкерного ингредиента портландцементный клинкер по В1, в качестве сульфатно-кальциевого ингредиента двуводный гипс по В1, в качестве органического водопонижающего модификатора - нафталинсульфонат натрия (С-3), включающий примесь сульфата натрия до 2 мас.%, при маc. соотношении указанных ингредиентов 98:5:2 и S 640 м²/кг.

В качестве водного ингредиента пенобетонной смеси согласно изобретению используют воду техническую по ГОСТ 23732: ВИ1 - с температурой 12^oС и ВИ2 - с температурой 60^oС.

Пенообразователи в первой серии опытов, проводимой в лабораторных условиях: ПА1: пенообразователь, изготовленный авторами изобретения из двух пенообразующих агентов, из которых первый (ПO1) - на белковой основе, второй (ПO2) - на углеводно-углеводородной основе, совмещаемых в присутствии нуклеатора (Н), в данном случае являющегося катализатором образования везикул, - соли сильной кислоты, а именно соответственно: из ПO1 - технического желатина (Ж) и ПO2 - пека древесного омыленного (П), совмещенных в присутствии Н - сульфата алюминия безводного (САБ), взятых в различных мас. соотношениях, при условии, что ПА1 не содержит оставшегося свободным нуклеатора-катализатора, в данном случае - свободного сульфата алюминия в рабочем водном растворе.

Используют также известные из уровня техники пенообразователи: ПК: пенообразователь клееканифольный (известен по [1]); нуклеатор - вяжущее низкой водопотребности чистоклинкерное; ПП: пенообразователь протеиновый - импортный (известен по рекламно-техническому описанию фирмы "Неопор" первое рекламно-техническое описание на русском языке - 1992 г.); характеризуется низкой средневзвешенной молекулярной массой (ММ) - не более 10000 Д; нуклеатор - вяжущее низкой водопотребности чистоклинкерное.

Все используемые материалы отвечают техническим требованиям соответствующих государственных стандартов или технических условий производителей.

При использовании аналогов указанных материалов из других групп получают результаты, примерно соответствующие приведенным ниже.

В составе основного технологического оборудования при изготовлении пенобетонных массивов, изделий, деталей и элементов по способу согласно изобретению используют многослойную, в данном случае - двухслойную пакетную форму с горизонтальными слоями - полистрату (от греческого poly - много, stratos - слой), образованную тремя аналогичными, но не идентичными горизонтальными железобетонными плитами со шлифованными поверхностями и заключенными в них паровыми регистрами, причем на нижнюю и среднюю из указанных плит установлена съемная бортонастка соответственно для заливки пенобетонных блоков размерами: длина (1) х ширина (b) х высота (h) 400х250х600 (мм) и пенобетонного массива размерами: соответственно длина (I) х ширина (b) х высота (h) 2000х1000х1000 (мм), выполненная соответственно: в нижнем слое (ярусе) формы-полистраты в виде фанерной разборной фасетчатой структуры из прямоугольных пластин, соединенных по системе "выступ/паз", а в верхнем слое (ярусе) формы-полистраты - в виде железобетонной прямоугольной обоймы. При этом оба слоя съемной бортоснастки снабжены строповочными устройствами для распалубки за один прием. Для фиксации упомянутой бортоснастки и герметизации формуемых пенобетонных продуктов нижние торцы-выступы указанной фасетчатой структуры входят в соответствующие пазы на верхней поверхности нижней из трех указанных горизонитальных плит, а верхние поверхности упомянутой железобетонной обоймы отшлифованы для плотного контакта с верхней горизонтальной железобетонной плитой, не образующего зазоров. Сборку формы-полистраты осуществляют путем установки на нижнюю горизонтальную плиту-основание с соответствующими пазами съемной бортоснастки нижнего слоя, герметизация которой осуществляется путем ее покрытия второй горизонтальной плитой, считая снизу, а упомянутая обойма ставится на последнюю свободно, без использования пазов, а герметизируется благодаря шлифованным контактирующим поверхностям - верхней поверхности съемной бортоснастки и нижней поверхности третьей железобетонной плиты.

Две последние плиты снабжены литниками с пробками, позволяющими изменить порядок операций герметизации и заливки свежеприготовленной пенобетонной смеси в ячейки указанной бортоснастки: при убранных пробках сначала герметизируют оба слоя бортоснастки, затем через литник верхней горизонтальной плиты заливают указанную пенобетонную смесь в верхний слой формы, откуда через литник в средней горизонтальной плите указанная пенобетонная смесь заливается в нижний слой. В этом случае оба слоя содержат идентичную по плотности пенобетонную смесь, в которую, как правило, добавляют суперпластификатор или при изготовлении которой в качестве цемента берут цемент низкой водопотребности.

При закрытых пробках или в отсутствие литников сначала заливают свежеприготовленную пенобетонную смесь в указанный нижний слой съемной бортоснастки, выравнивают его по горизонтали, например, при помощи вибрирования. Затем герметизируют нижний слой формы-полистраты посредством его покрытия средней из трех горизонтальных плит, устанавливают указанную съемную бортоснастку верхнего слоя формы-полистраты в виде указанной железобетонной обоймы, заполняют эту обойму указанной пенобетонной смесью, затем выравнивают последнюю по торцам обоймы и накрывают верхней из упомянутых горизонтальных плит.

Перед этими операциями соприкасающиеся с пенобетонной смесью поверхности указанных плит и бортоснастки покрывают смазкой, предохраняющей от физико-химического взаимодействия указанные формы и пенобетонные продукты во время твердения последних.

Кроме указанных, используют оборудование, аппараты, машины, приборы и приспособления, общепринятые для приготовления пенобетонной смеси, изготовления из нее пенобетона и проведения испытаний этих материалов, при следующем порядке выполнения испытаний: пену из указанных пенообразователей получают в пеногенераторе, определяют ее плотность и стойкость, затем совмещают пену с цементоводной дисперсией в пенобетоносмесителе. В пробах пенобетонной смеси определяют ее плотность () и предельное напряжение сдвига (₀), перекачивают ее с помощью пенобетононасоса в раздатчик, из которого пенобетонная смесь поступает в указанную форму. Перед началом тепловлажностной обработки измеряют текущее значение предельного напряжения сдвига (), используя его критериальные значения в указанном диапазоне (2-10 КПа) для выбора времени начала прогрева, то есть времени пуска теплоносителя в систему.

В первой серии опытов, проводимых в лабораторных условиях, для проведения ТВО используют следующие теплоносители и соответствующие им теплообменные элементы: - горячую воду (В) и пластмассовые трубы-регистры (ПР) в железобетонных горизонтальных плитах; - водяной пар (ВП) и стальные трубы-регистры (СР) в бетонных горизонтальных плитах со стальными обоймами-наугольниками; - теплый воздух (ТВ) от кондиционера и пластмассовые короба (ПК), нацело заполняющие весь внутренний объем указанных пластмассовых горизонтальных плит; - переменный электрический ток (Э) в закрытых металлом спиральных нагревателях (СП), залитых стекломассой, образующей указанные горизонтальные плиты; - продукты сгорания природного газа (ПГ) в сварных металлических коробах (МК) с наружной фанерной облицовкой, образующих указанные горизонтальные плиты; - солнечную радиацию (СР), подогревающую верхний слой указанной формы непосредственно через верхнюю стеклянную горизонтальную плиту и опосредованно - через подогретый посредством СР воздух (ВП), подаваемый в пластмассовый короб, облицованный фторопластом и образующий поверхности средней и нижней горизонтальных плит.

В первой серии опытов конструкция горизонтальных плит указанной формы варьирована в зависимости от использованного теплоносителя. При использовании солнечной радиации съемная бортоснастка изготовлена из оргстекла, в остальных случаях - из металла.

Во второй серии опытов - полупроизводственной - горизонтальные плиты - железобетонные, съемная бортоснастка - из импортной водостойкой фанеры, теплоноситель - теплая вода в металлических регистрах.

Указанные пенобетонные продукты в съемной бортоснастке подвергают, как описано в данном примере, бесконтактной тепловлажностной обработке (ТВО) водяным паром через регистры по указанным ниже режимам. Распалубку указанной бортоснастки с указанными пенобетонными продуктами производят через 4-12 ч после затворения пенобетонной смеси. Образцы пенобетона для испытаний прочности и средней плотности выпиливают из указанных пенобетонных продуктов после ТВО и испытывают через 4 ч после окончания ТВО. Испытания прочности образцов пенобетона, на основании стандарта на ячеистые бетоны [9], осуществляют при сжатии, считая этот показатель в нормативные сроки (3 и 28 суток) основным для оценки качества пенобетона.

В указанном примере подбор высоты слоев в указанной форме-полистрате осуществляют следующим образом. По заданной средней марке пенобетона по плотности D рассчитывают с учетом высушиваемой воды расчетную плотность свежеприготовленной пенобетонной смеси, в указанном диапазоне значений превышающую соответствующие значения D на 50-120 кг/м³. Затем готовят пенобетонную смесь с расчетным значением , состав которой подбирают по известным методикам, измеряют ее плотность, предельное напряжение сдвига ₀ и рассчитывают высоту h слоя пенобетона, не подвергающегося просадке, и соответственно высоту бортоснастки по формуле (1). Примеры указанного расчета сведены в таблицу, представляющую собой также ведомость опытных данных.

Результаты испытаний пенобетона в указанных пенобетонных продуктах, изготовленных по способу согласно изобретению в двух вариантах: (а) заливка с последующей герметизацией и (б) герметизация с последующей заливкой через литники, а т