Газобетон

Газобетон

ГАЗОБЕТОН, пористый или ячеистый бетон (poroser Beton, Zellenbeton), различные модификации материала, получаемые из высокосортных портландцементов, представляющие собой губчатую массу с правильно распределенными очень мелкими сфероидальными порами (вакуолями). Структура газобетона может быть получена или путем химической реакции, в результате которой выделяющийся газ поднимает бетонную массу, подобно тому, как углекислота поднимает тесто, или же путем прерывистого вдувания воздуха в пластичную и достаточно вязкую бетонную массу. На способ изготовления газобетона взято много патентов, и в качестве газообразователей предложены: алюминиевая пыль, металлические кальций и барий, сплав цинка с медью, омедненная железная пыль, карбид кальция, сода, углекислый кальций и другие, но применение нашел пока лишь алюминий в виде пыли. Действующий патент принадлежит фирме Христиани и Нильсен (Копенгаген), которая держит производство своего газобетона в секрете. Указание фирмы, что в основу получения газобетона по ее методу положено введение особой пены (Schaum) в бетонную смесь, состоящую из высокосортных (пуццолановых) цементов и диатомовых земель состава 1:2 и 1:2,5, дает основание полагать, что этот способ получения газобетона базируется на методе флотации.

Институт прикладной минералогии и металлургии разработал способ получения газобетона по химическому методу, основанному на экзотермической реакции алюминиевой пыли с гидратом окиси кальция Са(ОН)2. Уравнение, по которому протекает эта реакция, можно представить в следующем виде:

ЗСа(ОН)2 + 2Аl = Са3О6Аl2 + ЗН2,

т. е. в результате получаются нерастворимые в воде алюминаты кальция, придающие бетону повышенную гидравличность, а равно стойкость против атмосферных влияний, и водород, сообщающий бетонной массе пористую структуру. При получении газобетона различных объемных весов по этой реакции необходимо строго держаться установленных рецептур, основанных на оптимальных количествах взаимодействующих компонентов. Практически количественное соотношение портландцемента, извести, алюминиевой пыли и затворяющей воды д. б. взято с таким расчетом, чтобы к моменту окончания газовыделения тестообразная масса, достаточно вязкая, чтобы удержать в себе водород, надлежаще схватывалась, будучи в губчатом состоянии, что достижимо при правильной рецептуре и при условии применения высокосортных цементов. Если это схватывание запаздывает, то часть газа, прорвавшись через массу, непроизводительно теряется. В противном случае, т. е. когда схватывание наступает очень быстро, масса затвердевает, не раздувшись, как требуется, от газов, и последние будут разрушать своим давлением тонкие стенки ячеек газобетона. Для придания цементно-известковому раствору надлежащей вязкости и для замедления процесса схватывания к смеси необходимо добавлять различные вещества, и, кроме того, в начале процесса приходится побудить реакцию газообразования некоторым подогреванием газирующей массы, что практически осуществляется путем затворения извести на воде, нагретой до 40—60°. Применяя свежеобожженную известь в тонком размоле, затворение можно, конечно, произвести водой обыкновенной температуры, так как необходимый нагрев получится за счет гашения извести, но практически гораздо удобнее употреблять известь-пушенку.

Оптимальные результаты получены Институтом прикладной минералогии и металлургии при нижеследующих условиях: а) весовое отношение портландцемента к извести-пушенке д. б. не более 10:1; б) количество алюминиевой пыли, в зависимости от требуемого объемного веса газобетона, колеблется в пределах от 0,2 до 0,5% по весу сухих цемента и извести; в) количество замедлителей и веществ, придающих сложному раствору потребную вязкость и даже пенистость, зависит от рода этих веществ (гипс, мыльный корень и т. д.); г) количество воды различно, в зависимости от вещества, которое придает массе вязкость, и, в общем, колеблется в пределах от 450 до 600 см3 на 1 кг сухой массы. При этом процесс получения газобетона проводится следующим образом. Сначала возбуждают реакцию на растворе смеси извести-пушенки с алюминиевой пылью; когда масса достаточно разогреется, в нее вводят раствор цемента; эта операция должна производиться быстро, перемешивание должно быть возможно более совершенным, опережая полное газоотделение и схватывание. Массу перекладывают в разъемные формы, не заполняя их доверху, чтобы оставить место на дальнейшее поднятие. Момент полного поднятия должен совпадать, как было уже сказано, с полным схватыванием массы. Приблизительно через 24 часа форма м. б. осторожно разобрана, и дальнейшее отвердение газобетона протекает уже обычным порядком, во влажной камере. Несколько меняя изложенную выше рецептуру, а также вводя тонко измельченные наполнители (например, тонкий песок, диатомовые земли, трепел), можно получить газобетон различных объемных весов, примерно в пределах от 0,4 до 1,2. Пористость такого газобетона находится в зависимости от его объемного веса и для легких модификаций достигает 80 на 100 объемов негазифицированной массы.

Помимо своего небольшого объемного веса газобетону присущи еще следующие ценные свойства: 1) низкий коэффициент теплопроводности, 2) достаточная механическая прочность, которая, по профессору Мейеру, м. б. доведена до 70 кг/см2, 3) стойкость по отношению к атмосферным влияниям, 4) малая звукопроницаемость, 5) малая влагоемкость, 6) высокая морозоупорность, 7) огнестойкость, 8) податливость при обработке машинами и инструментами и при вбивании гвоздей.

Газобетон является т. о. строительным материалом вообще, и в частности материалом для термоизоляции (холодильников, плоских перекрытий, изоляции горячих поверхностей в силовых установках и т. п.). Насколько ценен газобетон в этом последнем отношении, можно видеть из табл. 1, составленной фирмой Христиани и Нильсен на основании целого ряда лабораторных проверок.

Термоизоляционные свойства материалов

Из этой таблицы видно, что, взамен стенки в 2,5 кирпича, стенка из газобетона при том же теплоизоляционном эффекте, м. б. выведена в три раза тоньше. Газобетон объемного веса 0,3, по своей изоляционной способности отличается от пробки всего лишь на 36%, при полной несгораемости материала. Газобетон выдерживает без всякого вреда температуру до 800° и разрушается лишь при температурах, превышающих 1000°. Это свойство делает его неоценимым материалом для защиты железных конструкций от влияния высоких температур. Допускаемое напряжение на раздавливание газобетона объемного веса 0,6 можно принять равным 20—30 кг/см2.

Свойство газобетона хорошо противостоять атмосферным влияниям вытекает из его малой влагопоглощаемости и большой морозоупорности. Исследования, произведенные профессором Крейгером (Kreuger) в высшем техническом училище в Стокгольме, показали, что в образцах газобетона объемного веса 1,1, предварительно выдержанных в воде в течение 24 ч. после 25-кратного замораживания при температуре –10° и 25-кратного оттаивания в нагретой до 40° воде, не было замечено никаких признаков разрушения.

К основным свойствам газобетона, выгодно оттеняющим его высокие строительные качества, необходимо отнести также его плохую звукопроводность. Исследования, произведенные Крейгером над опытными стенками из различных материалов, размером 2,55 х 2,17 м, могут быть сведены в табл. 2.

Звукопоглощение различных видов бетона

Необходимо, однако, иметь в виду, что данные, приведенные в таблице, хотя и свидетельствуют о значительном поглощении звуковой энергии газобетонной стенкой, не могут все же вполне характеризовать заглушение звука для нашего уха, так как зависимость звукового восприятия от энергии звука очень сложна, причем здесь огромную роль играет высота тона.

Совокупностью перечисленных свойств газобетона определяются весьма разнообразные области его применения в качестве строительного и изоляционного материала. В строительстве газобетон применяют для стен жилых и промышленных построек, для изоляции холодильников, для плит плоских перекрытий, и т. д. Для изоляции горячих поверхностей в виде фасонных частей идет для обкладки паровых труб, поверхностей паровых котлов и т. п.

В США применяют метод заполнения стен литым газобетоном. При этом, по Мейеру, высота налива не должна превышать за один раз 40 см; через 2—3 часа можно налив повторить без риска повредить еще не вполне окрепший нижний слой газобетона.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 4 - 1928 г.