Свойства гипсобетона и материала на основе композиционного гипсового вяжущего
Свойства гипсобетона и материала на основе композиционного гипсового вяжущего.
Гипсобетон отличается светлым цветом, легко обрабатывается механическими инструментами (легко пилится, сверлится, гвоздится).
Средняя плотность гипсоволокнистых плит, изготовленных вакуумпрессованием, от 500 до 1000 кг/м3, а прочность на сжатие от 2,5…до 9 МПа. Возможно получение газогипса по вибровакуумной технологии с средней плотностью 547…1170 кг/м3, с прочностью на сжатие 1,87…7,33 МПа и теплопроводностью 0,11…0,25 Вт/мК.
Известны данные о производстве пеногипса с средней плотностью 300…600 кг/м3, с прочностью 0,48…1,98 МПа и теплопроводностью 0,1…0,187 Вт/мК. Средняя плотность гипсобетона 1250…1500 кг/м3, прочность на сжатие 2…25 МПа. Прочность материала на ангидритовом вяжущем до 35 МПа, бетона на основе высокопрочного гипса до 60 МПа и более.
Коэффициент размягчения гипсобетона 0,3…0,45, а бетонов на высокопрочном и композиционном гипсовом вяжущих соответственно 0,6 и 0,75.
При твердении гипсобетон увеличивается в объеме на 0,15…0,2%, а при сушке претерпевает небольшие усадочные деформации до 0,1%.
Поскольку гипсобетон неводостойкий материал, то он имеет невысокую морозостойкость, а под воздействием длительной постоянной нагрузки особенно во влажной нагрузки особенно во влажном состоянии способен претерпевать большие неупругие деформации, которые могут приводить особенно при сравнительно высоких уровнях напряжений и к разрушению изделий.
Гипсобетон не защищает сталь от коррозии, а поэтому для армирования изделий целесообразно использовать неметаллическую арматуру (см. гл. ), а в случае применения стальной арматуры ее необходимо покрывать антикоррозионными составами (см. гл. ).
Рекомендуемые материалы
Уровень звукоизоляции гипсоволокнистых плит от воздушного шума 40…60дБ при rс=50…100 кг/м2.
Подробнее о свойствах бетонов см. в гл.
ЖАРОСТОЙКИЙ БЕТОН
Жаростойкий бетон должен выдерживать длительное воздействие высоких температур,не расплавляясь,сохраняя свои свойства в установленных пределах,в частности,его деформации не должны превышать требуемых величин.В зависимости от вида вяжущего жаростойкие бетоны бывают:на портландцементе и шлакопортландцементе;глиноземистом и высокоглиноземистом цементах;бариевом,периклазовом цементах;жидком стекле;алюмофосфатной связке.В зависимости от средней плотности они делятся на особо тяжелые (средняя плотность свыше 2500 и до 3200 кг/м),тяжелые (средняя плотность 2000-2500 кг/м) и легкие (средняя плотность менее 2000 кг/м). По степени огнеупорности жароупорные бетоны подразделяются на высокоогнеупорные (огнеупорность свыше 1770 С),огнеупорные (огнеупорность 1580-1770 С) и жароупорные (огнеупорность менее 1580 С).
Высокоогнеупорные бетоны приготавливают:
- на портландцементе с фосфорным ангидритом и тонкомолотой добавкой, заполнители - песок и щебень из хромита;
- на высокоглиноземистом цементе (содержание не менее75% оксидов алюминия и не более 1% оксидов железа), заполнители - песок и щебень из высокоглиноземистого кирпича;
- на периклазовом цементе (затворение MgSO4);
- на алюмофосфатной связке ( корунд,затворенный ортофосфорной кислотой),корундовых, цирконовых и других заполнителях.
Огнеупорные бетоны можно получать на основе глинозмистого цемента,песка и щебня из хромита или жидкого стекла с тонкомолотой добавкой,нефелиновым шламом и саморассыпающимся шлаком,песка и щебня из хромита или боя магнезитового кирпича.
Жароупорные бетоны приготавливают на портландцементе с тонкомолотой добавкой,шлакопортландцементе,глиноземистом цементе и жидком стекле с кремнефтористым натрием. В качестве тонкомолотой добавки к портландцементу можно использовать шамот, лесс, доменный гранулированный шлак, золу-унос, бой магнезитового и керамического кирпича, кордиерит, пемзу, хромовую руду и многие другие. Заполнителями могут служить песок и щебень, бой магнезитового, керамического кирпича, доменный отвальный шлак, базальт, диабаз, андезит, туф, аглопорит, кордиерит, шлаки хромоглиноземистые и ферромарганца, корунд, муллит, муллитокорунд, муллитокордиерит и другие.
Жаростойкий бетон на основе жидкого стекла целесообразно применять в условиях действия кислой агрессивной среды, но при отсутствии воздействия воды или пара.
Бетон на глиноземистом цементе должен твердет в первые сутки при температуре менее +30 С. В противном случае возможно резкое снижение его прочности.
Класс жаростойкого бетона по прочности может достигать В 55 в зависимости от его класса по предельно допустимой температуре применения (классы от 3 до 18). Рекомендуемые матерьялы и составы жаростойких бетонов приведены ниже.
Вяжущие
Вяжущие материалы должны удовлетворять требованиям стандартов и технических условий:
портландцемент,быстротвердеющий портландцемент и шлакопортландцемент-ГОСТ 10178;
цемент глиноземистый-ГОСТ 969;
высокоглиноземистый цемент - ТУ 21-20-25-76 и ТУ 21-20-34-78;
жидкое стекло - силикат натрия растворимый - ГОСТ 13078;
ортофосфорная кислота - ГОСТ 10678.
Контроль качества портландцемента и его разновидностей,глиноземистого и высокоглиноземистого цементов следует выполнять в соответствии с ГОСТ 310.1,310.2,310.3,310.4 и 969.
Жидкое стекло должно иметь модуль от 2.4 до 3.0 и плотность от
1.36 до 1.38 г/см.
Модуль жидкого стекла (от2.4 до 3) следует определять по ГОСТ
13078. Для быстрой предварительной оценки пригодности жидкого стекла может быть применен полевой способ.
Жидкое стекло необходимо развести до требуемой плотности в специальном металлическом резервуаре. Плотность замеряется денсиметром.
Качество ортофосфорной кислоты следует определять в соответствии с ГОСТ 10678.
Перед употреблением ортофосфорную кислоту следует развести водой до требуемой концентрации. Кислоту разводят по методике,описанной в приложении.
Отвердители
Натрий кремнефтористый технический должен отвечать требованиям ГОСТ 87 исодержать Na2SiF6 не менее 93%.
Нефелиновый шлам должен содержать окиси кальция CaO 50-55%, кремнизема Sio2 25-30%, окиси железа Fe2O3 не более 4%, окиси алюминия Al2O3 не более 5%, потери при прокаливании должны быть не более 4.5%.
Шлаки,саморассыпающиеся в результате силикатного распада,должны содержать кремнезема SiO2 25-30%, окиси кальция CaO 40-50%,окиси Fe2O3 и закиси железа FeO не более 1%, окиси алюминия Al2O3 4-8% и других примесей не более 20%.
Тонкость помола нефилинового шлама и саморассыпающегося шлака рекомендуется такой,чтобы сквозь сито N008 проходило не менее 70% взятой пробы.
Проверка качества отвердителя должна состоять в определении его химического и зернового состава, объемного веса и активности в соот-
ветствии с приложением.
Тонкомолотые добавки
Тонкомолотые добавки должны отвечать требованиям ГОСТ 20956. Тонкомолотые добавки, наряду с рекомендуемыми ГОСТ 20956, могут
быть приготовлены из циркона, силикат-глыбы, катализатора ИМ-2201 отработанного, дистен-силиманитового и ставралитового концентратов.
Цирконовая тонкомолотая добавка по химическому составу должна отвечать требованиям ГОСТ 21907.Тонкость помола рекомендуется такой, чтобы сквозь сито N 008 проходило не менее 70% взятой пробы.
Химический состав силикат-глыбы должен соответствовать требованиям ГОСТ 13079. Удельная поверхность порошка,определяемая по прибору ПСХ-2, должна быть 2500-3500 см/г.
Огнеупорная глина, применяемая для жаростойких бетонов на фосфатных связующих, должна содержать окиси алюминия Al2O3 не менее 28%, окиси железа Fe2O3 не более 3.5% и окиси кальция СаО и окиси мания MgO не более 2%.
Каолин должен соответствовать требованиям ГОСТ 6438. Дистен-силиманитовый концентрат должен соответствовать ЧМТУ
05-100-68 и содержать окиси алюминия AL2O3 55-60% и закиски FeO и окиски железа Fe2O3 не более 1%
Ставролитовый концентрат должен содержать окиси алюминия Al2O3 46-50%, кремнезема SiO2 25-30% и закиси FeO и окиси железа Fe2O3 не более15%.
Добавка из катализатора ИМ-2201 отработанного должна содержать окиси алюминия Al2O3 60-80%,окиси хрома Cr2O3 10-13%, кремнезема SiO2 8-10%, азотнокислого калия KNO3 5-7%, окиси железа Fe2O3 не более 1-2% и окиси кальция СаО не более 0.2%.
Заполнители
Заполнители должны соответствовать требованиям ГОСТ 20955. Заполнители могут быть приготовлены из боя и лома жаростойких бетонов,огнеупорных изделий и других материалов на месте производства работ с применением щековых, конусных, валковых или молотковых дробилок.
При дроблении и рассеве необходимо применять только сухие материалы, так как нормальная работа дробилок, сит и грохотов возможна при влажности материала не более 2%.
При поставке нефракционного заполнителя необходимо произвести рассев его на мелкий и крупный заполнители.
В качестве заполнителя, наряду с материалами, рекомендуемыми ГОСТ 20955, в жаростойком бетоне могут быть использованы шлак доменного ферромарганца, карборунд и асбест.
Шлак доменного ферромарганца должен содержать кремнезема SiO2 29-35%, окиси алюминия Al2O3 8-9%, окиси кальция СаО 42-45%, окиси магния MgO 7-8%, окиси марганца MnO 4.5-8%, окиси железа Fe2O3
0.7-1.0% и серного ангидрида SO# 2.5-2.7%.
Карборундовый заполнитель должен соответствовать требованиям ТУ 14-261-73.
Асбест хрозотиловый 4 сорта марки М-6-40 должен содержать кремнезема SiO2 не менее 38%, окиси магния не менее42%,окиси кальция CaO не более1.4% и окиси железа Fe2O3 не более 4.5%.
Для определения качества заполнителей для особо тяжелого, тяжелого и облегченного жаростойких бетонов следует отбирать от каждой партии поступающего материала из разных мест (не менее чем из 10) среднюю пробу весом 5 кг для песка и 16 кг - для щебня.
Для проверки качества заполнителей для легкого и особо легкого жаростойких бетонов отбор средней пробы от каждой партии необходимо производить в объеме 10 л для мелкого и 30 л - для крупного.
Вода
Вода для затворения бетонной смеси должна удовлетворять требоваиям ГОСТ 23732.
Оновные характеристики заполнителей
| Заполнители | Насыпн. объемн. Вес г/см3 | Кажущая ся плот ность (объемн вес в куске) г/см3 | Плотн. г/см3 | Водопо- глащен. % | Коэффиц качеств заполни теля,n
| |
| Динасовые Из боя глиняного обыкновенного кирпича Кере и аглопоритовые Шамотные кусковые и из бояизделий (кроме легковесных) Муллитокремнеземистые куско-вые и из боя изделий (кромелегковесных) Муллитовые кусковые и из бояизделий (кроме легковесных) Муллитокорундовые кусковые ииз боя изделий (кроме легко-весных) Корундовые кусковые и из бояизделий(кроме легковесных) Кордиеритовые кусковые Магнезитовые(периклазовые) Периклазошпинелидные Из доменных литых,отвальных и гранулированных шлаков Из шлаков металлургических пористых (шлаковой пемзы) Из шлаков производства углеродистого(передельного) феррохрома Из шлаков хромоглиноземистых(металлического хрома) Из шлаков титаноглиноземистых(ферротитана) Из шлаков ферромарганца Из шлаков силикомарганца Из шлаков топливных (котель-ных) Базальтовые Диабазовые Андезитовые Диоритовые Бетонные из лома жаростойкихбетонов с шамотным заполнителем | 1,3 1.2 0.3-0.8 1.4 1.6 1.8 2.2 2.7 1.3 2.0 2.8 0.6-2.2 1-1.2 1.7 1.7 1.7 1.3 1.5 1.2 1.8 1.8 1.7 1.7 1.4 | 2.0 1.7 0.6-1.7 2-2.25 2.2-2.5 2.3-2.6 2.45- 3.0 2.8- 3.1 1.85 2.70 3.3 1.8-2.7 1.3-1.7 2.3 2.3 2.3 2.4 2.8 1.7 3.0 3.0 2.9 2.9 2.0 | 2.4 2.55 2.55 2.65 2.75- 2.9 2.9- 3.1 3.1- 3.6 3.6- 4.0 2.6 3.4- 3.5 3.7 2.75 2.75 2.95 2.9 2.9 2.9 3.0 2.7 3.1 3.1 3.0 3.0 2.65 | 12 15-20 - 5-15 5-15 2-5 2-5 0.8-5 7 4-9 4-9 2-12 6-10 1 1 0.1-1 2-3 1-2 - 0-1 0-1 0-1 0-1 10-15 | - | 0.35 | | 0.3-0.4| | 0.4 | 0.6 | | | 0.6 | | 0.6 | | | 0.6 | | 0.4 | - | | - | 0.5 | | 0.85 | | 0.6 | | | 0.6 | | 0.6 | | 0.6 | 0.6 | 0.35 | | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.4 | | | |
Примечание. Коэффициент п явл. эмпирическим и учитывает влияние вида и прочности заполнителя на прочность бетона.
Основные свойства ( класс бетона по предельно допустимой температуре применения, проектная марка по прочности на сжатие, остаточная прочность на сжатие после нагрева, объемный вес, температурная усадка, коэффициент теплопроводности, термическая стойкость) жаростойких бетонов в зависимости от применяемых материалов приведены в табл. 1 ( на портландцементе, быстротвердеющем портландцементе и шлакопортландцементе ); табл. 2 ( на высокоглиноземистом и глиноземистом цементах); табл. 3 (на жидком стекле); табл. 4 (на ортофосфорной кислоте).
Т а б л и ц а 1
| Класс бетона по предельно допустимой температуре применения | Виды исходных материалов | Макси- мальная проект- ная мар ка бето на по проч- ности на сжа- тие | Остаточ- ная проч- ность бе- тона на сжатие после наг рева до 800 С,% не менее | Объемный вес бетона, кгс/м | Темпера- турная усадка(-) или рост (+) бето- на после нагрева до пре- дельно до пустимой температу ры приме- нения, % не более | Коэффици ент теп- лопровод ности при сред ней тем- пературе 600 С, Вт/(м*К) | Терми- ческая стой- кость, кол-во тепло- семян 800- 20 С (вода) | ||||||
| цементы | тонкомолотые добавки | заполнители | |||||||||||
| 12 11 11 11 11 10 10 10 10 9 8 8 8 7 7 6 6 3 | Портланд- цемент, быстро- твердею- щий порт- ландце- мент То же >> >> >> >> >> >> >> Портланд- цемент, быстро- твердею- щий порт- ландцеме- нт То же Портланд- цемент, быстро- твердею- щий порт- ланд це- мент,шла- копорт- ланд це- мент То же >> >> >> >> >> | Шамотные Бетонные из лома жаростойких бетонов с шамотными заполни телями, из ферромолибденового шла ка Шамотные, бетонные Шамотные, кордиеритовые Шамотные,бетонные, из ферромолибде нового шлака Из золыуноса, аглопоритовые, керамзитовые из боя обыкновенного глиняного кирпича,шамотные, из вулканического пепла То же >> >> Из золыуноса, боя обыкновенного глиня - ного кирпича Из литого шлака,золыуноса, боя обыкновенного глиняного кирпича Из отвального и гранули рованного глиняного кирпича, золы-уноса То же Шамотная,из боя обыкновенного глиняного кирпича, из золы-уноса, из отвального,гранулированного доменного шлака, из катализатора ИМ-2201 отработанного То же >> >> - | Шамотные кусковые или из боя изделий То же Бетонные из лома жаростойких бетонов с шамотными заполнителя ми Кордиеритовые Из шлаков производства углиро дистого феррохрома Вспученный вермикулит Из смеси керамзитового и вспу ченного вер микулита Керамзитовые Аглопоритовые Из боя обык новенного глиняного кирпича Из шлаков металлургических пористых (шлаковая пемза) Из шлаков топливных (котельных) туфовые Из шлаков ферромарганца Кристаллические сланцы Из доменных отвальных шлаков,андезитовые, диабазовые, базальтовые и диоритовые Из литых шлаков Вспученный перлит Из доменных отвальных шлаков, андезитовые, базальтовые диоритовые и диабазовые | М 450 М 400 М 350 М 450 М 400 М 15 М 35 М50-200 М 200 М 200 М 200 М 200 М 450 М 300 М 500 М 500 М 25-50 М 500 | 30 30 30 30 50 40 40 40 40 30 30 30 30 40(после 700 С) 40(после 700 С) 40(после 600 С) 40(после 600 С) 80(после 350 С) | 2000 2000 2000 2000 2800 750 1000 950- 1650 1600 1900 1900 1800 2100 1800 2400 2400 750- 950 2400 | 1800 1800 1800 1800 2600 600 800 800- 1500 1400 1700 1700 1600 1900 1600 2200 2200 600- 800 2200 | -0.6 -0.5 -0.5 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.2 -0.2 -0.2 -0.4 -0.1 | 0.7 0.8 0.8 0.7 1.1 0.3 0.4 0.4-0.8 0.6 0.6 0.6 0.5 0.8 1.0 1.2 1.2 0.24- 0.32 при средней темпера- туре 300 С - | 12 11 12 100 19 - - - - 10 5 5 15 8 7 10 - - | |||
Примечание. При использовании шлакопортландцемента необходимость введения тонкомолотой добавки устанавливается по величине остаточной прочности бетона, которая должна соответствовать данным табл.1.
Т а б л и ц а 2
| Класс бетона по предельно допустимой температуре применения | Виды исходных материалов | Макси- мальная проект- ная мар ка бето на по проч- ности на сжа- тие | Остаточ- ная проч- ность бе- тона на сжатие после наг рева до 800 С,%, не менее | Объемный вес бетона, кгс/м | Темпера- турная усадка(-) или рост (+) бето- на после нагрева до пре- дельно до пустимой температу ры приме- нения, % не более | Коэффици ент теп- лопровод ности при сред ней тем- пературе 600 С, Вт/(м*К) | Терми- ческая стой- кость, кол-во тепло- семян 800- 20 С (вода) | |||
| отверди- тели | тонкомолотые добавки | заполнители | ||||||||
| 16 14 13 12 12 11 11 11 10 10 8 8 8 8 8 6 6 | Кремнефто ристый натрий, нефелино- вый шлам, саморас- сыпаю- щиеся шла ки То же >> Нефелино- вый шлам, саморас- сыпающие- ся шлаки, клинкер- ный порт- ландце- мент То же Нефелино- вый флам, саморас- сыпающие- ся шлаки То же >> Кремнефто ристый натрий Кремнефто ристый натрий То же >> >> >> Саморас- сыпающие- ся шлаки Кремнефто ристый натрий, нефелино- вый шлам, саморас- сыпающие- ся шлаки То же | Магнезитовые цирконовые Магнезитовые То же Шамотные, из катализатора ИМ-2201 отработанного Из дистенсилиманитоваго и ставралито вого концент ратов, из медленноперерождающегося кварцита Шамотные,из катализатора ИМ-2201 отработанного То же >> Шамотные, из катализатора ИМ-2201 отработанного Шамотные, из катализатора ИМ-2201 отработанного То же >> >> >> Из шлаков ферромарганца, силикомарганца Шамотные, из вспученного перлита Шамотные | Периклазошпинелидные цирконовые Магнезитовые Шамотные кускоовые или из боя изделий, бетонные из лома жаростойких бето нов с шамот ным заполни телем на жидком стекле То же Шамотные кусковые или из боя изделий, бетонные из лома жаростойких бетонов с шамотным заполнителем на жидком стекле Из смеси шамотных кусковых или из боя изделий и карборунда Кордиеритовые Керамзитовые Из шлаков металлургических пористых(шлаковой пемзы) Шамотные кусковые или из боя изделий, бетонные из лома жаростойких бетонов с шамотным заполнителем на жидком стекле Керамзитовые Из смеси керамзитового, вспученного вермикулита Вспученный вермикулит Из смеси зольного гравия и вспученного перлита Из шлаков ферромарган ца, силикомарганца Вспученный перлит Андезитовые базальтовые диоритовые, диабазовые | М 250 М 250 М 200 М 200 М 250 М 250 М 200 М 25- 200 М 100 М 250 М 50- 200 М 50 М 25 М 40 М 250 М 35-50 М 300 | 70 50 50 100 100 80 80 70 70 70 70 70 70 70 70 50(после 600 С) 80(после 600 С) | 3100 2600 2100 2200 2200 2300 2200 850- 1650 1600 2000 900- 1650 1000 750 900 2100 850- 1050 2500- 2600 | 2900 2400 1900 2000 2000 2100 2000 700- 1500 1400 1800 800- 1500 900 600 750 1900 700- 900 2300- 2400 | -0.6 -1.0 -0.4 -0.6 -0.3 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -1.0 -0.8 -0.6 -0.5 - | 2.0 1.6 0.8 0.75 0.85 0.9 0.8 0.32-0.7 0.4 0.8 0.4-0.6 0.35 0.25 0.25 0.8 0.25- 0.27 (при средней темпера- туре 300 С) - | 10 4 15 15 25 50 50 - 10 12 - - - - - - - |
Примечания: 1. В качестве вяжущего применяют жидкое стекло.
2. Для бетонов классов 8-16 с отвердителем из кремнефтористого натрия не допускается воздействие пара и воды без предварительного нагрева до 800 С; бетоны класса 6 подвергать воздействию пара не следует.
Т а б л и ц а 3
| Класс бетона по предельно допустимой температуре применения | Виды исходных материалов | Макси- мальная проект- ная мар ка бето на по проч- ности на сжа- тие | Остаточ- ная проч- ность бе- тона на сжатие после наг рева до 800 С,%, не менее | Объемный вес бетона, кгс/м | Темпера- турная усадка(-) или рост (+) бето- на после нагрева до пре- дельно до пустимой температу ры приме- нения, % не более | Коэффици ент теп- лопровод ности при сред ней тем- пературе 600 С, Вт/(м*К) | Терми- ческая стой- кость, кол-во тепло- семян 800- 20 С (вода) | ||
| цементы | заполнители | ||||||||
| 17 16 15 14 14 14 13 13 12 12 11 11 11 11 10 | Высокоглиноземистый особо чистый Высокоглиноземистый особо чистый, высокоглиноземистый алюминотермического производства То же >> >> Глиноземистый То же >> >> >> >> >> >> >> >> | Корундовые кусковые или из боя изделий Из шлаков хромоглиноземистых (металлического хрома) Муллитокорундовые кусковые или из боя изделий Муллитовые кусковые или из боя изделий Из шлаков титаноглиноземистых, ферротитана Муллитокорундовые кусковые или из боя изделий Шамотные кусковые или из боя изделий Муллитокордиеритовые кусковые Кордиеритовые кусковые Из передельного феррохрома Вспученный вермикулит Из смеси вспучен ного вермикулита и керамзитового Керамзитовые Из смеси зольного гравия и вспученного перлита Вспученный перлит | М 600 М 600 М 500 М 400 М 600 М 300 М 300 М 400 М 400 М 350 М 15 М 35 М 50 М 50 М 50 | 30 30 30 30 30 30 30 30 30 50 40 40 40 50 30 | 3100 3000 2400 2400 3100 2400 2100 2200 2100 2800 750 1000 950 1100 1000 | 2900 2800 2200 2200 2900 2200 1900 2000 1900 2600 600 800 800 900 800 | -1 -1 -1 -1 - -0.6 -1 -1 -0.6 +0.4 -1 -1 -1 -1 -0.8 | 2.4 2.0 1.2 1.2 2.4 1.2 0.7 0.8 0.7 - 0.23 0.27 0.27 0.32 0.3 | 20 10 20 20 10 10 10 100 100 16 - - - - - |
| Класс бетона по предельно допустимой температуре применения | Виды исходных материалов | Макси- мальная проект- ная мар ка бето на по проч- ности на сжа- тие | Остаточ- ная проч- ность бе- тона на сжатие после наг рева до 800 С,%, не менее | Объемный вес бетона после термической обработки, кгс/м | Темпера- турная усадка(-) или рост (+) бето- на после нагрева до пре- дельно до пустимой температу ры приме- нения, % не более | Коэффици ент теп- лопровод ности при сред ней тем- пературе 600 С, Вт/(м*К) | Терми- ческая стой- кость, кол-во тепло- семян 800- 20 С (вода) | ||
| тонкомолотые добавки | заполнители | ||||||||
| 18 18 16 15 14 13 13 12 11 | Корундовые, муллитокорундовые То же Муллитовые Цирконовые Шамотные То же Из каолина, из огнеупорной глины Шамотные Из каолина, из огнеупорной глины | Корундовые кусковые или из боя изделий Муллитокорундовые кусковые или из боя изделий Муллитовые куско вые или из боя изделий Цирконовые Шамотные кусковые или из боя изделий Шамотные из боя легковесных изделий марки ШЛБ-0.4 Шамотные кусковые или из боя изделий Керамзитовые Из смеси шамотных кусковых или из боя изделий и керамзитовых | М 700 М 700 М 700 М 700 М 300 М 70 М 250 М 50 М 70-90 | 100 100 100 100 100 80 100 80 100 | 2800 2500 2300 3400 2000 900 2200 900 1200-1400 | 0.2 0.2 0.5 0.5 0.5 0.4 1.0 0.4 0.1 | 1.8-2.5 1.8-2.5 1.2 4.0 0.70 0.4-0.5 0.55 0.4-0.5 0.45 | 30 30 30 - 30 - 20 - - | |
Примечание. В качестве вяжущего применяют ортофосфорную кислоту.
СОСТАВЫ БЕТОНА
Подбор состава бетона включает:
выбор исходных материалов для приготовления бетона;
расчет и назначение состава бетона для опытных замесов;
приготовление опытных замесов, испытание контрольных образцов,
обработку полученных результатов и корректировку состава бетона с учетом требуемой проектной марки;
проверку назначенного состава бетона в производственных условиях
и корректировку дозировок материалов на 1 замес.
Выбор исходных материалов следует осуществлять в соответствии с требованиями настоящего пособия.
Расчет и назначение состава жаростойкого бетона следует производить в соответствии с приложением. Там же даны ориентировочные расходы материалов на 1 м бетонной смеси для наиболее распространенных жаростойких бетонов.
Составы жаростойких бетонов на ортофосфорной кислоте ибетонов с заполнителями из асбеста, вспученного вермикулита приведены в таблицах и расчету не подлежат.
На основании данных расчета состава жаростойкого бетона или таблиц следует приготовить опытные замесы для определения:
Таблица
| Класс бетона по пре- дельно допус- тимой темпера туре примене ния | Объем- ный вес бетона, высушен ного до постоян ного веса, кгс/м | Исходные --------------------- тонкомолотые добавки --------------------- |коли- |чест- вид |во, |кг/м | | материалы -------------- заполнители -------------- вид | ----- ----- коли- чест- во, кг/м | | ------------ ортофосфор-| ная кис-та | ------------ кон- |коли-| цент-|чест-| рация|во, | % |л/м | | | |
| 18 18 16 15 14 13 13 12 11 | 2800 2500 2300 3400 2000 900 850 800 2100 | Корундовые |540 Муллитокорундо-|500 вые | Муллитовые |400 Цирконовые |1000 Шамотные |500 То же |330 | | | Из огнеупорной |80 глины | Из каолина |320 То же |200 | Корундовые Муллитокорундовые Муллитовые Цирконовые Шамотные Шамотные из боя легковесных изделий ШЛБ-0.4 Керамзитовые Керамзитовые Шамотные | 2160 1900 1860 2400 1400 360 650 330 1650 | 70 |220 | 70 |220 | | | 70 |200 | 70 |260 | 70 |260 | 50 |430 | | | | | | | 85 |140 | | | 50 |300 | 85 |300 | |
Таблица
| Класс бетона по предельно допустимой температуре применения | Объемный вес бетона, высушенного до постоянного веса, кгс/м | ----------- вяжущее ----------- вид | Исходные -------------------------- | тонкомолотые | добавки -------------------------- коли- | |коли- чество| вид |чество кг/м | |кг/м | | | | | материалы ------------ | ------------ - мелкий ------------ | | вид | | | -------------------- заполнители -------------------- | крупный -------------------- |коли- | |чество| вид |кг/м | | | | | ------ | ------ | ------ коли-| чест-| во, | кг/м | |
| 12 10 10 10 10 10 10 10 8 8 7 6 | 800 800 500 400 850 600 300 800 750 600 900 700 | Глиноземистый цемент То же Ортофосфорная кислота 20%-ной концентрации Ортофосфорная кислота 10%-ной концентрации Портландцемент Быстротвердеющий портландцемент То же Жидкое стек ло Саморассыпа ющийся шлак Жидкое стекло Кремнефтористый натрий Жидкое стек ло Кремнефтористый натрий Жидкое стек ло Нефелиновый шлам Жидкое стек ло Кремнефтористый натрий | 370 | - | - | | 300 | - | - | | 500 |Магнезитовая| 120 | | | | | | | | 700 |То же | 80 | | | | | | | | 320 |Шамотная | 100 | | 330 |Из силикат- | 60 |глыбы | | | 60 |То же | 9 | | | | 440 |Шамотная | 110 | | 200 | | | | 360 |То же | 180 | | 36 | | | | | | 520 | >> | 200 | | 55 | | | | | | 400 | - | - | | 100 | | | | 350 |Шамотная | 100 | | 35 | | | | | | | |Вспученный |вермикулит |Вспученный |перлит |Асбест |Вспученный |вермикулит | | |Вспученный |вермикулит |Асбест | | |Вспученный |вермикулит |Вспученный |вермикулит |Асбест |Вспученный |вермикулит |Асбест |Вспученный |вермикулит | | |То же | | | | | >> | | | | |Вспученный | перлит | | |То же | | | | | | 100 |Керамзитовый | | | 180 |Вспученный | |перлит | 200 | - | 80 | | | | | | | |90 | - | | |130 | | | | | |100 |Керамзитовый | | |70 |То же | | |40 | |80 | >> | | |60 | |100 |Керамзитовый | | | | | | |100 | >> | | | | | | | | |140 | - | | | | | | | | |290 |Вспученный | | перлит | | | | |200 |То же | | | | | | | | | 280 | | 270 | | - | | | | | - | | | | | 280 | | 60 | | | 60 | | | 240 | | | | 280 | | | | | - | | | | | 270 | | | | 240 | | | | | |
Примечание. Объемный насыпной вес, кгс/м: вермикулита 150 керамзита 400 перлита(смеси и крупного заполнителя) 300.
Ориентировочные составы жаростойких бетонов
| N состава бетона по СН 482-76 | Исходные материалы и их количество ------------------------------------ |количес-| вяжущее | тво |отвердитель | | | на 1 м ------ кол-во | бетонной смеси, кг ------------------- тонкомолотая|кол-во добавка | | | ----------- заполнители | ---------- кол-во мелкого+ крупного | Расчет| ная | ст-ть,| руб. | | |
| 2 3 4 6 7 8 9 11 13 14 15 16 17 18 19 21 23 24 25 27 28 29 30 ---------- | Портландцемент |350 | - (шлакопортланд-| | цемент) | | | | То же |350 | - | | | | >> |350 | - | | | | | | | | Портландцемент |350 | - | | | | | | | | | | | | | | Портландцемент |350 | - | | | | То же |350 | - | | | | >> |350 | - | | | | | | Портландцемент |350 | - | | | | | | Жидкое стекло |350 |Кремнефто- | |ристый | |натрий То же |400 |То же | | | | | | >> |400 | >> | | | | | | >> |400 | >> | | | | | | >> |400 |Нефелиновый | |шлам или | |саморассыпа | |ющиеся | |шлаки >> |400 |То же | | | | Глиноземистый |400 | - цемент | | То же |400 | - | | | | | | | | Портландцемент |400 | - | | | | | | | | То же |340 | - | | >> |270 | - | | Жидкое стекло |300 |Кремнефтори | |стый | |натрий | | | | То же |250 |То же | | >> |350 | >> | | >> |250 |Нефелиновый | |шлам или | |саморас- | |сыпающиеся | | шлаки ------------------------------------ | - - - - - - - - 40 50 50 35 100 70 - - - - - 30 25 35 100 ------ | - | - | | | - | - | | - | - | | | | Из золы-уно-|120 са боя обык-| новенного | глиняного | кирпича,гра-| нулирован- | ного домен- | ного шлака | То же |120 | | Из топливно-|120 го(котельно-| го)шлака | Из боя обык-|120 новенного | глиняного | кирпича | Шамотные |120 | | | То же |500 | | Полукислые |500 кусковые или| из боя изде-| лий | Шамотные |500 | | | Магнезитовые|600 (периклазо- | вые) | | Шамотные |400 | | | | Магнезитовые|500 (периклазо- | вые) | - | - | - | - | | | | Шамотные, из| 150 боя обыкно- | венного гли-| няного кир- | пича | То же | 130 | >> | 90 | Шамотные | 420 | | | | То же | 180 | >> | 650 | >> | 120 | | | | ------------------- | Андезитовые базальтовые диабазовые диоритовые Из доменных отвальных шлаков Из боя глинянного обыкновенного кирпича Андезитовые базальтовые диабазовые диоритовые Из доменных отвальных шлаков Из шлаков топливных (котельных) Из боя обык новенного глиняного кирпича Шамотные кусковые или из боя изделий Андезитовые базальтовые диабазовые Полукислые кусковые или из боя изделий Шамотные кусковые или из боя изделий Шамотные кусковые или из боя изделий Шамотные кусковые или из боя изделий То же >> Муллитокрем неземистые кусковые или из боя изделий Керамзитовые с объем ным весом 550-650 кгс/м То же, 350- 450 кгс/м То же,350- 450 кгс/м Керамзитовые с ообъемным весом 550- 650 кгс/м То же,350- 450 кгс/м То же, 550- 650 кгс/м То же,350- 450 кгс/м ----------- | 950+950 1000+1000 600+600 850+950 900+1000 500+600 500+600 650+700 700+900 500+750 500+750 700+1000 500+750 600+700 700+700 800+800 350+520 80+400 70+240 0+350 20+280 0+400 230+250 ---------- | 31 | | | | 11 | | | 17 | | | | | 31 | | | | | | | | 11 | | | 10 | | | 17 | | | | 38 | | | | 57 | | | 46 | | | | 58 | | | | 78 | | | | 60 | | | | | 74 | | | 66 | | 216 | | | | | 25 | | | | | 31 | | 21 | | 45 | | | | | 39 | | 55 | | 34 | | | | | ------- |
Определение термической стойкости
Из заданного состава бетона изготавливают три куба размером 7*7*7 см. Образцы выдерживают в условиях, предусмотренных в разд. 7 настоящей Инструкции.
По окончании срока хранения кубы высушивают при температуре 100-110 С до постоянного веса, а затем тщательно осматривают и взвешивают. Образцы, на которых обнаруживают трещины, бракуют.
Кубы помещают в разогретую до 800 С муфельную печь и выдерживают при этой температуре 40 мин. Колебания температуры допускаются в пределах 10 С. Отсчет времен ведут с того момента, когда в печи установится необходимая температура. По истечении 40 мин. кубы вынимают из печи и погружают в бак с водой комнатной температуры. В процессе испытания температура воды не должна повышаться больше чем на 30 С.
Охлаждение кубов продолжается 5 мин., затем их вынимают из воды и выдерживают на воздухе 10 мин. После каждой теплосмены остывшие кубы осматривают и затем отмечают появление трещин, характер разрушения (выкрашивание или отколы материала) и, если имеется значительное разрушение, определяют потерю в весе. При этом отколовшимися считаются не только те куски, которые отпали при охлаждении в воде, но и те, которые отделяются при легком надавливании пальцами на образец. Затем кубы вновь помещают в печь, выдерживают при температуре 800 С в течение 40 мин. и охлаждают в указанном выше порядке.
Нагревание и последующие охлаждения кубов производят до потери образцами 20% первоначального веса или до полного их разрушения.
Результаты испытаний выражаются в теплосменах. Теплосмена, в течении которою суммарная потеря в весе куба превысила 20% не учитывается.
Показателем термостойкости жаростойкого бетона считается среднее арифметическое результатов, полученных после испытания всех кубов.
Для жаростойкого бетона определяют относительную остаточную прочность на сжатие после нагревания, которая представляет собой отношение предела прочности образцов бетона, испытанных после нагревания до
+800 С и выдерживании в течении 4-х часов (для жаростойкого бетона с
предельной температурой применения более +800 С) к пределу прочности
контрольных высушенных стандартных кубов.
Для жаростойких бетонов с предельной температурой применения +600 и +700 С кубы нагревают до этой же температуры и выдерживают 4 часа. Далее образцы остывают в печи до комнатной температуры, их выдерживают в течении 7 суток над емкостью с водой и испытывают на сжатие.
Начальную прочность жаростойкого бетона определяют с использованием стандартных кубов, длительность и условия твердения которых принимаются по таблице. Перед испытанием образцы высушивают при Т=+100...110 С в течении 32 часов, а затем охлаждают и испытывают на сжатие.
Таблица
| Вяжущее | Рекомендуемые условия твердения | Время твер дения,сут |
| Портландцемент, шлакопортландцемент, высокоглиноземистый цемент Быстротвердеющий портландцемент Портландцемент, шлакопортландцемент, быстротвердеющий портландцемент, высокоглиноземистый цемент Жидкое стекло Глиноземистый цемент Ортофосфорная кислота | Естественные (температура от +15 до +40 С, относительная влажность не менее 90%) То же Пропаривание при температуре 80-85 С Естественные (температура от+15 до +60 С) Естественные (температура от +7 до +30 С, относительная влажность не менее 90%) Термическая обработка при температуре от 200 до 500 С | Обратите внимание на лекцию "11 Моделирование влажнопаровых турбин". 7 3 0.5-1 3 3 0.5-1 |
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
