Мероприятия по повышению качества тротуарной плитки

Проанализировав факторы, влияющие на формирование структуры неавтоклавного бетона плитки в ранние сроки твердения, разработаны комплексные добавки и технологические приемы, применение которых позволит существенно упростить технологию приготовления бетона при обеспечении высокой прочности в ранние сроки твердения и низкой усадки.

Чтобы предотвратить ухудшение качества в процессе производства необходимо применять непрерывно идущие процессы. Для этого предлагается использовать в непрерывном процессе производства бетона и других поризованных строительных смесей поризатор непрерывного действия.

Таким образом, можно сделать следующие выводы.

Повысить качество бетона плитки можно вакуумированием смеси, при этом из бетонной смеси извлекается часть избыточной воды и воздуха, одновременно % под действием атмосферного давления бетонная смесь уплотняется, ускоряется твердение и повышается прочность бетона. Еще лучшие результаты дает повторное вибрирование после вакуумирования, при котором закрываются мелкие поры, образовавшиеся при вакуумировании.

• 1. Кардинальное повышение прочности бетонов с суперпластификаторами от марки 1000 до марки 1500−2000 при активности цемента 500−550 достигается рационально подобранным составом и многокомпонентностью бетона, а также за счет рациональной реологии и дополнительного синтеза гидросиликатов в капиллярно-пористой структуре цементного камня.
• 2. Улучшение реологии путем существенного разжижения цементно-водной матрицы обеспечивается использованием эффективных супери гиперпластификаторов и значительным водопонижением в бетонных смесях.
• 3. Использование эффективных супери гиперпластификаторов для повышения прочности бетонов рационных составов, содержащих 400−500 кг цемента, является условием необходимым, но недостаточным вследствие ограниченного содержания цементно-водной матрицы, определяющей реологию гравитационного течения щебеночных бетонных смесей.
• 4. Увеличение объема цементно-водной матрицы, а вместе с ней и прочности, можно достигнуть повышением содержания цемента до 800−1000 кг на 1 м³ бетона. Однако такие бетоны с пониженным содержанием крупного заполнителя являются сильно усадочными, нетрещиностойкими и недолговечными. Они обладают повышенной ползучестью.
• 5. Для увеличения объема тонкодисперсной реологической матрицы в бетонных смесях необходимо добавлять к цементу значительное количество каменной муки, повышая ее долю до 50−70% и более к массе цемента. Такая матрица, кардинально меняющая состав и топологическую структуру бетона, превращая бетон в малопесчаный, обеспечит свободное перемещение частиц песка в минерально-водно-цементной системе.
• 6. Не всякая каменная мука может быть использована для увеличения объема реологической матрицы из дисперсных частиц микрометрического уровня. Каменная мука должна быть реологически активной в суспензии с суперпластификатором и обеспечивать более высокую гравитационную растекаемость (текучесть под действием собственного веса), чем цементная суспензия. Реологические свойства такой суспензии должны обеспечивать высокий водоредуцирующий индекс при водопонижении с сохранением текучести.
• 7. Водоредуцирующий индекс (ВИ) в пластифицированной суспензии каменной муки, оцениваемый при равной текучести с непластифицированной, равный ВИ=Вн/Вп, где Вн и Вп — водосодержание муки без СП и с СП в % к массе муки, должен быть не менее 2,0−2,2. Уменьшение расхода воды в большее число раз является гарантией достижения высокой объемной концентрации твердой фазы в объеме саморастекающейся бетонной смеси.
• 8. Высокая реологическая активность каменной муки должна обеспечивать высокую (более высокую) активность смеси «цемент — мука» в их суспензии с суперпластификатором. При этом возможно как синергетическое усиление эффекта действия суперпластификаторов, так и антагонистическое, приводящее к водосодержанию более высокому, чем по правилу аддитивности. При выборе каменной муки предпочтение отдается той, которая хорошо сочетается в паре с портландцементом, обеспечивая гравитационное течение в бинарной водно-минеральной дисперсии с минимальным количеством воды (14−18%) и наименьшим пределом текучести (5−10 МПа).
• 9. Реализация более высокой прочности за счет синтеза дополнительного количества гидросиликатов в структуре бетона достигается добавками активного МК, ММК или кислой золы мультициклонов (с минимальным количеством несгоревших остатков), доля которых составляет 10−30% и зависит от содержания портландцемента.
• 10. Высокодисперсные активные добавки не должны иметь открытой пористости в отличие от природных капиллярно-пористых пуццолановых добавок (трепел, опока, диатомит и т. п.). При такой микроструктуре они усиливают реологическую активность минерально-водно-цементной матрицы за счет размещения частиц нанометрического масштабного уровня (100−1000 нм) во вмещающих пустотах портландцемента и муки микрометрического масштабного уровня. Такое взаимосочетание размеров определяет принцип оптимальной гранулометрии портландцементно-минерально-микрокремнеземистой порошковой смеси и усиливают взвешивающую способность матрицы для частиц песка, исключающей расслоение.
• 11. Увеличение количества портландцемента для высокопрочных бетонов на 20−30%, по сравнению с общепринятыми расходами 500−600 кг для марок 400−500 неизбежно. В связи с этим при расходах цемента 600−700 кг, каменной муки 300−500 кг и микрокремнезема 100−200 кг на 1 м³ бетонной смеси общая масса минерально-портландцементного порошка составит 1000−1100 кг, а песка и щебня — 1200−1300 кг. Таким образом, ВПБ и ОВПБ всегда должны быть малопесчаными и малощебеночными, то есть с «плавающей» структурой песка в дисперсной матрице и щебня в зернисто-дисперсной матрице.
• 12. Структура и топология ВПБ и ОВПБ отличается от структуры обычного бетона превращением доли зернисто-щебеночной компоненты обычных бетонов в дисперсную компоненту ВПБ и ОВПБ. Такое изменение структуры состава бетонной смеси обеспечивает не только значительное снижение сопротивления свободному перемещению частиц песка и щебня в реологических матрицах с различными масштабными уровнями, но и высокую плотность дисперсной матрицы с незначительными усадочными деформациями и ползучестью под нагрузкой.
• 13. Важными критериями состава структуры и топологии бетонных смесей для ВПБ и ОВПБ являются критерии избытка абсолютного объема реологической дисперсной матрицы над объемом песка и избытка — абсолютного объема реологической цементно-минерально-песчанной матрицы над объемом щебня. При этом должен находится в пределах 3,0−3,5, а — 2,3−2,5. В бетонах высокой прочности с содержанием МК до 30−35%, подвергаемых продолжительной тепловой обработке, может повышаться до 3,8−4,0, — до 3,0−3,5.
• 14. Каменная мука для изготовления ВПБ и ОВПБ должна изготавливаться из прочных и плотных горных пород для исключения капиллярного поглощения раствора СП и обезвоживания бетонной смеси в процессе ее приготовления и укладки.
• 15. Щебень для изготовления бетонов должен обладать высокой прочностью. Предпочтительна фракция щебня 3−10 или 3−12 мм с минимальным количеством лещадных и игловатых частиц.
• 16. Приготовление качественных бетонных смесей связано с правильно выбранной процедурой смешения компонентов и высокоинтенсивным перемешиванием компонентов. Для уменьшения энергии на перемешивание целесообразно использовать смесители с переменной скоростью вращения и специальных лопастей малого диаметра. Для микрооднородного смешивания компонентов бетонной смеси целесообразно использовать бетоносмесители немецкой формы «Eirich».
• 17. Саморастекающаяся и самоуплотняющаяся бетонная смесь для ВПБ и ОВПБ обладает после укладки и начального твердения высокой аутогенной усадкой, величина которой может достигать 0,8−1,0 мм/м и более. Причина ее связана не с испарением воды, а с повышенной химической контракцией и контракцией, связанной с более плотной адсорбцией молекул воды на частицах дисперсной фазы, содержание которой значительно выше, чем в обычных бетонах. Этот процесс определяет формирование высокой плотности и прочности.
• 18. В процессе интенсивного перемешивания бетонной смеси с суперпластификатором неизбежно вовлечение пузырьков воздуха. После укладки бетонной смеси воздушные пузырьки частично удаляются из объема под действием сил Архимеда. В связи с быстрым образованием в поверхности изделий, контактирующих с воздухом, плотного слоя необходимо покрывать изделие пленкой, препятствующей испарению воды и не мешающей удалению пузырьков воздуха.
• 19. Отформованные изделия из бетонных смесей для ВПБ и ОВПБ в большей степени нуждаются в защите от обезвоживания в связи с малым содержанием воды.
• 20. Для получения пропаренных изделий с более высокой прочностью (200−250 МПа) долю МК можно увеличить до 30% и использовать кварцевую муку. В этом случае могут быть использованы жесткие режимы тепловой обработки (до 90−95 °С) с большой продолжительностью изотермии (до 24−36 ч).
• 21. Высокая прочность на осевое сжатие ВПБ и ОВПБ (а вместе с ней и высокая хрупкость и непропорционально низкая прочность на осевое растяжение) открывает широкие возможности для дисперсного армирования таких бетонов короткой и тонкой высокопрочной арматурой при низких объемных степенях армирования. Это позволяет получать ВПБ и ОВПБ с прочностью на осевое растяжение 10−12 МПа и на растяжение при изгибе 20−40 МПа.