Влияние тонкодисперсного вспученного перлита на свойства портландцемента
Влияние тонкодисперсного вспученного
перлита на свойства портландцемента
ВВЕДЕНИЕ
Перлит - горная порода вулканического происхождения.
На кромке потока лавы, в местах первичного соприкосновения магматических
расплавов и земной поверхности, в результате быстрого охлаждения (закалки) лавы
формируется вулканическое стекло - обсидиан. В дальнейшем подземные воды
проникают сквозь обсидиан, происходит его гидратация и образование гидроксида
обсидиана - перлита.
Для перлита характерна мелкая концентрически - скорлуповатая отдельность
(перлитовая структура), по которой он распадается на округлые ядра (перлы),
напоминающие жемчужины с характерным блеском. Среди других вулканических пород
перлит отличается наличием конституционной воды (более 1 %). Пористость может
составлять 8-40 %.
Перлит может иметь чёрную, зелёную, красно-бурую, коричневую, белую
окраску различных тонов. Разновидности перлита: обсидиановый (с примесями
обсидиана), сферолитовый (с примесями полевого шпата), смолянокаменный (однородный
по составу), стекловатый и другие.
По текстурным признакам выделяют массивный, полосчатый, брекчиевидный и
пемзовидный перлиты.
Основные компоненты перлита: двуокись кремния SiO2 (65-75 %), окись
алюминия AI2O3 (10-16 %), окись калия К2О
(до 5 %), окись натрия Na2O (до 4 %), окись железа Fe2O3 (от долей до 3 %), окись
магния MgO (от долей до 1 %), окись кальция CaO (до 2 %), вода H2O (2-6 %). Также могут присутствовать другие примеси.
Для перлита характерна мелкая концентрически-скорлуповатая отдельность
(перлитовая структура), по которой он распадается на округлые ядра (перлы),
напоминающие жемчужины с характерным блеском. Среди других вулканических пород
перлит отличается наличием конституционной воды (более 1 %). Пористость может
составлять 8-40 %. Перлит может иметь черную, зеленую, красно-бурую,
коричневую, белую окраску различных тонов. Разновидности перлита: обсидиановый
(с примесями обсидиана), сферолитовый (с примесями полевого шпата),
смолянокаменный (однородный по составу), стекловатый и другие. По текстурным
признакам выделяют массивный, полосчатый, брекчиевидный и пемзовидный перлиты.
Вспученный перлит - сыпучий, пористый, рыхлый, легкий, долговечный
материал. Огнестоек: температура применения - от минус 200 до 900° С. Обладает
тепло- и звукоизолирующими свойствами, высокой впитывающей способностью:
способен впитать жидкости до 400% собственного веса. Биологически стоек: не
подвержен разложению и гниению под действием микроорганизмов, не является
благоприятной средой для насекомых и грызунов. Химически инертен: нейтрален к
действию щелочей и слабых кислот. Перлит является экологически чистым и
стерильным материалом, не токсичен и не содержит тяжелых металлов.
Перлит может применяться в естественном виде (в
строительстве), но чаще используется вспученный перлит. Использование
вспученного перлита в строительстве позволяет повысить характеристики тепло-,
звукоизоляции и пожаробезопасности возводимых сооружений, при этом значительно
сократив массу и объемы конструкций. Вспученный перлит применяется самостоятельно
(в качестве замены песка и щебня, теплозвукоизоляционной засыпки для полов,
стен, кровли) или в смесях с другими строительными материалами (как компонент
при изготовлении теплоизоляционных изделий, теплых штукатурок, легких
строительных растворов, наполнителей для линолеума, красок, сухих строительных
смесей).
Задачи данной работы:
. Изучить технологию получения вспученного перлита.
. Исследовать вспученный перлит в качестве добавки в цемент.
1.
ВСПУЧЕННЫЙ ПЕРЛИТ
Вспученный перлит - продукт измельчения и термической
обработки кислого вулканического стекла перлита.
Рисунок 1.1 - Вспученный перлит
Технология получения вспученного перлита включает следующие основные
операции: дробление породы и рассев по фракциям (часто эта операция
осуществляется на дробильных заводах, находящихся непосредственно на перлитовых
карьерах); термоподготовку (в случае необходимости); вспучивание, рассев по
фракциям, складирование или переработку в изделия.
Рисунок 1.2 - Технология производства вспученного перлита
Термоподготовку осуществляют во вращающихся печах, печах кипящего слоя, в
конвейерных сушилах и других тепловых агрегатах. Чаще всего для этой операции
используют короткие вращающиеся печи барабанного типа, работающие по принципу
противотока. Длина таких печен 3,8-6,5 м, внутренний диаметр 0,44-0,89 м. В
зависимости от количества воды, подлежащей удалению, определяются время и
температура термоподготовки. Обычно температура не превышает 500° С, а время
термоподготовки перлита колеблется от 10 до 80 минут в зависимости от
количества удаляемой воды и размера частиц перлита. Время нахождения перлита в
печи обычно регулируют, изменяя угол наклона печи[16].
Печь термической подготовки устанавливают в одном потоке с печью
вспучивания перлита выше ее загрузочного устройства. Это позволяет экономить
технологическое топливо и повышать производительность всего комплекса, так как
при такой компоновке тепловых аппаратов используется теплота перлита,
приобретенная им в процессе термической подготовки.
Обжигают (вспучивают) перлит в шахтных, вращающихся, трубчатых
станционарных печах, печах с кипящим слоем (рисунок 1.3).
Работа печи основана на том, что свободно падающие частицы обжигаемого
материала задерживаются в нижней конусной части печи вследствие значительного
изменения скорости газов. Витая здесь в струе газа, они успевают нагреться до
температуры, при которой происходит их вспучивание. Размер загружаемых в печь
частиц не должен превышать 2 мм. Вспученные частицы подхватываются газовым
потоком и выносятся им сначала в циклон-классификатор, а затем в батарейный
циклон, из которого готовая продукция поступает в бункера л через барабанные
дозаторы в упаковочные машины[15].
Вода в исходном перлите находится в двух основных формах: свободной (на
поверхности породы) и связанной. Наличие конституционной воды и придает перлиту
способность вспучиваться при нагревании. Вода снижает точку размягчения породы
и действует, как средство ее расширения в расплавленном состоянии. Вспучивание
перлита осуществляется в печах методом термического удара при 900 - 1100° С.
При этом перлит переходит в пиропластическое состояние. Выделение газов,
главным образом Н2О, носит характер взрыва, и стекло вспенивается, образуя вспученный
перлит с высокой вязкостью. Вместе с водой во вспучивании участвуют и другие
газы: Н2, N2, СО2, СО, однако роль их
второстепенна.
Рисунок 1.3 - Шахтная печь для обжига перлита
Связанная вода, испаряясь, создаёт бесчисленные мельчайшие пузырьки в
размягчённой массе. Порода распадается на шарообразные зёрна с увеличением в
объёме в 4 - 20 раз и пористостью до 70 - 90 %. Вспучивание перлита может
производиться в одну или две стадии термообработки, что определяется процентом
содержания воды в исходном сырье. Если количество воды не превышает 3,5 %, то
вспучивание перлита производится при однократном обжиге при температуре 900 -
1100° С. Если содержание воды большее, избыточное её количество предварительно
удаляют при 300 - 450° С.
По внешнему виду представляет собой песок или щебень (в
зависимости от степени предварительного измельчения), окраски от снежно-белой
до серо-белой, без запаха. Вспученный перлит производится различного
фракционного состава: от перлитовой пудры (менее 0,14 мм) до перлитового щебня
(10 - 20 мм). Насыпная плотность перлитового песка колеблется от 45 до 200
кг/м3, щебня - 500 кг/м3.
В зависимости от размера зерен и области применения выделяют
строительный перлиит (фракция 0,16 - 1,25 мм), агроперлит (1 - 5 мм) и
фильтроперлит (0 - 0,16 мм). В строительстве перлит применяется для
теплоизоляционных засыпок, как наполнитель для легких бетонов и
теплоизоляционных строительных растворов, для фильтрации в различных областях
промышленности [7].
2.
ФОРМОВАННЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПЕРЛИТА
Применяется как высокоэффективный утеплитель жилых и хозяйственных
построек; в виде засыпок и штукатурок, а также, в виде теплоизоляционных плит и
термовкладышей в каменные и бетонные конструкции (перлито-цемент, стекло-перлит
и т.д.). При наличии декоративного покрытия отличный теплоизоляционный,
звукоизоляционный и отделочный материал. Также используется для изготовления
шлако-перлитобетонных камней, стеновых облегченных бетонно-перлитовых панелей и
перлито-битумной плитки.
Использование вспученного перлитового песка при изготовлении строительных
и теплоизоляционных материалов позволяет до 50 % снизить их теплопроводность,
до 40 % снизить вес и соответственно габариты строительных конструкций.
Используя перлитовый песок М-100 и различные вяжущие материалы (цемент,
гипс, известь), можно получить объемную массу в сухом состоянии от 300 до 1000
кг/м3, коэффициент теплопроводности от 0,07 до 0,2 Вт/(м·К) при прочности от 5
до 75 кг/см2.
Штукатурные растворы с применением вспученного перлитового песка
используются как эффективный утеплитель, при этом, 3 см такого раствора
эквивалентны 15 см кирпича. Применяется перлитовый песок в качестве наполнителя
и добавок при производстве огнестойких и антикоррозийных обмазок, гипсовых
перегородок, в качестве заполнителя легких бетонов, в качестве
теплоизоляционных засыпок при температуре изолируемых поверхностей от -200 до
+875° C.
Формованные теплоизоляционные изделии. Наибольшее количество вспученного
перлита в мировой практике используется в формованных теплоизоляционных
изделиях (около 60 %). В качестве связующего используют различные продукты:
цемент, гипс, битум, жидкое стекло.
Перлитоцементные плиты. Относятся к группе негорючих материалов и могут
быть использованы: для противопожарной защиты стальных, железобетонных и
деревянных строительных конструкций; для теплоизоляции строительных конструкций
жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений; для тепловой изоляции
промышленного оборудования при температуре изолируемой поверхности до 600o С.
Асбоперлит-цемент. Для изоляции энергетического оборудования с
температурой поверхности до 6000º С применяются перлитоцементные
композиции с распушенным асбестом. Асбоперлит-цементные изделия характеризуются
такими свойствами: плотность 200-400 кг/м3; теплопроводность (при 25 и 325º С) 0,075-0,092 и 0,118-0,145
Вт/(м·К) соответственно; предел прочности при изгибе 0,20-0,36 МПа.
Силикат-перлит. Для производства силикат-перлита используется вспученный
перлитовый песок. Связующее может быть известково-песчаным, известково-шлаковым
или известково-зольным. Силикат-перлит может быть изготовлен прессованием с
применением мелких фракций перлитового песка (до 1 мм) и гашеной извести с
последующим запариванием в автоклаве и формованием в металлических формах с
вибрированием. Теплопроводность силикат-перлита в зависимости от плотности
(100-340 кг/м3) составляет 0,105-0,239 Вт/(м·К). Наиболее целесообразно
использовать силикат-перлитовые изделия для тепловой изоляции поверхностей промышленного
оборудования и трубопроводов при температуре до 900° C.
Битум-перлит. Представляет собой теплоизоляционный, пароизоляционный и
гидроизоляционный материал, получаемый смешиванием вспученного перлитового
песка и битума. Битум-перлит используют для утепления и гидроизоляции
совмещенных кровель, промышленных холодильников и другого технологического
оборудования, работающего в условиях температур -50-(+)150° C. Модифицированный битум-перлит
(фенолформальдегидной смолой ЛБС-3) становится более термостойким (180-1900° C) и вполне может применяться для
изоляции теплосетей. Плотность материала 300-450 кг/м3, теплопроводность
0,08-0,11 Вт/(м·К), предел прочности при изгибе 0,15-0,20 МПа, влажность не
более 2,5 %, суточное водопоглощение 5 %.
Карбоперлит. Получают полусухим прессованием массы, состоящей из
вспученного перлита и извести (соотношение 1:8,5-1:10) последующей обработкой
смеси газами, сдержащими СО2. Карбоперлитовые изделия имеют плотность 200-350
кг/м3; теплопроводность (при 25 и 700° C) 0,065-0,905 и 0,137-0,162 Вт/(м·К) соответственно; предел
прочности при изгибе - 0,15-0,30 МПа; предел прочности при сжатии 0,3-0,8 МПа.
Карболитоперлитовые изделия могут быть использованы для тепловой изоляции
поверхностей энергетического, технологического оборудования и трубопроводов с
температурой изолируемой поверхности до 650° C.
Гипсоперлит. Гипсоперлитовые теплоизоляционные изделия изготавливают на
основе строительного гипса и вспученного перлита плотностью 80-150 кг/м3
способами литья, вибрирования и полусухого прессования. При соотношении гипс и
перлит 1:7-8 могут быть получены теплоизоляционные изделия плотностью 300-400
кг/м3 и пределом прочности при сжатии 0,15-0,5 МПа. Гипсоперлитовые изделия
рекомендуются для тепловой изоляции поверхностей энергетического и
технологического оборудования, газопроводов и паропроводов при температурах, не
превышающих 600° C.
Керамоперлит. В состав массы для изготовления керамоперлита входят 50-60
% вспученного перлитового песка и 40-50% молотой глины при размере частиц менее
0,25 мм. керамоперлитовые изделия подвергаются термообработке при температуре
300-9500° C. Физико-технические показатели:
плотность 250-400 кг/м3, предел прочности при сжатии 0,4-1,2 МПа, линейная
температурная усадка при 8750° C не
более 2 %, влажность - 1,2 %, теплопроводность при 200° C - 0,075-0,104 Вт/(м·К).
Стеклоперлит. Для получения стеклоперлита используют вспученный
перлитовый песок плотностью 80-150 кг/м3 и жидкое стекло плотностью 1250-1350
кг/м3 при соотношении компонентов, 50-70 %, 30-50 %; термообработка смеси
производится при температуре 300-400° C. Физико-технические показатели: плотность 180-300 кг/м3, предел
прочности при сжатии 0,3-1,2 МПа, при изгибе - 0,2-0,7 МПа, теплопроводность
при 200° C - 0,064-0,09 Вт/(м·К), предельная
температура применения 600-700° C.
Базальто-перлитовый волокнистый материал. Новый
теплоизоляционно-конструкционный материал получен на основе вспученного
перлитового песка, базальтового волокна и вяжущего (портландцемент или
бентонит).
В состав теплоизоляционного материала входят следующие компоненты:
вспученный перлит 24-70 %, базальтовое волокно 74-20 %, бентонитовая глина
9,0-2,0 %. Плотность материала 150-300 кг/м3, предел прочности при растяжении
0,2-0,5 МПа, теплопроводность 0,038-0,041 Вт/(м·К).
В состав конструкционного теплоизоляционного материала входят следующие
компоненты: вспученный перлит 25-35 %, базальтовое волокно 25-30 %,
портландцемент 35-50 %. Плотность материала 590-1100 кг/м3, предел прочности
при изгибе 0,4-11,0 МПа, теплопроводность 0,096-0,11 Вт/(м·К).
Вспученный перлит, введенный в состав указанных композиционных
материалов, резко повышает их долговечность, так как связывает продукты
гидратации клинкера, вызывающие коррозию базальтового волокна.
Пластперлит. Получается на основе мочевино-формальдегидной и кумароновой
смолы, придающие прочность, достаточную водостойкость и низкое водопоглощение.
Пластперлитовые теплоизоляционные плиты обладают следующими
физико-механическими показателями: плотность 250-280 кг/м3, предел прочности
при сжатии 0,6-0,8 МПа, суточное водопоглощение 3,3-3,5 %, теплопроводность
0,065-0,07 Вт/(м· К).
Перлитосодержащий кирпич. Применяется для строительной и промышленной
тепловой изоляции с предельной температурой применения 900° C. Плотность такого кирпича 400-600
кг/м3 при теплопроводности 0,105-0,176 Вт/(м·К) [4].
Преимущества перлитобетона
Если перлитобетон используется в качестве стенового материала, то здания
будут иметь меньшую объемную массу что очень важно для любого строительства.
Перлитобетон отличается также замечательной огнестойкостью, этот материал
обладает отличной воздухопроницаемостью и общей стойкостью. Кроме этого
перлитобетон относится к экологически чистым современным материалам, этот
фактор особенно важен для жилого строительства, блоки из перлитобетона обладают
небольшой общей массой и работать с этим материалом достаточно легко [9].
Основными преимуществами перлитобетона являются:
1. Огнестойкость;
2. Хорошая воздухонепроницаемость;
. Экологически чистый материал;
. Простота работы с материалом;
. Небольшая масса материала.
Из перлитбетона так же производят перлитобетонные блоки, которые
применяют при строительстве малоэтажных строений. При строительстве из
перлитобетонных блоков масса и объемы зданий сокращаются - все это обусловлено
свойствами перлитобетона.
Ко всему прочему - кладка из перлитобетонных блоков проста ввиду легкости
блока при его крупных габаритах. Один блок из перлитобетона эквивалентен по
размерам 3-4 кирпичам.
Перлит вспученный - сыпучий, пористый, рыхлый, легкий, долговечный материал.
Огнестоек: температура применения - от минус 200 до 900° С. Обладает тепло- и
звукоизолирующими свойствами, высокой впитывающей способностью: способен
впитать жидкости до 400 % собственного веса. Биологически стоек: не подвержен
разложению и гниению под действием микроорганизмов, не является благоприятной
средой для насекомых и грызунов. Химически инертен: нейтрален к действию
щелочей и слабых кислот. Перлит является экологически чистым и стерильным
материалом, не токсичен, не содержит тяжелых металлов. Благодаря своим
уникальным свойствам перлит вспученный нашел широкое применение в
строительстве.
Небольшая насыпная плотность в пределах 100 кг/м3 позволяет применять
перлит для изготовления теплоизоляционных материалов, обладающих хорошими
акустическими свойствами. Штукатурные растворы с применением вспученного
перлитового песка используется как эффективный утеплитель, при этом 3 см такого
раствора могут заменить 15 см кирпича. Штукатурка наносится по кирпичу, бетону,
шлакобетону, металлической сетке, дереву и без каких-либо дополнительных работ
может быть окрашена либо оклеена обоями. Ею могут быть утеплены как
отапливаемые, так и неотапливаемые помещения.
Применяется перлитовый песок в качестве наполнителя полостей при
устройстве каминов и для заполнения пространства между деревянными балками в
деревянных строениях; добавок при производстве огнестойких и антикоррозийных
обмазок; гипсо-перлитовых перегородок, применяемых при тепловой изоляции
поверхностей энергетического и технологического оборудования, газо- и
паропроводов при температурах, не превышающих 600° С.
Перлитовая изоляция в виде основания под полы может использоваться для
"плавающих" бетонных полов, асфальтированных полов и
"плавающих" дощатых полов. Это особенно удобно, когда нужно выровнять
пол и значительно повысить звукоизоляцию между этажами, между полом и стенами и
изолировать системы трубопроводов.
Также перлит используется в качестве заполнителя легких бетонов. Легкие
перлитовые изделия в виде кирпичей и блоков применяются для наружной и внутренней
кладки стен и перегородок. Искусственный перлитовый камень может быть сформован
в виде кирпича или блока. Преимущество искусственного перлитового камня - малый
вес. Традиционный камень и стеновые изделия достаточно тяжелые и требуют
устройства более дорогой несущей конструкции. При использовании перлитовых
изделий традиционный каркас и его материалы обычно облегченные, и затраты на
его установку могут быть уменьшены. Другое преимущество легких перлитовых
камней - снижение затрат на погрузку и легкость обработки[7].
3.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
.1
Вспученный перлит
Характеристики сырьевых материалов, используемых для проведения
экспериментов, описаны в таблицах 3.1, 3.2, 3.3.
Таблица 3.1 - Физико-технические характеристики вспученного
перлита марки М-75
|
Показатели
|
Значения
|
|
Насыпная плотность кг/м3, не более
|
75
|
0,043
|
|
Зерновой состав, мм
|
0,16-1,25
|
|
Влажность % по массе, не более
|
2
|
|
Содержание зёрен более 1,25 мм и менее 0,16 мм,
не более % по объёму
|
4-6
|
В самом начале проводились замесы цементного раствора и вспученного
перлита, и подбиралась нормальная густота цементного теста с помощью прибора
Вика. Затем велась формовка образцов-кубиков в соответствующих формах,
предварительно почищенных и смазанных машинным маслом. После заформования формы
убирались в пакет на сутки, где происходило схватывание цементного теста. После
расформования образцы-кубики помещались в эксикатор для дальнейшего набора прочности.
В фиксированном возрасте образцы испытывались на сжатие на прессовом станке.
Таблица 3.2 - Типовой химический состав вспученного перлита
|
Оксид
|
Количество, %
|
|
SiO2
|
71,78
|
|
Al2O3
|
12,77
|
|
K2O
|
4,1
|
|
Na2O
|
3,0
|
|
Fe2O3
|
1,54
|
|
CaO
|
1,31
|
|
MgO
|
0,6
|
|
TiO2
|
0,9
|
Таблица 3.3 - Физико-механические свойства Портландцемента
|
Наименование показателя
|
Значение
|
|
Удельная поверхность, м2/кг
|
285-310
|
|
Предел прочности при изгибе в возрасте 28 суток
твердения, МПа
|
не менее 5,9
|
|
Предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток
твердения, Мпа
|
не менее 49,0
|
|
Предел прочности при пропаривании в возрасте 1
суток твердения, МПа (сжатие)
|
не менее 28,0
|
|
Тонкость помола
|
не менее 85,0
|
4.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
После изучения литературы о вспученном перлите, были рассчитаны составы:
цемент + вспученный перлит + воды с добавлением перлита 5 %, 10 %, 15 %.
Проведены испытания, результату которых приведены в таблице 4.2.
Используемые компоненты (таблица 4.1): вспученный перлит марки 75
(насыпная плотность 75 кг/м3), и вода.
Состав №1 - содержание вспученного перлита 5 % от массы цемента;
Состав №2 - содержание вспученного перлита 10 % от массы цемента;
Состав №3 - содержание вспученного перлита 15 % от массы цемента.
Таблица 4.1 - Расход исходных компонентов
|
Компоненты
|
Состав №1
|
Состав №2
|
Состав №3
|
|
Цемент, гр.
|
100
|
5
|
36
|
|
Вспученный перлит, гр.
|
100
|
10
|
55
|
|
Вода, мл.
|
100
|
15
|
145
|
Готовые образцы находились в эксикаторе в течение 2, 7, 14
суток.
Таблица 4.2 - Результаты испытаний
|
Возраст, сут
|
Предел прочности при сжатии, МПа
|
|
Состав № 1
|
Состав № 2
|
Состав № 3
|
|
2
|
16,08
|
5,25
|
|
7
|
26,00
|
18,60
|
11,25
|
|
14
|
30,48
|
19,62
|
14,66
|
По результатам исследований трех составов, максимальная прочности при
сжатии была получена при испытании состава № 1(таблица 4.2), так как расход
цемента максимальный. В дальнейшем работе изучаем свойства этого состава.
Таблица 5.3 - Плотность образцов
|
Возраст, сут
|
Плотность, кг/м3
|
|
Состав № 1
|
Состав № 2
|
Состав № 3
|
|
2
|
1990
|
1770
|
1300
|
|
7
|
1830
|
1730
|
1550
|
|
14
|
1870
|
1740
|
1300
|
5.
РАСЧЕТ СОСТАВА ПЕРЛИТОБЕТОНА
Данный материал, как керамзитобетон и арболит относится к категории
легких бетонов. Как правило, перлитобетон применяют как теплоизоляционный и
звукоизоляционный материал. Заполнителем перлитобетона является вспученный
перлит. В состав перлитобетона входит строительный вспученный перлит. Размер
(фракция) строительного перлита составляет 0,16 - 2,5 мм. Однако вспученный
перлит применяют не только в строительстве. Применение данного материала в той
или иной определяется фракцией. Вспученный перлит, имеющий фракцию 1-5 мм применяют
в сельском хозяйстве (агроперлит), фракцию 0,1-0,2 применяют при изготовлении
фильтров (фильтроперлит). Из перлитобетона
производят также перлитобетонные блоки, которые применяются при строительстве
малоэтажных строений. При строительстве из перлитобетонных блоков масса и
объемы зданий сокращаются - все это обусловлено свойствами перлитобетона. Ко
всему прочему - кладка из перлитобетонных блоков проста ввиду легкости блока
при его крупных габаритах. Один блок из перлитобетона эквивалентен по размерам
3-4 кирпичам. Из легкого перлита насыпной плотности 75 кг/м3 можно
сделать теплоизоляционные самонесущие блоки. Плотность бетона при этом будет
около 1000 кг/м3.
Исходные данные для расчёта:
Портландцемент ЦЕМ Й 42,5. Жесткость перлитобетона: 20 - 30 с. Крупный
заполнитель: вспученный перлит, плотностью 75 кг/м3, мелкий заполнитель:
кварцевый песок, плотностью 2620 кг/м3.
Ориентировочный расход цемента для приготовления легкого бетона плотной
структуры принимаем по таблице 6.1.
Таблица 6.1 - Ориентировочный расход цемента по ГОСТ 10178-62
|
Проектная марка бетона
|
Марка керамзита
|
Расход цемента в зависимости от вида песка,
кг/м3
|
|
|
керамзитовый
|
шлаковый
|
перлитовый вспученный
|
|
25
|
150-200 250 300
|
210-240/700 190-220/750 180-210/800
|
210-240/850 190-220/900 180-210/950
|
280-320/650 260-300/700 240-280/750
|
|
35
|
150-200 250 300 350-400
|
230-260/700 200-230/750 190-220/800 180-210/900
|
230-260/900 200-230/950 190-220/1000
180-210/1100
|
290-330/700 270-310/750 250-290/800 230-270/900
|
|
50
|
300 350-400 450-500 550-600
|
200-230/800 190-220/900 180-210/1000
170-200/1100
|
200-230/1000 190-220/1100 180-210/1200 -
|
260-320/800 240-280/900 220-250/950
200-230/1000
|
|
75
|
300 350-400 450-500 550-600 700
|
220-250/900 200-230/950 190-220/1050
180-210/1150 170-200/1200
|
220-250/1050 200-230/1150 190-220/1200
180-210/1300 -
|
290-360/900 260-320/950 240-280/1000
220-250/1050 200-230/1100
|
|
100
|
350-400 450-500 550-600 700
|
220-250/1000 200-230/1100 190-220/1200 180-210/1250
|
220-250/1150 200-230/1200 190-220/1300
180-210/1400
|
290-360/1000 260-320/1050 240-280/110
220-250/1150
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбираем проектную марку 50, следовательно, берем 230 кг
цемента и плотность бетона 1000 кг/м3.
Состав перлитобетона. Соотношение цемент:перлит:песок 1:3:2,2
по объему. Теперь по формуле 6.1 посчитаем общее количество заполнителя
З=Щ+П=гб.сух -1,15Ц (6.1)
З=735,5 кг
Количество перлита выбираем исходя из примера в соотношении
цемента и перлита 1:3.
|
№
|
Наименование компонентов
|
Количество компонентов
|
Плотность бетона, кг/м3
|
|
1
|
Цемент, кг
|
230
|
1000
|
|
2
|
Вспученный перлит, кг
|
17,24
|
|
|
3
|
Перлитовый щебень
|
718,26
|
|
|
4
|
Вода, мл
|
220
|
|
Количество цемента 230 кг, либо 0,076 м3. Следовательно количество
перлита 0,23 м3, либо 17,24 кг.
Зкр =17,24 кг, Зм =718,26 кг [1].
Количество воды выбираем в количестве 220 л.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
вспученный перлит бетон
Изучена технология получения вспученного перлита, что является сырьем для
его получения.
Проведена экспериментальная часть. В результате испытаний, самое
оптимальное количество вспученного перлита цементе нужно брать в количестве 5 %
от количества цемента.
Вспученный перлит облегчает бетон, следовательно, лучше всего его
применять в качестве заполнителя в легких бетонах. Так же является
звукоизоляционным материалом.
Расчитан оптимальный состав перлитобетона.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ
СПИСОК
1. Легкие бетоны на пористых заполнителях:
учебник / Г.А. Бужевич [и др.]. М., 1970. 250-255 с.
2. Оформление учебных текстовых и графических документов.
Методические указания / сост.: Ф.Л. Капустин, С.Ф. Шишкин, А.Б. Лошкарев, Е.Ю.
Васина; науч. ред. В.Я. Дзюзер. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2005.С. 71.
3. Растворы и штукатурки [Электронный ресурс]:
ООО «ПЕРЛИТ». Режим доступа: URL: http://www.ooo-perlit.ru/building_perlit.htm
4. Перлитобетоны и бетоны на смешанных
заполнителях с перлитом [Электронный ресурс]: Панельное и крупноблочное
строительство промышленных и энергетических объектов. Режим доступа: URL: http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-64/19.htm
. Перлит вспученный [Электронный ресурс]:
Теплый стан. Режим доступа: URL: http://tstan.ru/176
. И снова о перлите [Электронный ресурс]:
Весь бетон. Режим доступа: URL: http://www.allbeton.ru/forum/topic12179.html
. Перлит вспученный (перлитовый песок)
[Электронный ресурс]: ВЕХА. Режим доступа: URL: http://vekha.ru/perlit_vspuchennyy_perlitovyy_peso
8. Пуццолановый портландцемент [Электронный
ресурс]: Бурение скважин. Режим доступа: URL: http://byrenieskvagin.ru/zement?showall=1
9. Перлитобетон [Электронный ресурс]: Бетонный
узел. Режим доступа: URL: http://rastvorbeton.ru/articles/303704/
10. Портландцемент ЦЕМ Й 42,5Н (ПЦ - 500 Д0) [Электронный ресурс]: Цемент. Режим доступа: URL: http://www.imbrico.ru/sm/cem1_42.php
11. Вспученный перлит [Электронный
ресурс]: Заполнители бетона. Режим доступа: URL: http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-98-beton/90.htm
12. Вспученный перлит и изделия из него [Электронный ресурс]: Свое дело. Режим доступа: URL: http://proizvodim.com/vspuchennyj-perlit-i-izdeliya-iz-nego.html
13. Песок перлитовый вспученный
[Электронный ресурс]: Теплоизоляционные материалы. Режим доступа: URL: http://www.tdtim.ru/content/view/41/41/
14. Песок перлитовый вспученный
[Электронный ресурс]: Теплоизоляционные материалы. Режим доступа: URL: http://www.tdtim.ru/content/view/41/41/
. Технологическая схема производства
вспученного перлита. Параметры, производство, оборудование [Электронный
ресурс]: Материалы и изделия. Технологии и оборудование. Режим доступа: URL: http://forpsk.ru/index.php/stati/materialy/36-iskusstvennye-poristye-zapolniteli/191-tekhnologicheskaya-skhema-proizvodstva-vspuchennogo-perlita-parametry-proizvodstva-oborudovanie
. Перлит [Электронный ресурс]: Перлит в
Украине. Режим доступа: URL: http://perlite-in-ukraine.blogspot.ru/p/blog-page.html