Автофреттаж

Предлагаемая технология может быть использована действующими заводами газобетона, а также любыми фирмами и частными лицами, намеренными организовать заведомо конкурентоспособное производство.

Свойства конкретного бетона достаточно полно могут быть отражены одним показателем – маркой по прочности на сжатие. Например, выражение «бетон марки четыреста» скажет специалисту о многом: не только о его прочности, но и о деформативности, усадке и о других свойствах.

Но это справедливо только в отношении тяжелых бетонов. Для ячеистых бетонов такой информации недостаточно, необходимо еще сообщить, о бетоне какой плотности идет речь. Если тяжелые бетоны, независимо от марки по прочности, имеют практически одинаковую плотность (около 2400 кг/м³), то у ячеистых бетонов она составляет от 200 до 1200 кг/м³.

От плотности ячеистого бетона зависят все его эксплуатационные свойства: прочность, теплопроводность, морозостойкость и др. Следует заметить, что для ячеистых бетонов характерна определенная нестабильность плотности.

 

Колебания плотности бетона

Также пенобетонная смесь, будучи залитой в форму, зачастую склонна к оседанию на неопределенную величину; газобетонная смесь после заливки в форму вспучивается, образуя над бортами формы так называемую горбушу, также не отличающуюся стабильностью высоты. Все это приводит к непредсказуемым колебаниям плотности ячеистого бетона.

Колебания действительно непредсказуемы, поскольку зависят от множества трудноучитываемых факторов, среди которых и неизбежные погрешности при дозировке ингредиентов, и перманентные колебания температурно-влажностных характеристик окружающей среды, и скачки атмосферного давления, и непредвиденные сотрясения форм, и т. п.

Колебания плотности ячеистого бетона не так безобидны, как может показаться. Если среди изделий одной и той же партии окажутся объекты со средней плотностью, например, 600 и 660 кг/м, то часть изделий будет забракована.

При меньших колебаниях плотности, когда отбраковки удастся избежать, отрицательное влияние неоднородности не прекратится; для полученной партии изделий будут вычислены так называемые расчетные значения прочности, теплопроводности и других характеристик, учитывающие фактическую неоднородность партии.

При этом прочность бетона всей партии будет признана близкой к минимальной прочности испытанных образцов, а теплопроводность – как у самых тяжелых (холодных) изделий.

Экономические потери от этого очевидны. Технология, получившая название автофреттаж, призвана бороться с неоднородностью ячеистых бетонов. Идея проста. Нужно выполнить два условия:

• поместить в форму заданное количество ячеистобетонной смеси;
• обеспечить условия, при которых смесь займет заданный объем.

Первое условие в технологии ячеистых бетонов выполняется элементарно, и связано это с запретом на заполнение одной формы из двух разных замесов. Обычным является согласование объемов смесителя и формы. Если весь замес загружается в одну форму, а ингредиенты бетона дозируются по весу, то в форме оказывается строго определенное (с точностью 1–2 %) количество твердого вещества.

Остается обеспечить получение заданного объема смеси. Проще всего обеспечить стабильность объема вспучивающейся газобетонной смеси – достаточно закрыть форму крышкой, ограничивающей высоту вспучивания. Но этот прием применим и для пенобетона, если в сырьевую смесь добавить небольшое количество газообразователя.

Такая комбинированная поризация известна технологам и вне связи с автофреттажем.

 

Ячеистобетонная смесь

Ячеистобетонная смесь, в отличие от обычной бетонной, довольно жидкая – даже процесс формования называют заливкой смеси в форму. Смесь действительно является жидкостью, но не обычной, а так называемой бингамовской жидкостью. Отличие ее заключается в способности нести статическую нагрузку, т. е. жидкость обладает прочностью. С одной стороны, ее прочность не так велика, порядка 100 грамм на квадратный сантиметр (в сотни раз меньше прочности отвердевшего ячеистого бетона); но с другой стороны, это 1000 кг/м².

Рис. 1:

1 – форма с залитой в нее ячеистобетонной смесью (после вспучивания смесь займет весь внутренний объем формы, ограниченный крышкой);

2 – жесткая металлическая крышка;

3 – захваты, имеющие крюки на концах и шарнирно прикрепленные к крышке;

4 – тяги, шарнирно прикрепленные к концам захватов;

5 – узел шарнирного соединения тяг с прикрепленными к нему противовесом 6 и подъемной петлей

7 и 8 – упор, прикрепленный к форме.

Размер форм для ячеистобетонных изделий – значительный: до 6 метров по длине, до 2 метров по ширине, причем независимо от того, что изготовляют – крупные панели или мелкие стеновые блоки. При этом суммарное давление на крышку будет около 10 тонн. Следовательно, крышку нужно крепить к форме.

Первоначально было принято самое простое решение: крышку устанавливали на форму мостовым краном и крепили к форме обычными болтами. При этом столкнулись с неожиданной проблемой: крышку не успевали прикрепить к форме до окончания вспучивания смеси, и часть смеси вытекала из формы, что приводило к еще большим колебаниям плотности и других свойств ячеистого бетона. В результате на некоторое время автофреттаж был забыт.

Предлагался способ, согласно которому крышку устанавливали и крепили заранее, а ячеистобетонную смесь заливали в форму через закрывающийся люк в крышке; однако, такой способ не нашел применения.

Наконец, были разработаны крышки, которые крепятся к форме автоматически, в течение одной секунды, и так же быстро снимаются без применения ручного труда. Разработано несколько вариантов подобных крышек, различающихся принципом крепления. Один из вариантов представлен на рис. 1: позиция «А» – крышка в транспортном положении (т. е. до установки ее на форму); позиция «Б» – крышка в рабочем положении (прикреплена к форме).

В транспортном положении (позиция «А»), под действием собственного веса крышки, нижние концы захватов (3) раздвинуты и не препятствуют установке крышки на форму. Как только крышка ляжет на борта формы, противовес (6) опускается, тяги (4) давят на верхние концы захватов (3), а их нижние концы сближаются и вступают в контакт с упорами (8). Нижняя поверхность упоров 8 скошена под углом а = 10–20°, благодаря чему крышка надежно притягивается к бортам формы.

После схватывания ячеистобетонной смеси крышка может быть снята и использована на других формах. Для этого достаточно потянуть за петлю (7), в результате чего противовес (6) поднимется, а нижние концы захватов (3) – раздвинутся. Процесс автоматического прикрепления крышки к форме, а также ее освобождения, длится не более одной секунды.

 

Дополнительные позитивные эффекты технологии автофреттажа заключаются в следующем:

• в закрытой форме развивается гидростатическое давление, которое способствует отжиманию из поризованной смеси части воды затворения;
• твердение под избыточным давлением способствует повышению прочности бетона;
• сокращается длительность обязательной технологической выдержки между заливкой и термообработкой;
• появляется возможность интенсификации режимов термообработки.

Таким образом, предлагаемые устройства и технологические приемы обеспечивают существенное снижение трудоемкости изготовления газобетонных изделий при одновременном повышении их качества.

---