ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской и технологической разработки.

Важной характеристикой ячеистого бетона является плот­ность, от которой зависят все его эксплуатационные свойства:прочность, теплопроводность, морозостойкость и пр. Теорети­ческиплотность может быть от 200 до 1200 кг/³, но в конструкционно-теплоизоляционных изделиях она сос­тавляет 600-700 кг/м ³, редко снижаясь до 500 и иногда повы­шаясь до 800-900 кг/м ³ (действует "закон ножниц:од­ни показатели улучшаются, другие - ухудшаются).

Снижение плотности способствует росту теплозащитных ха­рактеристик, уменьшению необходимой толщины ограждения, его веса, удельного расхода материалов, трудо- и энергозатрат на переработку сырья, затрат на транспортирование сырья и готовых изделий, однако при этом снижается прочность изделий, транс­портабельность, морозостойкость, сцепление бетона с арматурой;повышаются воздухопроницаемость, водопоглощение и усадка.

Нейтрализовать вредные последствия снижения плотности ячеистого бетона (до самых низких ее значений) нетрудно - достаточно усилить периферийные зоны изделия более плотным ипрочным поверхностным слоем, защитить ячеистый бетон от воздействия внешней среды.

Известная технология двух- и трехслойных конструк­ций,согласнокоторой на дно формы укладывают слой тяжелого бетона, затем - слой ячеистого бетона, который может покрываться еще одним слоем бетона или раствора, широкого распространения не получила по следующим причинам:

-необходимо было одновременно иметь две или три технологи­ческие линии по приготовлению разных бетонов, что увеличивало металло- и энергоемкость процесса, требовало дополнительных производственных площадей;

-изделие, фактически, дважды или трижды формовалось,чтоповышало длительность цикла и трудоемкость технологии;

-функционально толщина слоя бетона могла быть 1-2 см, но фактически она получалась не менее 4-5 см, что утяжеляло изделие;

-тяжелый и ячеистый бетоны резко различались по усадке, температурному расширению, деформативности, что исключало их совместную работу;

-между слоями была резкая граница, приводящая к конце­нтрации напряжений;

- различие в паропроницаемости слоев приводило к образованию конденсата в зоне их контакта и замерзание последне­го разрушало конструкцию.

Все эти проблемы были решены путем созда­ния вариатропной макроструктуры изделий, при которой плот­ность бетона вблизи одной или нескольких поверхностей изде­лия имеет максимальную величину, достигающую 600-1200 кг/м ³, а по мере приближения к центральным зонам плавно (по задан­ному закону) уменьшается до 200-500 кг/м ³. Благодаря техно­логически обеспеченному ограничению максимальной величины плотности, поверхностный слой обладает достаточной паропроницаемостью и не допускает накопления конденсата, а плавное изменение плотности исключает возможность концентрации нап­ряжений. Следует добавить, что поверхностный слой обладает высокой прочностью (до100-150кгс/см ²).

Такое внутреннее строение изделий (см. рисунок) обеспечивает их повышен­ную несущую способность и теплозащиту, стойкость по отноше­нию к воздействиям внешней среды и надежную анкеровку арма­туры.

Разработано множество технологических способов создания вариатропной макроструктуры ячеистобетонных изделий: механи­ческий, химический, термический, реологический, массообменный и др.; создано эффективное промышленное оборудование, отработаны режимные параме­тры производства. Поверхностный слой переменной плотности создается в рамках единого технологического процесса из того же материала, что и все изделие, без удлинения цикла и вне зависимости от состава (газобетон, газосиликат, газозолобетон) и условий твердения (автоклавный, неавтоклавный и пр.).

Обнаружено одно неизвестное раннее свойство вариатропных изгибаемых элементов - плит покрытий и перекрытий:при испытании на изгиб достигают пре­дела несущей способности при прогибе 5-6 см и хрупко внезап­но разрушаются с мощным звуковым эффектом. Вариатропные из­делия также достигают расчетного предела несущей способности при тех же прогибах (5-6 см), но далее ведут себя иначе: дальнейшее увеличение нагрузки сверх предусмотренной приводит к постепенному нарастанию прогиба до 20 см, но при этом плита держит нагрузку более чем в 2 раза превышающую расчетную.

Такое качество позволяет визуально обнаружить случайную перегрузку и своевременно заменить плиту. Особенно это важно в специальных сооружениях, где внезапное разрушение чревато опасными последствиями.

Простейшим технологическим способом создания вариатропной макроструктуры является прикатка горбушки, выступающей над бортами формы в результате вспучивания газобетонной сме­си. Обычно горбушка имеет высоту 3-5 см, но при необходимос­ти ее можно либо увеличить (например, за счет дополнительных съемных бортиков), либо уменьшить (путем частичной подрезки или применения коробчатой крышки и т.п.).

Горбушка после определенной выдержки вдавливается в из­делие до уровня бортов формы с помощью жесткого прикатываю­щего вала, который одновременно воздействует лишь на узкую полосу поверхности и за счет этого создает в ячеистом бетоне затухающее поле давлений. Соответственно этому, степень уп­лотнения материала убывает с глубиной и образуется поверхостный слой переменной плотности.

Управление параметрами слоя (толщина, максимальная пло­тность и характер ее распределения по глубине) обеспечивает­ся за счет следующих переменных: толщина горбушки, длитель­ность выдержки изделия перед прикаткой, температура изделия во время выдержки и ряд других факторов.

Разработаны, изготовлены и апробированы в производстве­нных условиях промышленные машины с нагреваемым валом и дру­гими дополнительными узлами, предназначенные для прикатки изделий шириной 2 или 3 метра при неограниченной длине. Кроме основного назначения, ма­шины позволили исключить операции по срезке, удалению и переработке горбушки, снизить трудозатраты.

Другими способами (химическим, массообменным, термиче­ским и пр.) уплотняют, при необходимости, нижнюю и другие поверхности изделия. Все операции по созданию вариатропии выполняются во время обязательной технологической выдержки, поэтому не удлиняют производственный цикл.

Вариантный опытный ячеистый бетон