7.4 Формование изделий из геополимерных бетонов.
Для формования изделий из геополимерных бетонов применяют формы такие же, как для бетонов на цементных вяжущих.
Подготовка форм (чистка, смазка), установка арматуры и закладных деталей, заполнение форм бетонной смесью, вибрация осуществляется средствами и приемами применяемыми на предприятии.
Для смазки форм применяются смеси отработанных масел или солярного, растительного масла. Допускается применение других веществ после предварительного их испытания.
Уплотнение геополимерного бетона осуществляется всеми способами, применяемыми для уплотнения бетона на цементных вяжущих. Рекомендуемые методы формования геополимерных изделий – вибрирование, вибропрессование, прокат. При изготовлении монолитных конструкций применяется виброуплотнение, трамбование.
Режимы формования должны обеспечивать коэффициент уплотнения бетонной смеси (отношение фактической плотности к расчетно-теоретической) – для тяжелого бетона не менее 0,98; для мелкозернистого – не менее 0,97.
Величина статического давления на смесь, создаваемого пригрузом, виброштампами, вибропрессами и другими вибраторами не должна превышать 0,025 МПа. При формовании труб вибрированием – в соответствии с действующей на них документацией.
7.5 Твердение изделий из геополимерных бетонов
Твердение геополимерных бетонов возможно в нормальных условиях при положительной температуре, и в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении.
Целесообразно изготовлять изделия при тепловой обработке в камерах и автоклавах. В этом случае, возможно получение бетонных изделий с прочностью до 100 МПа.
Время выдерживания геополимерных бетонов перед тепловлажностной обработкой зависит от применяемого геополимерного вяжущего. При использовании для изготовления бетона геополимерного вяжущего на основе основных шлаков:
- изделия толщиной более 20см рекомендуется обрабатывать по режиму- предварительная выдержка изделий перед прогревом 4 часа, подъем температуры 3 часа, изотермический прогрев при температуре 85-95°С в течении 6 часов, снижение температуры 3 часа;
- изделия толщиной не более 20см рекомендуется обрабатывать по режиму - предварительная выдержка перед прогревом 2 часа, подъем температуры 3 часа, изотермический прогрев при температуре 85-95°С в течении 6 часов, снижение температуры 3 часа.
При использовании для изготовления бетона геополимерного вяжущего на основе кислых и нейтральных шлаков время выдержки подбирается опытным путем и определяется продолжительностью периода от затворения до начала схватывания вяжущего.
Уход за монолитным бетоном должен производиться в соответствии с требованиями СП 52-103.
В монолитных конструкциях поверхность свежеуложенного геополимерного бетона должна быть защищена от высыхания защитными покрытиями на основе битумных или других эмульсий, пленками, матами, утеплителями.
Твердение геополимерных бетонов при отрицательных температурах производится с использованием электропрогрева бетонной смеси внутренними согревающими элементами мощностью 30-80 кВт, инфракрасными обогревателями типа ПЛЭН, сооружением временного укрытия с прогревом тепловыми пушками. Обогрев необходимо проводить в течении не менее 6 часов.
7.6 Подбор состава геополимерного бетона
Для оценки качества геополимерного бетона и назначения состава бетона требуемой марки используется функциональная зависимость прочности бетона от шлакорастворного отношения (Ш/Р) при данной плотности раствора щелочного компонента.
При подборе состава тяжелого геополимерного бетона изготавливают девять контрольных образцов из бетонов трех составов с шлакорастворным отношением от 2,0 до 3,5 на основе растворов щелочных компонентов определенной плотности (по три образца из каждого состава).
Взвешенные на замес материалы для каждого состава смешивают в смесителе и определяют для перемешенной смеси объемную массу и жесткость. Смесь уплотняют на стандартной виброплощадке до полного прекращения ее оседания, выравнивания и появления на всей площади поверхности цементного раствора.
Изготовленные образцы пропаривают или выдерживают в течение 3 суток в формах при комнатной температуре с прикрытой верхней поверхностью, после освобождения из форм образцы помещают в камеру нормального хранения для испытания в возрасте 28 суток.
Для тепловлажностной обработки после изготовления и двухчасовой выдержки образцы каждого состава помещают в формы в пропарочную камеру, подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении по режиму 3 часа подъем, 6 часов выдержки при температуре изотермического прогрева 90+5°С и 3 часов снижения температуры. Через 12 часов с момента отключения пара образцы испытывают на сжатие по ГОСТ 10180-78.
Заданная плотность бетонной смеси определяется экспериментальным путем в зависимости от количества геополимерного теста данного качества при установленном шлакорастворном отношении.
Устанавливают расходы воды и раствора щелочных компонентов различной плотности необходимые для требуемой жесткости бетона.
Дальнейший подбор состава геополимерного бетона.
По графикам построенным для бетонной смеси на основе определенного вида щелочного компонента с оптимальной в каждом конкретном случае плотностью его раствора, устанавливается заданная жесткость, в соответствии с которой определяется расход щелочного компонента (Р), затем определяется расход молотого шлака (Ш) по формуле: Ш = Р / (Р /Ш)(2)
Расход наполнителей определяется по формуле:
П+Щ =ɣб – Ш – Р*ρ(3)
П - расход песка, кг
Щ - расход щебня, кг
Р – расход щелочного компонента определенной плотности, л
ρ – плотность раствора щелочного компонента, кг/м3;
ɣб-объемная масса уплотненной смеси, найденная из эксперимента, кг/м3.
Доля песка (r) в смеси наполнителей принимается по одному из вариантов. Количество песка в кг: П= (Щ + П)* r(4)
Количество крупного заполнителя в бетоне определяется по формуле, кг:
Щ = (Щ + П) – П(5)
Состав бетона при необходимости корректируется по жесткости, количеству песка и требуемой прочности путем изготовления опытных замесов и последующего испытания образцов бетона.
Для корректирования жесткости смеси изготавливают первый замес по рассчитанному составу, определяют жесткость смеси согласно ГОСТ 10181, объемную массу после уплотнения.
Если жесткость менее требуемой, то в опытный замес добавляют 5-10 % шлака молотого и раствора щелочного компонента с соблюдением принятого раствошлакового соотношения.
Если жесткость более требуемой, то в опытный замес добавляют песок и щебень в количестве 5–10 % от рассчитанного в принятом соотношении.
После достижения требуемой жесткости состав бетона пересчитывается и делается новый замес для изготовления трех контрольных образцов.
Корректирование песка и щебня при необходимости производится после уточнения жесткости смеси. Для этого готовят три замеса: 1- бетонная смесь строго рассчитанного состава; 2 и 3 – из смесей с содержанием песка менее или более расчетного приблизительно по 50кг и с одновременным увеличением или уменьшением щебня на то же количество.
Когда состав откорректирован и достигнута требуемая жесткость и оптимальное количество песка в бетонной смеси, проверяют прочность бетона данного состава. Готовят по три образца трех составов: первый на смеси откорректированного состава, 2 и 3 из смесей, в которых Р/Ш принимается больше и меньше на при сохранении объемов растворной части и щебня неизменными. Укладка и уплотнение должны соответствовать требованиям ГОСТ 10180. Образцы испытывают в соответствии ГОСТ 10180.0.08. Величина Р/Ш корректируют путем изменения расхода молотого шлака и песка.
В качестве окончательного состава, принимается состав геополимерного бетона, прочность которого отвечает заданной.
7.7 Температура бетонной смеси при выходе из мешалки не должна превышать температуру окружающего воздуха и быть не менее 20°С.
7.8 Геополимерный бетон в процессе тепловлажностного твердения (режимная температура 90±5°С, давление атмосферное) обладает равномерным, устойчивым набором прочности.
7.9 Геополимерный бетон обладает высокой перекачиваемостью в случае вибрирования и подачи растворонасосом.
7.10 Приготовление геополимерного бетона необходимо выполнять при повышенной температуре воды (более 20°С) в течение всего периода смешивания.
7.11 Содержание компонентов в геополимерном бетоне зависит от его марочной прочности и выбирается исходя из условий эксплуатации, на основе проведенных испытаний.