Бетонные и железобетонные изделия — это массивные элементы толщиной как минимум несколько сантиметров. Получить легкие и тонкие элементы из бетона с обычной арматурой невозможно. Однако армирование тонкими минеральными волокнами смеси на основе портландцемента позволяет изготовлять большеразмерные листы толщиной несколько миллиметров, тонкостенные трубы, фасонные изделия. Материал, из которого изготовляют эти элементы, называется асбестоцемент.
Асбестоцемент — искусственный каменный материал, состоящий из цементного камня, армированного волокнами асбеста. К наиболее распространенным асбестоцементным изделиям относятся волнистые и плоские листы, трубы и соединительные муфты. Асбестоцеметные изделия сравнительно легко поддаются механической обработке, они значительно легче металла, бетона и железобетона. Средняя плотность асбестоцемента 1400–2100 кг/м3, предел прочности при сжатии — 40–60 МПа, растяжении — 8–15 МПа. Водопоглощение составляет 10–30%. Недостатки асбестоцементных изделий — невысокая ударная прочность и склонность к короблению.
Сырье. Исходными компонентами для производства асбестоцемента являются асбест, портландцемент и вода. Асбест встречается в природе в виде минералов — силикатов, имеющих волокнистое строение. Обычно используют хризотил-асбест (3MgO х2SiO2 х2Н2О). Куски асбеста сравнительно легко распадаются на волокна диаметром 0,1–0,2 мм и длиной до 10 мм. В зависимости от длины волокна, степени его распушивания и содержания примесей сопутствующих пород асбест разделяется на сорта и марки. Для производства листовых асбестоцементных изделий используют асбест 5–6 сортов.
Для производства асбестоцементных изделий применяется особый вид портландцемента, свойства которого способствуют процессу фильтрации твердой фазы из асбестоцементной суспензии и ускоренному твердению изделий. Тонкость помола этого цемента характеризуется удельной поверхностью 2200–3200 см2/г. Содержание свободной СаО в исходном клинкере не должно превышать 1%, С3А — 5%, C3S должно быть не менее 52%. Начало схватывания в отличие от обыкновенного портландцемента может наступать не ранее чем через полтора часа от начала затворения. Цемент для производства асбестоцементных изделий, как правило, не содержит минеральных добавок и выпускается обычно двух марок — М400 и 500.
Технологический процесс получения асбестоцементных изделий включает обминание и распушивание асбеста, тщательное смешивание полученных тончайших волокон с цементом в водной среде и образование суспензии, формование изделий на листо- или трубоформовочных машинах с последующей их тепловой обработкой. Формование заключается в образовании из суспензии на сетчатом цилиндре тонкого слоя асбестоцемента, его обезвоживании и уплотнении. Полученные заготовки для волнистых листов профилируют, а для труб — обтачивают. Состав асбестоцементной массы колеблется в пределах: асбеста 13–17%, портландцемента 83–87% (при производстве труб содержание асбеста несколько выше, чем для листовых материалов). В некоторых случаях в портландцемент добавляют 30–40% тонкомолотого кварцевого песка.
Промышленность выпускает несколько видов асбестоцементных изделий, которые можно разделить на листовые (листы плоские и волнистые) и трубные. На основе листовых материалов получают асбестоцементные конструкции.
Плоские листы изготовляют прессованными и непрессованными размером от 700x900x3600 мм, толщиной 4–10 мм. Прессование способствует улучшению прочностных свойств изделий. У прессованных листов предел прочности на изгиб не менее 25 МПа, средняя плотность — не менее 1750 кг/м3, у непрессованных — соответственно 16 МПа и 1600 кг/м3.
Плоские листы предназначаются, в основном, для сборных конструкций стеновых панелей, плит перекрытий, перегородок санитарно-технических кабин, а также для устройства подвесных потолков, вентиляционных шахт, транспортерных галерей.
Рис. 9.2. Профилированные асбестоцементные листы:
а — волнистый обыкновенного профиля; б — волнистый усиленного профиля; в — волнистый унифицированного профиля; г — волнистый с переменной толщиной; д — полуволнистый с переменной толщиной; е — полуволнистый.
Волнистые листы (рис. 9.2) изготовляют различного профиля: обыкновенного (ВО), унифицированного (УВ), усиленного (ВУ) и среднего (СВ).
В табл. 9.1 приведена характеристика наиболее распространенных волнистых асбестоцементных листов.
Таблица 9.1