Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Козлов Никита Викторович

Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема
<
Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Козлов Никита Викторович. Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема: диссертация ... кандидата технических наук: 05.23.05 / Козлов Никита Викторович;[Место защиты: Московский государственный строительный университет].- Москва, 2015.- 130 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор состояния вопроса и постановка задач исследования .. 11

1.1. Состояние вопроса 11

1.2. Анализ научно-исследовательских работ, посвященных проблеме водостойкости гипсовых изделий .15

1.3. Цель и задачи исследований 22

Глава 2. Используемые материалы и методики исследований 24

2.1. Характеристики исходных материалов 24

2.2. Методика экспериментальных исследований, приборы и оборудование 27

Глава 3. Технология и свойства илистобиокремнеземистых гипсовых вяжущих (ИБГВ) 38

3.1. Исследование и оценка эффективности использования компонентов вяжущих 38

3.2. Исследование и оптимизация состава ИБГВ 47

3.3. Исследование влияния способов приготовления на свойства ИБГВ...62

3.4. Исследование влияний условий твердения на свойства ИБГВ 65

3.5. Комплексное исследование физико-химических свойств затвердевшего ИБГВ 74

3.6. Выводы 92

Глава 4. Разработка технологии гипсокерамзитобетона повышенной эксплутуатационной надежности для ограждающих конструкций 94

4.1. Исследование основных свойств и порядка приготовления бетонной смеси 94

4.2. Исследование основных физико-механических свойств бетона на основе ИБГВ 101

4.3. Исследование трещиностойкости, влажностной усадки и ползучести керамзитобетона на основе ИБГВ .. 105

4.4. Комплексная оценка эксплуатационной надежности керамзитобетона на основе ИБГВ 108

4.5. Методика подбора состава бетона на основе ИБГВ с заданными свойствами 111

4.6. Опытно-промышленные испытания и оценка технико-экономической эффективности предложенной технологии 113

Основные выводы 117

Список использованной литературы

Анализ научно-исследовательских работ, посвященных проблеме водостойкости гипсовых изделий

Анализ литературных данных выявил три основных направления повышения водостойкости гипсовых изделий: - уменьшение растворимости затвердевшего (двуводного) гипса; - изменение капиллярно-пористой структуры гипсового камня с целью уменьшения водопроницаемости и водопоглощения; - поверхностная гидрофобизация, пропитка и поверхностная защита материалами, препятствующими водонасыщению гипсовых изделий. Кроме того, возможно повысить водостойкость затвердевшего гипса, применяя уплотнение гипсовой массы, но этот способ вызывает повышенный расход вяжущего, усложняет технологию производства гипсовых изделий. Нанесение поверхностных покрытий (цинко- и песчаносиликатных) носит временный характер и не всегда эффективно экономически [27].

Представляется, что более перспективны первые два пути, так как в этих случаях повышаются водостойкость материала по всему объему независимо от случайных повреждений поверхности изделия или конструкции.

Для реализации этой задачи использовались различные добавки [34, 28-46 и др.], но наиболее эффективными следует считать те, которые позволяют одновременно снизить растворимость гипсового камня или бетона, когда одновременно появляется возможность управления структурой и свойствами строительных материалов.

Анализируя зарубежный опыт повышения водостойкости гипсовых вяжущих, можно отметить, что в основном исследователи предлагают использовать при затворении или пропитке сложные органические добавки. Наибольший интерес к этой проблеме проявили ученые Германии, Польши, США, Японии, и Франции [47-51 и др.], предложены добавки на основе полисилоксанов, кремнийалкилов [52-55 и др.]. Способ пропитки гипса фенолформальдегидными и другими водорастворимыми смолами изучался Матвеевым М.А. и Ткаченко К.М. [20]. Пропитка обеспечивает уплотнение материала и защиту кристаллов двуводного гипса от воздействия влаги. Однако этот способ повышения водостойкости гипса имеет существенные недостатки – усложняет технологический процесс изготовления изделий и увеличивает их стоимость.

В настоящее время в Японии, США и Германии разработаны способы армирования гипсовых изделий минеральными, органическими и стеклянными волокнами, в том числе волокнистыми кристаллами самого гипсового вяжущего [42, 56-60 и др.]. Их использование приводит к повышению прочностных показателей, а также несколько увеличивает и водостойкость гипсовых изделий.

Польские исследователи предложили способ по которому -полуводный гипс смешивается с высокообжиговыми гипсовыми вяжущими и известью в заданных пропорциях. Коэффициент размягчения такого вяжущего достигает 0,7, но использование при его приготовлении дополнительных добавок повышает стоимость изделий на его основе [43].

Еще в сороковых годах Волженский А.В. предложил использовать негашеную известь, за счет тепла гидратации которой производилась дегидратация молотого гипса [61]. Он же показал, что одновременное введение в гипс совместно с известью гидравлической добавки способно еще более повысить водостойкость изделия. Впервые трехкомпонентное гипсовое вяжущее было получено Гайсинским И.Е. (неопубликованный отчет АКХ 1941 г.). В качестве гидравлической добавки использовался основный доменный гранулированный шлак в количестве 30% – 40% от массы вяжущего. При твердении в воде на образцах образовывались трещины из-за неравномерного изменения объема. Это связано, вероятно, с образованием сульфоаллюминатов кальция, вызывающих внутренние напряжения [62].

Одновременно с этим Волженским А.В. проведен ряд исследований, в которых в качестве гидравлических добавок использовались: пепел, трасс, пемза, диатомит, опока, зола, цемянка, доменные шлаки, шлаки от сжигания некоторых углей. Аналогичные опыты проводили Некрасов В.П., Матвеев М.А., Ткаченко К.М., Палагин Г.С., Курацапов М.С. и другие исследователи [20, 61, 63, 64].

В 1942 году Боженов П.И. и Конюшевский И.Б. исследовали смешанное вяжущее на основе высокопрочного гипса, имеющее следующий состав: гипс – 50 % известь – 15% гидравлическая добавка (трепел, шлак) – остальное. Полученный так называемый цемент БК обладал лучшими свойствами полуводного гипса и повышенной водостойкостью, что позволило в годы Великой Отечественной войны широко использовать его для фундаментов промышленных и гражданских зданий на строительстве Стерлитамаке. Положительный эффект усиливался острой нехваткой портландцемента [65, 66].

Повышенная водостойкость подобных составов объясняется образованием коллоидных масс гидросиликатов кальция, способствующих уплотнению растворов и понижению их размываемости.

Коэффициент размягчения для разработанных модификаций смешанного вяжущего находился в пределах 0,5 – 0,7 и увеличивался с понижением количества гипса в композиции.

Используя различные гидравлические добавки, исследователи сталкивались с рядом проблем, которые перечислены ниже. Так, гипсо-известково-трепельные составы 28-суточного воздушного твердения обеспечивали марку раствора 15 и 30, но прочность их снижалась по мере уменьшения содержания в них гипса. При дальнейшем твердении в воздушных условиях до 6 месяцев обнаруживалось негативное влияние на прочность составов извести и гидравлической добавки. Кроме того, наиболее водостойкий состав (80 % гипса + 5 % извести + 15 % трепела) оказался наименее устойчив при попеременном увлажнении – высушивании.

Гипсо-известково-зольные (далее ГИЗ) и цемяночные составы имели весьма низкую морозостойкость (2-6 циклов), а при испытаниях на устойчивость к попеременному увлажнению – высушиванию выдерживали максимум 25 циклов. Гипсо-известково-шлаковые растворы лидируют по абсолютным прочностям, обладают способностью твердеть в воде при уменьшении количества гипса до 60 % с превалирующей прочностью над сухими (у ГИЗ составов при количестве гипса менее 80 % через 6 месяцев снижается прочность). Но все они имеют весьма разнообразный химический состав, что является существенным недостатком и обусловливает необходимость при приготовлении их производить исследование и подбор составов экспериментальным путем [61, 62, 67]. Набухание и частичное размягчение гидравлической добавки в воде давали более заметное понижение прочности трехкомпонентных растворов в первые сроки пребывания в воде, чем у гипсоизвестковых вяжущих (гипсовые образцы дают через 18 часов потерю прочности до 65 %, гипсоизвестковые – до 20 %, гипсоизвестковопуццолановые – более 21 %). Кроме того, pH гипсоизвестковых вяжущих (10 - 11) существенно выше, чем у гипсоизвестковопуццолановых вяжущих (8,2 – 8,8; у гипса без добавок рН равен 6 – 7), что замедляет коррозию арматуры. Эти факторы обратили внимание части ученых на разработку гипсоизвестковых вяжущих. В то время в гипсобетонах для ограждающих конструкций наиболее эффективным из гипсовых вяжущих считалось созданное Волженским А.В. ГЦПВ, состоящее из 50…75 % полуводного гипса, 15…25 % портландцемента и 10…25 % пуццолановой добавки [67, 68].

Коэффициент размягчения такого вяжущего достигал 0,6 – 0,8, марка по морозостойкости – F25. Это позволило наладить производство низкомарочного вяжущего для бетонов ограждающих конструкций и совершенствовать его состав с целью уменьшения количества используемого клинкера, увеличивающего стоимость конечной продукции.

Гипсоцементнопуццолановые вяжущие, предложенные и разработанные в пятидесятые годы, не нашли широкого применения в строительстве из-за низкой активности, склонности к снижению прочности при хранении и ряда вышеназванных недостатков. Долговечность легких бетонов на основе ГЦПВ резко падает при небольших отклонениях от жестких нормативных требований к подбору состава вяжущего и бетона на его основе [27, 69, 70].

Методика экспериментальных исследований, приборы и оборудование

Для повышения водостойкости и морозостойкости гипсового вяжущего, улучшения его прочностных характеристик нами предлагается илистокремнеземистая добавка. За счет взаимодействия активного SiO2 и гидроксида кальция образуются малорастворимые низкоосновные гидросиликаты кальция, уплотняющие структуру материала и препятствующие проникновению влаги внутрь затвердевшего гипса [85, 86]. Присутствие карбидного ила в ИБГВ приводит к снижению растворимости затвердевшего гипса, в результате чего материал становится более атмосферостойким. Кроме того его использование решает экологическую проблему - утилизацию многотонажного техногенного отхода от производства ацетилена и повышает экономическую эффективность его применения, снижая стоимость конечного материала.

Замена строительной извести карбидным илом приводит к повышению физико-механических свойств (рисунок 3.1.) и адгезии многокомпонентного гипсового вяжущего (далее - МГВ), а так же уменьшению их растворимости.

В качестве кремнеземистой составляющей илистокремнеземистой добавки для МГВ нами были выбраны и исследованы микрокремнезем и биокремнезем.

Использование микрокремнезема в качестве минеральной добавки становится все более распространенным в последние годы [87-91 и т. д.]. Являясь сопутствующим продуктом производства кремневых и феррокремниевых сплавов, он образуется в результате реакции восстановления высокочистого кварца с углем и представляет собой высокодисперсную пыль кремнезема, улавливаемую фильтрами из отводящих газов. 25 15 5 прочность образцов на сжатие в высушенном состоянии, МПа Сравнение эффективности использования карбидного ила и строительной извести в качестве компонентов илистокремнеземистой добавки

Использование в составе илистокремнеземистой добавки строительной извести позволяет повысить прочность материала на основе МГВ в водонасыщенном состоянии в 2,1 раза, а прочность в высушенном состоянии в 1,3 раза, а использование карбидного ила повышает прочность в 2,4 и 1,5 раза -соответственно в водонасыщенном и высушенном состояниях. Возможно это связано с повышенной активностью карбидного ила - 90-95% в сравнении с активностью строительной извести - 80-85%.

Микрокремнезем отличается стабильностью химического состава (таблица 2.2.), с количеством активного кремнезема (в аморфном состоянии) по нашим данным и данным других авторов [32, 92, 93] от 85 до 98 % по массе. Это позволяет производить корректировку состава ИБГВ, руководствуясь лишь паспортными данными гипса и микрокремнезема.

Микрокремнезем выгодно отличается от других активных минеральных добавок высокой гидравлической активностью (около 250 мг/г), что в 3 раза выше, чем у золы-унос средней активности и 1,5 раза выше, чем у минеральных добавок, рекомендуемых к использованию в составе ГЦПВ (трепела, опоки, диатомита и т.д.). Высокая дисперсность является, с одной стороны преимуществом, так как гидравлическая активность добавки обеспечивается без дорогостоящего помола, а с другой недостатком, так как удельная поверхность микрокремнезема достигает 24 м2/г, что предполагает использование пластифицирующих добавок вместе с микрокремнеземом для предотвращения повышения водопотребности смеси.

Биокремнезем представляющая собой тонкодисперсный диоксид кремния биогенного происхождения, получаемый в результате специальной комбинированной активации природного диатомита, прошедшего термическую обработку при температуре 700…800 оС. Биокремнезем является структурообразующим элементом, обеспечивающим упрочнение структуры ее предварительную флокуляцию. Активность биокремнезема более чем в 1,5 раза превышает активность самых распространенных минеральных добавок техногенного происхождения (микрокремнезем, зола-унос высокой активности) с гидравлической активностью около 395 мг/г [80, 81].

Биокремнезем является 100 %-м пуццоланом, поскольку производится из осадочной породы, содержащей кремнезем в активной форме, способный взаимодействовать с Са(ОН)2, повышая тем самым количество гидратированных силикатов типа CSH. Поглощение извести биокремнеземом через 30 суток до 4 раз превышает аналогичный показатель природных активных минеральных добавок и на 60% выше активности микрокремнезема. Наряду с высоким показателем активности в возрасте 30 суток для биокремнезема наблюдается интенсивное поглощение извести в первые 3 суток.

Биокремнезем обладает повышенной дисперсностью и отличается очень малым размером частичек (0,1–0,5 мкм) и высокой удельной поверхностью 22…26 м2/г, однако расход пластифицирующей добавки при одинаковом отношении вода/гипс на 25-30 % меньше расхода добавки при использовании микрокремнезема [80].

Биокремнезем имеет постоянным химический состав и активность, что позволяет производить корректировку состава ИБГВ, руководствуясь лишь паспортными данными гипса. В ходе эксперимента, для приготовления МГВ использовались, полуводный гипс марки Г5, карбидный ил, кремнеземистая составляющая (микрокремнезем и биокремнезем), пластифицирующая добавка. Приготовленные образцы выдерживались в естественно-сухих условиях в течении 28 суток. Проведенные предварительные исследования показали возможность использования как микрокремнезема, так и биокремнезема в качестве кремнеземистой составляющей илистокремнеземистой добавки, однако эффективность их применения различна (рисунок 3.2.). Сравнение эффективности использования микрокремнезема и биокремнезема в качестве компонентов илистокремнеземистой добавки Использование в составе илистокремнеземистой добавки микрокремнезема позволяет повысить прочность материала на основе МГВ в водонасыщенном состоянии в 1,6 раз, а прочность в высушенном состоянии в 1,1 раз, а использование биокремнезема повышает прочность в 2,6 и 1,4 раза -соответственно в водонасыщенном и высушенном состояниях. Оптимальное соотношение между микрокремнеземом/биокремнеземом и карбидным илом определялось как на смесях кремнеземистой составляющей с карбидным илом, так и на МГВ с различным соотношением между кремнеземистой составляющей и карбидным илом. Основной объем исследований выполнялся на образцах-балочках 4х4х16 см, условиями твердения были выбраны выдерживание в нормальных условиях в течении 28 суток. Результаты исследований показали, что в качестве оптимального с точки зрения повышения водостойкости следует считать соотношение между микрокремнеземом и карбидным илом в составе илистокремнеземистой добавки - 1-1,2, а между биокремнеземом и карбидным илом - 0,5-0,7, что соответствует и результатам стехиометрического расчета вступающих в реакцию Са(ОН)2 и SiO2 (таблица 3.1. и рисунок 3.3.). Таким образом, расход биокремнезема для обеспечения полноты прохождения реакции в 1,8 раз меньше, чем микрокремнезема.

Исследование влияний условий твердения на свойства ИБГВ

Истинная плотность затвердевшего ИБГВ составляет 2410 кг/м3, а средняя плотность опытных образцов колеблется в пределах 1400 ... 1520 кг/м3. Увеличение закрытой пористости за счет открытой, как известно, повышает долговечность материала. Под долговечностью в данном случае понимается стойкость материала к факторам воздействующим на стеновой материал в процессе эксплуатации: замораживанию-оттаиванию, нагреванию-остыванию, увлажнению-высушиванию. Кроме того уменьшение величины соотношения По/П с увеличением количества известьсодержащего компонента в составе добавки согласуется с выводами Волженского А.В. по результатам экспериментов со смешанными трехкомпонентными вяжущими, где отмечается повышенная стойкость к увлажнению высушиванию тех образцов, где количество извести в составе вяжущего превышает количество минеральной добавки [60].

Полученные уравнения регрессии позволяют определить оптимальные с точки зрения водо- и морозостойкости соотношения компонентов для получения материала с заранее заданными характеристиками, а также прогнозировать последствия возможных отклонений рецептурных параметров.

Сроки схватывания ИБГВ практически не отличаются от исходного гипса. В этой связи укладка и уплотнение приготовленного теста на основе ИБГВ должны учитывать быстрое начало схватывания, характерное для гипсового вяжущего.

Для обеспечения возможности исследования свойств материала на основе ИБГВ была разработана технология приготовления однородной гипсовой смеси требуемой подвижности. Во всех экспериментах с вяжущим использовалось тесто нормальной густоты, независимо от количества используемых добавок. Высокая удельная поверхность биокремнезема, входящего в состав илистокремнеземистой добавки, существенно влияет на подвижность теста, повышает водопотребность смеси. Для приготовления смеси с одинаковым водовяжущим отношением и постоянной подвижностью необходимо использование поверхностно-активных веществ (ПАВ).

В результате проведенных исследований в качестве пластифицирующей добавки к гипсовому вяжущему повышенной водостойкости на основе промышленных отходов нами предложено использовать суперпластификатор С-3. Исследовались дозировки суперпластификатора от 0 до 1,2 % от массы вяжущего.

Установлено, что наиболее эффективно влияет С-3 но подвижность теста при дозировках до 0,6 %. Установлено также, что при вибрировании смеси, содержащей С-3, влияние последнего на подвижность проявляется более явно, чем на расплыв теста без вибрации. Так, при вибрировании теста без С-3 диаметр расплыва увеличивается на 110 мм, а при наличии С-3 и того же вибрирования на 140 ... 155 мм.

Замедлить сроки схватывания ИБГВ достаточно эффективно может тетраборнокислый натрий (ТБН). Проведенные исследования показали возможность отодвинуть начало схватывания исходного гипса (при дозировке ТБН 0,5 % от массы вяжущего) до 1 часа при незначительном падении прочности образцов. Большая дозировка замедлителя резко снижает прочность затвердевшего гипса. Введение ТБН в ИБГВ не дает столь длительной задержки по времени

Зависимость прочности образцов вяжущего от количества ТБН Оптимальное количество вводимого в ИБГВ замедлителя равно 0,45 ... 0,5 % от массы вяжущего и позволяет отодвинуть начало схватывания до 45 ... 60 минут. Этого времени достаточно для приготовления и использования вяжущего в различных технологических операциях. Таким образом, в состав илистокремнеземистой добавки входят: биокремнезем и карбидный ил в соотношении SiO2/Ca(OH)2 равным 0,6 и суперпластификатор в количестве до 0,6 % от массы вяжущего. Результаты проведенных исследований по влиянию рецептурных факторов на свойства материала на основе ИБГВ позволяют сделать следующие выводы по составу ИБГВ. Для гипсов низкой активности с коэффициентом размягчения 0,35-0,45 необходимо введение добавки в количестве до 21-25 % от массы вяжущего, что придает им существенную по абсолютной величине прочность в водонасыщенном состоянии. В этом случае прочность в водонасыщенном состоянии образцов на основе ИБГВ в 2,0-2,2 раза превышает этот показатель для образцов на основе исходного гипса. Введение илистокремнеземистой добавки в количестве свыше 25 % не приводит к дальнейшему повышению прочности и водостойкости образцов.

Для гипсов марки Г10- Г19, имеющих коэффициент размягчения свыше 0,45, требуется введение илистокремнеземистой добавки в количестве 17-21 %, что позволяет повысить прочность в водонасыщенном состоянии в 1,8-2,0 раза.

Исходя из вышеизложенного и основываясь на результатах экспериментальных исследований, рекомендуется назначать количество вводимой в гипс илистокремнеземистой добавки исходя из активности модифицируемого гипса и снижать его с повышением марки. Эти выводы подтверждаются результатами оптимизации состава ИБГВ с помощью математического моделирования экспериментов.

Выявлены зависимости прочностных характеристик и водостойкости затвердевшего ИБГВ от соотношения SiO2/Ca(OH)2 в составе илистокремнеземистой добавки: показано, что оптимальным является соотношение 0,55-0,65.

Установлено влияние активности используемого гипса на оптимальную дозировку илистокремнеземистой добавки. С увеличение активности гипса количество вводимой в состав ИБГВ илистокремнеземистой добавки уменьшается.

На основе выявленных закономерностей влияния состава илистокремнеземистой добавки на свойства затвердевшего вяжущего с помощью математического планирования эксперимента предложен метод расчета оптимального состава ИБГВ для конкретных материалов.

Исследование трещиностойкости, влажностной усадки и ползучести керамзитобетона на основе ИБГВ

Прочность образцов в высушенном состоянии также увеличивается с введением добавки в 1,3...1,5 раза. Это подтверждает ранее сделанные выводы о механизме влияния илистокремнеземистой добавки на прочность и водостойкость гипсового вяжущего. Технологические процессы, включающие перемешивание, транспортировку, укладку и уплотнение бетонной смеси требуют отодвинуть сроки схватывания вяжущего на менее, чем на 45 - 60 минут от затворения смеси. Достаточно эффективно эту роль выполняет тетраборат натрия (далее ТБН) при дозировке 0,45...0,5 % от массы вяжущего. Кроме того при проведении исследований по оценке влияния замедлителя схватывания на прочностные характеристики материала было установлено, что приведенная выше оптимальная дозировка ТБН несколько повышает (до 15 %) прочность на сжатие образцов бетонов на основе ИБГВ. Возможно этот эффект обусловлен лучшим уплотнением смеси и более благоприятными условиями гидратации компонентов ИБГВ.

Керамзитовый гравий, используемый в качестве заполнителя, несколько повышает требуемое для приготовления бетонной смеси количество воды затворения, но впоследствии играет роль аккумулятора влаги, отдавая ее в течении долгого времени и способствуя продолжению процесса гидратации илистокремнеземистой добавки внутри бетона на основе ИБГВ.

Гипсовые вяжущие при твердении имеют слабое сцепление с заполнителем, что отрицательно отражается на прочность гипсобетонов. Использование керамзита, обладающего пористой поверхностью, повышает прочность бетона, а кроме того адгезионное сцепление смешанных гипсовых вяжущих с активными минеральными добавками с керамзитом в 1,1 - 1,2 раза выше, чем у гипсового вяжущего [98]. Это объясняется тем, как механическим защемлением минерального клея в порах заполнителя, так и химическим взаимодействием контактирующих фаз. Более близкая химическая природа ИБГВ и заполнителя обуславливает повышенную прочность керамзитобетона на основе ИБГВ. Кроме того, керамзит содержит аморфный SiO2, способный химически реагировать с СаОН2, входящим в состав ИБГВ. Это приводит к образованию на поверхности контакта малорастворимого в воде низкоосновного гидросиликата кальция, уплотняющего контактный слой.

Порядок приготовления бетонной смеси зависит от вида используемого ИБГВ: это может быть либо отдозированная сухая смесь компонентов в герметичных упаковках, либо набор необходимых компонентов для приобъектного приготовления бетонной смеси. Вопросы приготовления ИБГВ подробно освещены в разделе 3.3. Порядок приготовления бетонной смеси включает следующие этапы: - весовое дозирование и перемешивание мелкого и крупного заполнителя; - в случае использования в качестве компонентов илистокремнеземистой добавки карбидного ила в виде теста или пасты рекомендуется предварительное перемешивание теста (пасты) в воде или части воды затворения до его полного растворения, затем в эту смесь добавляется отдозированный заполнитель, биокремнезем, суперпластификатор, остаток воды затворения и, в случае необходимости, замедлитель схватывания (см. раздел 3.2.). После перемешивания в течении 1-2 минут в смесь засыпается гипс и производится окончательное приготовление бетонной смеси путем перемешивания в течение 4 - 5 минут. При использовании высушенного до постоянной массы карбидного ила все компоненты ИБГВ, за исключением гипса, засыпаются совместно с заполнителем и затворяются водой. После перемешивания в течении 1-2 минут в смесь засыпается гипс и производится окончательное приготовление бетонной смеси путем перемешивания в течение 4 - 5 минут.

Большей оперативности приготовления и технологической простоты можно достичь применением отдозированных сухих смесей из всех компонентов ИБГВ, которые всыпаются совместно с заполнителем в воду затворения и перемешиваются необходимое время.

Уплотнение смеси, осуществляется с помощью виброплощадки или вибраторов в течении 15 - 25 секунд способствует гомогенизации смеси и улучшает прочностные характеристики затвердевшего бетона на основе ИБГВ.

После укладки смеси в форму либо опалубку возможны несколько вариантов выдерживания бетона. Изучение кинетики набора прочности керамзитобетоном на основе ИБГВ при различных условиях твердения позволяют сделать вывод о возможности как тепловлажностной обработки (далее - ТВО), так и нормальных условиях (далее - НУ) или естественно-сухих условиях (далее -ЕСУ) выдерживания. Наиболее быстро по времени и достаточно эффективно по повышению водостойкости пропаривание изделий в течении 10-16 часов. Выдерживание образцов ИБГВ в нормальных условиях в течении 14 суток приводит к получению наиболее высокой прочности образцов в водонасыщенном состоянии, а коэффициент размягчения достигает 0,91. При твердении образцов в естественно-сухих условиях коэффициент размягчения материала ниже, но его значение и в этом случае не меньше 0,85. Это означает, что для получения водостойких изделий пригоден любой из вышеперечисленных способов. Кроме того, распалубливание конструкции может быть осуществлено уже через 3-4 часа после 3 - 4 часа после укладки и уплотнения бетонной смеси. На рисунке 4.4., показан рост прочности в водонасыщенном состоянии бетонов на основе ИБГВ и гипсового вяжущего при использовании различных способов выдерживания.

Похожие диссертации на Гипсокерамзитобетон на основе гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с использованием карбидного ила и биокремнезема