Введение к работе
Актуальность темы и степень исследовательностн. В настоящее время в производстве строительных материалов и изделий на Украине наряду с традиционными видами вяжущих на основе портландцемента все чаще применяются более дешевые вяжущие, получаемые на местном сырье. Ведущее место среди них занимает известь. Совершенствование технологии производства бетонной смеси осуществляется в следующих направлениях: создание скоростных смесителей-активаторов; поиск оптимальной исследовательностн загрузки и перемешивания компонентов бетонной смеси; выбор эффективных химических добавок. В этом смысле эффективной представляется интенсивная раздельная технология (ИРТ) приготовления бетонных смесей. ИРТ получила промышленное внедрение на предприятиях, производящих ж/б конструкции на основе портландцемента.. В то же время использование ИРТ в производстве бетонных смесей на известесодержащих вяжущих находится на стадии лабораторных исследований и отдельных опытно-промышленных внедрений. Использование оптимальных по дисперсности и количеству минеральных наполнителей, вида и концентрации ПАВ в процессе скоросного перемешивания известесодержащих суспензий обеспечивает существенное улучшение физико-механических свойств силикатного бетона при резком сокращении расхода наиболее энергоемкого компонента — извести.
Диссертационная работа является частью комплексных исследований госбюджетной темы ГКНТ Украины "Ресурсосбережение", раздел 5.52.12 — Создание энерго- и ресурсосберегающих технологий производства высокоэффективных строительных материалов, изделий и технологического оборудования" по проекту 5.52.12/247-93 — "Интенсивные гидродинамические воздействия в технологии приготовления бетонной смеси на высоконаполненные известесодержащие суспензии" (№ госрегистрации 01940008110).
Цель и основные задачи:
Целью данной работы является снижение расхода извести и экономия энергоресурсов в производстве силикатных бетонов за счет применения интенсивной раздельной технологии приготовления мелкозернистых бетонных смесей.
Для выполнения поставленной цели были определены следующие задачи исследований:
изучить влияние дисперсности кремнеземистого компонента и его содержание в вяжущем на эффективную вязкость известесодержащей суспензии и прочностные свойства силикатного камня;
изучить влияние концентрации и дисперсности кварцевого наполнителя на физико-механические характеристики бетонов, приготовленных по ИРТ;
исследовать минералогический и фазовый состав, а также структуру порового пространства бетонов, приготовленных по интенсивной технологии;
оптимизировать составы бетонов и режимы автоклавирования с учетом ресурсосбережения и минимизации энергозатрат;
рнедрить результаты исследований на ОАО "Силикат" (г. Одесса).
Методы исследований
В диссертационной работе использовались математические основы моделирования в виде экспериментально-статистических моделей свойств композиционных строительных материалов; исследования структуры новообразований и порового пространства мелкозернистых бетонов — с применением методов ДТА и РСА; изменение эффективной вязкости определялось на ротационном вискозиметре РП-2м.
Научную новизну работы составляют:
экспериментальные данные о влиянии дисперсности и количества кремнеземистого компонента в известесодержащем вяжущем на изменение эффективной вязкости суспензии;
экспериментально-статистические зависимости влияния дисперсности и концентрации кремнеземистого компонента на физико-механические свойства силикатного камня на основе суспензии вяжущего, приготовленного в условиях интенсивных гидродинамических воздействий;
управление физико-механическими показателями бетонов на известесодержащем вяжущем, приготовленных по ИРТ с учетом результатов физико-химических исследований состава и структуры новообразований;
— рекомендации по назначению оптимальных составов мелкозер
нистых бетонов с учетом минимизации известкового компонента в
вяжущем и энергозатрат для ИРТ.
Практическая ценность
Заключается в том, что в результате комплекса проведенных экспериментально-статистических, в том числе и практических исследований предложены рекомендации по назначению оптимального содержания и дисперсности, кремнеземистого компонента в известесодержащем вяжущем для бетонов, приготовленных по ИРТ, что способствует повышению их физико-механических свойств, в частности, прочностных в два и более раз. Снижение расхода известкового компонента в вяжущем и активизация вяжущего в скоростных смесителях способствует сокращению ресурсо- и энергоемкости производства.
Апробация работы, публикации и внедрение
Основные положения диссертационной работы докладывались на международных (Челябинск, Одесса) и республиканских (Одесса —
1993, 1994, 1995 r.r.) конференциях по технологии и практике композиционных материалов. По ним опубликованы тезисы.
По результатам диссертационной работы опубликовано 3 печатных работы.
Разработанные оптимальные составы и режимы автоклавирования применены в производстве 17 м3 стеновых блоков типа ФБС 24.6.4 на Одесском АО "Силикат", при этом экономия извести составила 15% на кубический метр изделия, а энергозатраты снижены на 63 кВт«ч на м3 (с учетом расхода энергии на дополнительное измельчение кремнеземистого компонента).
Личный вклад автора:
на ротационном вискозиметре РП-2м проведен комплекс экспериментальных исследований по изучению влияния дисперсности и концентрации кремнеземистого наполнителя на изменение вязкости извес-тесодержащей суспензии;
изучено влияние концентрации и дисперсности кварцевого компонента на прочностные свойства силикатного камня и физико-механические свойства мелкозернистых бетонов;
исследована структура порового пространства бетонов а также минералогический и фазовый состав новообразований матрицы;
на основе анализа комплекса экспериментально-статистических моделей осуществлена оптимизация бетонов и режимов изотермической обработки с учетом минимально возможного расхода извести и минимизации энергозатрат;
осуществлено внедрение лабораторных исследований в производство в виде опытно-промышленной партии.
На защиту выносится:
— результаты выполненных исследований по влиянию дисперсности
и количества кремнеземистого компонента на эффективную вязкость
суспензии вяжущего, приготовленной в условиях интенсивных гидро
динамических воздействий, и на физико-механические свойства сили
катного камня на основе суспензии вяжущего;
— экспериментальные данные по управлению физнко-механи-
ческими характеристиками силикатных бетонов за счет дисперсности и
содержания кремнеземистого компонента с учетом кинетики структу-
рообразования;
рекомендации по направленному использованию оптимальных составов мелкозернистых бетонов и режимов их автоклавирования с учетом функционального назначения изделий, минимизации известкового компонента в вяжущем и энергозатрат для ИРТ;
результаты опытно-промышленного внедрения силикатно-бетон-ных изделий, изготовленных по интенсивной раздельной технологии.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 157 наименований,.! приложения.
Работа изложена на 111 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков и 9 таблиц.
Автор выражает благодарность к.т.н. Шинкевич Е. С. и к.т.н. Мишину В. Н. за консультации и помощь в обработке и интерпретации результатов исследований.
