Введение к работе
Актуальность. Ячеистый бетон является на сегодняшний день строительным материалом, имеющим потенциально очень большой рынок сбыта. Фактором, сужающим область его применения, является недостаточно высокий уровень показателей физико-механических и теплотехнических свойств серийно выпускаемых ныне материалов. Их повышение, при обеспечении достаточной экономичности, позволит укрепить позиции ячеистого бетона как современного эффективного стенового материала, освоить новые рациональные схемы его применения, увеличить объёмы использования его в строительстве.
Основной задачей, по мнению многих специалистов, является снижение средней плотности ячеистого бетона ниже 400 кг/м3 с целью повышения эффективности его теплозащитных свойств. Средствами достижения данной цели являются помол компонентов ячеистобетонной смеси, применение различных добавок и особых технологических приёмов, использование специальных вяжущих.
Наиболее простым способом их получения можно считать технологию вяжущих низкой водопотребности (ВНВ), одной из особенностей которой, является то, что при использовании в качестве основы стандартного портландцемента путём введения на стадии изготовления (помола) различных минеральных и органических добавок, в том числе отходов, можно придавать ВНВ требуемые свойства.
Поэтому вопрос разработки специальных вяжущих и технологии производства неавтоклавных ячеистых газобетонов на их основе является актуальным в плане поиска путей повышения качества и технологичности производства указанного материала.
Цель и задачи работы.
Целью работы является разработка технологии производства неавтоклавного газобетона на вяжущих низкой водопотребности оригинального состава, позволяющих получать ячеистые бетоны повышенного качества с минимальными энергозатратами.
Для достижения данной дели необходимо решить следующие основные задачи исследования:
, РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ ]
| &ИКЛИОТЕКА I
- исследовать помол и взаимодействие при помоле клинкерной
составляющей, минеральной добавки и ПАВ, выявить пути снижения
энергетических затрат при производстве вяжущего;
изучить влияние минеральных добавок на синтез новообразований, кинетику твердения и реологические свойства полученных вяжущих;
обосновать целесообразность применения ВНВ для производства ячеистого бетона, выявить специфические требования, предъявляемые к нему, и разработать способы их обеспечения;
исследовать основные свойства ячеистого бетона на основе ВНВ, оценить влияние различных факторов и установить оптимальные способы регулирования этих свойств;
- на основе проведенных исследований разработать технологию
производства неавтоклавного газобетона на основе ВНВ.
Научная новизна работы.
-
Для анализа процессов измельчения различных материалов удобным является использование дифференциальной величины -мгновенной скорости помола. Установлено, что при совместном помоле портландцемента с кварцевым песком, отходами ММС и мелом в присутствии суперпластификатора, в начальный момент имеет место увеличение мгновенной скорости помола смеси по сравнению с раздельным помолом тех же компонентов. В дальнейшем, по истечение некоторого времени, скорость помола становится ниже, чем при раздельном помоле.
-
В качестве минеральных добавок в составе вяжущего низкой водопотребности могут быть использованы не только плотные материалы преимущественно силикатного состава, но и достаточно пористые карбонатные породы, в частности мел, сам по себе отличающийся высокой водопотребностью.
-
При получении вяжущих низкой водопотребности, путём домола товарного портландцемента с минеральной добавкой и ПАВ, недостаток гипса вызывается не только общим увеличением поверхности материала, но и избирательным ускоряющим действием суперпластификатора С-3 на помол алюминатной фазы
4 Гипс в составе ВНВ, предназначенного для получения ячеистого бетона, выполняет функцию регулятора нарастания пластической прочности газобетонной смеси в период формирования пористой структуры, которая заключается в связывании побочных продуктов взаимодействия алюминиевой пудры с гидроксидом кальция и предотвращении преждевременной потери подвижности газобетонной смесью.
5. Установлено, что суммарное необходимое количество энергетических затрат для получения неавтоклавного газобетона равного качества, ниже в случае приложения их на стадии подготовки сырья, чем на последующих стадиях технологического процесса, при прочих равных условиях. Чем более подготовленное сырьё используется в производстве, тем выше качество конечного продукта или же ниже энергозатраты на превращение его в конечный продукт.
Практическая значимость.
-
Установлено, что при получении ВНВ путём домола товарного цемента с суперпластификатором С-3 введение дополнительно 1,5...2% гипса от массы клинкерной составляющей позволяет повысить активность вяжущего на 40...60% (в зависимости от вида цемента) в возрасте 1 сут, и на 15...20% в 28 сут возрасте.
-
Изучены составы ВНВ, включающие в качестве минеральной добавки или одного из её компонентов мел, обладающие высокими показателями физико-механических свойств, отличающиеся более низкой энергоёмкостью при получении.
3. Обоснована возможность использования отходов ММС в
качестве добавки в вяжущее низкой водопотребности без
предварительного их помола, при достаточно высоком содержании
клинкерной части (более 60...70%).
4. Получены составы ячеистого бетона рср=400...500 кг/м на основе
ВНВ, предназначенные для изготовления монолитных
теплоизоляционных слоев, отличающиеся высокой скоростью
формирования ячеистой структуры и набора прочности в ранний период
(1,5...2ч).
5. Разработаны составы сухих газобетонных смесей на основе технологии ВНВ, позволяющие получать газобетоны естественного твердения средней плотностью 300...400 кг/м3, имеющие повышенную раннюю и марочную прочность.
Апробация работы.
Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
интернет-конференции "Архитектурно-строительное материаловедение на рубеже веков" (Белгород 2002);
1-м Международном научно-практическом семинаре «Теория и практика производства и применения ячеистого бетона в строительстве» (Днепропетровск, Украина, 2003 г.);
- Международном конгрессе, посвященном 150-летию В.Г. Шухова
«Современные технологии в промышленности строительных
материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2003 г.).
Публикации.
По результатам работы опубликовано 6 научных работ и учебно-методическое указание для выполнения курсовой работы по дисциплине «Вяжущие вещества».
Объём работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 168 страницах машинописного текста и содержит 25 таблиц, 36 рисунков, списка литературы из 122 источников, приложения.
Автор выражает благодарность и глубокую признательность научному консультанту профессору кафедры СМИК Д.И.Гладкову за помощь в постановке и проведении экспериментальных исследований и работе над диссертацией.
На защиту выносятся:
принципы выбора минеральных добавок для получения вяжущих низкой водопотребности и новые добавки;
концепция создания вяжущих специального назначения на основе технологии ВНВ;
составы и технология производства сухих смесей для получения теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного газобетона.
