Содержание к диссертации
Введение
1. Научно-технические предпосылки повышения технических и эксплуатационных свойств газобетона для условий вьетнама 9
1.1. Географические и климатические условия Вьетнама. Плотность населения 9
1.2. Основные стеновые материалы, выпускаемые во Вьетнаме 19
1.3. Жаростойкие цементные бетоны 27
1.4. Патентные исследования 32
1.5. Научная гипотеза 45
1.6. Выводы по главе 1 46
2. Методики, исследовательское оборудование, материалы 48
2.1. Методики испытаний и исследовательское оборудование 48
2.2. Применяемые материалы 60
2.2.1. Портландцемент 60
2.2.2. Алюминиевая пудра 61
2.2.3. Метакаолинит 62
2.2.4. Микрокремнезм 64
2.2.5. Рисовая шелуха 67
3. Состав и физико-механические свойства автоклавного и неавтоклавного газобетона 70
3.1. Основные свойства газобетонов 70
3.2. Подбор состава 78
3.3. Оптимизация состава 81
3.4. Выводы по главе 3 84
4. Исследование структуры газобетона оптимального состава 86
4.1. Термогравиметрический анализ структуры в различном возрасте 86
4.2. Микроструктурный анализ газобетона 97
4.2.1. Микроструктурный анализ газобетона в возрасте 28 суток 97
4.2.2. Микроструктурный анализ газобетона в возрасте 180 суток 103
4.3. Рентгенофазовый анализ структуры газобетона 108
4.3.1. Рентгенофазовый анализ структуры в возрасте 28 суток 108
4.3.2. Рентгенофазовый анализ структуры в возрасте 180 суток 114
4.4. Выводы по главе 4 121
5. Технические и эксплуатационные свойства неавтоклавного газобетона. технико-экономическая эффективность применения 124
5.1. Огнестойкость и горючесть 124
5.2. Водостойкость и водопоглощение 128
5.3. Усадка 131
5.4. Ползучесть 139
5.5. Внедрение и технико-экономическая эффективность применения неавтоклавного газобетона .148
5.6. Выводы по главе 5 153
Общие выводы 155
Библиографический список 158
- Жаростойкие цементные бетоны
- Портландцемент
- Оптимизация состава
- Рентгенофазовый анализ структуры в возрасте 28 суток
Введение к работе
Актуальность работы. Во Вьетнаме выпускается газобетон автоклавного твердения, существуют высокие темпы роста производства портландцемента при дефиците электроэнергии. Недостатками автоклавного газобетона являются невысокие показатели технических и эксплуатационных свойств по прочности, водостойкости, усадки, ползучести, пределу огнестойкости, а также высокое водопоглощение и энергопотребление.
Решением проблемы повышения эффективности ограждающих конструкций является разработка неавтоклавного газобетона с ультрадисперсным наполнителем – высокоактивным метакаолинитом, который обладал бы достаточной огнестойкостью, водостойкостью, низкими водопоглощением, усадкой и ползучестью, для жилищного строительства Вьетнама.
Работа выполнена в соответствии с Программой Правительства Вьетнама 567/Q-TTg от 28.04.2010 г. «Производство и применение газобетонных изделий до 2020 года» и локальным проектом № 12 НИУ МГСУ.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка эффективного неавтоклавного газобетона с высокими эксплуатационными свойствами.
Для достижения цели работы были решены следующие задачи:
- Обосновать получение эффективного неавтоклавного газобетона путём введения в состав смеси ультрадисперсного наполнителя.
- Определить влияние введения в состав газобетонной смеси высокоактивного метакаолинита – ВМК, микрокремнезёма - МЗ и рисовой шелухой - РШ.
- Оптимизировать состав, структуру и свойства эффективного неавтоклавного и автоклавного газобетона с высокоактивным метакаолинитом, микрокремнезёмом и рисовой шелухой разработать технологию производства неавтоклавного газобетона с метакаолинитом.
- Разработать технологическую схему производства неавтоклавных газобетонных блоков и провести опытно-производственное опробование изделий из неавтоклавного газобетона с метакаолинитом.
Научная новизна работы
- Обосновано повышение эксплуатационных свойств неавтоклавного газобетона за счёт введения в состав смеси ультрадисперсного высокоактивного метакаолинита, позволившего уплотнить и упрочнить структуру путём связывания Ca(OH)2, формирования низкоосновных гидросиликатов и гидроалюминатов кальция, увеличить прочность, водостойкость, предел огнестойкости, снизить влажность, водопоглощение, усадку и ползучесть.
- Установлено, что введение в состав смеси метакаолинита повышает прочность у неавтоклавного газобетона на 14,7 ... 17,2 %, а у автоклавного газобетона - на 14,2 ...18,1 % за счёт уменьшения количества портландита на 36,7...82,6 % и увеличения количества низкоосновных гидросиликатов кальция на 7,1...8,2 %, гидроалюминатов кальция на 13,8...22,8 % у неавтоклавного газобетона, в 2,5..2,8 раза уменьшения количества Ca(OH)2 и увеличения количества С3S2H3 на 13,6...16 %, гидрогранатов - на 6,4 ...12 % у автоклавного газобетона в 28 и 180 суток соответственно.
- Методами РФА, МСА, ХА установлено, что количество портландита в неавтоклавном газобетоне ниже на 5,4 % в возрасте 28 суток и 47 % - в возрасте 180 суток, чем в автоклавном газобетоне за счёт связывания гидроксида кальция метакаолинитом.
- Установлены 6 участков переломов кривых ДТА, ТГ, ДТГ при изменении температуры от 20 до 1000 оС за счёт удаления воды различной формы связанности, изменения структуры и фазовых переходов образцов газобетона.
- Установлены 2 экстремума: первый – при температуре 118 ... 130 оС за счёт испарения физически связанной воды; второй, при температуре 475 ... 525 оС за счёт удаления химически присоединённой воды из газобетона.
- Показано, что введение в состав газобетона любого твердения метакаолинита повышает предел огнестойкости на две ступени – до 150 минут (REI 150) для стены толщиной 100 мм.
- Установлено, что введение в смесь метакаолинита снижает в возрасте 180 суток усадку неавтоклавного газобетона в 1,5 раза, а относительную деформацию ползучести на 25,6 %, а автоклавного газобетона – на 78,8 % и 56,4 % соответственно.
Практическая ценность и реализация результатов работы
Разработана технология производства изделий из неавтоклавного газобетона с метакаолинитом, включающая в себя: технологическую схему; оптимизированный состав компонентов газобетонной смеси; время перемешивания, укладки и уплотнения смеси, тепловлажностной обработки, разрезки, хранение, оценку качества.
Получен неавтоклавный газобетон с метакаолинитом марки по средней плотности D600, имеющий в возрасте 180 сут.: прочность при сжатии – 3,9 МПа; влажность по массе – 3,46 %; водопоглощение по массе – 16,2 %; коэффициент размягчения – 0,882; деформацию усадки – 1,302 мм/м; относительную деформацию ползучести – 142,510-5; предел огнестойкости – 150 минут.
Внедрение результатов исследования
Проведено опытно-промышленное опробование блоков из неавтоклавного газобетона с добавкой метакаолинита марки по средней плотности D600 (объём внедрения составил 250 м3) в 2013 г. на предприятиях ОАО «Полезные ископаемые и Строительные материалы ЛАМ ДОНГ» в городе Далат во Вьетнаме при строительстве индивидуального малоэтажного жилого дома.
Апробация работы
Основные положения диссертации были доложены на: 14-й, 15-й Международных межвузовских научно-практических конференциях молодых учёных, докторантов и аспирантов «Строительство – формирование среды жизнедеятельности» (Москва, МГСУ, 2012, 2013 гг.); на симпозиуме «Проблемы современного бетона и железобетона», Минск, 10–12 ноября 2012 г., конференции «Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании», (Москва, МГСУ, 16-18 октября 2013 г.), на семинарах кафедры строительных материалов (Москва, МГСУ, 2012, 2013, 2014 гг.), а также конференциях во Вьетнаме: «Строительные материалы для повышения пожарной безопасности». Департамент пожаро-спасательных сил Вьетнама. – г. Хошимин (21-24 июля 2014 г.); «Развитие производства и применение ячеистых бетонов в жилищном строительстве». ОАО «Полезные ископаемые и Строительные материалы ЛАМ ДОНГ». – г. Далат (03.08.2013 г.).
На защиту выносятся
- Обоснование выбора ультрадисперсного высокоактивного метакаолинита –
наполнителя в газобетонную смесь для повышения его технических и эксплуатационных свойств при неавтоклавном и автоклавном твердении для увеличения прочности, водостойкости, предела огнестойкости, снижения влажности, водопоглощения, усадки и ползучести.
- Зависимости изменения влажности, водопоглощения, коэффициента размягчения, прочности при сжатии, изгибе, раскалывании, предела огнестойкости, деформации усадки, относительной деформации ползучести от возраста образцов, вида и наличия добавки (отсутствие добавки, метакаолинита, микрокремнезёма, рисовой шелухи), автоклавного или неавтоклавного твердения при одинаковой подвижности.
- Зависимости повышения предела огнестойкости на две ступени до 150 минут (REI 150) для стены толщиной 100 мм газобетона с метакаолинитом при неавтоклавном и автоклавном твердении по сравнению с газобетоном на чистом цементе.
- Результаты опытного внедрения неавтоклавного газобетона с добавкой метакаолинита марки по средней плотности D600 в ОАО «Полезные ископаемые и Строительные материалы ЛАМ ДОНГ» в городе Далат во Вьетнаме.
Структура и объем работы
Жаростойкие цементные бетоны
В мире происходит рост городов и численности их населения, в том числе и во Вьетнаме. На первое место выдвигается тенденция строительства зданий повышенной этажности различного назначения в условиях плотной городской застройки.
Для разработки неавтоклавного газобетона с повышенной огнестойкостью и водостойкостью необходимо выяснить географические, климатические условия, плотность населения [1,2,7], строительные материалы, используемые во Вьетнаме для гражданского строительства.
Одной из главных причин гибели людей и ущерба от пожаров является обрушение строительных конструкций. Существенным недостатком высокопрочного бетона является потеря им своих высоких физико-механических свойств при воздействии высоких температур. Кроме того, при пожаре высокопрочный бетон имеет взрывообразное разрушение. Это может привести к частичному или полному разрушению конструкции. Один из способов защиты и высокопрочного бетона и конструкции – это использование ячеистых бетонов для покрытия. Поэтому повышение огнестойкости ячеистых бетонов обеспечит требуемую огнестойкость при пожаре. Известно, что вс это оказывает существенное влияние на огнестойкость и водостойкость материалов и конструкций [1,2,3-11]. определяются направлением ветров и влажностью воздуха. Из-за муссонного климата во Вьетнаме немного прохладнее зимой и не так жарко летом, как в других странах, находящихся на такой же широте. В Северном Вьетнаме зима значительно теплее и короче, чем в Крыму, в Сочи или Турции. Главный недостаток климата Вьетнама – высокая влажность во время периода дождей. Причм, дожди идут продолжительностью от получаса до двух часов. Продолжительность солнечного времени составляет от 1500 до 2000 часов, среднее значение солнечной радиации равно 100 ккал/cм2 в год [1,2].
Вьетнам расположен в Юго-Восточной Азии (рисунок 1.1.1). Средняя максимальная температура самого жаркого месяца, равная или превышающая 25...35 0C; средняя относительная влажность воздуха самого жаркого месяца более 60 % и среднее общее годовое количество осадков более 500 мм. К такому климату относятся преимущественно экваториальные страны, например, Филиппины, Малайзия, Индонезия, Лаос, Таиланд, юг Индии, Кения, Конго, Камерун, Гана, Куба, Север Бразилии, Юг США [1,2].
В связи с большой протяженностью с севера на юг (примерно 2200 км) территория Вьетнама для целей строительства в соответствии со стандартом Вьетнама [12] разделена на две природно-климатические части, показатели которых приведены в таблицах 1.1.1 и 1.1.2.
Данные, приведенные в таблице 1.1.1, показывают, что север Вьетнама имеет субтропический влажный и жаркий климат с умеренно-холодной зимой. Средняя месячная температура воздуха в течение года колеблется от 16,6 оС до 28,8 оС, а колебание температуры воздуха достигает примерно 12 оС. Поэтому в северной части времена года делятся на летний (с мая по октябрь) со средней температурой месяца выше 24 оС и зимний (с ноября по апрель) со средней температурой месяца ниже 24 оС. Средняя месячная относительная влажность воздуха составляет более 80 %. Средняя прямая солнечная радиация является высокой. В жаркие месяцы интенсивность солнечной радиации достигает 750...850 ккал/м2.ч. Летом наблюдаются сильные кратковременные дожди, а продолжительные, но слабые - зимой.
На юге Вьетнама климат – тропический влажный и жаркий, нет зимы. Основные параметры климата этой части страны приведены в таблице 1.1.2.
Согласно данным таблицы 1.1.2, можно отметить, что средняя месячная температура воздуха колеблется в течение года от 25,7 до 28,8 оС, то есть почти Таблица 1.1.1 - Параметры климата в северной части Вьетнама [1,2,12]
Среднее месячное количествоосад 18 26 48 81 194 236 302 323 262 123 47 20 ков, мм Средняя скорость ветра, 2,4 2,7 2,7 2,9 2,7 2,4 2,6 2,1 2,0 2,1 2,2 2,3 м/с не изменяется. Интенсивность прямой солнечной радиации и скорость ветра высоки и мало изменяются в течение года. Особенностью климата Вьетнама на юге является то, что с мая по октябрь дождь идет почти каждый день, а с декабря по апрель наблюдается засуха. В связи с этим, времена года на юге страны делятся на дождевые и сухие, а смена сезонов определяется периодами осадков.
В северной части Вьетнама диапазон изменения температуры и влажности днем и ночью составляется в пределах: 10... 15 С и 40...50 % соответственно. Летом обычно температура и влажность колеблются в пределах: 25...35 С и 65...85 % соответственно. В солнечный жаркий цикл под действием солнечной радиации температура в середине дня повышается до 37...40 С, а ночью понижается до 25...28 С. Относительная влажность в середине дня понижается до 40...50 %, а ночью
Портландцемент
Жилые, общественные и здания социально-бытового назначения в городах Вьетнама до недавнего времени строились от 2-х до 7-ми этажей. Ширина фасада была от 2 до 5 метров, глубина здания доходила до 20-ти метров [1,2,7,13,14,15]. Такие дома расположены плотно друг к другу, как книги, стоящие на полке. При возникновении пожара в одном из зданий безопасность соседних построек находится под угрозой.
Такая градостроительная политика была вызвана тем, что застройщикам выделялось мало места, выходящего на улицу (от 3-х до 7-ми метров). На первых этажах таких домов обычно находится помещение, связанное с бизнесом владельца: магазин, кафе, мастерская, офис и т.д. [1,2,7].
Жилье во Вьетнаме строится быстро. Существует много небольших фирм, которые возводят 2-4 этажные жилые дома для одной семьи за один сезон.
Таким образом, есть необходимость повышения огнестойкости материалов, зданий и сооружений [13,14,15].
Основными стеновыми материалами во Вьетнаме являются: древесина, керамический кирпич, железобетон, бетон, включая тяжлый. мелкозернистый, лгкий, ячеистый, природный камень [1,2,7,13,14,15].
Особенности климата Вьетнама создают хорошие условия для быстрого роста лесов. Однако, за последние десятки лет лесные массивы Вьетнама сокращались в результате длительных военных действий на территории страны, а также из-за непродуманной политики в деле лесозаготовки, деревопереработки и лесного хозяйствования в целом [7].
Древесина является одним из наиболее распространенных строительных материалов, поскольку обладает ценными свойствами: достаточно низкой плотностью, высокой прочностью, легко обрабатывается. Однако, древесина является горючим и пожароопасным материалом [3,10]. Во Вьетнаме ежегодно по причине пожаров погибает сотни человек, при этом главным образом в зданиях с наличием конструкций и изделий из древесины. Такие здания относятся к III, IIIб, IV, V степеням огнестойкости [16,17,18,19]. В зданиях данного тина при пожаре наблюдается быстрое распространение пламени по деревянным перекрытиям, полам, стропилам, стенам и др., сильная задымленность, образование опасных для человека концентраций токсичных продуктов горения. Оценке важнейших параметров пожарной опасности материалов, таких как: воспламеняемость, скорость распространения пламени по поверхности, токсичность продуктов горения и дымообразующая способность - уделяется большое внимание. К сожалению, химический состав, физические и механические свойства, а также показатели пожарной опасности пород древесины Вьетнама до сих пор практически не изучены.
Во многих развитых странах, например: США, Великобритании, Франции, Японии - одними из наиболее значимых показателей пожарной опасности материалов считаются характеристики тепловыделения [17]. Именно выделение тепла является главной причиной возникновения и развития процесса горения. Ведь известно, что от соотношения скорости тепловыделения и скорости потери тепла из зоны горения, зависит режим и интенсивность процесса. К сожалению, во Вьетнаме, как и в России, при классификации и нормировании пожарной опасности материалов, применяемых в строительстве, характеристики тепловыделения не учитываются. В значительной степени это обусловлено отсутствием оборудования и стандартных методов определения этих характеристик. Единственным примером введения в России показателей тепловыделения в требования по сертификации и нормированию материалов являются Авиационные правила АП-25, которые гармонизированы со стандартом стран FAR-25. Но в США при этом используется стандартная установка для определения тепловыделения при горении материалов. В настоящее время в странах ЕЭС вводится новая система сертификации и классификации строительных материалов по степени пожарной опасности. В ней одними из основных показателей приняты характеристики тепловыделения при горении материалов в разных условиях.
Таким образом, древесина является горючим материалом и в условиях Вьетнама объмы е использования для строительства наружных стен будет сокращаться.
Главный продукт из автоклавного газобетона во Вьетнаме - это стеновой блок. Обычный его размер - 150 x 200 x 600 мм, средняя плотность 400...1000 кг/м3. Сырьевыми материалами для его производства являются портландцемент, известь, песок, зола, шлак, промышленные отходы.
По состоянию на 2012 год, во Вьетнаме имелось 9 заводов, которые производили газобетон, мощностью 1.5 млн. м3/год. Самые крупные из них -это заводы в VinhDuc – 0,5 млн. м3/год; завод в Viglacera – 0,2 млн. м3/год. Строятся еще 14 заводов. В 2013 году суммарная мощность заводов составила 3.8 млн. м3/год. Существует также 17 заводов по производству пенобетона с суммарной мощностью 190 тыс. м3/год. Заводы находятся на всей территории Вьетнама. Основные места их расположения: в городах Ханой, Хошимин, Да Нанг, Ня Чанг, Ан Занг, Винь, Бьен Хоа, Куанг Нинь.
Оптимизация состава
Микроструктурные характеристики образцов из автоклавных и неавтоклавных газобетонов в возрасте 28 и 180 дней исследовали на японском растровом электронном микроскопе-микроанализаторе JEOL JSM 6490 с увеличением до 300000 раз.
Метод основан на взаимодействии остро сфокусированного (10 нм) электронного пучка электронов энергии до 30 кэВ с атомами тврдого вещества любой природы, неиспаряющегося в вакууме и не обладающего сильными магнитными свойствами. Образцы представлены в виде сколов. Те из них, которые обладают сильными диэлектрическими свойствами, требуют напыления электропроводящего слоя толщиной до 20 нм. Для получения изображения поверхности образца достаточно хорошего разрешения его напыляют графитом.
Дифференциально-термический анализ (ДТА): проводили на дифференциально-термической аналитической установке Luxx NETZSCH STA409PC (рисунок 2.1.8).
Эталоном служил прокаленный технический глинозем. Навески исследуемого и эталонного вещества были по 160 мг. Тигель применялся платиновый. Чувствительность прибора: температура (Т, оС), измеряемая в пробе до 1600 С; изменение массы (ТГ) - 25 мг на шкалу; скорость измерения массы (ДТГ) - 1/10; тепловые эффекты (ДТА) - 1/5. Скорость нагрева - 30 оС/мин.; напряжение - 100 В. Атмосфера в печи поддерживалась воздушная. Дифференциально-термическая установка Luxx NETZSCH STA409PC позволяет одновременно регистрировать температурную кривую (Т), дифференциальную кривую тепловых эффектов (ДТА) и дифференциальную интегральную кривые изменение массы (ДТГ) и (ТГ). Это дат возможность определить качество химически связанной воды и степень гидратации цементного камня.
Степень гидратации цементного камня в образцах в возрасте 28 и 180 дней определяли методом прокаливания при 600 С и 1000 С.
Сравнение огнестойкости (испытание на горючесть). Проводили испытание на горючесть на установке института BST (рисунок 2.1.9).
Для каждого испытания изготавляли пять образцов цилиндрической формы следующих размеров: диаметр (45±2) мм, высота (50±3) мм.
Обеспечивали средную температуру в печи в диапазоне 745...755 С в течение 10 минут. Отклонение от границ указанного температурного диапазона составляло не более 2 С за 10 минут.
Испытание прекращалось через 30 минут при условии достижения температурного баланса к этому времени. Рисунок 2.1.9 - Установка института BST для испытаний на горючесть. 2.2. Применяемые материалы
При проведении исследований были использованы материалы, выпускаемые во Вьетнаме. В этом разделе приведены их основные характеристики, определенные по стандартам Вьетнама. Эти стандарты по основным показателям соответствуют или близки к аналогичным стандартам России.
В качестве вяжущего вещества использован бездобавочный портландцемент марки 400 завода Chinfon (CHINFON CEMENT CORPORATION). Основные характеристики портландцемента, определнные по Вьетнамским стандартам TCVN 2682:1999 (ГОСТ 310.3-84 и ГОСТ 310.4-84), приведены в таблицах 2.2.1.1 и 2.2.1.2. Они отвечают требованиям TCVN 6067:1995, 2682:1999.
Высокоактивный метакаолин или метакаолинит – ВМК получается при низкотемпературной обжиге каолиновой глины при 650 оС в течение 90 минут. В процессе нагрева удаляется вода из минерального каолинита Al2O32SiO22H2O, получается аморфный алюмосиликат Al2O32SiO2 – метакаолинит. Метакаолинит представляет собой аморфную структуру каолина, с сохранением пластинчатой формы частиц. Процесс дегидратации приводит к уменьшению средней плотности с 2600 до 2500 кг/м3, с одновременным увеличением пористости [69,70,74-80]. В научной иностранной литературе этот продукт называют метакаолином, а в российской - метакаолинитом. Химический состав метакаолинита приведн в таблице 2.2.3.1.
Рентгенограмма метакаолинита. В настоящее время в Египте, Сербии и др. странах проводятся исследования в области производства метакаолинита, отвечающего требованиям европейских стандартов, для использования его в качестве добавки в цемент для бетонов. Каолин из различных месторождений был охарактеризован по химическому и минералогическому составу, в том числе после термообработки. Для промышленного получения метакаолина выбран образец с самым высоким содержанием каолинита и с самым низким содержанием кварца и оксида железа. В лабораторном масштабе были выполнены предварительные исследования для определения оптимальных условий термической активации метакаолинита, чтобы получить продукт с необходимой пуццоланической активностью. В испытаниях использовали метакаолинит института VIBM.
Известно, что микрокремнезм является эффективной добавкой в высокопрочные бетоны, в том числе в виде органоминеральной добавки [3,4,117-124]. Его получают при высокотемпературной обработке исходных материалов, содержащих кремнезм. Обработка связана с процессом возгонки оксидов кремния. При конденсации продуктов возгонки в процессе охлаждения образуется мелкодисперсный коллоидоподобный, большей частью аморфный материал. Преобладающий размер частиц микрокремнезема от 2...3 до 0,01 мкм. Рентгено фазовым анализом установлено наличие в микрокремнезме оксида кремния в виде коэсита или коусита. Это придает ему высокую химическую активность в водной среде [125]. Это - высокобарическая модификация кремнезма, химическая формула: Si02. Средняя плотность 2,95...3 г/см, тврдость 7,5...8 по шкале Мооса. При снижении давления переходит в кварц [126-128]. Поэтому, нахождение коэсита в микрокремнезме маловероятно. Микрокремнезем представляет собой побочный продукт
металлургического производства при выплавке ферросилиция и его сплавов, образующийся в результате восстановления углеродом кварца высокой чистоты в электропечах. В процессе выплавки кремниевых сплавов некоторая часть моноокиси кремния SiO переходит в газообразное состояние и, подвергаясь окислению и конденсации, образует чрезвычайно мелкий продукт в виде шарообразных частиц с высоким содержанием аморфного кремнезема.
Рентгенофазовый анализ структуры в возрасте 28 суток
Сравнение влажности образцов неавтоклавного и автоклавного газобетона позволили выявить некоторые закономерности. У автоклавного газобетона влажность от 3-х до 28-ми суток практически не меняется. А затем – уменьшается до 3...5 % и становится даже немного ниже, чем у неавтоклавного бетона. Однако, в возрасте 3-х суток она в 1,5 раза ниже, чем у неавтоклавного бетона. Это связано с условиями твердения материала в автоклаве и окончанием процесса гидратации портландцемента. То есть вода химически связывается в гидросиликаты кальция и др. продукты гидратации. Самая низкая влажность в 3-х и 180-ти суточном возрасте наблюдается у состава № 6 - 13,03 % и 3,13 % соответственно. В этом составе используется метакаолинит.
У газобетона неавтоклавного твердения лучшие результаты получены для образцов составов № 2, в составе которого содержится метакаолинит. Самая низкая влажность в 3-х и 180-суточном возрасте у него равна 20,25 % и 3,46 % соответственно.
Таким образом, для условий Вьетнама производство неавтоклавного газобетона представляется наиболее выгодным с экономической точки зрения. Более того, на основании сравнения свойств газобетона автоклавного и неавтоклавного твердения был оптимизирован состав газобетона неавтоклавного твердения. Также было установлено, что лучшие свойства имеет газобетон состава № 2 неавтоклавного твердения. Компонентами его состава являются: портландцемент М400, высокоактивный метакаолинит, вода и алюминиевая пудра.
1. Для условий Вьетнама на основании сравнения свойств газобетона автоклавного и неавтоклавного твердения были оптимизированы составы газобетона неавтоклавного твердения. Было установлено, что лучшие свойства имеет газобетон состава № 2 неавтоклавного твердения. Компонентами его состава являются: портландцемент М400 - 501,5 кг; высокоактивный метакаолинит - 35,1 кг; вода - 241,47 кг; алюминиевая пудра - 0,535 кг.
2. Анализ результатов подтверждает, что у газобетона неавтоклавного твердения происходит рост до 1,5 раз всех видов прочности в возрасте от 7 до 180 суток по сравнению с газобетоном автоклавного твердения. Лучшие прочностные показатели были получены для состава № 2 при неавтоклавном твердении: при сжатии в возрасте 28 суток – 3,4 МПа, а в возрасте 180 суток – 3,9 МПа.
3. У автоклавного газобетона влажность от 3-х до 28-ми суток практически не меняется. А затем – уменьшается до 3...5 % и становится даже немного ниже, чем у неавтоклавного бетона. Однако, в возрасте 3-х суток она в 1,5 раза ниже, чем у неавтоклавного бетона. Это связано с условиями твердения материала в автоклаве с практическим окончанием процесса гидратации портландцемента в условиях запаривания. Самая низкая влажность в 3-х и 180-суточном возрасте наблюдается у состава № 6 - 13,03 % и 3,13 % соответственно. В этом составе используется метакаолинит.
У газобетона неавтоклавного твердения лучшие результаты по влажности получены для образцов составов № 2 с метакаолинитом: влажность в 3-х и 180-суточном возрасте у него равна 20,25 % и 3,46 % соответственно.
В работе использовался метод дериватографии. Он основан на сочетании дифференциального термического анализа (ДТА) с термогравиметрическим анализом (ТГА). При различных фазовых превращениях фиксируется тепловой эффект и регистрируется изменение массы образца. В ДТА регистрируется разность температур исследуемого материала и инертного вещества при их сравнении с одновременным нагреванием [133]. Установку, которая одновременно регистрирует температурные и термогравиметрические изменения называют дериватографом. Дериватография используется для исследований строительных материалов, фазовых и полиморфных превращений, термического разложения, окисления, горения и др. Чаще всего применяют нагревание образца с постоянной скоростью [133, 134, 135].
Термогравиграммы неавтоклавного газобетона в возрасте 28 суток представлены на рисунках 4.1.1 – 4.1.4, для автоклавного газобетона в этом же возрасте – на рисунках 4.1.5 – 4.1.8. На каждом из этих рисунков автоматически получены по три кривые: TG или ТГ, %, DTA или ДТА, мкВ/мг, DTG или ДТГ, %/мин.