Введение к работе
Актуальность работы. Интенсивное развитие строительной индустрии и рост цен на топливно-энергетические носители приводят к необходимости создания и внедрения ресурсо- и энергосберегающих технологий в производство строительных материалов и изделий. В комплексе мер по ресурсо- и энергосбережению большое значение приобретает решение задач, связанных с разработкой эффективных поризованных строительных материалов на основе доступной сырьевой базы.
Получение легких и облегченных поризованных бетонов на плотных заполнителях представляется актуальным направлением, т.к. это открывает возможность снижения затрат и материалоемкости бетонов, сообщения им улучшенных физико-технических свойств, расширения возможностей их применения с целью оптимизации свойств конструкций и изделий. Поэтому разработка комплексной добавки, эффективно поризующей растворные и бетонные смеси и обеспечивающей стабильную, однородную структуру поризованных систем, обуславливает несомненную актуальность работы, направленной на получение таких бетонов. Важно отметить, что для осуществления разработанного автором процесса поризации не требуется специализированное оборудование, он может быть реализован в серийно выпускаемых рас-творо- и бетоносмесительных машинах. Поризующие компоненты не дефицитны и привлекательны по экономическим показателям. Это позволяет обеспечить получение качественных и эффективных изделий на основе разработанных составов ячеистых бетонов неавтоклавного твердения и поризованных бетонов на плотных заполнителях.
Цель работы. Разработка составов и способов получения поризованных бетонов на плотных заполнителях путем использования нетрадиционных комплексных порообразующих добавок.
Задачи исследований:
обосновать принципиальную возможность получения поризованных бетонов на плотных заполнителях путем использования комплексных порообразующих добавок;
разработать составы порообразующих добавок на основе химических газообразователей (ХГО) и поверхностно-активных веществ (ПАВ), способных обеспечить равномерную поризацию растворных и бетонных смесей на плотных заполнителях;
исследовать влияние количества порообразующих веществ на плотность и прочность исследуемых растворных и бетонных смесей, разработать математическую модель поризации растворных и бетонных смесей;
- изучить основные физико-технические и структурные свойства ячеи
стых и поризованных бетонов и исследовать возможность их оптими
зации путем применения модифицирующих добавок;
разработать технологические приемы производства стеновых изделий из поризованных материалов, основанного на использовании серийно выпускаемых растворе- и бетоносмесительных машин с изготовлением опытно-промышленных партий мелкоштучных стеновых изделий из ячеистого бетона и фундаментных стеновых блоков из поризованного бетона на плотных заполнителях и провести испытания прочности изделий, находившихся в конструкциях в течение 2 лет; разработать технологические регламенты на производство мелкоштучных стеновых изделий из ячеистого бетона и стеновых фундаментных блоков из поризованного бетона;
- обосновать экономическую целесообразность получения и применения
поризованных материалов на плотных заполнителях.
Научная новизна. Экспериментально доказана возможность получения ячеистых и поризованных бетонов на крупном плотном заполнителе в серийно выпускаемых растворо- и бетоносмесительных машинах без применения специализированных технических средств.
Разработаны составы комплексных порообразующих веществ на основе отечественных химических газообразователей и поверхностно-активных веществ, способных превратить строительные растворные и бетонные смеси в поризованные системы широкого спектра плотностей. На основании проведенных исследований установлены общие и отличительные особенности по-ризации растворных и бетонных смесей, выведены достоверные математические модели поризации исследуемых систем.
Разработаны технологические регламенты на производство стеновых изделий из ячеистых и поризованных бетонов на плотных заполнителях, в основу которых положен способ поризации комплексными порообразующи-ми добавками. Проведены приемочные испытания производства изделий из разработанных ячеистых и поризованных бетонов.
Проведены расчеты технико-экономических показателей поризованных систем, доказывающие эффективность разработанного способа поризации и целесообразность получения и применения ячеистых бетонов неавтоклавного твердения и поризованных бетонов.
По материалам проведенных исследований оформлена заявка на изобретение №2008141535/03(053937) и получено положительное решение о выдаче патента на изобретение «Сырьевая смесь для получения газобетонов неавтоклавного твердения» от 03.08.09.
Достоверность результатов исследований обусловлена применением стандартных методов испытаний, использованием поверенного лабораторного оборудования, количеством образцов в экспериментальных исследованиях, соответствующим доверительной вероятности 0.95, и погрешностью измерений не более 10%. Достоверность выводов подтверждена соответствием
основным положениям строительного материаловедения, а также согласованностью результатов лабораторных и производственных исследований. Обработка экспериментальных данных и математическое моделирование проведены с применением современной вычислительной техники и программного обеспечения.
Практическая значимость. Разработанный способ поризации растворных и бетонных смесей позволяет получать не только в заводских условиях, но и непосредственно на строящихся объектах:
ячеистые бетоны (газобетоны) неавтоклавного твердения, соответствующие требованиям нормативных документов и имеющие однородную структуру, высокую прочность, пониженное водопоглощение;
поризованные бетоны на плотных заполнителях высокой прочности с пониженным водопоглощением и низкими показателями теплопроводности.
Использование разработанного процесса поризации позволяет на серийно выпускаемом оборудовании получать легкие и облегченные бетоны, сопоставимые по прочности с тяжелыми бетонами, что позволяет экономить на материалах до 37% от затрат, предусмотренных на производство тяжелых бетонов той же прочности. Установлено, что при равной прочности поризованные бетоны экономически выгоднее поризованных растворов (в т. ч. и ячеистых бетонов).
На основании проведенных исследований впервые показана возможность получения облегченных и легких поризованных бетонов на плотном заполнителе, имеющих широкий спектр плотностей и обладающих индивидуальными свойствами , сочетающими в себе свойства ячеистых и тяжелых бетонов, но вместе с тем обладающими характерными отличительными особенностями, зависящими от используемого состава поризуемой бетонной смеси и получаемой плотности бетона.
Проведенные опытно-промышленные испытания разработанного способа поризацил и результаты двухлетних исследований свойств ячеистого и поризованных бетонов, находившихся в стеновых конструкциях, подтверждают перспективность их применения.
Реализация работы. Разработаны технологические регламенты на производство мелкоштучных стеновых изделий из ячеистого бетона D800 и D900 неавтоклавного твердения и стеновых блоков для стен подвалов из поризованных бетонов на плотных заполнителях D1600-D1700. Технологическая документация и производственные процессы изготовления продукции успешно выдержали приемочные испытания , проведенные в строительной фирме ЗАО «Цифей», г.Краснодар совместно со специалистами научно-производственной фирмы ООО «Альфа-Газблок». В настоящее время обе эти фирмы ведут разработку типовых проектов объектов малоэтажного домостроения, в которых все конструкции будут изготовлены из ячеистых и поризованных бетонов на плотных заполнителях. При этом учитываются свойства материалов установленные в процессе исследований, отраженные в настоящей диссертационной работе. Составы и способ получения поризованных материалов приняты обеими фирмами как «Ноу-Хау».
На защиту выносится:
экспериментальное подтверждение высокой эффективности комплексных порообразующих добавок для получения ячеистых и поризованных бетонов на плотных заполнителях;
экспериментальное и опытно-промышленное подтверждение возможности и целесообразности получения поризованных бетонов на плотных заполнителях, имеющих среднюю марку по плотности D1300 - D2200;
результаты научных исследований и математического моделирования процессов поризации растворных и бетонных смесей, подтверждающие возможность получения новых легких поризованных материалов, обла-
дающих комплексом свойств, привлекательных для строительной индустрии, в том числе и с точки зрения технико-экономических показателей; - результаты опытно-промышленной апробации разработанных порообра-зующих составов и способов получения поризованных материалов, подтверждающие возможность получения поризованных растворных и бетонных смесей в серийно-выпускаемом оборудовании.
