Введение к работе
Актуальность темы. Пути дальнейшего совершенствования производства легкобетонных изделий заключаются в-разработке и использовании прогрессивных технологических решений, обеспечивающих повышение качества, снижение трудо-, материало-, энергоемкости. Одним из путей решения этой проблемы является применение химических добавок, которые позволяют управлять процессами,проиеходящими в бетонной смеси, в твердеющем бетоне, и-на этой основе формировать структуру, обеспечивающую более высокие эксплуатационные свойства материала. Добавки различных классов, а также комплексные добавки сравнительно широко применяются при производстве керамзитобетонних изделий. Однако их потенциальные возможности используются не в полной мере. При выборе добавок, а особенно при разработке комплексных добавок, не всегда учитываются такие особенности, как поглощение' керамзитом жидкой фазы из растворной составляющей смеси, а также способность некоторых добавок влиять на это свойство. Поэтому проведение исследований в этом направлении является актуальной задачей, решение которой имеет научное и практическое значение.
Цель и задачи работы. Целью работы является-разработка комплексных химических добавок и технологических режимов, улучшающих качество и повышающих эффективность производства изделий из керамзитобето-на.
Поставленная цель и состояние вопроса определили следующие задачи исследования:
изучить влияние концентрации химических добавок различных классов, комплексных добавок, некоторых отходов промышленности на , поверхностное натяжение на границе раздела жидкой и газообразной фаз, краевой угол смачивания керамзита и цементного камня, а также на кинетику водопоглощения керамзита различных фракций в растворах добавок и в бетонной смеси;
разработать новую комплексную добавку, обеспечивающую торможение процесса водопоглощения керамзита в период приготовления и укладки смеси^ а также его увеличение после уплотнения смеси;
установить влияние новой добавки на водопоглощение керамзита, свойства смеси и бетона, на состав новообразований*-качество зоны контакта заполнителя с цементным камнем, капиллярно-пористую структуру керамзитобетона;
установить аналитические зависимости свойств бетонной смеси
и керамзитобетона от количественного соотношения компонентов в комп-
- г
лексноЯ добавке и от водосодержания смеси;
провести сравнительную опенку влияния добавок на водосодер-жание смесей, прочность бетонов на плотном и пористом заполнителях и оценить влияние добавок на пронесе влагообмена между пористым заполнителем и -растворной составляющей бетонной смеси, а также роль этого процесса в формировании свойств смеси и бетона;
выявить рациональные технологические режимы, обеспечивающие оптимальные условия формования и твердения изделий путем регулирования процесса водопоглощения керамзита;
подготовить исходные требования на разработку оборудования для производства керамзитобетонних изделий с новой комплексной добавкой;
провести производственную проверку и выявить технико-экономическую эффективность предлагаемых комплексной добавки и технологических режимов.
Научная новизна.
-
Получены новые данные о влиянии концентрации в водном растворе различных химических добавок (пенообразующих, пластифицирующих, ускорителей твердения бетона и др., некоторых отходов промышленности, а также комплексных добавок) на поверхностное натяжение на границе раздела жидкой и газообразной фаз, на краевой угол смачивания, а также на интегральные показатели - кинетику водопоглощения керамзита в водных растворах добавок и в бетонной смеси.
-
Установлено, что такие поверхностно-активные добавки, как 0П-І0, СДО, сульфонол, С-3, ЛСТ и др. уменьшает водопоглощение керамзита и замедляют этот процесс в начальной стадии, причем тем больше, чем сильнее добавки снижают поверхностное натяжение на границе раздела жидкой и газообразной фаз.
-
Изучено влияние поверхностно-активных и других добавок на водопоглощение керамзита различных фракций и установлено, что чем меньше крупность зерен и чем меньше концентрация ПАВ, тек больше величина водопоглощения, что характерно не только для керамзита, но и для азерита, баротелита, перлита.
-
Разработана новая комплексная добавка, состоящая из пено-образувщег.о ПАВ - оксиэтилированного полиэтиленгликоля и отходов промышленности - пластифицирующего ПАВ - спиртовой бражки и электролита - уксуснокислого натрия или сульфата натрия, которая уменьшает и замедляет водопоглощение кераызита, за счет этого уменьшается водосодержание керамзитобетонной шеей и усиливается эффект са-
- З -мовакуумирования в ухе уплотненной смеси при быстром ее приготовлении и укладке.
-
Получены зависимости свойств бетонной смеси и кераизитобе-тона от соотношения компонентов в предложенной комплексной добавке и от водосодержания смеси. .
-
Выявлены особенности влияния комплексной добавки и других основных технологических факторов на состав новообразований, качество зоны контакта пористого заполнителя с цементным камнем в керамзитобетоне, капиллярно-пористую структуру.
Практическое значение работы.
-
Выявлено влияние химических добавок различных классов на кинетику водопоглощения керамзита, что позволяет производить их выбор с учетом конкретных условий производства керамзитобетонних изделий.
-
Выявлены технологические режимы и условия, позволяющие уплотнить бетонную смесь при меньшем водосодержании, а затем усилить эффект самовакуумирования в уплотненной смеси я улучшить за счет этого свойства керамзитобетоне.
-
Разработаны пустотелые пазогребневые блоки (решение ВНИИГПЭ от 20.02.96 г. о выдаче патента по заявке » 94016531/33 (016574) от 10.05.94 г. "Строительный блок"). Блоки формуются методом вибротрамбования с немедленной распалубкой на установке новой конструкции (решение ВНИИГПЭ от 07.02.97 г. о выдаче патента по заявке » 96103244/03(003350) от 01.02.96 г. "Устройство для формования изделий из бетонных смесей^. Разработаны и утверждены технические условия, организовано производство оборудования,керамзито-бетонных блоков с комплексной добавкой.
-
Эффективность применения новой добавки (авт.свид.» 1567545) обусловлена экономией цемента до 20 % или увеличением подвижности бетонной смеси с I см до 12 см.
На защиту выносятся.
-
Теоретические положения о механизме формирования структуры керамзитобетоне с разработанной комплексной добавкой.
-
Результаты исследований влияния добавок различных классов
и комплексных добавок на поверхностное натяжение, на. границе раздела жидкой и газообразной фаз, на краевой угол смачивания,-.'на кинетику водопоглощения керамзита различных фракций в водных растворах добавок и в бетонной смеси.
3. Результаты исследований влияния комплексной добавки на
структуру, состав новообразований"и основные свойства керамзитобе
тона.
-
Закономерности влияния компонентов, входящих в состав разработанной комплексной добавки, а также других технологических Факторов на свойства бетонной смеси и прочность керамзитобетоне.
-
Результаты сравнительных исследований влияния химических добавок на водосодержание смесей и прочность бетонов на плотном и пористом заполнителях и обоснование их большей эффективности в бетоне на пористом, чем в бетоне на плотном заполнителе благодаря влиянию добавок на процесс влагообмена между пористым заполнителем и растворной составляющей бетонной смеси. -
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на заседаниях кафедры производства строительных изделий и конструкций Кубанского государственного технологического университета в І988-1996г.г.; на XXIX студенческой научно-технической конференции вузов республик Прибалтики, Белоруссии и Молдавии "Студенческие научные достижения - народному хозяйству" (г.Каунас, 1965 г.); на ХХХП студенческой конференции вузов Прибалтийских республик, Белорусской ССР и Молдавской ССР,"тезисы докладов, часть ВТ (г.Рига, 1933г.).
Публикации. Основноа содержание диссертации изложено в шести печатных работах и тезисах докладов, представленных на конференциях, а также в трех депонированных рукописях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и трех приложений, содержит ZZ6 страниц машинописного текста, вюшчаощего 63 рисунка, 17 таблиц, список литературы из 139 наименований.
