Введение к работе
Актуальность работы
Необходимость получения малоцементных материалов для строительства на сегодня стоит особенно остро в связи с увеличением объема использования экологически чистых материалов и развитием соответствующих национальных программ. С конца XX века стало развиваться новое направление ячеистого материаловедения - получение пеноблоков по автоклавной резательной технологии, идеи развития которого были сформулированы в работах ПГУПС на кафедре «Инженерная химия и естествознание». Однако на момент постановки работы не были известны особенности резательной технологии, выполнение которых приводит к получению пеноблоков первой категории качества. Выяснению этих особенностей посвящена данная работа. Цель работы
Цель работы состояла в определении особенностей резательной технологии при получении автоклавного пенобетона первой категории качества. Для достижения поставленной цели следовало решить следующие задачи-
выделить основные, принципиально важные переделы производства, ответственные за показатели качества материала, соответствующие требованиям ГОСТ,
определить граничные критерии осуществления процессов в данных переделах как основы свойств массива и материала первой категории качества;
определить кинетику изменения свойств пенобетона после автоклавной обработки и дать физико-химическое обоснование этих изменений,
осуществить резательную технологию в промышленном масштабе с получением автоклавных пеноматериалов первой категории качества.
Научная новизна работы состоит в следующем:
Впервые рассмотрены особенности физико-химических процессов формирования пеноблоков автоклавного твердения по резательной технологии и их долговечность на разных стадиях технологии с определением критериев, обеспечивающих получение материала первой категории качества, определен основной фазовый состав продуктов гидратации на всех этапах получения резательного автоклавного пеноматериала, а также изменение свойств во времени.
Показано, что достижение первой категории качества материала на этапе резки блоков характеризуется определенной степенью физико-химических процессов в пеномассиве; для характеристики этой степени введен показатель со, %, соответствующий значению отношения содержания слабосвязанной воды в нем к общему количеству потерь воды в образце Определено, что если значение ю лежит в пределах 23 5%, для средних плотностей D400 D600 соответственно, то резательная прочность массива равна от 0,024 до 0,030 МПа, показано, что соблюдение этих параметров обеспечивает качественную резку блоков для первой категории
3. Показано, что особенность физико-химических автоклавных процессов в блоках пеномассива состоит в учете граничных количеств гелевой фазы, для оценки которой предложен параметр mg,% - отношение массы воды в геле от общего количества химически связанной воды в образце Найдено критическое значение т&кр, которое в зависимости от средней плотности лежит в пределах от 35 до 45%, определено, что если оно соблюдается, то получаются блоки первой категории качества
4 Впервые обнаружено, что особенностью резательных автоклавных пеноблоков является продолжение гидратационных процессов во времени, в основном до 56 суток, что является основой увеличения их прочности и долговечности Определены фазовые превращения в этот промежуток вре-
мени и прослежено, что степень гидратации увеличивается от 18 до 29% для средних плотностей D400 ..D600 соответственно. Практическая ценность работы состоит в следующем:
Определение особенностей резательной технологии при получении автоклавных пеноблоков первой категории качества позволило обеспечить формирование свойств автоклавных пеноматериалов по ГОСТ 25485-89 и ГОСТ 21520-89 и прогнозировать их долговечность.
С учетом критических значений найденного параметра о в массиве усовершенствована резательная машина, что обеспечило соблюдение требований ГОСТ 21520-89, необходимых для выпуска продукции первой категории
Создана делительная машина, обеспечивающая при соблюдении условия mg< mg>Kp разделение блоков со свойствами, соответствующими требованиям ГОСТ 21520-89 для продукции первой категории
Определены строительно-технические свойства послеавтоклавного пенобетона в интервале времени до 2 месяцев, показано, что прочность для средних плотностей D400 .D600 возрастает более, чем на 50%; также повышаются и другие показатели качества пеноматериала, требуемые по ГОСТ
Критерии граничных значений найденных параметров вошли в «Технологический регламент» действующего производства, в соответствии с которым с 2006 года завод пенобетонных изделий в г. Орел произвел выпуск более 100000 м3 продукции, которая использована и используется на строительных площадках г Москвы, г Орла, г Смоленска и других городов России
Материалы диссертационной работы защищены 2 решениями о выдачи патентов России - №2006103316/03(003620) 2006 г., №2006106890/ 03(007455) 2006 г, разработаны ТУ №5741-001-14425186-06. Научная
часть работы использована в исследовательском практикуме студентов строительных специальностей. На защиту выносятся:
основные переделы резательной автоклавной технологии, отвечающие за получение пеноблоков первой категории качества в соответствии с ГОСТ 21520-89,
особенности физико-химических процессов в пеномассиве и пеноблоках по резательной технологии и критические значения параметров, соблюдение которых позволяет осуществить технологию с получением пеноблоков первой категории качества;
кинетика изменения свойств резательных послеавтоклавных пеноблоков и физико-химическое обоснование этих свойств;
резательные автоклавные пеноблоки первой категории качества и их использование на строительных площадках в разных городах России. Апробация работы
Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на XVII международной интернет-конференции молодых ученых и студентов по проблемам машиностроения (Москва, МИКМУС, 2005г.), на XXV Российской школе по проблемам науки и технологий, посвященной 60-летию Победы (г. Екатеринбург, 2005 г.), на VIII международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии» (Пенза, РИО ПГСХА, 2006г.), на XVI Международной конференции IBAUSIL (Германия, Веймар, 2006г), на научно-технической конференции «Неделя науки 2007 «Шаг в будущее»» (ПГУПС, 2007г.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ в международных отраслевых журналах и изданиях, в том числе 1 - по списку ВАК России (до 01 01.2007г.), 2 решения о выдаче патентов, разра-
ботаны технические условия и технологический регламент работы завода по производству автоклавного пенобетона по резательной технологии. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена результатами экспериментальных исследований, выполненных с применением современных инструментальных методов: микрокалориметрического, дифференциально-термического, рентгенофазового, ИК-Фурье спектроскопии, топографического, а также хорошей сходимостью данных, полученных в лабораторных и промышленных условиях и промышленного внедрения результатов исследований
Объем диссертации. Диссертация изложена на /^страницах, состоит из введения, о глав, списка используемой литературы из /2-3 наименований, приложений, оГрисунков, 32. таблиц
