Содержание к диссертации
Введение
1. Современные представления о пенобетоне как эффективном строительном материале
1.1 Способы приготовления пенобетона
1.2 Свойства и применение изделий из пенобетона
1.3 Процессный подход в технологии пенобетона
1.4 Выводы, цели и задачи исследований
2. Характеристика применяемых материалов и методика проведения эксперементов
2.1 Характеристика сырьевых материалов
2.1.1 Вяжущее
2.1.2 Мелкий заполнитель
2.1.3 Вода затворения
2.1.4 Пенообразователи
2.1.5 Химические добавки
2.2. Методика проведения исследований
2.2.1 Стандартные методики испытания материалов
2.2.2 Определение рабочей концентрации водного раствора пенообразователей
2.2.3 Определение влияния пенообразователей на сроки схватывания и прочность цементного камня (раствора)
2.2.4 Приготовление пенобетониой смеси
3. Исследование процессов пенообразования и выбор пенообразующих добавок
3.1 Классификация пенообразующих добавок
3.2 Исследование процессов пенообразования и свойств пены
3.3 Влияние пенообразующих добавок на сроки схватывания цементного теста и прочность цементного камня
Выводы 68
4. Исследование закономерностей формирования пористой структуры пенобетона 69
4.1 Теоретические обоснования формирования пористой структуры пенобетона, классификация факторов, влияющих на ее качество 69
4.2 Определение закономерностей влияния удельной поверхности минеральной составляющей и В\Т отношения на свойства пенобетона 76
4.3 Повышение однородности структуры и эксплуатационных свойств пенобетона применением химических добавок 85
4.4 Разработка методики проектирования составов пенобетона с заданными параметрами по плотности и прочности.. 94
4.5 Разработка технологии приготовления пенобетона в зависимости от его назначения 99
Вы воды 102
5. Опытно-промышленные испытания и внедрение результатов работы 104
5.1 Разработка состава неавтоклавного теплоизоляционного пенобетона на производственных площадях ООО «Пенобетон - Сервис» г. Томск 104
5.2 Разработка состава неавтоклавного конструкционно-теплоизоляционного пенобетона с использованием в качестве мелкого заполнителя мелкого обогащенного песка месторождения «Дикая коса» на производственных площадях ООО ПКФ «Бетта» 108
5.3 Разработка технологии приготовления и составов неавтоклавного теплоизоляционного пенобетона на мелкодисперсном заполнителе с ис пользованием в качестве пенообразователей Биолас-2, Ареком-4, на производственных площадях ОАО «ССМ» п. Копылово 112
5.4 Разработка технологии приготовления и составов неавтоклавного конструкционно-теплоизоляционного пенобетона с использованием в качестве ускорителя твердения добавки Асилин 12 на производственных площадях ООО «Консенсус» г. Томск
5.5 Разработка технологии приготовления и составов неавтоклавного теплоизоляционного пенобетона на производственных площадях 000 «СПК» г. Ханты-Мансийск
Общие выводы
- Свойства и применение изделий из пенобетона
- Стандартные методики испытания материалов
- Исследование процессов пенообразования и свойств пены
- Теоретические обоснования формирования пористой структуры пенобетона, классификация факторов, влияющих на ее качество
Введение к работе
Актуальность темы. С вводом в действие нормативов по теплозащите зданий (СНиП 23-02-2003), приближающих термическое сопротивление ограждающих конструкций зданий в России к нормам Европейских стран, актуальной стала проблема разработки и использования эффективных теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных строительных материалов из местного сырья, отвечающих современным установленным и потребительским требованиям (параметрам качества) на рынке. Одним из перспективных материалов является неавтоклавный пенобетон. Используя современные пенообразователи, управляя соотношением компонентов в смеси и технологическими приемами приготовления и формования изделий (в заводских условиях и на строительной площадке), можно получать пено-бетоны в широком интервале средней плотности (от 300 до 1200 кг/м" ), обладающие при требуемой прочности и долговечности (морозостойкости), низкими коэффициентом теплопроводности и стоимостью. Большим преимуществом пенобетона является возможность использования местного сырья.
Пенобетон в настоящее время получил свое второе рождение. Разрабатываются новые эффективные пенообразователи, структурообразующие добавки, технологические схемы, установки смесительные и генерирующие пену. Изменились требования к проведению технологических процессов и конечным параметрам качества продукции. С учетом необходимости повышения конкурентной способности пенобетонных конструкций необходимо, прежде всего, повысить стабильность основных характеристик материала. Анализ имеющихся данных испытаний промышленной продукции показывает, что стабильность (показатель изменчивости) конструкционно-теплоизоляционного пенобетона по прочности на сжатие и средней плотно сти находится в пределах 15-25 %, а теплоизоляционного еще выше. Очевидно, что на сегодняшний день первоочередного решения требуют проблемы по совершенствованию составов и технологических процессов получения пенобетона. Совершенствованием одного технологического процесса не решить проблему стабильности параметров качества пенобетона. Необходим системный подход. Учитывая ориентацию Госстроя Госсии на повышение качества в строительстве путем разработки и использования систем менеджмента качества по ГОСТ Г ИСО 9001-2001 (приказ №190 Госстроя Госсии от 13.07.2005) технологические задачи по повышению стабильности качества пенобетона необходимо решать в рамках всего цикла жизнедеятельности продукции. Результаты исследований с такой постановкой задачи отсутствуют, что вызывает трудности при получении пенобетона с заданными свойствами. Актуальность выполняемой работы определяется необходимостью совершенствования технологии пенобетона по критерию повышения стабильности параметров качества продукции с использованием системной последовательности цикла жизнедеятельности продукции.
Габота выполнялась в рамках научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники»:
- подпрограмма «Межотраслевая программа сотрудничества (Министерства образования Г.Ф. и Федеральной службы специального строительства Российской Федерации 2004-2005 гг.»;
- подпрограмма № 211 «Архитектура и строительство» 2001-2002 гг., тема 02.04.054;
- гранту № 12.2-833 «Разработка материалов для многослойных тепло-эффективных конструкций из природного сырья и отходов промышленности применительно к условиям Западно-Сибирского региона».
Цель работы: разработка научно-обоснованных составов и технологических приемов получения пенобетонов с повышенной стабильностью па раметров качества на миниралы-юм сырье Западносибирского региона.
В соответствии с намеченной целью решались следующие задачи работы:
1. Исследовать пенообразующую способность и стабильность различных пенообразующих добавок, а также их влияния на процессы структурооб-разования цементного камня.
2. Исследовать закономерности формирования пористой структуры пенобетона.
3. Исследовать влияние добавок (ускорителей твердения и пластификаторов) атак же технологических приемов на параметры качества пенобетона и их стабильность.
4. Разработать метод расчета состава пенобетона с использованием ЭВМ.
5. Разработать технологию производства пенобетонов в заводских условиях, в условиях строительной площадки и провести опытно-промышленные испытания и внедрение результатов работы
Научная новизна:
Состоит в установлении закономерностей повышения уровня и стабильности параметров качества пенобетона. При этом установлено:
- для пен средней кратности (5-10) размер пор и их расположение в объеме (упаковка), полученные в процессе пеиообразования, практически не изменяются в смесителе при объединении с минерализаторами с удельной поверхностью 200 - 300 м /кг (цемент, наполнители) при водотвердом отношении смеси 0,60 - 0,65, что позволяет управлять процессом формирования поровой структуры пенобетона на стадии получения пены и ее смешивания с другими компонентами;
- наибольшая стойкость и кратность пены обеспечивается при генерировании пор двух уровней по размеру: первый - 0,5 - 1,0 мм, а второй в 4 и более раза меньше, что позволяет повысить однородность поровой структу ры и снизить показатель изменчивости по средней плотности до 2,23, а по прочности до 5,09;
- между наибольшим размером зерен заполнителя и проектируемой (требуемой) средней плотностью пенобетона (при достижении его максимальной прочности) установлена связь, что позволило разработать методику выбора заполнителя при проектировании состава пенобетона и технологию обогащения песка для его использования в технологии пенобетона.
Практическая значимость работы:
- разработанные составы и технологические приемы приготовления пенобетона позволяют получить пенобетон с плотностью 300-1200 кг/м 1 с высокой степенью стабильности параметров качества;
- проведенные исследования по влиянию гранулометрического состава мелкого заполнителя на свойства пенобетона легли в основу технологии производства мелкого обогащенного песка в ОАО «Томская судоходная компания» г. Томск применительно к изготовлению пенобетона;
- разработан способ подбора состава неавтоклавного пенобетона с использованием синтетических пенообразователей и ускорителей твердения отечественного производства.
На защиту выносятся:
Совокупность установленных закономерностей по формированию по-ровой структуры и стабильных параметров качества пенобетона путем подбора состава и использования научно-обоснованных технологических приемов, а именно:
- процессы повышения стабильности свойств пенобетона;
- критерии оценки эффективности пенообразующих добавок, результаты экспериментальных исследований по влиянию пенообразующих добавок на свойства цементного камня;
- результаты экспериментальных исследований по влиянию удельной поверхности минеральной составляющей, а также химических добавок на свойства пенобетона;
- способ подбора и составы пенобетона на основе местного минерального сырья;
- результаты опытно-промышленных испытаний и внедрения результатов работы.
Апробация работы:
Основные положения диссертационной работы и результаты исследований представлены на:
Основные положения диссертационной работы и результаты исследований представлены на:
- 2-ой Международной научно-технической конференции «Архитектура и строительство» (Томск, ТГАСУ, 2002 г);
- межрегиональной научно-технической конференции "Строительство: материалы, конструкции, технологии" (Братск, 2003 г);
- всероссийской конференции «100 лет архитектурно-строительному образованию в Сибири» (Томск, 2002 г);
- 9-ой Международной научно-практической конференции «Качество - стратегия XXI века» (Томск, 2004 г);
- 10-ой Международной научно-практической конференции «Качество - стратегия XXI века» (Томск, 2004 г);
Публикации:
Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 работах, включая научные статьи и тезисы докладов.
Автор выражает признательность коллективу кафедры строительных материалов и технологий, и лично к.т.н. доценту Н.П. Душенину, за консультации и критические замечания, учтенные при выполнении работы.
Объем и структура диссертационной работы:
Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списіса литературы из 124 наименований и 11 приложений. Работа содержит 142 страницы сквозной нумерации, 36 рисунков и 50 таблиц.
Свойства и применение изделий из пенобетона
При оценке конкурентоспособности стеновых материалов следует учитывать резкое увеличение стоимости энергоносителей, удорожание транспортных расходов, ориентацию на строительство индивидуальных малоэтажных домов.
В России на отопление существующих зданий расходуется около 240 млн. тонн условного топлива в год, т.е. около 20 % всех потребляемых энергоресурсов. Большой расход энергоресурсов отопления обусловлен, в основном, тем, что при проектировании применялись низкие нормативные требования термического сопротивления ограждающих конструкций 1].
Нормативные значения термического сопротивления ограждений в отечественной строительной практике изменялись незначительно, тогда как в европейских странах, в конце 70-х, в начале 80-х годов, они существенно возросли и к 1996 году в 2-3 раза превышали существующие в России. Вновь построенные здания в средней полосе России требуют на отопление в сред-нем на 1 м площади в год около 500 кВт ч, в Германии - 250 кВт ч, в Финляндии и Швеции - 135 кВт ч [2]. В Сибири на отопление жилья затраты энергии доходят до 1000 кВт ч.
Изменения N 3 в СНиП 11-3-79 "Строительная теплотехника" существенно повысили требования по термическому сопротивлению ограждений с 1996 г. в 1,7 раза, а с 2000 г. в 2,5-3 раза. Появилась необходимость разработки и внедрения в строительство новых многослойных стеновых конструкции, с эффективными теплоизоляционными материаламми [3,4]. Производство таких конструкций может осуществляться путем: изготовления изделий в заводских условиях; возведением стен в условиях строительной площадки в монолитном варианте со съемной или несъемной опалубкой, роль которой могут выполнять мелкоштучные стеновые изделия с технологическими пустотами, или применением штучных и сыпучих теплоизоляционных материалов , 6, 7] .
При новом строительстве многослойные стеновые конструкции могут быть заменены однослойными, особенно в малоэтажном строительстве. Однослойные стены выполняют из конструкционно-теплоизоляционных материалов и изделий, совмещающих несущие и теплозащитные функции. При соответствующем качестве материалов они обеспечивают требуемые параметры микроклимата в здании [8, 9].
Для удовлетворения современных требований по теплозащите наиболее приемлемы стены из пенобетонных блоков. При плотности этого мате-риала не более 500 кг/м , толщине стены 500 мм и расчетном значении коэффициента теплопроводности не более 0,115 Вт/(м-С) возможно его использование в районах с ГСОП (градусо-суток отопительного периода) до 6000-6500. Для районов с ГСОП более 6500, т.е. для районов Западной Сибири также возможно применение однослойных конструкций, но при увеличении толщины стены до 700-750 мм. В табл. 1. представлены строительные и теплотехнические характеристики различных материалов, из которых возможно возведение, как однослойных стен, так и многослойных конструкций. Из данных табл. 1.1 хорошо видна эффективность применения пенобетона по сравнению с другими строительными материалами.
По заключению Госстроя РФ (протокол №2 01-НС-18/4 от 29 ноября 2001 г.), неавтоклавные пенобетоны имеют ряд характеристик, выгодно отличающих их от многих традиционных строительных материалов. Изделия из них наилучшем образом адаптированы к сложным климатическим и экономическим условиям России и имеют ряд важных достоинств: невысокая средняя плотность, низкая теплопроводность, пониженное водопоглощение, стойкость при пожаре. Изделия из пенобетона имеют высокие санитарно-гигиенические свойства, так как не содержат вредных для здоровья человека химических и синтетических веществ, имеют хорошую обрабатываемость и др. За счет рациональной технологии производства пенобетона во много раз снижена удельная капиталоемкость, расход энергоносителей, трудоемкость, а следовательно, и себестоимость продукции. Появилась возможность организации производства изделий на мобильных минизаводах, максимально приближенных к районам застройки, что уменьшает транспортные расходы, позволяет загрузить работой местное население [11]. Развитие производства, совершенствование технологии, управление качеством и использование пенобетона является одним из значительных резервов интенсификации строительства, обеспечивающих существенную экономию топливно-энергетических ресурсов [12]. В настоящее время существует два основных способа приготовления пенобетона: двухстадийный (с применением пеногенератора) и одностадийный а так же их вариации.
В производстве пенобетона в качестве вяжущего применяют портландцемента: М400-М500. В качестве заполнителя в пенобетонах применяют мелкий, специально подготовленный песок, с содержанием Si02 не менее 70-80 %, золы электростанций, шлаки топливные и доменные [14].
Для регулирования свойств смеси и пенобетона, применяют добавки, позволяющие получать требуемые качественные характеристики и достаточно высокую однородность структуры [15]. В качестве регуляторов твердения используют: сернокислый алюминий, полуводный гипс, хлористый кальций, жидкое стекло.
При изготовлении пенобетона применяют белковые и синтетические пенообразователи [16, 17,18, 19, 20]. Стабилизаторами пены служат добавки раствора животного клея, жидкого стекла, сернокислого железа [21], каустическая сода. Для воздухововлечения при перемешивании смеси применяют добавки поверхностно-активные воздухововлекающие типа жирных кислот, обработанных щелочью [22].
Стандартные методики испытания материалов
Строительно-эксплуатационные свойства пенобетона формируются в результате затвердевания пенобетонной смеси. В период между моментом приготовления смеси и переходом ее в состояние камня все компоненты могут перемещаться в пространстве под действием гравитационных сил и, таким образом, негативно влиять на формирование структуры [101]. Следовательно чем выше агрегативная устойчивость пеноструктур в период от начала до конца схватывания цементного теста, тем лучше должны быть строи-. тельно-эксплуатационные свойства затвердевшего пенобетона. В пенобетонной смеси газообразная фаза находится внутри суспензии, состоящей из твердых частиц вяжущего и заполнителя, разобщенных прослойками воды. Капиллярные силы, обеспечивающие агрегативную устойчивость вышеперечисленных элементов макроструктуры, зависят от соотношения между капиллярным давлением и расклинивающим давлением пленочной воды в зоне капиллярных менисков, а также сил поверхностного натяжения [102].
Любая структура в условиях земного тяготения испытывает гравитационные нагрузки и остается устойчивой по отношению к ним до тех пор, пока напряжения, возникающие между отдельными ее элементами, меньше прочности сцепления этих элементов между собой. Агрегативная устойчивость пеноструктур во времени зависит от толщины водной пленки на поверхности твердой фазы. Однако обеспечить постоянство размеров этой пленки или плавный переход воды из физически в химически связанное состояние практически невозможно. Изменение толщины водной пленки вокруг частиц твердой фазы связано с развитием гидратационных и седиминтационных процессов, характерных для цементосодержащих трехфазных дисперсных систем[103].
В пенобетонных смесях под действием гравитационных сил, колебаний температуры и любых механических воздействий изменение толщины водных пленок вокруг частиц твердой фазы в результате седиментации носит неравномерный характер и зависит от высоты расположения слоя. В верхних слоях межпоровых перегородок таких смесей всегда имеет место утончение водных пленок, обусловленное миграцией слабосвязанной воды сверху вниз. В нижних слоях межпоровых перегородок за счет поступившей сверху воды наблюдается утолщение водных пленок вокруг частиц твердой фазы. Поскольку силы вандерваальсового взаимодействия между твердыми частицами убывают пропорционально расстоянию от их поверхности в седьмой степени, а капиллярное давление изменяется обратно пропорционально радиусам капиллярных менисков, то любая пенобетонная смесь после укладки ее в опалубку находится в постоянно изменяющемся сложном напряженном состоянии [104]. Таким образом, силы сцепления между твердыми частицами, зависящие от толщины водных пленок, убывают по направлению сверху вниз. В таком же направлении растут нормальные напряжения в смеси, обусловленные давлением верхних слоев на нижние. Поэтому накопление дефектов в макроструктуре начинается в тот момент, когда напряжения, вызванные воздействием внешних сил, окажутся способными превысить прочность сцепления между любыми двумя частицами твердой фазы. Утрата сцепления приведет к смещению частицы в пространстве и разрыву агрегатного образования, составляющего межгюровую перегородку в макроструктуре пе-нобетонной смеси. Разрывы между мелкими порами, сформировавшимися в начальный период, сразу после укладки смеси в опалубку сначала приведут к увеличению среднего радиуса пор, далее за счет развития седиминтацион-ных процессов раздвижка частиц твердой фазы будет происходить с ускорением. Это приведет к изменениям структуры пенобетона, осадке и снижению прочности. Особенно это касается теплоизоляционного пенобетона.
Существуют различные способы снижения данного эффекта, Л.В. Моргун [122] предлагает увеличить устойчивость макроструктуры пенобетона по отношению к действующим на нее нагрузкам введением в смесь дополнительных элементов твердой фазы (фибр), у которых длина существенно (в 100-2000 раз) больше размеров поперечного сечения[105]. Автор считает, что введенная в смесь фибра играет роль дисперсной арматуры, которая положительно влияет на протекание седиминтационных процессов, и, как следствие, способствует весьма существенному повышению агрегативной устойчивости смесей и повышению их прочности и морозостойкости[106].
А.А Ахундов и В.И. Удачкин [123] считают, что усадку в пенобетоне можно разделить на две составляющие: первая- усадка, обусловленная давлением воды в капиллярах цементного камня при ее испарении, и вторая - за счет действия физико-химической контракции. Они предлагают вводить в пенобетонную смесь добавку модификатор «Алак» и использовать сульфоа-люминатный цемент. Результаты экспериментов показали, что добавка суль-фоалюминатного типа в составе сырьевой смеси проявляется как регулятор (ускоритель) твердения, так и в качестве компенсатора усадки пенобетона [107].
А.С. Коломацкий и С.А. Коломацкий [124] предлагают использование высокодисперсных цементов, такой цемент по их мнению может быть получен за счет фракционирования цемента общестроительного назначения седиментацией. У такого цемента роль высокодисперсных частиц, при изготовлении пенобетона состоит в получении нерасслаиваемых смесей и мелкопористой однородной структуры пенобетона.
Исследование процессов пенообразования и свойств пены
При проведении пробных замесов необходимо провести математическую обработку полученных результатов, для этого нами была создана прикладная программа автоматических расчетов для математического моделирования технологических процессов с использованием метода полного факторного эксперимента. Программа предназначена для трех серий параллельных опытов. После ввода данных она автоматически производит следующие расчеты: расчет коэффициентов уравнения регрессии (свободный член, коэффициенты при линейных членах, коэффициенты при парных взаимодействиях), расчет оценки дисперсии в определении коэффициентов регрессии (оценка дисперсии для всех серий опытов, оценка дисперсии воспроизводимости опытов, число степеней свободы, оценка дисперсии в определении коэффициентов регрессии, проверка значимости коэффициентов уравнения регрессии). Затем автоматически составляется уравнение регрессии и производится оценка его адекватности. Далее регрессионные уравнения преобразуются в номограммы позволяющие принять решение по оптимизации состава ленобетонных смесей.
На третьем этапе готовят пробный замес пенобетонной смеси и определяют ее фактическую среднюю плотность. Если средняя плотность отличается не более чем на 5% от расчетной, то переходят к четвертому этапу.
На четвертом этапе производят приготовление контрольных образцов, их испытание, при положительных результатах оценки свойств полученного пенобетона назначают номинальный состав пенобетонной смеси, если нет, то корректируют ее сосав и повторяют опыт с третьего этапа. множество технологических решений по производству пенобетона различного назначения, они подробно описаны в литературном обзоре настоящей работы. Однако анализ литературных данных и опыт работы показывают, что предлагаемые способы производства пенобетона не одинаково хороши при приготовлении пенобетона различной плотности на одном и том же технологическом оборудовании. В результате работы выяснилось, что критерием при выборе технологии приготовления и основного технологического оборудования являются требуемые параметры качества пенобетона, и прежде всего, его средняя плотность. Дело в том, что при приготовлении пенобетона различной плотности существует своя специфика, которая и определяет требования к производственному оборудованию, в зависимости от его возможности получения смеси с набором необходимых параметров. Например, при производстве теплоизоляционного пенобетона особое внимание необходимо уделять качеству пены, т.к. ее свойства в большей степени будут влиять на свойства изделий. Для приготовления теплоизоляционного пенобетона мы предлагаем использовать пеногенератор, т.к. по результатам исследований стойкости и визуальному осмотру пен можно прийти к выводу, что пены, полученные на установках предусматривающих одностадийную технологию приготовления пенобетона хуже пен приготовленных с помощью пеногенератора, это объясняется тем, что такие установки не позволяют получить однородную пену с большой удельной поверхностью пузырьков, а как известно чем больше их удельная поверхность при равном воздухововлечении, тем большим количеством зерен цемента и песка (прежде всего мелких) армируются пузырьки пены, тем устойчивее пе-нобетонная смесь. Критический размер пузырька, находящегося в неустойчивом равновесии, находится в пределах 0,6-1 мм и зависит от уровня минерализации пены. Для организации производства теплоизоляционного пенобетона мы предлагаем технологическую схему приготовления, представленную нарис. 4.20.
Для производства конструкционно-теплоизоляционного пенобетона мы рекомендуем использовать установки, принцип действия которых основан на «баротехнологии». Выбор баротехнологии определяет тот факт, что, как известно, одним из главных факторов, влияющих на физико-технические свойства пенобетона и в первую очередь на его прочность, является устойчивость и гранулометрический состав воздушных пузырьков пены (пор), вводимой в состав цементно-песчаной смеси. В баротехнологии происходит принудительное воздействие на воздушные пузырьки, находящиеся в пено-массе, путем создания в смесительных аппаратах избыточного давления. Сохранение поровой структуры в таком случае будет обеспечено за счет создания избыточного давления в процессе перемешивания пены с цементно-песчаной смесью, т.к. релаксационное обжатие пеномассы увеличивает степень упрочнение пузырьков воздуха с соответствующим уменьшением их объема. В таком состоянии пузырьки имеют высокую прочность и транспортабельность при перемещении. Дополнительное порообразование происходит при ее выходе из растворопровода, где пузырьки увеличиваются в размере пропорционально перепаду давления. Для производства теплоизоляционно-конструкционного пенобетона мы предлагаем следующую технологическую схему его приготовления.
Теоретические обоснования формирования пористой структуры пенобетона, классификация факторов, влияющих на ее качество
В качестве основного технологического оборудования использовалась мобильная установка для производства пенобетона ПБС-160 (М). Основные технические характеристики установки приведены в табл. 5.7. Способ приготовления пенобетонной смеси описан в разделе 5.1. настоящей работы. Контрольные образцы твердели в нормальных условиях в климатической камере (Т= 20±2 С, влажность 95-100%).
По истечению 28 суток контрольные образцы были подвергнуты механическим испытаниям. Результаты испытаний пенобетона представлены в табл. 5.14. Результаты проведенных испытаний показали высокую стабильность параметров пенобетона по средней плотности и прочности. Достигнут показатель изменчивости: - по средней плотности - 2,37; - по прочности на сжатие - 9,05. Анализ проведенных испытаний пенобетона на мелком заполнителе месторождения «Кудровское» и месторождения «Дикая коса» показал, что применение в качестве мелкого заполнителя обогащенного песка месторождения «Дикая коса» позволило увеличить прочность пенобетона на сжатие, отмечен прирост прочности до 21,6 %. Разработанный состав внедрен в производство конструкционно-теплоизоляционного пенобетона в ООО ГЖФ «Бетта». При проведении данной работы использовались следующие сырьевые материалы: В качестве гидравлического вяжущего для приготовления пенобетон-ной смеси применялся портландцемент Тонкинского цементного марки ПЦ М500Д0. В качестве пенообразователей использовались пенообразователь Аре-ком 4, технические характеристики которого представлены в таблице 5.5, и пенообразователь Биолас 2, технические характеристики которого представлены в табл. 5.15. В качестве мелкодисперсного заполнителя автором было рекомендовано использовать измельченный песок с удельной поверхностью 200-250 м /кг. В основу данных рекомендаций легли результаты проведенных исследований влияния различной удельной поверхности заполнителя на свойства пенобетона описанные в разделе 4.2. настоящей работы. Для приготовления контрольных образцов готовились образцы в металлических формах с размером ячеек 15X15X15 см, которые твердели в нормальных условиях в климатической камере (Т= 20±2 С, влажность 95-100%). Результаты испытаний пенобетона в 28 суточном возрасте представлены в табл. 5.25. Таблица 5.25 Результаты испытания теплоизоляционного пенобетона 1. Разработанные составы и технологические решения позволяют из местного сырья получать пенобетонные материалы со стабильными параметрами качества. 2. Апробация разработанных составов и технологических приемов получения неавтоішавного пенобетона подтвердила их достоверность и возможность получения пенобетонов, соответствующих требованиям нормативных документов: - ТУ 5760-001-76643640-2005 «Пенобетон монолитный»; - ТУ 5832-038-02069295-2005 «Блоки стеновые из цементного пенобетона»; 1. Эффективным материалом для ограждающих конструкций с повышенной теплозащитой является пенобетон. Пенобетон обладает не достаточной стабильностью параметров качества. Показатель изменчивости по параметрам средней плотности и прочности составляет 15-25%. Совершенствование технологии пенобетона по критерию стабильности параметров качества следует осуществлять используя принципы системы менеджмента качества, а именно процессный подход при реализации цикла жизнедеятельности продукции. 2. Наибольшая стойкость и кратность пены обеспечивается при генерировании пор двух уровней по размеру: первый - 0,5 - 1,0 мм, а второй в 4 и более раза меньше. Это позволяет повысить однородность поровой структуры и снизить показатель изменчивости по средней плотности до 2,2, а по прочности до 5,1. 3. Для пен средней кратности (5-10) размер пор и их расположение в объеме (упаковка), полученные в процессе ценообразования, практически не изменяются в смесителе при объединении с минерализаторами с удельной поверхностью 200 - 300 м /кг (цемент, наполнители) при водотвердом отношении смеси 0,60 - 0,65. Это позволяет управлять процессом формирования поровой структуры пенобетона с повышенной стабильностью на стадии получения пены и ее смешивания с другими компонентами. Кратностью и структурой пены можно управлять путем регулирования концентрации пенообразователя. 4. Установлена связь между рекомендуемым наибольшем размером зерен заполнителя и проектируемой средней плотностью пенобетона (при достижении его максимальной прочности), например: D1000-D1200 - Д наиб, заполнителя - 1,25-2,5 мм; D800-D900 - Д наиб, заполнителя - 0,63-1,25 мм. Это позволило обосновать выбор крупности заполнителя при проектирования состава пенобетона с повышенной стабильностью качества. 5. При использовании в качестве заполнителя пенобетона измельченно го песка с удельной поверхностью 200-250 м2/кг повышается стабильность по параметрам средней плотности и прочности и достигает, соответственно, 3,1 и 5,1%. 6. Введение активных минеральных и пластифицирующих добавок, приводит к повышению прочности пенобетона на сжатие. Так, введение микрокремнезема в количестве 4 % от массы цемента позволяет повысить прочность на сжатие до 40%о, а пластифицирующей добавки С-3 - до 20%). 7. При использовании в технологии приготовления пенобетона добавок - ускорителей твердения Асилин 12 и Универсал П2 в количестве 0,5% -и 1,0% от массы цемента структурообразование пенобетона ускоряется, так, например, прочность на сжатие в пенобетона в 7-суточном возрасте повышается на 55 и 60%), соответственно.
