Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса. Рабочая гипотеза и задачи исследования
1.1.Аналитический обзор по ячеистым бетонам
Ь2.Ячеистобетонная смесь как многофазная система Ж-Т-Г
1.2.1.Жидковоздушная механическая пена и ее свойства
1.2.2.Пенообразование в присутствии тонкодисперсной твердой фазы 1.3.Особенности механизма аэрации пенобетонных смесей при их
одностадийном приготовлении 1.4.0садка пенобетонных смесей и ее влияние на физико-механические
свойства пенобетонов 1.5.Рабочая гипотеза и частные задачи исследований
2. Характеристика материалов и методика исследований
, 2.1.Обоснование выбора исходных сырьевых материалов, оценка их
качества 2.2.Выбор вида, размеров и количества опытных образцов 2.3.Приготовление пенобетонных смесей, оценка их вязкости, формование и твердение образцов 2.3Л.Подготовка сырьевых материалов 2.3.2.Приготовление цементно-песчаных шликеров и пенобетонных
смесей 2.3.3.Обработка отформованных образцов постоянным электрическим
током 2.3.4.Обработка свежеотформованных образцов токами высокой
частоты 2.3.5. Нанесение пленок на поверхность свежеотформованных образцов 2.3.6.Методика оценки осадки пенобетонных смесей 2.4.Методика определения свойств пенобетонов
2.4.1.Определение плотности 2.4.2.0пределение пористости 2.4.3 .Определение предела прочности при сжатии 2.4.4.0пределение усадки при высыхании 2.4.5.Определение теплопроводности 2.4.6.0пределение паропроницаемости 2.4,7.Математическое планирование экспериментов 2.5.Физико-химические методы исследования пен и пенобетонов 2.5.1. Опре деление поверхностного натяжения растворов 2.5.2.0пределение вязкости растворов
2.5.3.Определение кратности пены и ее стойкости во времени 2.5.4.ИК спектральный анализ 2.5.5.Рентгенофазовый анализ
2.5.6.Дифференциально-термический и дериватографический анализ 3. Исследование механизма осадки пенобетонной смеси на природных песках 3.1 .Модель осадки пенобетона
3.1.1.Общие положения теории к описанию модели осадки пенобетон ной смеси
3.1.2.Исследование кинетики осадки 3.2.Пенообразователи, свойства их растворов 3.3.0 влиянии гелеобразующих веществ на свойства пенобетонных смесей
и пенобетонов 3.4,Влияние электрического поля на формирование структуры и свойства пенобетонов
3.4.1.0 потенциальном взаимодействии электрического поля с сырьевой шликерной смесью пенобетонов 3.4.2.Электрохимическое получение газобетона
3.4.3.Методика и результаты исследований по влиянию частоты электрического поля на формирование структуры и свойства пенобе-
тонов З А4.Влияние постоянного электрического поля на формирование
структуры и свойства пенобетона 3.4.5.Влияние высокочастотного электрического поля на формирование
структуры и свойства пенобетона ЗАб.Дифференциально-термические и рентгенофазовые исследования
процессов взаимодействия компонентов пенобетонных смесей
при их твердении 3.5.Выводы
4. Исследование свойств пенобетонов на природных кварцевых песках
с использованием технологических приемов повышения устойчивости
смесей к осадке
4.1.0 влиянии технологических факторов на свойства пенобетонных
смесей и растворов 4.2. Исследование влияния добавок колоидных веществ на свойства пенобетонных смесей и пенобетонов
4.3.Исследование влияния добавок гелеобразующих веществ на свойства
пенобетонных смесей и пенобетонов 4.4.Исследование совместного влияния химико-технологических факторов
на свойства пенобетонных смесей и пенобетонов 4.5.0собенности структуры изучаемых пенобетонов 4.6.Выводы
5, Практическое использование результатов исследований
5,1.Технологический регламент на производство пенобетонных изделий на природных кварцевых песках 5.1.1 .Общие положения 5.1.2.Технологическая схема производства
5.1,3.Требования к сырьевым материалам, шликеру и пенобетонной смеси
#
5Л .4.Контроль качества изделий 5.1.5.Хранение и транспортирование изделий
5.1.6.Требования к безопасности производства, охрана труда и окружающей среды 5.1.7.Рекомендуемые составы смесей для пенобетонов марок D400-D500 5.2.Опытные проверки результатов исследований 6. Общие выводы Список литературы
Введение к работе
Актуальность темы. Диссертационная работа посвящена решению проблемы получения качественных пенобетонных изделий неавтоклавного твердения на природных тонких и мелких песках с использованием синтетических пожарных пенообразователей. Организация производства таких пенобетонов способна существенно снизить материалоемкость, трудоемкость и стоимость строительства, а также в значительной степени упростить решение актуальной проблемы повышения термического сопротивления ограждающих частей зданий и сооружений.
Простота производства пенобетонов неавтоклавного твердения с использованием синтетических пожарных пенообразователей и природных песков позволяет приблизить их к потребителю, что существенно снижает транспортные расходы, расширяет возможности организации новых производств и удешевляет строительство.
Исследования проводились на пенобетонах с одностадийным приготовлением пенобетонной смеси в высокоскоростных турбулентных смесителях путем ее аэрации при интенсивном вращении активатора. Приготовленная легкая пенобетонная смесь легко укладывается в опалубку. Такая технология позволяет просто менять состав и вязкость шликеров, время аэрации и получать, соответственно, широкую номенклатуру пенобетонов от конструкционного назначения до теплоизоляционных.
Исследования доказывают возможность получения конструкционных и конструкционно - теплоизоляционных пенобетонов с однородной структурой и хорошей устойчивостью против оседания. Однако использование грубодис-персных песков в теплоизоляционных пенобетонах существенно ухудшают устойчивость пенобетонных смесей к осадке и требует применения различных приемов их стабилизации.
Эта проблема может быть решена путем использования физико-механических приемов управления структурообразованием, связанных как с модификацией твердой и жидкой фаз пенобетонных смесей, так и методами физического воздействия на процессы, протекающие на различных стадиях структурообразования материалов.
Основные разделы диссертационной работы выполнены в соответствии с тематикой региональной программы "Жилищное строительство"и рабочей программой "Механохимическая активация сырьевых компонентов в производстве пенобетонов турбулентного приготовления с использованием синтетических пенообразователей".
Целью работы является разработка теоретических основ повышения устойчивости пенобетонных смесей на тонких и мелких природных песках с использованием синтетических пожарных пенообразователей при одностадийном их вспенивании в высокоскоростных турбулентных смесителях путем направленного структурообразования (модификации состава твердой и жидкой фаз смесей и физического воздействия на процессы раннего твердения композиций).
Для решения поставленной цели были реализованы следующие частные задачи:
предложена модель осадки легких пенобетонных смесей с грубодисперсным наполнителем;
обоснованы пределы допустимой концентрации синтетических пожарных пенообразователей в водных суспензиях цементно-песчаного шликера;
выявлено и обосновано влияние органических и неорганических модификаторов структуры пенобетонных смесей на их устойчивость к осадке и свойства пенобетонов;
изучено и дано обоснование влиянию физических факторов воздействия на структурообразующие процессы ранней стадии твердения пенобетонов,
включая нанесение полимерных пленок на поверхность свежеотформован-ных изделий, воздействие электрических полей;
разработаны основы технологии и технологический регламент на производство теплоизоляционных изделий и конструкционно-тепло-изоляционных стеновых изделий из исследованных составов пенобетонов с применением комплекса физико-химических приемов стабилизации структуры пенобе-тонных смесей;
даны конструктивные схемы использования разработанных приемов в реальном производстве, выполнено ТЭО целесообразности их внедрения.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
На основе теоретических и экспериментальных исследований разработана модель осадки пенобетонных смесей с использованием тонких и мелких природных песков и синтетических пожарных пенообразователей.
Установлены предельные допустимые концентрации синтетических пожарных пенообразователей в шликере пенобетонной смеси.
Определено положительное влияние неорганических и высокомолекулярных органической природы модификаторов жидкой фазы на устойчивость пенобетонных смесей к осадке, что положительно сказывается на свойствах пенобетона.
Даны теоретические обоснования, подтвержденные экспериментально, положительного влияния электрических полей, как постоянного, так и высокой частоты, на кинетику формирования структуры пенобетона и его показателей назначения.
Показана принципиальная возможность получения газобетона путем электрохимического разложения водной составляющей шликерной массы бетона.
Впервые показана возможность ограничения скорости гравитационного раздела фаз пенобетонной смеси до момента схватывания клинкерных новооб-
разований в пенобетоне путем нанесения на поверхность свежеотформован-ных изделий полимерных пленок.
Практическая значимость работы состоит в следующем:
На основании обобщенных теоретических и экспериментальных исследований по физико-химическим методам воздействия на шликерную массу сформулированы основы технологии получения неавтоклавных пенобетонов с одностадийным приготовлением ячеистобетонной смеси на природных песках и синтетических пожарных пенообразователях. Пенобетоны плотно-стью 400-800 кг/м предназначены для изготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных изделий в монолитном строительстве.
Разработанная технология получения пенобетонов относится как к ресурсосберегающей — получение изделий с минимальной плотностью с использованием тонких и мелких (некондиционных) местных песков, использование пожарных пенообразователей, списанных с боевого дежурства, так и к энергосберегающим - возможность исключения ряда промежуточных энергоемких операций (помол наполнителя, использование двойного перемешивания и др.).
Описанное изготовление пенобетонных изделий с использованием разработанных технологических приемов подтверждает возможность их реализации и получения качественных пенобетонов.
В технологическом регламенте даны рекомендуемые составы смесей, дозировки пенообразователей и модификаторов, требования к режимам перемешивания смесей, основные конструктивные узлы агрегатов, рекомендации по организации формования и твердения отформованных изделий.
Выполненное ТЭО подтверждает целесообразность внедрения разработанной технологии в практику сборного и монтажного строительства.
Автор защищает:
разработанную модель осадки пенобетонных смесей на грубодисперсных
наполнителях;
-ю-
теоретическое и экспериментальное обоснование диапазона рациональной концентрации вводимых в состав смеси синтетических пожарных пенообразователей;
результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния высокомолекулярных неорганических и органических модификаторов жидкой фазы в поризованной смеси с целью ее направленного структурообразова-ния;
идею использования электрохимического разложения части воды затворения для повышения однородности ячеистобетонной смеси и улучшения ее стойкости к осадке;
теоретическое обоснование и результаты экспериментальной проверки положительного влияния высокочастотного электрического поля на кинетику формирования структуры пенобетона и его физико-механические свойства;
результаты исследований по влиянию полимерных пленок на кинетику гравитационного разделения фаз поризованной смеси и свойства пенобетонов;
разработанные основы технологии получения пенобетонных изделий с использованием предлагаемых физико-механических приемов повышения стойкости пенобетонных смесей к осадке.
Апробация работы:
Материалы диссертационной работы докладывались на международных конференциях в 2001-2003г. (Ростов-на-Дону, РГСУ) и второй международной научно-практической конференции («Бетон и железобетон в третьем тысячелетии» в 2002г (г. Геленжик, Краснодарского края).
Публикации: По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, включая научные статьи и тезисы докладов на конференциях.
Объем работы: Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и примечания, изложена на 130 страницах машинописного текста и содержит 37 рисунков, 40 таблиц, список литературы из 114 источников.
37 рисунков, 40 таблиц, 114 литературных источников.
