авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Пенобетоны неавтоклавного твердения на основе добавок наноразмера

-- [ Страница 3 ] --

* Комплексная добавка включает в себя хлорид натрия в количестве 5% от массы цемента и доломитизированный известняк, введенный в смесь взамен кварцевого песка в соответствии с табл.3.

5) Из данных табл. 4 и табл. 5 следует, что в случае использования комплексной добавки прочность полученных образцов соответствует нижней границе прочности, требуемой для автоклавного пенобетона.

Исследование морозостойкости образцов пенобетона средней плотности D600 на основе стабилизированной золями пены и активированного комплексной добавкой показало увеличение марки по морозостойкости c F15 до F35.

На основе полученных положительных результатов на производстве по выпуску неавтоклавного резательного пенобетона ООО «Пенобетонные технологии СОТИМ» в г. Старый Оскол была выпущена опытная партия пенобетона средней плотности D500 на основе пены, стабилизированной золем кремниевой кислоты; при выпуске партии использовался цемент старооскольского цементного завода ПЦ 500 Д0.

Пенобетон был произведен согласно действующего на производстве технологического регламента, при этом пена была приготовлена с использованием стабилизатора – золя кремниевой кислоты. Пенобетонная смесь выдерживалась в формах до набора резательной прочности, далее производилась резка пенобетонного массива на изделия, последующая укладка блоков на поддоны и их твердение при нормальных условиях.

Таблица 6

Состав пенобетона средней плотности D 500

Марка пенобетона по средней плотности Расход материалов на 1 м3 пенобетонной массы
Цемент, кг Заполнитель, кг Пенообразующая добавка, л В/Т Дисперсная фаза стабилизатора, гр.
D 500 320 130 1,7 0,63 32

Результаты исследований в опытном производстве в дополнение к лабораторным исследованиям показали (табл.7), что стабилизация делает возможным снижение В/Т- отношения без разрушения пены, набор резательной прочности моноблоками в присутствии добавок-активаторов уменьшился на 3-7 часов, по сравнению с контрольным образцом, что свидетельствует об ускорении твердения. Также, уменьшилось количество трещин и сколов в моноблоках до 40%, в случае использования комплексной добавки, и до 20 и 30%, в случае использования активаторов твердения – фторид натрия и хлорид натрия. Усадка при высыхании образцов на основе стабилизированной пены, активированных комплексной добавкой, снижается до 2,8 мм/м.

Таблица 7

Характеристики промышленных образцов пенобетона средней плотности D500

Марка по средней плотности Расход SiO2, на 1 м3 смеси, гр. Добавка-активатор В/Т Время набора резательной прочности, ч Коэффициент теплопроводности, , Вт/(м0С)/% Усадка при высыхании, мм/м
D500 - - 0,63 17 0,117/100 3,4
32 NaF 0,58 14 0,113/97 2,9
NaCl 0,58 12 0,106/91 2,9
Комплексная добавка 0,58 10 0,094/80 2,8

В резательной технологии существует проблема, связанная с резкой малопластичного пеномассива, в результате чего появляются сколы и, следовательно, получают изделия более низкой категории качества (II категория по ГОСТ 31360 - 2007). В производственных условиях было установлено, что совместное применение стабилизатора пены и добавок – ускорителей твердения позволяет повысить количество изделий первой категории качества до 23% (рис.8).

 оличество пенобетонных изделий-12

Рис. 8 Количество пенобетонных изделий первой категории качества

Далее в работе были проведены рентгенофазовый и дериватографический анализы, которые показали более глубокую степень гидратации активированных образцов. Аналитическая линия алита присутствует только в контрольном образце. В активированных образцах появляется новая фаза – гидросиликат афвиллит. Дериватографический анализ подтвердил данные рентгенофазового анализа и показал увеличение количества химически связанной воды.

Кроме того, в работе было проведено исследование структурной пористости образца, активированного комплексной добавкой, методами ртутной порометрии (рис. 9). Как видно из графиков, представленных на рис. 9, в образце с комплексной добавкой и стабилизатором пены произошло перераспределение пор: увеличилось количество пор размером менее 100 и уменьшилось количество пор более 100 , при этом общий объем пор остался неизменным, а суммарная удельная поверхность пор увеличилась в два раза.

 а б уммарная удельная-13

а б

Рис.9 Суммарная удельная поверхность пор (а) и дифференциальные кривые объема пор (б) различного радиуса контрольного образца и образца с комплексной добавкой

На рис. 10 приведен снимок пенобетонных изделий улучшенного качества средней плотности D500. Акты о выпуске опытно-промышленных партий и протоколы испытаний приведены в материалах диссертации.

Рис. 10 Пенобетонные изделия первой категории качества на основе стабилизированной пены

В пятой главе исследовалась обработка поверхности пенобетона добавками наноразмера с целью повышения категории качества изделий. Поверхность кубов пенобетона средней плотности D400…D600 с ребром 100 мм после набора ими марочной прочности была обработана золями кремниевой кислоты и гидроксида железа (III) различной концентрации, при расходе 2,5 л/м2. После обработки образцы выдерживались в течение 14 суток при нормальных условиях твердения. Глубина проникновения растворов золей в образцы составила до 5 мм.

Далее, было проведено исследование изменения твердости поверхности по Шору А (рис. 11), а также оценены физико-химические изменения в поверхностном слое.

а б

Рис.11 Зависимость величины твердости поверхности пенобетона средней плотности D400 - D600 от концентрации дисперсной фазы в золе:

а – кремниевой кислоты; б – гидроксида железа (III);

Из графиков (рис.11) видно, что твердость поверхности образцов пенобетона повышается до 29% при использовании золей кремниевой кислоты и гидроксида железа (III) по сравнению с контрольным образцом. Полученные результаты согласуются с прогнозом таблицы 1.

Проведенный рентгенофазовый анализ образцов поверхности пенобетона средней плотности D500 показал что линии, соответствующие Ca(OH)2, обнаруживаются только на рентгенограмме контрольного образца. На рентгенограммах проб обработанных поверхностей пенобетона линии, соответствующие Ca(OH)2, не обнаруживаются, что говорит о его связывании в новообразования. Кроме этого, на рентгенограммах обработанных образцов увеличивается интенсивность линий гидросиликатов С2SH(С) и C6S6H, что может говорить о более глубокой степени гидратации поверхностного слоя. Проведенный дериватографический анализ подтвердил данные рентгенофазового анализа: эндоэффект, соответствующий дегидратации Ca(OH)2, присутствует только в контрольном образце и не проявляется в случае модифицированных.

На основе проведенных анализов можно сделать вывод, что взаимодействие вводимых добавок наноразмера с твердым каменным скелетом пенобетона приводит к связыванию Ca(OH)2 в новообразования, что ранее в присутствии пенообразователя в цементной системе не исследовалось и что имеет принципиальное значение для коррозионной устойчивости пенобетонных изделий и качества их поверхности.

На предприятии ООО «Пенобетонные технологи СОТИМ», г. Старый Оскол была выпущена опытная партия пенобетонных изделий средней плотности D500 с обработанной различными золями поверхностью. Для полученных изделий была произведена оценка их качества, которая показала увеличение количества изделий первой категории качества до 20% (рис.12).

Рис 12. Зависимость количества получаемых изделий первой категории качества от используемой добавки наноразмера

В работе была проведена статистическая обработка результатов наблюдений; также при использовании аппарата регрессионного анализа были построены математические модели эксперимента при получении пенобетонных изделий на основе стабилизированной пены и при обработке их поверхности добавками наноразмера. Оценка моделей показала, что они адекватны и хорошо описывают полученные в ходе эксперимента результаты. Далее в работе была произведена оценка экономической эффективности применения предлагаемых добавок наноразмера и активаторов твердения при производстве неавтоклавного пенобетона; экономический эффект составил 1612000 руб/год при производительности технологической линии 20000 м3 изделий в год и был получен за счет снижения расхода пенообразователя и цемента, а также за счет увеличения выпуска продукции первой категории качества, что позволяет отнести технологию получения пенобетонов на основе добавок наноразмера к ресурсосберегающей.

Выводы

1. Теоретически обоснована и экспериментально доказана эффективность стабилизации пены на протеиновой основе добавками наноразмера за счет образования пространственных комплексов, увеличивающих толщину пленки пены.

2. Экспериментально установлены границы концентраций используемых добавок наноразмеров, при которых устойчивость полученной пены возрастает до четырех раз, коэффициент стойкости пены в цементном тесте до 0,98, что позволяет использовать добавки-ускорители без ее разрушения.

3. Установлено, что в присутствии стабилизированной пены отсутствует осадка пенобетонной смеси. Это позволяет получить теплоизоляционные пенобетоны средней плотности D200 без осадки с пониженным коэффициентом теплопроводности 0,04 Вт/(м0С).

4.Экспериментально доказано, что применение добавок-ускорителей – фторид натрия NaF, хлорид натрия NaCl и комплексной добавки на их основе – позволяет значительно улучшить прочность при сжатии и растяжении при изгибе, морозостойкость, теплопроводность, усадку при высыхании, а также категорию качества получаемых изделий из неавтоклавного пенобетона средней плотности D400…D600 на основе стабилизированной пены. При этом в возрасте 28 суток, прочность на сжатие пенобетона средней плотности D400… D600 повышается до 50%, прочность на растяжение при изгибе более чем на 60%, морозостойкость возрастает до F35, количество выпускаемой продукции первой категории качества увеличивается на 23%; значение коэффициента теплопроводности снижается на один класс по средней плотности. Установлено, что значения физико-механических характеристик соответствуют нижней границе свойств автоклавных пенобетонов.

5. Установлены границы концентраций используемых добавок наноразмеров при которых обработка поверхности изделий из пенобетона средней плотности D400…600 приводит к росту твердости поверхности до 24% и росту количества получаемых изделий первой категории качества до 20% за счет улучшения геометрии пенобетонных изделий.

6.Экспериментально доказано, что в основе повышения категории качества неавтоклавных пенобетонных изделий при обработке их поверхности добавками наноразмера лежит увеличение твердости поверхности, связанное с взаимодействием составляющих каменного скелета с вводимыми частицами наноразмера из золей кремниевой кислоты и гидроксида железа (III).

7. Внедрение предложенной работы осуществлено на мини-заводах по производству неавтоклавного пенобетона в г. Старый Оскол, ООО «Пенобетонные технологи СОТИМ», и в г. Старая Русса, ООО «Декор-Строй», на территории которых выпущены опытные партии неавтоклавного пенобетона на основе стабилизированной пены, а также изделия с обработанной добавками наноразмера поверхностью. Акты испытаний приведены в диссертации. Новизна решений диссертации защищена 4 патентами РФ, материалы диссертации используются в учебном курсе для строительных специальностей; по материалам диссертации создан проект ТУ 5741-009-0115840-2010.

Публикации по теме диссертации

Издания по списку ВАК РФ

Статьи.

1. Елисеева Н.Н. Структурная механика тонкослойных композиций / П.Г. Комохов, А.М. Сычева, И.В. Степанова, Н.Н. Елисеева // Academia. Архитектура и строительство, № 1, 2010 г., С. 76-79.

2. Елисеева Н.Н. Неавтоклавный пенобетон на основе стабилизатора коллоидной природы / Известия ПГУПС, № 3, 2010 г., С. 226-238

3. Елисеева Н.Н. Повышение качества неавтоклавного пенобетона путем стабилизации пены /А.М. Сычева, Н.Н. Елисеева, С.А. Самборский //Бетон и железобетон, №5, 2010- С.13-15.

Книги.

4. Елисеева Н.Н. Нанодобавки в композициях из неорганических вяжущих/ А.М. Сычева, И.В. Степанова, Н.Н. Елисеева, Д.С. Старчуков, Д.В. Соловьев// Монография. Научно-практическое издание, СПб, ПГУПС, 2010 г., 80 с.

Патенты.

5. Патент Российской Федерации №2377207 «Комплексная добавка», от 27.12.2009.

6. Патент Российской Федерации №2393127 «Комплексная добавка для пенобетонной смеси», от 27. 06.2010.

7. Патент Российской Федерации №2381192 «Комплексная добавка для пенобетонной смеси», от 10. 02.2010.

8. Патент Российской Федерации №2400443 «Комплексная добавка» от 27.09.2010.

Статьи в других изданиях.

9. Елисеева Н.Н. Использование пенобетонных смесей для ликвидации свежих разливов нефти на грунтах / Е.И. Макарова, Н.Н. Елисеева // Материалы международной научно-практической конференции «Пенобетон-2007» (19-21 июня 2007)/ПГУПС, СПб, 2007 г., С. 162-165.

10. Елисеева Н.Н. Повышение качества пенобетонов добавками твердых фаз / А.М. Сычева, И.П. Филатов, Д.И. Дробышев, В.Н. Сурков, Н.Н. Елисеева // Сборник «Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах» по материалам XII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы, СПб, 2008 г., С. 286.

11. Елисеева Н.Н. Возможность управления поровой структурой пенобетона регулированием структуры пены. Новые исследования в материаловедении и экологии. Сб. научн. трудов. Вып. 8; СПб, 2008г., С. 58.

12. Елисеева Н.Н. История развития пенобетона в отечественном транспортном строительстве. Материалы XXIX конференции «Наука и техника: вопросы истории и теории», СПб.: СПб ИИЕТ РАН, 2008 г., С. 352-353.

13. Елисеева Н.Н. Воздействие 3d- катионов на активные центры поверхности цементных минералов / Л.Б. Сватовская, И.В. Степанова, Л.Г. Лукина, Н.Н. Елисеева //Периодический закон Д.И. Менделеева в современных трудах ученых транспортных вузов. Сб. научн. трудов. СПб, 2009г., С. 35-38.

14. Елисеева Н.Н. Получение и свойства модифицированной пены и пенобетона на ее основе / А.М.Сычева, С.А.Самборский, Н.Н.Елисеева // Сб. трудов III международной конференции «Популярное бетоноведение», СПб, 2009 г., С. 10-13.

15. Елисеева Н.Н. Влияние комплексной добавки, содержащей частицы нано- и наднаноразмера, на качество автоклавного пенобетона / А.М.Сычева, И.П.Филатов, Н.Н.Елисеева, Т.И.Бойкова // Журнал «Популярное бетоноведение» №1(27) 2009 г., С. 88-91.

16. Елисеева Н.Н. Стабилизация строительной пены золем ортокремневой кислоты / А.М.Сычева, Н.Н. Елисеева // Новые исследования в материаловедении и экологии. Сб. научн. трудов. Вып. 9; СПб, 2009г., С. 5-9.

17. Елисеева Н.Н. О стабилизации строительной пены с целью улучшения эксплуатационных характеристик неавтоклавного пенобетона. Матерiали IV мiжнародноi науково-технiчно конференцii «Композицiйнi матерiали», Кив 2009 г., С.50-51.

18. Eliseeva N.N. The chemical engineering of the sol-gel nonavtoclave foam concrete / L.B.Svatovskaya, A.M. Sychova, N.N. Eliseeva, T.I.Bojkova // 17 Internationale Baustofftagung, 23.-26. September 2009 F.A. Finger-Institut fur Baustoffkunde Bauhaus-Universitat Weimar Bundesrespublik Deutschland; Tagungsbericht, 2009, Band 2; s. 2-1203 – 2-1206

19. Елисеева Н.Н. Неавтоклавный пенобетон, модифицированный добавками наноразмера. Аннотации работ победителей конкурса грантов СПб 2009 года для студентов, аспирантов, молодых ученых и молодых кандидатов наук, СПб изд-во Политехнического университета, 2009г., С. 127

20. Елисеева Н.Н. Нанодобавки в композиционных материалах на неорганической основе. / И.В. Степанова, А.М. Сычева, Н.Н. Елисеева // труды VII международной научно-практической конференции “Trans-Mech-Art-Chem”М., МИИТ, 2010, с. 333-335



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.