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:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Ячеистый бетон для ограждающих изделий высотных зданий

-- [ Страница 1 ] --

УДК 666.973.6.017 На правах рукописи

Ахметов Данияр Акбулатович

Ячеистый бетон для ограждающих изделий высотных зданий

05.23.05 – Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Республика Казахстан

Алматы, 2010

Работа выполнена в Казахской академии транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева

Научные консультанты: доктор технических наук,

профессор Кулибаев А.А.

доктор технических наук,

профессор Бисенов К.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Шинтемиров К.С.

доктор технических наук,

Югай В.А.

доктор технических наук,

профессор Самигов Н.А.

Ведущая организация: Южно-Казахстанский государственный

университет им. М. Ауезова

Защита состоится «1» июля 2010 г. в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 14.03.01 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук в Научно-исследовательском и проектном институте строительных материалов (ТОО «НИИСТРОМПРОЕКТ») по адресу: 050057, г. Алматы, ул. В. Радостовца, 152/6, к. 306.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Научно-исследовательского и проектного института строительных материалов (ТОО «НИИСТРОМПРОЕКТ») по адресу: 050057, г. Алматы, ул. Радостовца, 152/6.

Автореферат разослан « ___ » мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н. А. Куатбаев

ВВЕДЕНИЕ

Общая характеристика диссертации. В Казахстане принята Государственная программа развития промышленности строительных материалов и конструкций на 2005-2014 годы. Сформирован первый отечественный кластер, сох­ранена действующая нормативная база бывшего союза. В связи с интенсивным строительством высотных многофункциональных зданий нового поколения разработан СНиП РК. Значительный рост высотного строительства резко увеличил потребность в материалах и конструкциях. Однако, несмотря на увеличивающиеся с каждым годом объемы производства, спрос по-прежнему превышает предложения. Образовавшийся дефицит покрывается импортом.

В связи с этим в Республике остро стоит вопрос об организации импортозамещающих производств строительных материалов на собственной минерально-сырьевой базе.

Наиболее эффективными материалами для этих целей ученые и производствен­ники многих стран мира считают ячеистые бетоны отличающиеся рядом уникаль­ных свойств. Легкий, теплый и хорошо обрабатываемый ячеистый бетон может способствовать решению строительной проблемы страны, так как из кубометра минерального сырья, за счет вовлечения воздуха, можно получить до 3-4 кубометров высоко-эффективных изделий и конструкций.

Актуальность темы исследования. В современной мировой строительной практике идет динамичный рост производства ячеистого бетона, большую часть которого составляют ограждающие изделия в общем объеме зданий, занимающих 45-60 %.

Проблемой современного строительства высотных зданий является общее удорожание строительства и неудовлетворительные эксплуатационные характеристики многослойных ограждающих изделий: это большой вес и неоднородность изделий по плотности, прочности и теплопроводности, сложность и ненадежность крепления теплоизоляционного слоя, который отличается легкой сгораемостью и недолговечностью.

Кроме того, происходит высокая воздухопроницаемость многослойных стен при ветровой нагрузке из-за зазоров и трещин между изделиями в результате больших отклонении предельных размеров изделий, их усадкой и несплошностями, образованных растворной кладкой, а также зазоры в местах крепления теплоизоляционного слоя к изделию и между плитами наружного защитного слоя.

В связи с высотным строительством во всем мире, в том числе в Казахстане, весьма актуально решение проблемы ограждающих изделий, отвечающих современным возросшим требованиям по теплозащите, пожаробезопасности, санитарным нормам, надежности в эксплуатации и долговечности, нашедшие отражение в технических регламентах, ГОСТ, СНиП и в принятой европейским союзом дирек­тиве по строительным материалам и изделиям.

Это один из важнейших критериев при оценке пригодности высотных зданий к эксплуатации. Ячеистый бетон не горит и не поддерживает горение, не содержит горючих компонентов, при горении не выделяет токсичных веществ, обладает высокими теплоизолирующими качествами, в том числе в условиях пожара сохраняет в течение длительного времени целостность и несущую способность. Материал обладает также высокой теплоаккумулирующей способностью, коэффициент экологичности равен 2, для сравнения у дерева I, керамического кирпича 10, содержание естественных радионуклидов в 10 раз ниже нормы и соответствует самым строгим санитарно-гигиеническим требованиям. Весьма эффективен ячеистый бетон, применяемый в высотных зданиях в сейсмических районах Китая, Японии и Мексики, за счет эффекта пропор­ционального снижения веса зданий в несколько раз и сейсмической нагрузки на фундамент и грунт.

Несмотря на видимые преимущества, имеются нерешенные проблемы. Так, ограничено применение неавтоклавных ячеистых бетонов из-за повышенной послетепловлажностной обработки влажности и усадки изделий, большого расхода цемента. У пенобетонов существенный разброс свойств по плотности и прочности, осадка пенобетонной массы, значительная седиментация твердых составляющих бетона. Одной из важных проблем ограждающих изделий из ячеистых бетонов является повышение прочностных характеристик на изгиб. Актуальным остается вопрос более широкого использования промышленных отходов и некондиционного сырья. Одной из важнейших задач современного высотного строительства является сокращение энергозатрат и энергосбережение с повышением прочностных показателей и долговечности ограждающих изделий и конструкций плотностью 500 кг/м3 и перевод их в разряд конструкционно-теплоизоляционных. Актуальным является решение ряда технологических проблем заводского производства газобетонных изделий и конструкций заданной прочности, плотности и долго­вечности, связанных с совершенствованием пооперационного контроля технологических операций.

Огромные капиталовложения в высотное строительство требуют создание высококачественных и долговечных изделий и конструкций. В противном случае, считает проф. Б. А. Крылов, следующее поколение будет большую часть ресурсов расходовать на преждевременный демонтаж и ремонт зданий, доставшихся им в наследство от нашего поколения, таким образом, мы оставим для них тяжелый груз проблем, если сейчас не решим вопрос качества и долговечности изделий и конструкций. В данное время дефицит строительных материалов привел к тому, что в дело идут материалы низкого качества и долговечности, причем как отечественные, так и импортные.

Цель работы совершенствование управления технологическими процес­сами, целенап­равленное влияние на получение бетона с комплексом заданных строительно-техничес­ких свойств и долговечностью, для чего необходимо:

- изучить влияние различного минерального сырья, добавок различного назначения, технологических факторов, структуры межпоровой перегородки и развитой микро- и макропористой структуры на физико-технические свойства и долго­вечность ячеистого бетона;

- разработать теоретические предпосылки и получить практические результаты по производству качественных и долговечных ячеистых бетонов;

- установить влияние климата Казахстана на дол­говечность ограждающих изделий из ячеистого бетона и методы их прогнози­рования.

Научная новизна работы. На основе анализа теорий и гипотез прочности и долговечности исскусственных конгломератов и капиллярно-пористых систем, используя современные методы физико-химических и натурных исследований, разработаны теоретические предпосылки и получены практические результаты по производству качественных и долговечных ячеистых бетонов для ограждающих изделий высотных зданий.

При этом:

- теоретически обосновано и экспериментально доказано преимущест-венное влияние периодически меняющейся влажности окружающей среды, на снижение физико-технических свойств и долговечность, причем степень этого влияния напрямую зависит от качественного и количественного соотношения микро- и макропор ячеистого бетона;

- установлено, что долговечность ограждающих изделий из газобетона и пенобетона автоклавного и неавтоклавного твердения зависит от климатических условий эксплуатации;

- экспериментально получена количественная оценка возникающих внутренних напряжений в ячеистых бетонах разной плотности автоклавного и неавтоклавного твердения при добавлении в состав бетона аморфных кремнеземистых компонентов, и разработаны технологические рекомендации, снижающие это влияние на долговечность изделий из ячеистых бетонов;

- установлено, что волластонит (метасиликат кальция) устойчив в щелочной среде и повышенных температурах насыщенного пара при автоклавной обработке и не теряет своих армирующих свойств, существенно повышая прочность на изгиб ячеис­тых бетонов;

- установлено, что разработанная технология ячеистого бетона плотностью D 500 и классом по прочности В3,5, по своим техническим характеристикам соответствует конструкционно-теплоизоляционным бетонам;

- развито новое направление в производстве эффективных видов ячеистого бет­она неавтоклавного твердения, на основе использования серы и золы-унос Экибастуза, обладающих низкой усадкой, влажностью, и теплопроводностью за счет высокой активности кислой золы-унос при ее известковой активации и упрочнения межпоровой перегородки расплавленной серой;

- установлено, что республиканские нормы, предъявляемые к сырью, выше, чем требования ряда зарубежных фирм по химико-минералогическому составу и добавкам, влияющим на качество и долговечность ячеистых бетонов;

- установлено, что качество ячеистых бетонов во многом зависит от однородной по составу извести, сроков хранения и транспортирования, сроки гашения должны находиться в пределах 10-15 мин, позволяющие исключить импортные замедляющие добавки;

- установлено, что качественные показатели однородности по прочности и плотности пенобетонов повышаются, а осадки пенобетонной смеси и седиментационные процессы существенно снижаются при организации одномодального распределения сферической формы макропор, равномерно распределенных по телу бетона.

- установлено, что качество и долговечность автоклавного газобетона, производимого по резательной технологии, зависит от оптимизации состава бетона на смешанном вяжущем, порового пространства и прочности межпоровой перегородки, в результате повышения устойчивости газобетонной смеси к просадке, расслоению и резательным усилиям и преобладанию в продуктах гидратации низкоосновных гидросиликатов кальция.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

  • результаты исследований теории и практики формирования прочности и стойкости ячеистых бетонов;
  • результаты исследований влияния видов сырья (природных, промышленных отходов и некондиционных) и технологии производства на физико-технические и эксплуатационные свойства ячеистых бетонов - газобетонов и пенобетонов автоклавного и неавтоклавного твердения;
  • результаты исследований полученного ячеистого бетона с повышенными физико-техническими и деформативными свойствами с использованием отходов нефтепереработки;
  • результаты совершенствования технологии и свойств неавтоклавного яче­истого бетона (газобетона и пенобетона) пониженной плотности с исполь­зованием золы-уноса и барханного песка;
  • результаты исследования газобетонов и пенобетонов с использованием в качестве кремнеземи­стого компонента метасиликатов кальция (природного волластонита), обес­печивающих высокие прочности на растяжение при изгибе и эксплуатацион­ную стойкость;
  • результаты теоретического обоснования и совершенствования технологии и свойств пенобетона, с решением проблемы стабилизации плотности и прочности, осадки пенобетонной смеси и снижения седиментации твердых составляющих бетона;
  • результаты по заводскому совершенствованию технологии повышения качества и долговечности газобетонных ограждающих изделий высотных зданий.

Апробация практических результатов. Для высотных зданий разработана резательная технология конструкционно-теплоизоляционного автоклавного газобетона, маркой бетона по средней плотности D500, классом по прочности на сжатие В3,5; средней прочностью 4,5 МПа, коэффициентом теплопроводности =0,12 Вт/(м0С) в сухом состоянии, маркой по морозостойкости F75, на смешанном известково-цементном вяжущем.

На ТОО «АиЗа» г. Шымкента внедрены результаты научно-исследовательских и технологических работ по пуску и эксплуатации линии газобетонных блоков автоклавного твердения по резательной технологии. Выпущены газобетонные стеновые блоки 1800м3, плотностью D600 кг/м3, класс по прочности на сжатие В2, марка по морозостойкости F35.

Совместно с ГУП «НИИМосстрой» разработаны теплоизоляционные ячеистые бетоны плотностью D 400-450 кг/м3 с коэффициентом теплопроводности = 0,09 Вт/м°С, стеновые блоки и перегородочные плиты с плотностью D 600 ± 20 кг/м3, прочностью на сжатие класса В 3.0, маркой по морозостойкости F50 и с коэффициентом теплопроводности =0,13 Вт/м°С согласно требованиям ГОСТ и требованиям новых норм теплосопротивления ограждающих конструкции. Результаты исследований были использованы при разработке технологии на Лискинском заводе ячеистого бетона (г. Лиски Воронежской области) и Ступинском заводе ячеистого бетона (Московская область). Только по объектам г. Москвы за счет применения разработанных однослойных ячеистобетонных изделий вместо трехслойных прибыль может составить 52,5 млн. руб. (257,25 млн. тенге).

Совместно с лабораторией ячеистых бетонов ГУП НИИЖБ им. А. А. Гвоздева г. Москвы разработаны составы и технология пенобетонов с низкими усадочными и седиментационными свойствами и улучшенными реологическими свойствами бетонной смеси. На Ступинском заводе ячеистого бетона выпущено 1500 м3 ячеистобетонных блоков.

Результаты исследований внедрены компанией ЗАО «LUXTON» в
строительство и реконструкцию жилых домов в Центральном административном округе г. Москвы и ряде поселков Московской области.

Практическая значимость работы. Результаты диссертационной работы отражены в монографии «Ячеистые бетоны» (Алматы: ылым, 2008. 384 с.) и используются ИТР заводов ячеистого бетона г. Астаны, ТОО «Альянс МТС» и «Экотон плюс», а также включены в программы учебных дисциплин «Строительные материалы», «Технология стеновых материалов», «Технология бетонных и железобетонных изделий», «Автоклавные материалы» для студентов и магистрантов специальности 050730 - «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Получено два патента Республики Узбекистан: №1АР20090359 и №АР20090360 от 16.02.2010г.

Основные результаты докладывались и обсуждались на: научно-практической конференции «Строительные материалы XXI века», ЗАО НИИстромпроект (Алматы, 2001 г.); международной научно-практической конференции «Инженерная наука на рубеже XXI века». Труды Национальной инженерной академии Республики Казахстан (Алматы, 2001 г.); международной научно-практической конференции «Проблемы химической технологии неорганических, органических, силикатных и строи­тельных материалов и подготовки инженерных кадров». Труды ЮКГУ им. М. Ауезова. (Шымкент, 2002 г.); международной научно-практической конференции «Проблемы естественно-технических наук на современном этапе». Труды Министерства образования и науки Кыргызской Республики и Кыргызского государственного университета, транспорта и архитектуры (Бишкек, 2002 г.); международной научно-практической конференции, посвященной 60-летнему юбилею Южно-Казахстанского государственного университета им. М. Ауезова (Шымкент, 2003 г.); заседании Ученого Совета ГУП «НИИ Мосстроя» протокол № 13 от 18.11.2004 г. (Москва, Россия); Третьей международной конференции «Транспорт Евразии: взгляд в ХХI век», КазАТК (Алматы, 2004 г.); II Всероссийской Международной конференции по бетону и железобетону (Москва 5-9 сентября 2005 г.); Международной научно-практической конференции ТОО «НИИстромпроект». Эффективные модифицированные строительные материалы (Алматы, 2006 г.); Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию КазАТК им. М. Тынышпаева (Алматы, 2006 г.); Международной научно-практической конференции «Индустриально-инновационное развитие – основа устойчивой экономики Казахстана. ЮКГУ им. М. Ауезова (Шымкент, 2006 г.); Международной научно-практической конференции «Теория и практика эффективных строительных материалов», посвященная 75-летию академика НИА РК К. К. Куатбаева. ТОО НИИстромпроект (Алматы, 19.10.06г.); в докладах Национальной академии наук РК (Алматы, 2007 г., № 3); Международной научно-технической конференции по химической технологии (посвященной 100-летию со дня рождения академика Н. М. Жаворонкова) (Ташкент, сентябрь, 2007 г.); заседании Ученого совета ГУП «НИИМостроя» протокол № 16 от 01.11.2007 (Москва, Россия); Международной научно-технической конференции «Теплоизоляционные строительные материалы: состояние и развитие». МВ и ССО Республики Узбекистан, ТАСИ, СГАСИ (Ташкент-Самарканд. Ноябрь, 2007 г.); Международной научно-практической конференции «Химия в строительных материалах и материаловедение в ХХІ веке» МО и НРК, ЮКГУ им. М. Ауезова (16-17 октября 2008 г. Шымкент); Международной научно-технической конференции «Архитектура и строительство Казахстана в новом тысячелетии» МО и НРК КазНТУ им. К. И. Сатпаева (Алматы, 7-8 ноября 2008 г.).

Публикации: По теме диссертации опубликовано 39 статей из них 13 индивидуальных, 5 публикаций в зарубежных научных изданиях и 1 монография. 28 работ опубликовано в изданиях, рекомендованных Комитетом по контролю в сфере образования и науки МОН РК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов и приложений, содержит 269 печатных страниц, 50 рисунков и 51 таблицу. Список использованных источников включает 307 наименований.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

В первом разделе дан анализ современного состояния и перспектив развития производства ячеистых бетонов в Казахстане.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 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.