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 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Ячеистый бетон для ограждающих изделий высотных зданий

-- [ Страница 2 ] --

Не­смотря на увеличивающиеся с каждым годом объемы производства строительных материалов, спрос по-прежнему превышает предложение, дефицит покрывается импортом, объем которого в несколько раз опережает рост отечественного производства, причем идет дальнейший рост импорта. Степень износа основных фондов промышленности строительных материалов достигает 60-70%, причем ежегодное выбытие их составляет около 2%, а ввод в действие новых - около 1%, что приводит к фактическому сокращению производствен­ных мощностей. Рост выполняемых строительных работ увеличил потребность в строительных мате­риалах и конструкциях. Однако, ассортимент отечественной продукции не удовлетворяет потребностям современного строительства. Имеющееся отставание об­условлено, главным образом, низким тех­ническим уровнем предприятий, износом парка технологического оборудования.

В Казахстане расширение производства и применение изделий из ячеистого бетона сдерживалось из-за неудовлетворительного товарного качества и низких эксплуатационных свойств. Негативно сказалось на развитии отрасли то, что многие строители не знали и не знают специфических свойств ячеис­того бетона и способов его правильного применения. Удорожание строительства, снижение эксплуатационных свойств ограждающих изделий высотных зданий связано со сложностью монтажа и недолговечностью теплоизоляционных плит.

В перспективе необходимо уделить самое пристальное внимание повышению качества и долговечности изделий из ячеистого бетона, совер­шенствованию технологии и расширению сырьевой базы за счет тщательного изучения его свойств. Начать целевую подготовку специалистов для отрасли по системе народного образования Казахстана. Построить ряд заводов ячеистого бетона нового поколения, взяв пример с Китая (к концу века построивших более 50 заводов ячеистого бетона нового поколения по лицензии фирмы «Сипорекс», Швеция), климатические условия которого схожи с условиями Казахстана.

На долговечность строительных материалов (отечественных и зарубежных) влияют не только качество изготовления, но и климатические условия местности строительства. Климат Казахстана характеризуется как резко континентальный, температура и влажность окружающей среды имеет большую амплитуду и меняется в течение дня несколько раз.

Имеют место колебания температуры в течение суток в районе Алматы – 260С, в районе Уральска – 190С, а на Юге Казахстана температура на поверхности достигает в незатененных местах + 60 + 700С.

Средняя относительная влажность воздуха также значительно меняется в течение суток (таблица 1).

Таблица 1 – Средняя относительная влажность воздуха самого жаркого месяца

Город Относительная влажность воздуха, %
в 7 ч в 13 ч
Астана 55 35
Алматы 49 28
Уральск 85 73
Шымкент 30-50 15

Меняющаяся влажность окружающего воздуха в течение суток вызывает многократное повторение влажностных деформаций, вызванных действием капиллярных сил.

Напряжения, возникающие в бетоне под действием капиллярных сил, вызывают необратимые изменения в структуре поверхностного слоя, приводящие, в конечном счете, к его локальному разрушению - появлению и развитию трещин.

Величина стесненной усадки, вызванная действием капиллярных сил по теории А. Е. Шейкина, описывается уравнением

, (1)

где: - коэффициент поверхностного натяжения;

- отношение площади смоченных пор ко всей площади элемента;

- радиус капилляров, в которых образуются мениски при относительной влажности воздуха ;

- модуль упругости (при всестороннем сжатии);

- градиент влагосодержания между внутренними и поверхностными слоями.

В ячеистых бетонах механизм влагопереноса в значительной степени определяется микропористой структурой межпоровой перегородки. Равновесное влагосодержание по теории А. Е. Шейкина при 100% относительной влажнос­ти окружающей среды в ячеистом бетоне будет характеризоваться количеством пор, размером менее 1000. Микропористая структура бу­дет также обуславливать возможность развития значительных градиен­тов влагосодержания в ячеистом бетоне.

Изменение строения порового пространства ячеистого бетона оказывает существенное влия­ние на трещиностойкость и долговечность изделий при эксплуатации на воздухе в условиях переменной влажности. Возникающие в поверх­ностном слое напряжения под действием капиллярных сил отражаются на прочности, уменьшая ее (таблица 2).

Таким образом, одной из причин разрушения ячеистого бетона в процессе эксплуатации на территории Казахстана является действие капиллярной усадки в результате становления гигрометрического равновесия влажного материала с окружающей средой.

Таблица 2 – Влияние изменяющейся влажности воздуха на прочность бетона

Влажность воздуха, % 100 50 90 50 90 50
Относительная прочность при изгибе, % 100 75 80 70 78 65
Время выдерживания, ч 0 6 26 31 48 51

Определение пористости пенобетона и газобетона показало, что доля пор до 1000 (определяли сорбционным методом) также на 0,04, 0,032 и 0,048 см3/г выше у газобетона. Увеличение доли микропор в газобетоне возрастает также с увеличением плотности по сравнению пенобетоном. Распределение пор в области от 1,5 до 300 мкм было проведено на пенобетоне и газобетоне плотностью 700 кг/м3. Полученные данные указывают на различие дифференциальных кривых (см. рисунок 1), у газобетона более крупнопористая структура в данном диапазоне пор, чем у пенобетона. Характерным является увеличение количества пор в области 1,5; 2,5; 5,0; 100,0 мкм и соответствующие пики в данных областях. А у пенобетона слабые пики в диапазоне пор 5,0 и 100,0 мкм. Отличие пиков дифференциальных кривых у пенобетона и газобетона свидетельствует о том, что водопоглощение у пенобетона меньше.

Исследования пористой структуры ячеистого бетона, (газобетона и пенобетона) показали, что он обладает сильноразвитой микропористой структурой. В свою очередь микропористость изменяется в сторону общего увели­чения при повышении плотности. Одной из главных причин разрушения ячеистого бетона в процессе эксплуатации является действие капиллярной усадки, так как морозостойкость ячеистых бетонов весьма высока.

Установлено, что ограждающие конструкции из материалов одинакового качества не могут иметь в различных климатических paйонах Казахстана одинаковую стойкость. В зависимости от длительности зимнего периода, влажности и температуры воздуха, частоты колебаний и другие факторы, а также стойкость материала будут различными. Заводы ячеистого бетона должны проводить испытания на стойкость, исходя из климатических особенностей региона, а в технологии для снижения влияния капиллярной усадки должны придерживаться наших рекомендаций (раздел 6).

1 – газобетон; 2 – пенобетон

Рисунок 1 – Распределение пор в ячеистом бетоне D 700

Второй раздел посвящен исследованию сырья и его влиянию на качество ячеистых бетонов.

В современной строительной практике производства изделий и конструкций из ячеистых бетонов в Казахстане, России и Белоруссии все больше используются зарубежные технологии и отдель­ное оборудование. Самой известной в Казахстане является техно­логия и оборудование Германской фирмы «Маза-Хенке» и технологии Китая. Требования же к химическому и минералогическому составу сырья у них различное.

В ячеистых бетонах «Маза-Хенке» Германия рекомендует пользоваться стандартным портландцементом, причем свободного СаО должно быть менее 1,5%, сульфатов менее 3,0%, тонкость помола 3000-4000 см2/г.

Фирмы Китая акцентируют, что в составе цемента содержание С3А должно быть в пределах 7-10%, алюмоферитов менее 10%, а содержание С3S более 50%, тонкость помола 3000-4500 см2/г. Таким образом, в нормах «Маза-Хенке» содержание трехкальциевого алюмината (С3А) в цементе не указывается, а в нормах Китая – завышено на 1-4%. Исследования показали, что содержание С3А более 6,0 % приводит к снижению прочности, морозостойкости и действию попеременного увлажнения и высушивания. Также известно, что с повышением температуры тепловлажностной обработки у гидратированного С3А падает прочность, за счет образования ослабленных соединений гидроалюминатов кальция, что отмечено в трудах Ю. М. Бутта, А. Т. Баранова и К. К. Куатбаева.

Требования по дисперсности цемента являются общими и предпочтительно применять клинкерный цемент, т. е. без минеральных добавок. В ячеистых бетонах при использовании бездобавочного портланд-цемента, в заводских условиях, проще установить наиболее выгодный состав смеси из цемента и кремнеземистого компонента и этот состав стабилизировать. Цементные заводы при корректировке смеси цемента в качестве активных минеральных добавок ис­пользуют различные породы в виде трепела, опоки и другие, пред­ставляющие собой богатые аморфным кремнеземом породы, и эти цементы считаются бездобавочными.

Наши исследования при испытании прочности автоклавного ячеистого бетона, изготов­ленного из смесей цемента с активной минеральной добавкой (трепе­лом), показали, что это приводит к резкому снижению прочностных показателей на 10-30 %. Доказано, что существенное снижение прочности бетона с добавкой трепела происходит за счет возрастания внутренних напряжений в процессе автоклавной обработки, так как аморфный кремнезем (трепел) по сравнению с кристаллическим (песок) обладает большей поверхностной энергией, что приводит к росту числа кристаллических контактов и повышению дефектности структуры, а кристаллизационное давление увеличивается с повышением вяжущего в коллоиде и возрастает по мере завершения процессов гидратации, что хорошо согласуется с теоретическими определениями П. И. Боженова и П. А. Ребиндера. Увеличение плотности ячеистого бетона, при прочих равных условиях, приводит к росту внутренних напряжений. В неавтоклавном ячеистом бетоне добавка активной минеральной добавки трепела вызывает незначительные внутренние напряжения.

Обращает особое внимание тот факт, что активная минеральная добавка, вызывая рост внутренних напряжений, не изменяет своего качественного и количественного характера новообразований. Термограммы и рентгенограммы сходны между собой.

Открывшиеся закономерности требуют повышенного внимания со стороны производителей ячеистого бетона к бездобавочным цементам с применением в них активной минеральной добавки в виде трепела.

Причем, режимы автоклавной обработки. влияющие на величины внутренних напряжений, рекомендованные фирмой «Маза-Хенке» и Китая, более жесткие: давление 1,3 МПа, температура 1930С, по сравнению с нашим режимом: давление 0,8 МПа, и температура 174,50С, время ТВО одинаковый – 12 ч. То есть, в случае применения бездобавочных цементов, содержащих трепел, или в виде кремнеземистого компонента применить трепел, то в процессе автоклавной обработки внутренние напряжения могут привести к преждевременному выходу из строя таких изделий и конструкций. Анализ заводского производства ячеистого бетона показал, что на качество и долговечность ячеистого бетона существенное влияние оказывает известь (см. таблица 3).

Таблица 3 – Химический состав извести

Производитель Содержание оксидов, мас. %
СаО SiO2 MgO AI2O3 SO3 Время гашения, мин
Маза-Хенке 85,0 <5,0 <2,0 <2,5 <3,0 8-15
Китай 85,0 - 2,0 - <3,0 6-15
Павлодар 82,2 0,1 1,5 1,16 0,32 5-15
Сас-Тюбе 70,1 2,6 0,3 1,1 0,02 5-10

Требования к извести высоки, однако отсутствует показатель "пережога", существенно влияющий на эксплуатационную стойкость. Наличие "пережога" в извести должно быть не более 2%, наличие большого количества «пережога» приводит к появлению трещин в изделиях. Иногда качество извести оценивают по количеству непогасившихся зерен или частиц. Это не одно и тоже, что мы именуем «пережог», хотя именно в непогасившихся частицах и находился «пережог» в скрытом виде, а эта часть самая опасная, и ее надо определять в чистом виде. Также нами установлено, что наряду с низкой морозостойкостью, изделия на основе извести имеют повышенную карбонизационную усадку и низкую атмосферостойкость, в связи с чем производство яче­истого бетона на основе известково-цементного вяжущего имеет пре­имущество как перед производством на извести-кипелке, так и на цементе. Поэтому на заводах Казахстана по производству ячеистых бетонов необходимо использовать технологию на «смешанном» известково-цементном вяжущем.

За рубежом в производстве ячеистого бетона широко используют золы. Однако анализ исследований по золам Экибастузского региона показал, что имеются прямо противоположные суждения о возможности исполь­зования ее в ячеистых бетонах. Наши исследования золы-уноса от сжигания угля Экибастуза показали, что химический состав соответствует требованиям, предъявляемым к золам в Германии (фирма «Маза-Хенке») и Венгрии (см. таблица 4).

Таблица 4 – Химический состав золы-уноса

Страна Содержание оксидов, %
SiO2 AI2O3 Fe2O3 CaO п.п.п
Казахстан 59,2 26,5 6,22 3,7 2,25
Германия Маза-Хенке 50,0 10-30 10,0 5,0 5,0
Венгрия 40,0 35,0 18,0 10,0 5,0


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 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.