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 5 ] --

Водотвердое отношение В/Т =0,52; С=1,2; Тводы=60-65°С; Тсмеси=40-450С; температура в камере вызревания 65-70°С; Динамика роста пластической прочности: первый час - 0,005, второй - 0,015 и третий - 0,02 МПа, пластическая прочность перед резкой массива на изделия 0,04- 0,05 МПа (рисунок 4). Режим автоклавной обработки 2+8+2 ч; давление - 1,3 МПа; температура - 193°С. Марка бетона по средней плотности D500, классом по прочности на сжатие В3,5; средней прочностью 4,5 МПа, коэффициентом теплопроводности =0,12 Вт/(м·0С) в сухом состоянии, маркой по морозостойкости F75, на смешанном известково-цементном вяжущем с преобладанием в продуктах гидратации низкоосновных гидросиликатов кальция типа CSH (B) и тоберморита.

Установленные оптимальные технологические параметры изготовления значительно повы­шают качество и снижают заводской брак за счет увеличения устойчивости ячеистобетонного массива просадке, расслоению и резательным усилиям при переворачивании формы со смесью на ребро и резки массива на изделия. Грани среза массива ровные, предельные допуски составляют ±1–±1,5 мм/м, увеличиваются однородность ячеистого бетона по плотности и прочности, что ведет к снижению общего веса высотных зданий, сохранению тепла, повышению воздухонепроницаемости стен, позволяет вести кладку на клею.

1 – плотность 700; 2 – 500 кг/м3

Рисунок 4 – Кинетика нарастания пластической прочности

Наряду с газобетонами в современном строительстве стали широко использовать и пенобетонные изделия. Современное развитие производства пенобетонов объясняется тем, что конечные свойства материала значительно меньше зависят от воздействий внешних факторов по сравнению с газобетонами. Пористая структура полностью формируется в очень короткий отрезок времени в условиях интенсивных динамических воздействий. Поэтому температура окружающей среды, точность дозировки компонентов, в том числе строгое выдерживание водотвердого отношения, постоян­ство свойств вяжущего и кремнеземистого заполнителей не оказывают в этом случае такого огромного влияния на свойства материала, как на газобетон.

Более того, главный показатель ячеистого бетона - средняя плотность -легко корректируется непосредственно в ходе технологического процесса, что очень важно при изготовлении ячеистых бетонов на малых предприятиях или на строительной площадке.

В 40-50-х гг. преимущество было отдано газобетонам, так как пенобетонам были присущи ряд недостатков, трудно разрешимых в то время, а именно: отсутствовали стабильные и устойчивые пенообразователи, в изде­лиях происходила поверхностная осадка смеси из-за седиментационных процес­сов, в нижней части изделий образовывалась уплотненная корка, которая отслаивалась в процессе эксплуатации приводя в негодность все изделие (рисунок 5).

  Стеновые панели из-10

Рисунок 5 – Стеновые панели из газо- (1) и пенобетона (2)

Из рисунка 5 видно, что панели из газобетона - 1 со временем практически не подверглись разрушению, в то время как панели из пенобетона - 2 требуют капитального ремонта или полной замены самих панелей. Причем отслаивается именно придонная уплотненная корка, обнажая арматуру.

Нами установлено, что именно образование уплотненной придонной корки в пенобетонах (в результате седиментационных процессов) и ее скорое отслоение в эксплуатационных условиях происходит преимущест­венно в результате значительной знакопеременной стесненной усадки, согласно теории профессора А. Е. Шейкина, так как доля микропор до 1000 у уплотненной корки достигает величины 0,410-0,418 см3/гр. по сравнению с телом пенобетона, равного 0,296-0,310 см3/гр.

Седиментационные процессы в ранних пенобетонах объясняются, на наш взгляд, тем, что в сороковых годах прошлого века пенобетоны производили по известной традиционной технологии - когда в первой емкости готовили пену с вращением 200-250 оборотов в минуту, а во второй раствор с вращением 70-90 оборотов в минуту, далее приготовленная пена поступала в емкость с растворной смесью и перемешивалась до равномерного распре­деления во всем объеме растворной смеси. Поэтому структура макропор в ран­них пенобетонах и неоднородна состоит из неустойчивых пузырь­ков пены различных по геометрическому очертанию, с различной толщиной межпоровой перегородки и неравномерно распределенной по телу бетона.

А. Т. Баранов и К. И. Бахтияров развивая гипотезу о влиянии на прочность ячеистых бетонов «врожденных дефектов сферических макропор» и «приобретен­ных» дефектов пришли к выводу о том, что для получения прочных и стойких ячеистых бетонов необходимо обеспечить их сферическими порами одинаково­го диаметра, то есть с одномодальным распределением пор.

Наши исследования и практика подтверждают теоретические выводы А. Т. Ба­ранова и К. И. Бахтиярова о том, что при производстве ячеистого бетона необ­ходимо создать условия для свободного формирования макропористой струк­туры с одномодальным распределением пор сферической формы и равномерно распределенной по телу бетона, что позволяет более устойчиво удерживать на поверхности пор твердые составляющие ячеистого бетона и таким обра­зом предотвращать осадку ячеистобетонной смеси и существенно снижать cедиментационные процессы. Установлено, что одномодальное распределение пор хорошо обеспечивается и в заводских условиях по сравнению с «гексагональной», «кубической» и прочей упаковкой пор.

Оптимизируя заводские технологические параметры и используя современн­ые пенообразователи, бетоносмесительные установки и пеногогераторы, мы получили пенобетон плотностью 400-600 кг/м3, с макропорами сферической формы с одномодальным распределением пор и равномерно распределенными по телу бе­тона и высокими физико-техническими свойствами и долговечностью.

Установлено, что для снижения влияния капиллярной усадки на стойкость ячеистого бетона необходимо: снижение плотности, начальной влажности и водотвердого отношения, исключение из составов высокодисперс­ных добавок с высокой водопотребностью, подбор вида вяжущего оптимиза­ция режима тепловой обработки, применение поверхностно-активных веществ (ПАВ) и гидроизоляционных покрытий, объемная и поверхностная гидрофобизация.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  1. Комплексными исследованиями установлено, что условиями повышения эффективности применения ограждающих изделий из ячеистого бетона в высотных зданиях является: бетоны с плотностью D 500, 600, 700; В2,5; 3,5; 5,0; =0,12, 0,13 и 0,15 Вт/мК, соответственно с использованием структурообразующих и стабилизирующих добавок ТНФ+ТЭА, повышающих качество макропористой структуры и максимальной прочностью межпоровых перегородок, состоящих преимущественно из низкоосновных гидросиликатов кальция.
  2. Установлено, что присутствие в цементах или в составе ячеистого бетона аморфного кремнезема типа трепела увеличивает внутренние напряжения, а повышенное содержание С3А снижает прочность межпоровой перегородки при автоклавной обработке, образуя ослабленные соединения гидроалюминатов кальция, что подтверждается исследованиями Ю. М. Бутта и К. К. Куатбаева, «пережог» в процессе эксплуатации гасится, за счет сорбции влаги из окружающей среды, что, в конечном счете, приводит к снижению свойств и долговечности.
  3. Для определения достоверной долговечности ячеистых бетонов одной морозостойкости по ГОСТ 12852.4 недостаточно, необходимо учитывать климатические особенности района эксплуатации с учетом факторов наиболее агрессивных из них. На Востоке, Западе, Севере и Центральной части Казахстана наиболее агрессивным является влияние периодически меняющейся влажности среды и стойкость необходимо определять: морозостойкостью и трещиностойкостью ячеистого бетона при изменении влажности воздуха, на Юге эти циклические действия высоких температур и стойкость необходимо определять: морозостойкостью и стойкостью ячеистого бетона к цикловым температурно-влажностным воздействиям согласно «Руководству по методам испытания стойкости ячеистых бетонов» М.
    НИИЖБ, 1975, П.2; 4; 9.
  4. Качество ячеистых бетонов во многом зависит от извести, которая должна быть однородной по составу, меньше хранится и транспор-тируется, сроки гашения должны находиться в пределах 10-15 мин, позволяющие исключить импортные замедляющие добавки. Ячеистые бетоны на известковом вяжущем обладают меньшей карбонизационной стойкостью и долговечностью. Экономично и целесообразно использовать технологию производства на «смешанном» вяжущем, известково-цементном или цементно-известковом, что значительно повышает физико-механические свойства и долговечность ячеистых бетонов.
  5. На основе анализа научно-обоснованных положений теорий и гипотез о роли минерального состава межпоровых перегородок, состоящих из устойчивых низкоосновных гидросиликатов кальция типа CSH (B) и оптимальной структуры порового пространства, организованных из одномодальных пор сферической формы, равномерно распределенных по телу бетона, разработана технология производства ограждающих изделий из ячеистого бетона, сохраняющего физико-механические и теплотехнические характеристики в процессе длительной эксплуатации.
  6. Технология неавтоклавного ячеистого бетона на основе использования серы и золы – унос Экибастуза позволила выдвинуть новое направление в производстве эффективных видов ячеистого бетона, обладающих комплексом таких важных свойств, как низкая усадка, 1,5 мм/м влажность сорбционная, прочность при плотности 700, класса В2. Долговечность неавтоклавного газозолобетона обусловлена качеством пористой структуры и упрочненной межпоровой перегородки за счет кристаллизации расплавленной серы и высокой активности кислой золы-унос.
  7. Установлено, что кристаллы волластонита устойчивы в щелочной среде и в условиях насыщенного пара и высокой температуры при автоклавной обработке без потерь армирующих свойств, так как на поверхностях кристаллов волластонита нарастает слой гидратных новообразований низкоосновных гидросиликатов кальция, а сами кристаллы волластонита играют роль арматуры. Четырехпроцентная добавка волластонита, от массы вяжущего, при автоклавной обработке приводит к увеличению прочности на изгиб, при плотности D 700 на 52,2 % и может служить хорошей заменой асбесту в ячеистых бетонах.
  8. В неавтоклавных ячеистых бетонах добавка волластонита в бетонную смесь увеличивает прочность на изгиб, при плотности D 700 кг/м3 на 25,0%. В НЯБ целесообразно применение цементов с добавками волластонита, при твердении которого происходит направленный процесс кристаллизации с одновременным понижением основности новообра-зований плотного по структуре однокальциевого гидросиликата кальция, более устойчивого к воздействию атмосферных факторов.
  9. Основным направлением повышения качества и долговечности ячеистого бетона является создание оптимальной структуры порового пространства и межпоровой перегородки, путем применения комплекса технологических решений. Так, при производстве пенобетона необходимо создать условия (регулируя параметры генераторов) для свободного формирования пор сферической формы с одномодальным строением и равномерно распределенной по телу бетона, что способствует более устойчивому удерживанию на поверхности поры, твердых составляющих и существенному снижению седиментационных процессов.
  10. Установлено, что оптимизация состава бетона порового пространства и прочности межпо­ровой перегородки значительно повышает качество и снижает заводской брак изделий за счет увеличения устойчивости ячеис-тобетонного массива к просадке, расслоению и резательным усилиям (при переворачивании формы со смесью на ребро и резке). Динамика набора пластической прочности дол­жна быть в первый час - 0,005 МПа, второй - 0,015, третий - 0,02 МПа и в мо­мент резки 0,04-0,05 МПа.
  11. Реализуя комплекс научно-технических и технологических решений, для высотных зданий разработан стеновой конструкционно-теплоизоляционный автоклавный газобетон, маркой бетона по средней плотности D500, клас­сом по прочности на сжатие В3,5; средней прочностью 4,5 МПа, коэффициентом теплопроводности =0,12 Вт/(м·0С) в сухом состоянии, маркой по морозостойкости F75, на смешанном известково-цементном вяжущем с пре­обладанием в продуктах гидратации низкоосновных гидросиликатов кальция типа CSH (В) и тоберморита.

Оценка полноты решений поставленных задач. Анализ теоретических разработок и гипотез, выбор соответствующих современным требованиям методов, приборов и установок по исследованию физико-химических и физико-технических свойств, поровой структуры, стойкости и трещиностойкости, совокупности лабораторных исследований и заводских испытаний ячеистых бетонов (газобетонов и пенобетонов) автоклавного и неавтоклавного твердения полностью отражают поставленные в диссертации задачи.

Разработка рекомендаций и исходных данных по конкретному использованию результатов. Результаты исследований по ячеистым бетонам для ограждающих изделий высотных зданий рекомендованы заводам по производству ячеистых бетонов, с указанием конкретных способов, повышающих качество и долговечность изделий и конструкций. Указаны недостатки к требованиям по сырью фирм «Маза-Хенке» Германия и Китая, снижающих физико-механические свойства и долговечность изделий и конструкций из ячеистого бетона. Разработанные ячеистые бетоны рекомендованы строителям, производящим перепланировку и реконструкцию жилых домов, причем с увеличением этажности здания экономический эффект возрастает, так как позволяет применять более широкое разнообразие планировочных решений.

В связи с обеспечением лучших условий по микроклимату и сохранению тепла внутри помещений, в сравнении с традиционными материалами, результаты работы могут использоваться в сельхоз- и малоэтажном строительстве.

Оценка технико-экономической эффективности внедрения. Заводское производство стеновых блоков и перегородочных плит с плотностью 600±20 кг/м3 позволяет экономить до 100 кг/м3 сырья. Совершенствование пооперационного контроля технологических операций позволяет экономить до 53 кг/м3 сырья. Эффективность от перехода на ячеистые бетоны плотностью 500 кг/м3 (теплоизоляционного по ГОСТ 21520-89) на конструкционно-теплоизоляционный (вместо плотности 600 кг/м3) составляет 667,2 тенге на кубометр. Экономия средств от перехода на газозолобетон (зола-унос от сжигания угля Экибастузкого угольного бассейна) вместо газобетона с плотностью 600 кг/м3 составляет 816,3 тенге на 1 м3. Кроме этого, проведенные исследования дают дополнительно косвенную экономию: сократить срок выдержки до резки массивов на изделия с существующих на заводах 6-8 до 3 ч; заменить в ячеистых бетонах волокнистую (армирующую) добавку канцерогенный асбест на инертный природный волластонит; существенно повысить срок службы (долговечность) изделий и конструкций, чреватых значительными экономическими затратами при проведении преждевременного ремонта и демонтажа.

Оценка научного уровня выполненной работы в сравнении с лучшими достижениями в данной области. Анализ литературных источников свидетельствует, что исследования в русле представленной диссертационной работы не многочисленны. Наши выводы и рекомендаций базируются на фундаментальных законах физики, химии и физико-химии высококонцентрированных суспензий, имеющих свойства упруговязких пластичных систем и капиллярно-пористых тел, выполненных с помощью современных лабораторных приборов и промышленных установок, с использованием математических методов планирования экспериментов в лабораторных условиях с последующим производственным подтверждением результатов исследований, что свидетельствует о высоком научном уровне выполненной работы.

Работа выполнена в соответствии с научно-техническими программами «Комплексное использование минерального сырья» по НАН РК (1955-2005 гг.) и «Создание и опытно-промышленное освоение новых энергосберегающих технологий и техники модульного использования для производства строительных материалов из местного сырья и промышленных отходов (1998-2008 гг.)» по Национальной инженерной академии РК «Государственной программы развития промышленности строительных материалов и конструкций на 2005-2014 годы».

Условные обозначения: F - площадь, м2; T - время, сек.; V - объем, м3; t - температура, 0С; w - влажность, %; Пл - плотность, кг/м3; - относительная влажность воздуха, %; - деформация, мм/м; C - отношение кремнеземистого компонента к вяжущему; - пластическая прочность, Па; - коэффициент теплопроводности, Вт/м0С; Кмрз -коэффициент морозостойкости; E - динамический модуль упругости, (ДМУ), МПа; - напряжение, Па; Rсж - прочность бетона на сжатие, МПа; Rри - прочность бетона на растяжение при изгибе, МПа; B/T - водотвердое отношение; - угол смачивания, рад.; g - ускорение силы тяжести, м/сек2; - плотность, г/см3; пов - поверхностное натяжение, Н/м; Р - давление, Па; d - диаметр капилляров, мкм; Н - водоудерживающая способность вогнутых менисков, Па; Sуд. - удельная поверхность, см2/г; В - постоянная Брюстера, равная 0,273 МПа; НЯБ - неавтоклавный ячеистый бетон; ЭТФШ - электротермофосфорный шлак; СДБ - сульфитно-дрожжевая бражка; С-3 - Суперпластификатор; ПАП-1 - Пудра алюминиевая; ППС - Порообразователь смолосапониновый; ТЭА - Триэтаноламин; ГКЖ - Полигидросилоксан; ТНФ - Тринатрийфосфат; П - поташ.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Ахметов Д.А., Ахметов А.Р., Бисенов К.А. Ячеистые бетоны. - Алматы: ылым, 2008. - 384 с.

2 Ахметов Д.А., Ахметов А.Р. Изделия из ячеистого бетона – эффективный материал для сейсмостойкого строительства // Вестник НИА РК. - 2000. - №1(5). - С. 224-226.

3 Ахметов А.Р., Копжасаров Б.Т., Ахметов Д.А. Высокоэкономичный материал для сельского строительства // Вестник НИА РК. - 2000. - №1(5). - С. 212-217.

4 Ахметов Д.А., Ахметов А.Р. Изменение теплозащитных свойств изделий из ячеистого бетона в процессе эксплуатации // Вестник НИА РК.- 2000. - №1(5). - С. 226-230.

5 Ахметов А.Р., Копжасаров Б.Т., Ахметов Д.А. Исследование влияния влажности на теплопроводность неавтоклавного ячеистого бетона // Наука и образование Южного Казахстана. - 2001. - № 25. - С. 93-95.

6 Ахметов Д.А., Ахметов А.Р., Бисенов К.А., Копжасаров Б.Т. Факторы, влияющие на эксплуатационную стойкость изделий из ячеистого бетона // Строительные материалы XXI века. Технология. Импортозамещение: материалы Междунар. научно-практ. конф. - Алматы: НИИстромпроект, 2001. - Кн. 1. - С. 115-119.

7 Бисенов К.А., Ахметов Д.А., Ахметов А.Р., Утебаева Г.Е. Влияние вещественного состава сырья на свойства ячеистого бетона // Строительные материалы XXI века. Технология. Импортозамещение: материалы Междунар. научно-практ. конф. - Алматы: НИИстромпроект, 2001. - Кн. 1.- С. 107-110.

8 Ахметов Д.А., Ахметов А.Р., Бисенов К.А., Утебаева Г.Е. Особенности технологии ячеистого бетона // Инженерная наука на рубеже XXI века: материалы научно-практ. конф.- Алматы, 2001. - С. 11-12.

9 Ахметов Д.А., Ахметов А.Р., Копжасаров Б.Т., Утебаева Г.Е. Долговечность изделий из ячеистого бетона, эксплуатируемого в условиях средней Азии и Казахстана // Проблемы естественно-технических наук на современном этапе: сб. научных трудов. КГУСТА.- Бишкек, 2002.- С. 276-278.



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.