Delist.ru

 Эффективный   неавтоклавный пенобетон с использованием отсевов дробления бетонного лома (17.11.2009)

Автор: Краснов Михаил Валерьевич

- установлены многофакторные зависимости прочности на сжатие и средней плотности от соотношения между отсевом дробления и вяжущим, водотвердого отношения и содержания пенообразователя.

- установлены зависимости прочности пенобетона, средней плотности, усадки при высыхании от состава и структуры пенобетона;

Практическая значимость работы:

- разработана технология механохимической активации отсевов дробления бетона, включающая совместный и раздельный помол, в том числе с использованием ПАВ;

- разработана технология производства изделий из неавтоклавного пенобетона с использованием отсевов дробления бетона;

- разработаны составы и способ получения пенобетона неавтоклавного твердения с использованием пылевидного отсева дробления бетонных конструкций средней плотностью 600 – 900 кг/м3, прочностью при сжатии 2,5-7,5 МПа, морозостойкость F50-F75, за счет замены части цемента (до 20%) на активированный отсев дробления бетона;

- новизна полученных результатов подтверждена патентом на изобретение № 2351575 от 10 апреля 2009 года.

Внедрение результатов исследований. Проведена промышленная апробация разработанных предложений по получению стеновых блоков из пенобетона неавтоклавного твердения с использованием отсева дробления. Опытно-производственное опробование проведено на заводе по выпуску стеновых блоков из неавтоклавного пенобетона фирмы ООО «Трэйдинформ». Выпущена опытная партия пенобетонных стеновых блоков размером 188х300х588 мм средней плотности 700 кг/м3 в объеме 48 м3.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на научно-практических конференциях в Московском государственном строительном университете: на научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ студентов МГСУ за 1998/99 учебный год в 1999 г.; «Строительство – формирование среды жизнедеятельности» в 1999, 2000, 2001, 2002, 2003 г.г.; IV – й международной экологической конференции студентов и молодых ученых. «Роль науки и образования для устойчивого развития на пороге 3 – го тысячелетия» в Московском государственном горном университете в 2000 г., где работа была отмечена почетной грамотой за лучший доклад; 54-й научно-технической конференции молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов «Актуальные проблемы современного строительства» в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете в 2000 г.; научно-практическом семинаре «Проблемы и пути создания композиционных материалов и технологии комплексного извлечения металлов из вторичных минеральных ресурсов» в Сибирском государственном индустриальном университете в Новокузнецке в 2001, 2002 г.г.; международной научно-практической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» в Пензенской государственной архитектурно-строительной академии в 2001 г.; международной научно-практической конференции «Поробетон-2005» в Белгородском государственном технологическом университете имени В. Г. Шухова в Белгороде в 2005 г.; второй всероссийской (Международной) конференции «Бетон и железобетон – пути развития» посвященной 100-летию со дня рождения Б. Г. Скрамтаева в Москве в 2005 г.; на заседании кафедры «Технологии вяжущих веществ и бетонов» МГСУ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Общий объем работы 172 страницы машинописного текста, 37 рисунков, 26 таблиц.

На защиту диссертации выносятся:

- обоснование получения неавтоклавного пенобетона с использованием отсева дробления бетона

- технология производства активированного наполнителя для производства неавтоклавного пенобетона;

- многофакторные зависимости, необходимые для оптимизации составов пенобетона разной средней плотности и технологических параметров его производства на основе получения 2-х и 3-х факторных математических

- многофакторные зависимости основных свойств, структуры и фазового состава новообразований исходных растворов и пенобетона, раскрывающие роль механохимической активации рабочих смесей;

- результаты опытно-промышленного опробования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Высокие эксплуатационные характеристики ячеистого бетона могут быть достигнуты за счет повышения прочности и плотности межпоровых перегородок и образования дополнительных продуктов новообразований путем использования активных наполнителей способных реагировать с цементом, активно влияющих на физико-химические процессы, происходящие в твердеющей вяжущей композиции. В роли такого наполнителя могут выступать пылевидные отсевы дробления бетонного лома, содержащие кварц, карбонаты, гидросиликаты кальция, негидратированный портландцемент и др. Однако, использовать отсев дробления без специальной обработки невозможно, так как они имеют склонность к агрегированию, что снижает фактическую удельную поверхность материала. В результате частицы, находящиеся внутри флоккул, остаются не задействованными в адсорбционных процессах и ионном обмене. Для того чтобы вскрыть поверхность пылевидных частиц, содержащих негидратированный портландцемент, необходимо разрушить образовавшиеся микрогранулы и создать условия, препятствующие их дальнейшему образованию. Одним из путей решения данной проблемы может являться механохимическая активация отсева дробления бетонного лома в специальных аппаратах, способствующая разрушению микрогранул и повышающая однородность пылевидных частиц и их реакционной способности.

Проведенный анализ позволил сформулировать рабочую гипотезу исследований. Проявление минералами отсева дробления химической активности по мере повышения их дисперсности и кристаллохимической близости к связующему создает предпосылки использования их как эффективных материалов в цементных смесях. Для этого необходимо применять механохимическую активацию, позволяющую избежать нежелательную агрегацию частиц. Химическое взаимодействие минералов пылевидного отсева дробления с гидроксидом кальция в активированных смесях с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция позволит повысить прочность и плотность межпоровых перегородок, что обеспечит требуемые физико-механические свойства неавтоклавного ячеистого бетона.

Для подтверждения высказанных в гипотезе положений были выбраны следующие материалы:

- портландцемент марки ПЦ500 Д0, изготовленный в ЗАО «Белгородский портландцемент». Химический и минеральный составы клинкера представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Химический и минеральный составы цементного клинкера

Химический состав, % Минеральный состав, %

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 п.п.п. С3S C2S C3A C4AF

20,4 5,42 3,63 63,5 4,51 1,6 0,94 60 17 4 12

- песок Люберецкого карьера с модулем крупности МКР = 1,35 и содержанием пылевидной фракции (0 – 0,14 мм) в количестве 5 %. Рассев песка по фракциям представлен в таблице 2. Химический состав песка представлен в таблице 3.

Таблица 2.

Рассев песка по фракциям.

Номера сит, мм Остатки на ситах, %

Частные Полные

1,25 5,0 5,0

0,63 10,0 15,0

0,314 15,0 30,0

0,16 55,0 85,0

Менее 0,16 15,0 100,0

Модуль крупности МКР. = (А1,25 +А0,63 + А0,315 + А0,16)/100

МКР. = (5 + 15 + 30 + 85)/100 = 1,35

Таблица 3.

Химический состав песка Люберецкого карьера

загрузка...