Модифіковані неавтоклавні газобетони на основі сумішей низької водопотреби

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

Спеціальність 05.23.05 - Будівельні матеріали та вироби

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Модифіковані неавтоклавні газобетони на основі сумішей низької водопотреби

Аль-Шамсі Халед Алі Саід

Макіївка - 1999

Дисертація є рукописом.

Робота виконана на кафедрі будівельних матеріалів і виробництва будівельних конструкцій Донбаської державної академії будівництва і архітектури Міністерства освіти України.

Науковий керівник

кандидат технічних наук, доцент Єфремов Олександр Миколайович, Донбаська державна академія будівництва і архітектури, доцент кафедри будівельних матеріалів і виробництва будівельних конструкцій

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук Чистяков Валерій Васильович, Київський національний університет будівництва і архітектури, професор кафедри будівельних матеріалів

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Попов Володимир Васильович, Донецький ПромбудНДІпроект, завідувач відділу будівельних матеріалів, виробів і конструкцій

Провідна установа

Харківський державний автомобільно-дорожній технічний університет, кафедра технології дорожньо-будівельних матеріалів

Захист дисертації відбудеться “21” травня 1999 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д12.085.01 при Донбаській державній академії будівництва і архітектури (Україна, 339023, Донецька обл., м. Макіївка, вул. Державіна, 2, I учбовий корпус, зал засідань).

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донбаської державної академії будівництва і архітектури (Україна, 339023, Донецька обл., м. Макіївка, вул. Державіна, 2).

Автореферат розісланий “21” квітня 1999 р.

Вчений секретар спеціалізованої ради,
доктор технічних наук, професорВ.Г. Погребняк

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Газобетон є ефективним матеріалом для огороджуючих конструкцій, тому що виготовляється з недефіцитної сировини, має високі теплоізоляційні і механічні властивості.

Газобетонні вироби провадяться, в основному, за автоклавною технологією. Обмежене застосування пропарювання при атмосферному тиску продиктовано низькою тріщиностійкістю газобетонів через високу усадку, яка перевищує усадку автоклавних бетонів у 3-5 разів. Причиною цього є велика водопотреба бетонної суміші (висока капілярна і гелева пористість бетону) і тонкодисперсна структура гідросилікатної зв'язки.

Газобетонні суміші на портландцементі погано спучуються. Для інтенсифікації спучування до складу бетонів уводиться вапно, а температуру сумішей при формуванні піднімають до 40-60?С. Це призводить до ще більшого зниження технічних показників неавтоклавних газобетонів, тому що вапно практично не впливає на зростання їхньої міцності, але збільшує водопотребу сумішей. При цьому градієнт температур, що виникає між зовнішніми і внутрішніми шарами, викликає нерівномірне спучування бетонного масиву.

У останні 20 років широку популярність одержали безгіпсові портландцементи, які пластифіковані комплексною добавкою типу “лігносульфонат + лужна сполука”. При цьому досягається значне зниження водопотреби бетонних сумішей і підвищення фізико-механічних властивостей бетонів. Відомо також, що лужні добавки ініціюють зниження дисперсності продуктів твердіння портландцементу. Проте застосування добавок “лігносульфонат + сіль лужного металу” не може створити умови для нормального формування ніздрюватої структури газобетонів на звичайному портландцементі. У цьому відношенні перспективною може стати комплексна добавка “лігносульфонат технічний + гідроксид натрію” (ЛСТ + NaOH). Вона повинна знизити дисперсність продуктів твердіння портландцементу і забезпечити нормальне, збалансоване з ростом пластичної міцності, спучування “холодних” (15-35?С) газобетонних сумішей низької водопотреби без вапна. Це дозволить підвищити якість неавтоклавних бетонів і замінити автоклавну обробку пропарюванням при атмосферному тиску, що скоротить енерговитрати і розширить виробничу базу виготовлення газобетонних виробів.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Робота є одним з етапів дослідження з теми К-2-5-96 “Композиційні будівельні матеріали підвищеної довговічності на основі відходів промисловості та енергозберігаючі технології їх виробництва”, виконуваної на кафедрі будівельних матеріалів і ВБК Донбаської державної академії будівництва і архітектури, і відповідає пріоритетному напрямку розвитку науки і техніки України “Екологічно чиста енергетика та енергозберігаючі технології”.

Мета роботи - дослідження і розробка технології неавтоклавних газобетонів, що наближаються за якістю до автоклавних за рахунок зниження водопотреби сумішей та модифікації структури міжпорових перегородок комплексною добавкою ЛСТ + NaOH.

Задачі досліджень:

вивчити залежність водопотреби цементно-піщаних в'яжучих, швидкостей газоутворення і росту пластичної міцності бетонного сирцю від температури і кількості добавок ЛСТ і NaOH;

дослідити вплив добавок на фізико-механічні властивості цементно-піщаних в'яжучих (міжпорові перегородки газобетону);

визначити оптимальний склад комплексної добавки шляхом розробки експериментально-статистичних моделей залежності міцності міжпорових перегородок від змісту ЛСТ і NaOH;

виконати комплексні дослідження фазового складу і дисперсності продуктів твердіння модифікованих цементно-піщаних в'яжучих;

встановити характер зміни розподілу міжкристалічних і капілярних пор міжпорових перегородок газобетону за розмірами від змісту комплексної добавки ЛСТ + NaOH і виду тепловологісної обробки;

вивчити основні технологічні й експлуатаційні властивості теплоізоляційних і теплоізоляційно-конструкційних неавтоклавних модифікованих газобетонів і порівняти їх із властивостями аналогічних бездобавкових бетонів автоклавного твердіння;

розробити технологію і здійснити дослідно-промислове виробництво дрібних стінових блоків із неавтоклавного модифікованого газобетону, оцінити техніко-економічну ефективність їх виробництва.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що:

встановлено, що застосування NaOH у комплексі з ЛСТ ліквідує уповільнюючий вплив поверхнево-активної речовини на швидкість спучування і зростання пластичної міцності газобетонних сумішей при одночасному зниженні їх водопотреби на 30-50%, оптимальна кількість добавок ЛСТ і NaOH забезпечує високі, збалансовані швидкості спучування і твердіння “холодного” бетонного сирцю з температурою ??????С, що дозволяє одержувати газобетони зі стабільною ніздрюватою пористістю;

показано, що внаслідок зниження капілярної пористості, дисперсності і міжкристалічної пористості продуктів твердіння комплексна добавка ЛСТ + NaOH скорочує відповідно оборотні і необоротні деформації усадки і набухання, підвищує повітростійкість газобетонів, особливо неавтоклавних;

встановлено, що в результаті зменшення відкритої пористості і середнього розміру капілярних і міжкристалічних пор, збільшення умовно замкнутої пористості, густини і міцності бетону міжпорових перегородок комплексна добавка ЛСТ + NaOH знижує абсолютну величину і швидкість капілярного всмоктування, підвищує морозостійкість газобетону.

Практичне значення отриманих результатів:

отримані модифіковані неавтоклавні газобетони з експлуатаційними властивостями, сумірними з властивостями аналогічних непластифікованих газобетонів автоклавного твердіння, що знижує енерговитрати і розширює виробничу базу їх виготовлення; добавка газобетон суміш

за рахунок гідроксиду натрію комплексна добавка дозволяє використовувати при формуванні “холодні” суміші, що спрощує технологію і забезпечує підвищену однорідність бетонного масиву за середньо густиною;

розроблена технологічна інструкція на виготовлення дрібних стінових блоків неавтоклавного твердіння і проведене їх дослідно-промислове впровадження на Курахівському (Донецька обл.) заводі ЗБК з економічним ефектом 45864 грн. (16,38 грн./ м3 бетону).

Особистий вклад автора. Всі основні результати дисертаційної роботи отримані автором самостійно. З опублікованих в співавторстві результатів автором дисертації виконані: досліди щодо визначення впливу лужних добавок на газоутворюючу здібність алюмінієвої пудри [1]; експериментальні дослідження капілярного всмоктування [3] і усадки-набухання газобетонів [4]; аналіз теоретичних і експериментальних досліджень впливу комплексної добавки на технологічні і експлуатаційні властивості газобетонів на основі сумішей зі зниженою водопотребою [5, 6].

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи були повідомлені на міжнародній науково-технічній конференції “Ресурсосбережение и экология промышленного региона” (м. Макіївка, 1995 р.), на академічних читаннях Донбаської державної академії будівництва і архітектури (м. Макіївка, 1995, 1998 рр.), на міжнародній науково-технічній конференції “Современные проблемы строительства” (м. Донецьк, 1997 р.).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 5 статей (в збірниках наукових праць) і 1 тезова доповідь.

Обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, 5 розділів, загальних висновків, списку літератури з 115 найменувань і двох додатків на 20 сторінках. Робота викладена на 116 сторінках, включаючи 26 рисунків (16 сторінок) і 27 таблиць (18 сторінок).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі дана стисла характеристика стану наукової задачі, обгрунтована актуальність теми дисертації, сформульовані мета і задачі досліджень, визначені наукова новизна і практичне значення отриманих результатів, наведені відомості щодо структури і апробації роботи.

У першому розділі аналізуються питання, пов'язані з перспективами і техніко-економічною доцільністю виробництва теплоізоляційних і теплоізоляційно-конструкційних дрібноштучних виробів із неавтоклавних газобетонів, у тому числі в Республіці Йємен. Сформульовано передумови одержання неавтоклавних газобетонів з “холодних” пластифікованих сумішей низької водопотреби, які відрізняються підвищеною однорідністю середньої густини та технічними показниками, що наближаються до експлуатаційних властивостей автоклавних непластифікованих бетонів.

Використання в газобетонах пластифікуючих добавок типу ЛСТ спряжене з різким уповільненням газоутворення і зростання пластичної міцності бетонного сирцю перед видаленням “окрайця”. Зменшити цей негативний вплив можна введенням прискорювача твердіння портландцементу, який дає у водному розчині високолужну реакцію (рН>12), що забезпечує збалансований зі спучуванням ріст пластичної міцності. До таких сполук відносяться гідроксиди та солі слабких кислот. Але в композиціях з ЛСТ солі слабких кислот (карбонати, силікати) викликають надмірно швидке тужавіння звичайного портландцементу (М.А. Саницький). Це не допустимо для газобетону, бо саме в перші 5-40 хвилин гідратації відбувається спучування і формування ніздрюватої структури бетону.

Дослідження окремого або спільного впливу добавок ЛСТ і солей лужних металів на властивості портландцементів і бетонів (В.Г. Батраков, I. Odler, H. Mori, А.А. Пащенко, V.S. Ramachandran, С.М. Рояк, Л.Г. Шпино-ва) показують, що при їх використанні можна досягти значного зниження водопотреби, капілярної і гелевої пористості, підвищити частку умовно замкнених пор, збільшити ступінь гідратації цементу. Введення NaOH, Na2SO4, Na2CO3 в кількості до 1% в перерахунку на Na2O збільшує розмір кристалів гідроксиду і гідросилікатів кальцію затверділого портландцементу (Ю.М. Бутт, H. Mori, О.П. Мчедлов-Петросян).

Таким чином, основна наукова гіпотеза роботи полягає в наступному: комплексна добавка ЛСТ + NaOH, на відміну від відомих аналогічних композицій “ЛСТ + сіль лужного металу (Na2CO3, К2CO3, Na2SO4 та ін.)”, повинна забезпечити нормальні (15-40 хвилин) терміни спучування сумішей при температурі 15-35?С. В тонкодисперсних газобетонних сумішах з високою водопотребою добавка буде діяти як суперпластифікатор при меншому дозуванні, ніж в звичайних бетонних сумішах. Зниження водотвердого відношення і підвищення ступеня закристалізованості гідросилікатів кальцію при введенні добавки повинно зменшити усадку та швидкість капілярного всмоктування, підвищити міцність, морозо- і повітростійкість газобетону.

В другому розділі наведена характеристика матеріалів і методів досліджень.

У роботі як вихідні матеріали використовувалися: портландцемент ПЦ I-400Н Амвросієвського цементного комбінату; мелене вапно першого сорту Маріупольського металургійного комбінату “Азовсталь”; кварцовий і польовошпатний піски родовищ ваді Хабан і ваді Бана, рекомендовані Департаментом геології і розвідки мінеральної сировини Республіки Йємен, зола-винос Курахівської (Донецька обл.) ДРЕС (Держстандарт 9179-77*); лігносульфонат натрієво-кальцієвий (ТУ 13-028-1036-029-94); гідроксид натрію ЧДА; алюмінієва пудра ПАП-1 (Держстандарт 5494-71Е).

Встановлено, що кварцовий пісок родовища ваді Хабан є високоякісним матеріалом для одержання кремнеземистого компонента ніздрюватих бетонів, тому що містить більше 97% SiO2, відноситься до категорії дуже дрібних, змішані цементно-піщані в'яжучі на його основі характеризуються високою активністю. Якість польовошпатного піску значно нижче, що пов'язано не тільки з мінералогічним складом, але і з великим вмістом глини.

У дослідженнях, крім стандартних, були використані спеціальні методи: кінетика газовиділення в бетонних сумішах вивчалася вимірюванням об'єму газу, що виділився, за допомогою судини Дрекслера; визначення пластичної міцності проводилося на пластометрі МДУ; капілярне всмоктування бетонів досліджувалося на зразках 4416 см, що після твердіння висушувалися при 105-110?С і поміщалися в камеру з гідрозатвором таким чином, щоб їх торцева грань була постійно занурена у воду на глибину 5 мм; повітростійкість газобетонів контролювалася за зміненням міцності балочок 4х4х16 см на вигин і стиск після циклічного зволожування і висушування при температурі 105-110?С.

Порову структуру бетону вивчали гідродинамічним засобом за методикою П.Н. Чернявського.

Дослідження впливу добавок на склад продуктів твердіння виконані методами калориметричного, рентгенофазового і дериватографічного аналізів.

Для перевірки достовірності експериментальних даних результати випробувань опрацьовувалися на ПЕОМ методами математичної статистики з довірчою ймовірністю 0,95.

У третьому розділі наведені результати експериментальних досліджень впливу добавок ЛСТ і NaOH на властивості затверділих цементно-піщаних паст - міжпорових перегородок газобетонів. Досліджувалися рівнотекучі пасти, що складаються по масі з рівних частин цементу і меленого піску.

Встановлено, що вже малі дози добавки ЛСТ уповільнюють газовиділення і зростання пластичної міцності паст у перші шість годин твердіння. При вмісті 0,3-0,6% добавки від маси цементу відносна швидкість газовиділення знижується відповідно в 1,6-8 разів, а зростання пластичної міцності - більш ніж у 6 разів. Введенням NaOH у кількості, що приблизно дорівнює масі ЛСТ, можна цілком ліквідувати це уповільнення, що забезпечує нормальні спучування і зростання пластичної міцності, необхідної для видалення “окрайця”, розрізання бетонного сирцю на вироби і їх подачі на тепловологісну обробку.

Рентгенівський, калориметричний і дериватографічний методи досліджень дозволили встановити, що введення до 0,3% ЛСТ практично не змінює ступінь гідратації і склад продуктів твердіння цементно-піщаних паст. При збільшенні вмісту добавки до 0,6% ступінь гідратації паст, що тверднуть у нормальних умовах і при пропарюванні, помітно знижується.

Добавка NaOH, введена в кількості до 0,3%, істотно підвищує ступінь гідратації цементу, особливо в нормальних умовах і при пропарюванні. Подальше підвищення вмісту лугу до 0,6% викликає незначне зростання ступеня гідратації. При використанні NaOH у комплексі з ЛСТ цей характер зміни ступеня гідратації цементу зберігається.

Фазовий склад продуктів автоклавного твердіння цементно-піщаних паст із добавками і без них однаковий, проте луг і в цих пробах підвищує ступінь гідратації.

ЛСТ і NaOH, введені в кількості по 0,3-0,6% від маси цементу, знижують водопотребу цементно-піщаних сумішей на 30-50%. При цьому середня густина і межа міцності при стиску затверділих цементно-піщаних паст зростає відповідно на 16-24 і 10-47%, а водопоглинання знижується на 37-50%.

Комплексна добавка NaOH + ЛСТ знижує пересичення рідкої фази по Са2+ на початковій стадії гідратації портландцементу. За рахунок одновалентних катіонів натрію відбувається переведення кисню кремнекислоти в немісткову форму, дробляться кремнекисневі аніони. Кремнекисневі аніони стають більш рухливими і більш спроможними до взаємодії з катіонами кальцію. Процеси кристалізації гідросилікатів і гідроксиду кальцію йдуть більш рівномірно і повно, що відбивається на зниженні швидкості тепловиділення цементу в перші 16 годин гідратації і зростанні тепловиділення в наступний час. У поліпшених умовах кристалізації утворюються більш упорядковані і крупні кристали продуктів твердіння. Це підтверджується зсувом на кривих ДТА ендоефектів дегідратації гідросилікатів і гідроксиду кальцію в область більш високих температур, аналогічним зсувом екзоефекту перекристалізації гідросилікатів кальцію у воластоніт із 750 до 760-770?С. Про підвищення кристалічності продуктів твердіння в'яжучих із добавкою ЛСТ + NaOH свідчать дані рентгенівського аналізу.

Модифікуюча добавка ЛСТ + NaOH зменшує сумарний об'єм і діаметр капілярних і міжкристалічних пор затверділих цементно-піщаних паст. Така зміна пористої структури і збільшення кристалічності продуктів твердіння є причиною значного зниження не тільки оборотних усадки і набухання, але і призводить до скорочення необоротної усадки бетону міжпорових перегородок за рахунок меншого безповоротного видалення міжшарової води і води, адсорбованої поверхнею кристалів.

Модифікуючий вплив комплексної добавки на продукти твердіння неавтоклавних композицій вище, ніж автоклавних. Внаслідок цього для зразків неавтоклавного твердіння характерно більш кардинальне скорочення деформацій усадки і набухання.

Зроблено оптимізацію дозування добавок за міцністю затверділих цементно-піщаних паст при стиску. Математична модель залежності границі міцності пропарених композицій від дозування ЛСТ (х1) і NaOH (х2) має вигляд:

Y(х1, х2) = 23,9 + 2,5х1 - 1,8х2 - 0,4х1х2 - 1,6х12 - 6,2х22 (1)

Згідно з ціми даними, а також ураховуючи результати дослідження впливу добавок на швидкості газоутворення та росту пластичної міцності бетонного сирцю, можна зробити висновок, що оптимальний склад комплексної добавки знаходиться в межах 0,3-0,6% ЛСТ і такої ж кількості NaOH. При цьому вміст NaOH повинен бути не менше ніж ЛСТ.

У четвертому розділі дано аналіз результатів досліджень комплексної добавки ЛСТ + NaOH на технологічні та експлуатаційні властивості теплоізоляційних і теплоізоляційно-конструкційних газобетонів із середньою густиною 400-800 кг/м3.

Встановлено, що при використанні “холодних” сумішей комплексна добавка ЛСТ + NaOH дозволяє скоротити час попередньої витримки газобетонного сирцю перед тепловологісною обробкою, інтенсифікувати нагрівання і зменшити час ізотермічної витримки бетону як при пропарюванні (85С), так і при автоклавуванні (0,8 МПа).

Досліджено вплив комплексної добавки на залежність міцності газобетонів від середньої густини. Отримані результати показують, що при середній густині 400-800 кг/м3 введення добавки збільшує міцність газобетонів після пропарювання й автоклавного твердіння відповідно на 18-35 і 15-31%. Загальний характер залежності міцності від середньої густини і абсолютні міцнісні показники модифікованих газобетонів, у тому числі пропарених, відповідають вимогам, установленим Держстандартом 25485-89 для автоклавних ніздрюватих бетонів відповідних марок за середньою густиною.

Оптимальна добавка 0,3% ЛСТ + 0,3% NaOH знижує першу усадку газобетону, наприклад із середньою густиною 700 кг/м3, після пропарювання і автоклавування відповідно на 55,8 і 11,6% (табл.1). Перша усадка модифікованого пропареного газобетону сумірна з усадкою автоклавних бездобавкових бетонів. Після третього зволоження-висушування необоротне скорочення цементуючої зв'язки у результаті видалення міжплощинної води гідросилікатів кальцію, їх зближення і зменшення міжкристалічної пористості практично завершується. Усадка і набухання стабілізуються, стають оборотними, майже рівними і залежать, в основному, від капілярної пористості, тобто від водопотреби бетонних сумішей. Різниця між величинами оборотних знакоперемінних деформацій газобетонів, що затверділи в різних умовах, різко скорочується і не перевищує 23-40%.

За рахунок зниження відкритої пористості, зменшення середнього діаметра капілярних і міжкристалічних пор, підвищення долі умовно замкненої пористості введення комплексної добавки сприяє підвищенню морозостійкості, істотному зниженню швидкості капілярного всмоктування газобетонів, особливо в перші 1-3 доби іспиту.

Використання сумішей без вапна та утворення більш упорядкованих, крупних кристалів продуктів твердіння збільшує повітростійкість газобетонів, модифікованих добавкою ЛСТ + NaOH.

П'ятий розділ присвячено техніко-економічній оцінці ефективності модифікованих газобетонів за результатами їх дослідно-промислового впровадження при виготовленні неавтоклавних дрібних (203060 см) блоків за різальною технологією на Курахівському заводі ЗБК. Цей завод випускає ніздрюватобетонні вироби з кінця 50-х років і для впровадження розроблених складів модифікованих газобетонів був оснащений необхідним устаткуванням для збереження, приготування, транспортування і дозування добавок.

Дослідно-промислове впровадження здійснювалося в відповідності з розробленою технологічною інструкцією на виготовлення дрібних стінових блоків. Протягом 1997-1998 р.р. вироблено і реалізовано споживачам 2,8 тис. м3 блоків з середньою густиною 70050 кг/м3 і маркою за міцністю при стиску не менше 35 (3,5 МПА). Контроль якісних характеристик показав, що блоки відповідають вимогам Держстандарту 21520-89 “Блоки из ячеистых бетонов мелкие стеновые. Технические условия” за всіма технічними показниками (міцності, усадки, морозостійкості).

В заводських умовах встановлено, що різниця температур в бетонному масиві висотою 60 см для “холодних” сумішей з комплексною добавкою не перевищувала 5 С. Коливань середньої густини газобетону по горизонталі практично не спостерігалося, а по вертикалі ця різниця складала не більш як 15 кг/м3.

Таблиця 1

Вплив комплексної добавки ЛСТ + NaOH на фізико-механічні властивості газобетонів

Примітка: Н, П, А - нормальне твердіння, пропарювання (85С) і автоклавування (0,8 МПа) відповідно.

При використанні еталонного непластифікованого газобетону з добавкою вапна суміш при заливці мала температуру 40-50?С. При цьому коливання температури і густини бетону по об'єму масиву досягала відповідно 20-30?С і 30-40 кг/м3.

Економічний ефект від дослідно-промислового впровадження складає 45864 гривні (16,38 гривні на м3 блоків).

ВИСНОВКИ

Теоретично й експериментально доведено, що в результаті зниження водопотреби і модифікуючого впливу комплексної добавки ЛСТ + NaOH на морфологію новоутворень, об'єм і структуру пор каменю цементно-піщаних в'яжучих можна одержати неавтоклавні газобетони з технічними показниками, сумірними з якісними характеристиками бездобавкових автоклавних бетонів.

Встановлено, що введення 0,3-0,6% ЛСТ від маси цементу знижує швидкість газоутворення в цементно-піщаних сумішах у 1,6-8 разів. Добавкою NaOH у кількості, що дорівнює масі ЛСТ, можна не тільки ліквідувати це уповільнення, але і збільшити коефіцієнт використання газоутворювача, забезпечивши при температурі 15-35?С нормальні терміни (15-40 хв) спучування, збалансовані з ростом пластичної міцності бетонного сирцю. Використання “холодних” сумішей без вапна сприяє одержанню більш однорідного по середній густині бетонного масиву.

Показано, що використання комплексної добавки ЛСТ + NaOH (0,6-1,2% від маси цементу) знижує водопотребу газобетонної суміші на 30-50%, підвищує ступінь гідратації, міцність і густину затверділих цементно-піщаних в'яжучих - міжпорових перегородок газобетону.

Внаслідок зниження капілярної пористості, дисперсності і міжкристалічної пористості продуктів твердіння комплексна добавка ЛСТ + NaOH скорочує відповідно оборотні і необоротні деформації усадки і набухання газобетонів, особливо неавтоклавних. Різниця в величинах оборотних знакоперемінних деформацій автоклавних і неавтоклавних газобетонів скорочується і не перевищує 23-40%.

Зниження водопотреби сумішей дозволяє інтенсифікувати процес тепловологісного твердіння газобетонів. При середній густині 400-800 кг/м3 міцність модифікованих газобетонів автоклавного твердіння збільшується на 15-31%, а пропарених - на 18-35%. Характер залежності міцності від середньої густини та абсолютні міцнісні показники модифікованих пропарених газобетонів відповідають вимогам, установленим Держстандартом 25485-89 для автоклавних ніздрюватих бетонів відповідних марок за середньою густиною.

Комплексна добавка ЛСТ + NaOH зменшує відкриту пористість і середній розмір міжкристалічних і капілярних пор, підвищує частку умовно замкнутих пор міжпорових перегородок. В результаті цього відбувається істотне зниження абсолютної величини і швидкості капілярного всмоктування, збільшуються повітро- і морозостійкість газобетонів.

Дослідно-промислове впровадження модифікованих газобетонів на основі сумішей низької водопотреби показало їх технологічність, підвищену однорідність фізико-механічних властивостей, відповідність якісних характеристик неавтоклавних стінових блоків із середньою густиною 700 кг/м3 технічним показникам, передбаченим Держстандартами 25485-89 і 21520-89 до ніздрюватих бетонів автоклавного твердіння. Економічний ефект від заміни автоклавної обробки пропарюванням складає 45864 гривні (16,38 грн./м3 блоків).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ ВИКЛАДЕНИЙ В НАСТУПНИХ ПУБЛІКАЦІЯХ

1. Ефремов А.Н., Аль-Шамси Х.А. Водорастворимые щелочные добавки - эффективные регуляторы скорости вспучивания газобетонов // Вестник ДГАСА. - 1995. - № 1. - С.106-108.

2. Аль-Шамси Х.А. Влияние добавки “лигносульфонат + гидроксид натрия” на свойства затвердевших цементно-песчаных паст и газобетонов на их основе // Коммунальное хозяйство городов. - Харьковская государственная академия городского хозяйства: Научн.-техн. сб. Вып. 11. - К.: Техника, 1997. - С.67-69.

3. Ефремов А.Н., Аль-Шамси Х.А. Влияние комплексной пластифицирующей добавки на капиллярный подсос газобетонов // Современные проблемы строительства. - Донецк: Украинская государственная строительная корпорация “Укрстрой”, Донецкий ПромстройНИИпроект. - 1997. - С.78.

4. Ефремов А.Н., Аль-Шамси Х.А. Сравнительная оценка влажностных деформаций пластифицированного газобетона, твердеющего в различных условиях // Современные проблемы строительства. - Донецк: Украинская государственная строительная корпорация “Укрстрой”, Донецкий ПромстройНИИпроект. - 1997. - С.84-85.

5. Аль-Шамси Х.А., Ефремов А.Н. Влияние добавок лигносульфоната и гидроксида натрия на структуру и свойства затвердевших цементно-песчаных паст // Вестник ДГАСА. - 1998. - № 1 (9). - С.24-27.

6. Аль-Шамси Х.А., Ефремов А.Н., Чурсин С.И. Безавтоклавный газобетон на основе кварцевого и барханного песков Республики Йемен // Труды Междунар. конф. “Ресурсосбережение и экология промышленного региона”. - Том 1. - Макеевка: 1995. - С.68.

АНОТАЦІЯ

Аль-Шамсі Х.А.С. Модифіковані неавтоклавні газобетони на основі сумішей низької водопотреби. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 - Будівельні матеріали та вироби. - Донбаська державна академія будівництва і архітектури, Макіївка, 1999.

Дисертація присвячена теоретичному і експериментальному дослідженню газобетонів, що модифікувалися комплексною добавкою лігносульфонату технічного+гідроксиду натрію. Досліджено вплив добавок на кінетику газоутворення і зростання пластичної міцності бетонного сирцю, фізико-механічні властивості, склад продуктів твердіння цементно-піщаних паст. Вивчені технологічні і експлуатаційні властивості (міцність, усадка-набухання, капілярне всмоктування, повітро- та морозостійкість) теплоізоляційних і теплоізоляційно-конструкційних автоклавних та неавтоклавних газобетонів. Результати роботи реалізовано під час дослідно-промислового виробництва дрібних стінових блоків.

Ключові слова: газобетон, суміш низької водопотреби, комплексна модифікуюча добавка, технологічні і експлуатаційні властивості.

АННОТАЦИЯ

Аль-Шамси Х.А.С. Модифицированные неавтоклавные газобетоны на основе смесей низкой водопотребности. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 - Строительные материалы и изделия. - Донбасская государственная академия строительства и архитектуры, Макеевка, 1999.

Диссертация посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных неавтоклавных газобетонов, модифицированных комплексной добавкой лигносульфоната технического + гидроксида натрия (ЛСТ + NaOH) и характеризующихся качественными показателями, близкими к свойствам аналогичного бездобавочного автоклавного газобетона.

Исследовано влияние добавок ЛСТ и NaOH на водопотребность цементно-песчаных композиций, кинетику газообразования и рост пластической прочности бетонного сырца. Показано, что при средних и повышенных дозировках комплексной добавки ЛСТ и NaOH водопотребность газобетонных смесей понижается на 30-50%. Добавка обеспечивает нормальные, сбалансированные между собой, скорости вспучивания и роста пластической прочности газобетонного сырца, формуемого из “холодных” бетонных смесей с температурой 15-35?С, без использования извести. В результате снижения водопотребности плотность затвердевших цементно-песчаных паст (межпоровые перегородки газобетонов) возрастает на 16-24%, их водопоглощение снижается на 37-50%, предел прочности газобетонов при сжатии увеличивается на 15-35%.

Анализ литературных данных, результаты калориметрических, рентгенофазовых и дериватографических исследований влияния добавок ЛСТ и NaOH на состав продуктов твердения цементно-песчаных паст позволили заключить, что комплексная добавка ЛСТ + NaOH понижает пересыщение жидкой фазы гидратирующегося портландцемента по Са2+. За счет одновалентных катионов натрия происходит перевод кислорода кремнекислоты в немостиковую форму, дробятся кремнекислородные анионы. Последние становятся более подвижными и более способными к полному взаимодействию с катионами кальция. Это улучшает условия кристаллизации гидросиликатов и гидроксида кальция, в результате образуются более упорядоченные и крупные кристаллы. Такое изменение морфологии продуктов твердения, а также существенное уменьшение капиллярной и межкристаллической пористости затвердевших цементно-песчаных паст с комплексной добавкой ЛСТ + NaOH является причиной значительного сокращения обратимых и необратимых усадки и набухания бетона межпоровых перегородок. Сравнительные исследования неавтоклавных газобетонов с комплексной добавкой ЛСТ + NaOH и бездобавочного газобетона автоклавного твердения на цементно-известковом вяжущем показали, что их усадка и набухание, особенно обратимые, практически соизмеримы.

Комплексная добавка ЛСТ + NaOH понижает открытую пористость, уменьшает средний размер капилляров, повышает долю условно замкнутых пор бетона межпоровых перегородок. Это способствует существенному снижению капиллярного подсоса, повышению воздухо- и морозостойкости газобетонов.

Комплексная добавка ЛСТ + NaOH позволяет сократить длительность предварительной выдержки газобетонного сырца перед тепловлажностной обработкой, интенсифицировать нагрев и уменьшить время изотермической выдержки бетона как при пропаривании, так и при автоклавировании. Применение “холодных” газобетонных смесей способствует получению более однородного по средней плотности бетонного массива.

Ключевые слова: газобетон, смесь низкой водопотребности, комплексная модифицирующая добавка, технологические и эксплуатационные свойства.

THE SUMMARY

Al-Shumsi Khaled Ali Saeed. Modified gas concretes on the basis of mixtures with low water demand. - Manuscript.

The thesis for competiting the candidate's degree on the speciality 05.23.05. Building Materials and Products. - Donbass State Academy of Civil Engineering and Architecture, Маkeyеvka, 1999.

The thesis is devoted theoretical and experimental research of gas concretes, modified by the complex additive of lignosulphonate + sodium hydroxide. There was investigated the influence of the additives on kinetics of gas and growth of plastic durability concrete raw, physical-mechanical properties, composition of hardening products of cement-sandy pastes. There were studied technological and operational properties (durability, shrinkage-swelling, capillary inflow, air and frost resistance) insulating and insulating-constructional autoclaved and non autoclaved gas concretes. The results of work were realized during development-industrial production of small-sized building blocks.

Key words: gas concrete, mixture with low water demand, complex modifying additive, technological and operational properties.

Размещено на Allbest.ru