Влияние физического состояния химических добавок в момент введения в газобетонную смесь на кинетику газовыделения и коэффициент диффузии газа

Сравнительный анализ результатов физико-механических испытаний образцов газобетона исследуемых составов. Определение основных показателей понижения средней плотности в сухом состоянии при введении химических добавок в виде коллоидного раствора.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 31.10.2017
Размер файла 242,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону

Влияние физического состояния химических добавок в момент введения в газобетонную смесь на кинетику газовыделения и коэффициент диффузии газа

А.И. Шуйский, С.А. Стельмах, Е.М. Щербань,

А.К. Халюшев, М.Г. Холодняк, М.П. Нажуев

Аннотация

В данной статье рассматривается влияние физического состояния химических добавок в момент введения их в газобетонную смесь. Для проверки рабочей гипотезы были запроектированы и изготовлены два состава. В составе С№1 химические добавки вводились в виде коллоидного раствора. Сравнительный анализ результатов физико-механических испытаний образцов газобетона исследуемых составов показал, что введение химических добавок в виде коллоидного раствора понижает среднюю плотность в сухом состоянии за счет более интенсивного протекания реакции газовыделения без существенного снижения предела прочности на сжатие. При этом в составе С№2 наблюдается рост средней плотности.

Ключевые слова: кинетика газовыделения, коэффициент диффузии газа, газобетонная смесь, реакционная способность, вспучивание газобетонной смеси, коллоидный раствор.

Введение

газобетон раствор коллоидный плотность

Вспучивание ячеистой смеси - сложный гидродинамический, физико-химический, сильно растянутый во времени процесс. Происходит образование и рост ячеек, деформирование смеси с переменной скоростью под действием возникающего в ячейке давления, парообразования, конденсации паров воды [1]. Оптимальным условием изготовления неавтоклавного газобетона с заданными физико-механическими характеристиками является качественный процесс вспучивания газобетонной смеси, у которой обеспечивается совпадение по времени начала коагуляции новообразований цемента и начала интенсивного выделения газа алюминиевым газообразователем. В данном исследовании авторы использовали литьевую технологию производства газобетонных изделий [2].

Основная часть

Целью работы является - изучить влияние физического состояния химических добавок: каустической соды и сульфата натрия на интенсивность газовыделения при производстве неавтоклавного газобетона.

Газобетонную смесь перемешивали в планетарном смесителе в течение 2 минут. Из полученной газобетонной смеси формовали образцы-кубы с размером ребра 10 см и выдерживали в камере для тепловой обработки при температуре 70 °С по режиму ф (2+6+3). Одновременно часть газобетонной смеси загружали в прибор ПГВ-2 (рис. 1) для определения кинетики газовыделения и коэффициента диффузии газа. Для исследования приняты два состава. В составе С№1 химические добавки - каустическая сода и сульфат натрия - вводятся в ячеистобетонную смесь в виде коллоидного раствора, а в составе С№2 добавки вводятся в твердом состоянии. Составы газобетонных смесей на расчетную плотность D600 представлены в таблице № 1.

Таблица №1

Составы газобетонных смесей

Наименование

материала

Расходы материалов для приготовления газобетонных смесей на 1 м3

С№1

С№2

Цемент, кг

312

312

Песок, кг

255

255

Вода, л

232

232

Алюминиевая пудра, кг

0,578

0,578

Каустическая сода, кг

3,12

Вводятся в виде коллоидного раствора

3,12

Вводятся в сухом виде

Сульфат натрия, кг

4,8

4,8

Период вспучивания газобетонной смеси характеризуется быстрым ростом объема смеси до некоторого максимального значения.

Рис. 1 Схема прибора для измерения газовыделения газобетонной смеси ПГВ-2 (вид спереди): 1 - подъемный столик; 2 - газобетонная смесь; 3 - стеклянная реакционная емкость (объемом 3 л); 4 - шкала; 5 - термометр; 6 - измерительная емкость; 7 - термометр; 8 - подъемная траверса; 9 - подъемная планка; 10 - цилиндр для крепления бумаги самописца; 11 - реверсивный двигатель; 12 - U-образный манометр для контролирования уровня выделяющегося газа

Прибор ПГВ-2 состоит из реакционной емкости 3 со шкалой 4, предназначенной для определения уровня заливки и вспучивания газобетонной смеси. Для измерения температуры газобетонной смеси применяется электронный термометр 5. Подъемный столик 1 при помощи винта прижимает реакционную емкость к верхнему основанию прибора. Для герметизации внутреннего объема прибора служит резиновая прокладка. К верхнему основанию прибора прикреплена измерительная емкость 6, выполненная в виде тонкой гофрированной трубы. Верхняя часть измерительной емкости 6 закрыта крышкой, на которой расположен ртутный термометр, измеряющий температуру газовой среды в приборе над поверхностью газобетонной смеси. Для измерения объема служит подъемная траверса 8. Запись показаний прибора осуществляется на миллиметровой бумаге в виде графика. Миллиметровую бумагу наматывают на барабан самописца 10, который приводится в действие реверсивным двигателем 11. Контроль внутреннего давления в приборе осуществляется U-образным манометром.

Определение параметров кинетики газовыделения осуществляется следующим образом. Газобетонная смесь помещается в измерительную емкость, которая устанавливается в прибор. Вводят электронный термометр в газобетонную смесь и герметизируют. Через определенный момент времени производится регистрация параметров: температура газобетонной смеси , температура газовой среды над веществом , объем переменной измерительной емкости , объем бетонной смеси в емкости . После окончания реакции газовыделения рассчитываются значения параметров кинетики газовыделения: коэффициента вспучивания , коэффициента диффузии газа , общий объем газовыделения , изменение температуры по следующим формулам:

; (1)

; (2)

(3)

(4)

(5)

где - общий внутренний объем прибора, см3; - объем водорода в газобетонной смеси, см3; - объем водорода, диффундированного из газобетонной смеси, см3; - общий объем водорода, образовавшегося в процессе вспучивания, см3; - атмосферное давление, Па; - относительное содержание газов в газовой среде над смесью; - относительное содержание газов в смеси; см3/г.град.; - абсолютная плотность газовой среды (при 100% - ной относительной влажности ), г/см3

Результаты расчетов по определению параметров кинетики газовыделения представлены на рис. 2.

Объем выделившегося

газа, см3

Время, ф, мин.

Рис. 2 Зависимость объема выделившегося газа (, cm3) в газобетонной смеси от времени (ф, min)

Выделившейся в результате реакции водород диффундирует с поверхности части алюминия в жидкую фазу, насыщая ее [3,4]. Таким образом, у поверхности частиц наблюдается образование пузырьков газа [5,6]. При этом между металлическим алюминием и гидратом окиси кальция, выделяющимся при гидролизе минералов клинкера вяжущего, происходит химическая реакция с выделением молекулярного водорода [7,8,9], как показано в уравнении (6):

Коэффициент диффузии представлен на рисунке 3.

Коэффициент диффузии

Время, ф, мин.

Рис. 3 Кинетика диффузии газа из газобетонной смеси

Выводы

Исходя из проведенных исследований и сличительных испытаний, авторы делают вывод, что наилучшими результатами по кинетике вспучивания газобетонной смеси и кинетике диффузии газа из газобетонной смеси показывают газобетонные смеси с введением химических добавок в виде коллоидных растворов. При этом большая часть времени не тратится на растворение химических добавок, как в составе С№2. По полученным данным построены графики - рис. 3 и рис. 4. Результаты физико-механических испытаний исследуемых составов сведены в таблицу №2.

Таблица №2

Результаты физико-механических испытаний образцов газобетона

Наименование показателя

Наименование состава

С№1

С№2

Средняя плотность в сухом состоянии, кг/м3

626

653

Предел прочности при сжатии, МПа

1,9

2,3

Исходя из таблицы №2, авторы делают вывод, что в составе С№2 кинетика диффузии газа негативно отразилась на средней плотности образцов. При этом предел прочности при сжатии образцов состава С№2 выше, чем у образцов С№1, но это легко объяснить увеличением плотности состава С№2.

Литература

1. Шуйский А.И. Оптимизация процессов структурообразования и повышения качества газобетонных изделий: дис. … канд. тех. наук: 05.23.05. Ростов-на-Дону, 1983. С. 98-100.

2. Баранов А.Т. Улучшение свойств ячеистого бетона // Бетон и железобетон. 1981. №8. С. 9-10.

3. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат. 1979. 476 с.

4. Вагина Л.Ф. Алюминиевые газообразователи (теоретические и практические вопросы их изготовления и применения): дис. … канд. тех. наук: 05.23.05. М., 1971. С. 18-19.

5. Adam. M. Neville. Properties of Concrete. Pitman Books, London, 1981. 779 p.

6. Акимов А.П. Новые газообразователи на основе алюминия для ячеистого бетона: автореф. дис. … канд. тех. наук: 05.23.05. М.,1976. 20 с.

7. PFA Utilization, Central Electricity Generating Board, Gibbons, Wolverhampton, 1972, pp. 4-6.

8. Удачкин И.В., Гончаров Ю.В. Эффективные способы повышения водозащитных свойств ячеистого бетона. М.: Стройиздат. 1980. С. 22-26.

9. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Основы бетоноведения. С. Петербург: ООО «Строй-Бетон». 2006. 690 с.

10. Стельмах С.А., Щербань Е.М., Халюшев А.К., Холодняк М.Г., Нажуев М.П., Галкин Ю.В. Влияние технологических факторов на свойства неавтоклавного газобетона // Инженерный вестник Дона, 2017, № 2.

11. Шуйский А.И., Стельмах С.А., Щербань Е.М., Халюшев А.К., Холодняк М.Г., Шаталов А.В. Влияние структурирующей добавки на физико-механические свойства неавтоклавного газобетона // Инженерный вестник Дона, 2017 №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4126.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Понятие строительного раствора, признаки его классификации. Требования к применяемым материалам. Пример заполнителей и химических добавок. Технологические свойства и применение растворных смесей, контроль их качества. Требования к затвердевшим растворам.

    презентация [252,9 K], добавлен 09.04.2012

  • Развитие исследований водостойких гипсовых вяжущих. Применение химических веществ и добавок с целью оптимизации свойств раствора. Замедлители и ускорители схватывания, их применение и принцип действия. Разжижители и их влияние на сроки схватывания.

    реферат [24,0 K], добавлен 18.10.2011

  • Особенности применения добавок в бетон. Основные преимущества комплексных добавок перед однокомпонентными. Группы комплексных добавок II группы, состоящих из пластифицирующих веществ и добавок-электролитов, ускоряющих схватывание и твердение бетона.

    реферат [193,6 K], добавлен 17.11.2011

  • Определение объема образцов бетона неправильной формы, показателей пористости бетонов по кинетике водопоглащения (дискретный способ). Средние значения водопоглощения кубиков и балок в зависимости от вида добавок. Относительное водопоглощение по массе.

    научная работа [366,2 K], добавлен 13.11.2008

  • Использование в строительстве бетонов, приготовленных на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Расчет состава тяжелого бетона методом объемов. Виды химических добавок. Подбор состава легкого бетона. Декоративные (архитектурные) бетоны.

    курсовая работа [4,6 M], добавлен 22.12.2015

  • Общие сведения о проектируемом газопроводе. Определение плотности и теплоты сгорания природного газа. Оценка расходов газа населением. Выбор системы газоснабжения низкой плотности. Подбор оборудования и автоматизация газораспределительного пункта.

    дипломная работа [167,6 K], добавлен 20.03.2017

  • История возникновения нанобетона - материала, при изготовлении которого используются нанотехнологии для измельчения его основных компонентов и наноматериалы в роли модифицирующих добавок. Его физико-механические характеристики, свойства и назначение.

    презентация [3,6 M], добавлен 27.11.2014

  • Газобетон - особенности материала, характеристики и применение. Сырьевая смесь для получения и технология производства газобетона. Свойства, размеры и инструмент для обработки газобетонных блоков. Строительство дома из газобетона. Внутренние работы.

    реферат [684,6 K], добавлен 19.10.2016

  • Определение общего состояния строительных конструкций зданий и сооружений. Визуально-инструментальное обследование, инженерно-геологические изыскания. Определение физико-химических характеристик материалов конструкций. Диагностики несущих конструкций.

    курсовая работа [36,7 K], добавлен 08.02.2011

  • Понятие о стабилизирующих добавках, их классификация, основные требования к ним. Механизм их действия и примеры применения. Виды специальных добавок, повышающих водоудерживающую способность и улучшающих перекачиваемость бетонных смесей по трубопроводу.

    реферат [24,7 K], добавлен 19.11.2013

  • Роль и значение применения в строительстве теплоизоляционных материалов. История создания газобетона, а также закономерности и процессы его структурообразования, физико-механические свойства, технологическая схема получения и методы оценки качества.

    контрольная работа [184,8 K], добавлен 18.12.2010

  • Особенности получения мелкоштучных бетонных изделий с использованием технологии вибропрессования мелкозернистых жестких бетонных смесей. Влияние коэффициента уплотнения мелкозернистой бетонной смеси на физико-механические свойства получаемых образцов.

    дипломная работа [2,1 M], добавлен 10.02.2017

  • Характеристика щебня и гравия как строительного сырья. Определение водопоглощения крупного заполнителя, средней плотности, теплопроводности и морозостойкости его зерен. Расчет параметров валковых и молотковых дробилок и горения газа для фракции 10-20.

    курсовая работа [926,6 K], добавлен 31.05.2013

  • Общая характеристика газобетона как перспективного строительного материала. Принципиальная технологическая схема линии по производству газобетонных блоков. Нормируемые показатели продукции. Теория процесса газообразования при получении газобетона.

    курсовая работа [968,0 K], добавлен 11.12.2013

  • Понятие и история развития строительных смесей, их классификация, оценка преимуществ и недостатков их сухой формы. Исследование качественных показателей различных образцов. Положение на современном российском рынке и анализ его дальнейших перспектив.

    презентация [926,2 K], добавлен 22.06.2014

  • Знакомство с этапами разработки административного здания с тремя конференц-залами, анализ генерального плана участка застройки. Особенности архитектурной отделки фасадов и интерьеров. Анализ показателей основных физико-механических свойств грунтов.

    дипломная работа [134,3 K], добавлен 31.12.2015

  • Цели, задачи обследования технического состояния зданий и сооружений. Методы определения физико-химических характеристик материалов конструкций. Результаты визуального обследования здания. Параметры дефектов и повреждений, контролируемых при обследовании.

    курсовая работа [7,4 M], добавлен 23.12.2012

  • Основные положительные и отрицательные свойства портландцемента и цементного камня. Влияние агрессивных, физико-химических действий жидких, газообразных и твердых сред на бетон. Воздействие на него сульфатов. Основные мероприятия по борьбе с коррозией.

    реферат [69,0 K], добавлен 04.12.2013

  • Обработка результатов исследований физико-механических свойств грунтов основания. Определение размеров подошвы фундамента гражданского здания. Расчет осадки основания. Определение несущей способности свай. Последовательность конструирования фундамента.

    курсовая работа [297,8 K], добавлен 20.11.2014

  • Определение плотности и теплоты сгорания природного газа. Анализ основных параметров системы газоснабжения. Гидравлический расчет газопроводов низкого давления. Сравнение полиэтиленовых труб с металлическими трубами, их достоинства и недостатки.

    дипломная работа [463,3 K], добавлен 15.02.2017

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.