Теплоогнезащитные композиционные цементные растворы на основе вспученного вермикулита и вулканического пепла
Пути улучшения физико-механических свойств растворных смесей. Анализ результатов разработки теплоогнезащитных композиционных цементных растворных смесей на вспученном вермикулите и вулканическом пепле с применением многофункциональной добавки Д–5.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.02.2018 |
| Размер файла | 30,7 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/
Кабардино-Балкарский государственный университет, Нальчик
Теплоогнезащитные композиционные цементные растворы на основе вспученного вермикулита и вулканического пепла
Т.А. Хежев, А.Р. Кажаров, А.В. Журтов, О.И. Доренский,
А.Н. Кумыков, И.Р. Тлупов, А.М. Хахоков, А.А. Шаков
Аннотация
растворный смесь вулканический композиционный
Представлены результаты исследований по разработке теплоогнезащитных композиционных цементных растворных смесей на вспученном вермикулите и вулканическом пепле с применением многофункциональной добавки Д-5. Предложены составы теплоогнезащитных композиционных строительных растворов, позволяющие существенно улучшить физико-механические свойства растворных смесей и раствора. Введение многофункциональной добавки Д-5 в растворные смеси позволяет улучшить свойства композиционных растворных смесей и улучшить характеристики раствора. Замена мелкодисперсной фракции вспученного вермикулита d<0,63 мм вулканическим пеплом по объему в растворных смесях не вызывает заметного повышения плотности раствора, при этом их прочностные характеристики возрастают. Разработанные композиционные растворные смеси соответствуют требованиям ГОСТ 28013-98 и имеют низкую себестоимость за счет использования вулканического пепла.
Ключевые слова: портландцемент, вспученный вермикулит, вулканический пепел, добавка Д-5, теплоогнезащитный композиционный раствор, предел прочности при изгибе и сжатии, подвижность смеси, расслаиваемость, плотность.
Основная часть
Объемы применения строительных растворов различного назначения в промышленном и гражданском строительстве растут с каждым годом. Существенный объем занимают композиционные растворы для тепло- и огнезащиты строительных конструкций. Теплоогнезащитные штукатурные растворы являются эффективными и надежными способами теплозащиты конструкций. Для повышения теплоогнезащитных характеристик растворов используют легкие эффективные заполнители и тонкомолотые добавки [1-5]. Известно, что вспученный вермикулит нашел широкое применение в жаростойких и огнезащитных составах [1, 5, 6].
Применение местных строительных материалов позволит снизить себестоимость и улучшить характеристики теплоогнезащитных растворов. Одним из таких материалов являются вулканические горные породы [7, 8]. Благодаря мелкодисперсности вулканический пепел может использоваться в композиционных растворах без дополнительного помола, что может существенно снизить их стоимость.
Цель работы заключалась в разработке теплоогнезащитных композиционных растворов с улучшенными характеристиками на основе вспученного вермикулита и вулканического пепла.
В исследованиях использовались: портландцемент ПЦ500-ДО; вспученный вермикулит Санкт-Петербургской слюдяной фабрики с насыпной плотностью 150 кг/м3 с максимальной крупностью зерен 2,5 мм; вулканический пепел Заюковского месторождения с максимальной крупностью зерен 2,5 мм; добавка Д-5 производства ООО НПП «Ирстройпрогресс» (г. Владикавказ).
Гранулометрические составы вспученного вермикулита и вулканического пепла приведены в табл. 1.
Таблица 1
Гранулометрический состав заполнителей
|
Наименование материала |
Частные остатки на ситах, % |
Прошло сквозь сито 0,14 |
|||||
|
2,5 |
1,25 |
0,63 |
0,315 |
0,14 |
|||
|
Вермикулит |
54 |
31 |
6,2 |
4 |
2,8 |
2 |
|
|
Вулканический пепел |
13,5 |
19,5 |
22 |
24 |
18 |
3 |
Вначале было исследовано влияние соотношения цемента и вулканического пепла, подвижности смеси на свойства строительного раствора. Для регулирования технологических свойств растворной смеси используются различные добавки, нами применялась добавка Д-5, обладающая многофункциональными свойствами [9, 10, 11] Для исследования свойств составов на портландцементе ПЦ500-ДО были изготовлены образцы-балочки размерами 4х4х16 см в соответствии с ГОСТ 5802-86. Подвижность растворной смеси определялась по погружению конуса СтройЦНИЛ. Результаты исследований прочности раствора на 7 и 28 сутки твердения и плотности на 28 сутки твердения в нормальных условиях по ГОСТ 310.4 приведены в табл. 2.
Таблица 2
Свойства строительного раствора на вулканическом пепле
|
Соотношение цемента к пеплу по массе |
Д-5 в % от массы цемента |
Под-вижность, см |
Средняя плотность, кг/м3 |
Предел прочности при изгибе (МПа) |
Предел прочности при сжатии (МПа) |
|||
|
на 7 сутки |
на 28 сутки |
на 7 сутки |
на 28 сутки |
|||||
|
1:3 |
- |
7,1 |
1457 |
2,8 |
10,3 |
5,3 |
10,5 |
|
|
1:3 |
1 |
7,4 |
1495 |
3,4 |
11,7 |
7,1 |
18,4 |
|
|
1:3 |
2 |
7,1 |
1488 |
3,6 |
12,5 |
7,6 |
19,5 |
|
|
1:3 |
3 |
7,5 |
1465 |
3,7 |
14,2 |
7,3 |
17,5 |
|
|
1:3 |
- |
8,8 |
1464 |
2,7 |
9,0 |
5,4 |
12,8 |
|
|
1:3 |
1 |
8,4 |
1535 |
3,2 |
10,5 |
7,6 |
18,2 |
|
|
1:3 |
2 |
8,3 |
1558 |
3,4 |
12,4 |
7,7 |
20,0 |
|
|
1:3 |
3 |
9,0 |
1558 |
3,6 |
14,0 |
8,2 |
22,0 |
|
|
1:4 |
- |
7,2 |
1460 |
2,4 |
5,6 |
3,0 |
8,4 |
|
|
1:4 |
1 |
7,5 |
1492 |
2,5 |
6,5 |
4,7 |
12,5 |
|
|
1:4 |
2 |
7,0 |
1535 |
2,6 |
7,5 |
6,4 |
13,8 |
|
|
1:4 |
3 |
7,3 |
1503 |
2,7 |
9,8 |
4,9 |
12,7 |
|
|
1:4 |
- |
8,8 |
1460 |
2,3 |
4,9 |
3,1 |
10,0 |
|
|
1:4 |
1 |
8,5 |
1433 |
2,3 |
5,4 |
3,2 |
11,7 |
|
|
1:4 |
2 |
8,7 |
1453 |
2,4 |
5,6 |
3,4 |
13,4 |
|
|
1:4 |
3 |
8,8 |
1433 |
2,5 |
6,7 |
2,9 |
13,1 |
Из таблицы 2 следует, что с увеличением количества добавки вулканического пепла в цемент происходит существенное снижение прочности на сжатие и изгиб раствора. Изменение подвижности растворной смеси одинакового состава не оказывает существенного влияния на прочностные характеристики и плотность раствора. Исследования показали, что при введении до 2-3 % добавки Д-5 по массе от цемента прочностные характеристики раствора повышаются существенно при одинаковой подвижности растворной смеси.
Дальнейшие эксперименты были направлены на изучение свойств растворных смесей по ГОСТ 5802-86. Результаты исследований представлены в табл. 3.
Таблица 3
Свойства растворной смеси на вулканическом пепле
|
Соотношение цемента к пеплу по массе |
Д-5 в % от массы цемента |
Водоудер-живающая способность, % |
Плотность, кг/м3 |
Влаж-ность, % |
Расслаи-ваемость, % |
|
|
1:3 |
- |
97,4 |
763 |
7,7 |
3,2 |
|
|
1:3 |
1 |
98,4 |
929 |
7,1 |
2,4 |
|
|
1:3 |
2 |
97,8 |
930 |
7,6 |
2,5 |
|
|
1:3 |
3 |
97,4 |
924 |
9,6 |
2,2 |
|
|
1:3 |
- |
96,3 |
851 |
8,2 |
4,8 |
|
|
1:3 |
1 |
96,8 |
1050 |
6,6 |
2,7 |
|
|
1:3 |
2 |
97,3 |
1070 |
8,5 |
2,8 |
|
|
1:3 |
3 |
96,8 |
1067 |
8,7 |
2,9 |
|
|
1:4 |
- |
97,8 |
1020 |
4,8 |
3,1 |
|
|
1:4 |
1 |
97,4 |
1044 |
4,2 |
3,3 |
|
|
1:4 |
2 |
97,8 |
1012 |
6,1 |
2,7 |
|
|
1:4 |
3 |
97,4 |
1032 |
4,9 |
3,1 |
|
|
1:4 |
- |
96,8 |
1068 |
4,8 |
3,3 |
|
|
1:4 |
1 |
98,4 |
1014 |
4,6 |
2,6 |
|
|
1:4 |
2 |
97,9 |
1018 |
4,8 |
2,5 |
|
|
1:4 |
3 |
98,4 |
1020 |
4,6 |
2,5 |
Из таблицы 3 следует, что предложенные растворные смеси соответствуют требованиям ГОСТ 28013-98. Введение до 2-3 % добавки Д-5 по массе от цемента уменьшает расслаиваемость растворной смеси на вулканическом пепле.
Далее исследовались теплоогнезащитные растворы на вспученном вермикулите (табл. 4).
Таблица 4
Свойства строительного раствора на вспученном вермикулите
|
Соотношение цемента к вермикулиту по объему |
Д-5 в % от массы цемента |
Под-вижность, см |
Средняя плотность, кг/м3 |
Предел прочности при изгибе (МПа) |
Предел прочности при сжатии (МПа) |
|||
|
на 7 сутки |
на 28 сутки |
на 7 сутки |
на 28 сутки |
|||||
|
1:3 |
- |
7,1 |
574 |
0,95 |
2,30 |
1,70 |
3,50 |
|
|
1:3 |
1 |
7,1 |
593 |
1,13 |
2,36 |
2,32 |
4,20 |
|
|
1:3 |
2 |
7,0 |
598 |
1,30 |
2,42 |
2,42 |
4,27 |
|
|
1:3 |
3 |
7,0 |
586 |
1,40 |
2,47 |
2,22 |
3,97 |
|
|
1:3 |
- |
8,3 |
601 |
0,84 |
1,90 |
1,80 |
3,60 |
|
|
1:3 |
1 |
8,1 |
582 |
0,91 |
2,10 |
1,88 |
3,78 |
|
|
1:3 |
2 |
8,4 |
560 |
1,23 |
2,47 |
1,98 |
4,12 |
|
|
1:3 |
3 |
8,5 |
553 |
1,31 |
2,30 |
2,02 |
4,03 |
|
|
1:4 |
- |
7,3 |
528 |
0,81 |
1,90 |
1,30 |
3,12 |
|
|
1:4 |
1 |
8,1 |
513 |
0,79 |
1,95 |
1,55 |
3,18 |
|
|
1:4 |
2 |
8,4 |
496 |
0,84 |
2,10 |
1,64 |
3,25 |
|
|
1:4 |
3 |
8,5 |
473 |
0,85 |
2,16 |
1,65 |
3,21 |
|
|
1:4 |
- |
9,8 |
589 |
0,77 |
1,70 |
1,54 |
3,20 |
|
|
1:4 |
1 |
8,5 |
539 |
0,78 |
1,77 |
1,74 |
3,27 |
|
|
1:4 |
2 |
8,1 |
523 |
0,82 |
1,74 |
1,79 |
3,38 |
|
|
1:4 |
3 |
8,5 |
531 |
0,81 |
1,72 |
1,62 |
3,12 |
Результаты исследований показали, что подвижность вермикулитобетонной смеси не оказывает заметного влияния на плотность и прочностные свойства раствора. Добавка Д-5 незначительно повышает прочностные свойства вермикулитобетонного раствора. Предложенные растворные вермикулитобетонные смеси соответствуют требованиям ГОСТ 28013-98.
Вспученный вермикулит является дорогостоящим материалом, поэтому далее исследовалась возможность замены части вермикулита пеплом (табл. 5).
Таблица 5
Свойства строительного раствора на вспученном вермикулите и пепле
|
Цемент: вермикулит по объему |
Замена части вермикулита пеплом по объему |
Под- вижность, см |
Средняя плотность, кг/м3 |
Предел прочности при изгибе (МПа) |
Предел прочности при сжатии (МПа) |
|||
|
на 7 сутки |
на 28 сутки |
на 7 сутки |
на 28 сутки |
|||||
|
1:3 |
- |
7,1 |
574 |
0,85 |
2,1 |
1,5 |
3,4 |
|
|
1:3 |
Пепел фракции 0,0-0,315 |
7,5 |
824 |
1,02 |
2,6 |
2,5 |
3,9 |
|
|
1:3 |
Пепел фракции 0,0-0,63 |
7,4 |
937 |
1,54 |
2,9 |
2,8 |
4,4 |
|
|
1:3 |
- |
11,0 |
622 |
0,75 |
1,6 |
1,4 |
3,6 |
|
|
1:3 |
Пепел фракции 0,0-0,315 |
11,0 |
871 |
1,35 |
2,9 |
2,7 |
4,2 |
|
|
1:3 |
Пепел фракции 0,0-0,63 |
11,0 |
968 |
1,63 |
3,4 |
3,1 |
4,8 |
|
|
1:4 |
- |
7,5 |
528 |
0,81 |
1,9 |
1,3 |
3,1 |
|
|
1:4 |
Пепел фракции 0,0-0,315 |
7,5 |
664 |
0,92 |
2,2 |
1,7 |
3,6 |
|
|
1:4 |
Пепел фракции 0,0-0,63 |
7,5 |
694 |
0,97 |
2,3 |
1,9 |
3,9 |
|
|
1:4 |
- |
11,0 |
519 |
0,77 |
1,7 |
1,6 |
3,2 |
|
|
1:4 |
Пепел фракции 0,0-0,315 |
10,8 |
639 |
0,94 |
1,9 |
1,8 |
3,5 |
|
|
1:4 |
Пепел фракции 0,0-0,63 |
10,7 |
698 |
1,06 |
2,1 |
1,9 |
3,9 |
Результаты экспериментов показали, что вспученный вермикулит можно заменить вулканическим пеплом без значительного увеличения средней плотности, при этом прочностные характеристики композиционного раствора существенно возрастают. Также было выявлено, что добавка Д-5 положительно влияет на реологические свойства смеси и на прочностные свойства теплоогнезащитного композиционного раствора.
Литература
1. Руководство по выполнению огнезащитных и теплоизоляционных штукатурок механизированным способом. М.: Стройиздат, 1977. 46 с.
2. Journal of Materials Science Letters. 1987. Vol. 6. № 5. PP. 562-564.
3. Steel Strategy and Fire Protection. Internotional Construction. 1972. Vol. 11. № 1. PP. 13 - 15.
4. Некрасов К.Д., Масленникова М.Г. Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях. М.: Стройиздат, 1982. 152 с.
5. Денисов А.С., Швыряев В.А. Теплоизоляционные жаростойкие торкрет-массы на основе вермикулита. М.: Стройиздат, 1973. 104 с.
6. Хежев Х.А., Хежев Т.А., Кимов У.З., Думанов К.Х. Огнезащитные и жаростойкие композиты с применением вулканических горных пород // Инженерный вестник Дона, 2011. №4 URL: ivdon.ru /magazine/archive/n4y2011/710.
7. Ахматов М.А. Эффективность применения местных строительных материалов и бетона. Нальчик: Эльбрус, 1986. 160 с.
8. Хежев Т.А., Матаев Т.З., Гедгафов И.А., Дымов Р.Х.. Фиброгипсовермикулитобетонные композиты с применением вулканического пепла // Инженерный вестник Дона, 2015. №1 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1p2y2015.
9. Хежев Т.А., Жуков А.З., Журтов А.В., Гулиев М.И., Хежев А.Л., Глашев А.Х. Жаростойкие фиброармированные композиты на основе вулканической пемзы // Инженерный вестник Дона, 2016. №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2016/3582.
10. Хигерович М.И., Байер В.Е. Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цементов, растворов и бетонов. М.: Стройиздат, 1979. 126 с.
11. Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Добавки в бетон. М.: Стройиздат. 1989. 186 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Свойства растворных смесей и растворов. Классификация песков по крупности. Подбор состава растворов. Процесс приготовления растворной смеси. Растворы для каменной кладки и штукатурные растворы. Оштукатуривание стен в помещениях с повышенной влажностью.
лекция [24,2 K], добавлен 16.04.2010Понятие 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 09.04.2012Применение стационарных и мобильных бетонных установок. Технологический процесс приготовления бетонных смесей. Машины для приготовления, укладки, уплотнения и транспортирования бетонных и растворных смесей. Способы создания колебания в вибраторах.
контрольная работа [6,0 M], добавлен 24.11.2010Разработка строительных композиционных материалов и изделий на основе глинистого сырья с улучшенным комплексом эксплуатационных свойств для условий Крайнего Севера. Методы определения физико-механических характеристик образцов на основе отходов.
презентация [576,4 K], добавлен 14.01.2014Обоснование реконструкции бетоносмесительного цеха. Теплотехнический расчет стены. Генеральный план участка. Расчет железобетонной ребристой плиты покрытия. Технологический регламент на приготовление растворных смесей. Калькуляция на бетон класса С18.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 26.05.2013Выбор машины для приготовления бетонных и растворных смесей. Описание конструкции и работы механизма, основным узлом которого является смесительный барабан определенной вместимости. Расчет производительности, мощности, кинематической схемы привода.
курсовая работа [7,9 M], добавлен 10.06.2014Особенности 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 10.02.2017Характеристика сырьевых материалов. Технология производства сухих строительных смесей. Расчет силосов, складских помещений. Контроль производства и качества продукции. Мероприятия по обеспыливанию и аспирации технологического и транспортного оборудования.
курсовая работа [67,0 K], добавлен 28.04.2013Знакомство 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 31.12.2015Понятие 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 19.11.2013Техническая характеристика природных и обогащенных песчано-гравийных смесей. Расчет основного технологического оборудования и производительности линии по разделению песчаных и гравийных строительных смесей. Оценка энергопотребления линии производства.
курсовая работа [457,0 K], добавлен 15.01.2013Классификация композиционных материалов: на полимерной, металлической и неорганической (керамической) матрице. Состав, строение и свойства композита и прогнозирование его свойств. Основные критерии сочетания компонентов и их экономическая эффективность.
реферат [24,6 K], добавлен 20.11.2010Керамическими изделия и материалы, получаемые из глиняных масс или из смесей с минеральными добавками путем формования и обжига. Виды керамического кирпича, классификация. Добавки природного происхождения: кварциты, магнезиты, хромистые железняки.
презентация [29,8 M], добавлен 06.04.2014Основы обеспечения качества бетонов и бетонных смесей. Технологии контроля качества продукции при погрузке, транспортировке и укладке. Характеристика деятельности ООО "ПКФ Стройбетон"; предложения по ее совершенствованию. Требования к безопасности труда.
дипломная работа [220,7 K], добавлен 20.06.2014Характеристика и технология производства вспученного перлита. Формованные теплоизоляционные изделия из него. Методы исследования и характеристика сырьевых материалов. Расчет состава перлитобетона. Применение вспученного перлита как заполнителя бетона.
контрольная работа [605,4 K], добавлен 07.03.2014Сведения о композиционных материалах, имеющих две составляющие: армирующие элементы и матрица. Их преимущества. Механическое поведение композита, эффективность и работоспособность материала. Состав и строение композита. Свойства композиционных материалов.
реферат [1010,1 K], добавлен 08.02.2009Характеристика сырья и требования к нему. Технологический процесс производства вспученного перлитового песка. Дробление и процесс вспучивания. Образование газовых пузырьков на стадии пиропластического состояния. Контроль производства вспученного перлита.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 23.04.2012- Реконструкция гидротехнических сооружений на основе применения современного модифицированного бетона
Основные пути получения бетона при реконструкции гидротехнических сооружений: заказ с ближайшего бетонного узла; изготовление или модификация в построечных условиях. Технологии в пластификации бетонных смесей. Свойства модифицированного портландцемента.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.10.2012 Расчет станции очистки воды из поверхностного источника населенного пункта. Определение производительности очистной станции. Расчет доз реагентов и емкости растворных и расходных баков. Определение показателей вихревого смесителя и барабанных сеток.
курсовая работа [185,8 K], добавлен 27.09.2011Обработка 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
