Фиброгазозолобетон с использованием продуктов растительных полимеров

Исследование свойств и оптимизирование состава газобетонной матрицы в составе композита. Определение влияния дисперсного армирования целлюлозными волокнами на свойства фиброгазозолобетона. Анализ особенностей производства мелких стеновых блоков.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 30.06.2018
Размер файла 70,3 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/

ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский архитектурно-строительный университет»

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Фиброгазозолобетон с использованием продуктов растительных полимеров
Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Тугарина Анна Олеговна

Санкт - Петербург 2009

Работа выполнена на кафедре «Технология строительных изделий и конструкций» ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Пухаренко Юрий Владимирович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор Прокофьева Валентина Васильевна

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Панарин Сергей Николаевич

Ведущая организация - Открытое акционерное общество «Санкт-Петербургский зональный научно-исследовательский и проектный институт жилищно-гражданских зданий» (ОАО СПбЗНИиПИ)

Защита состоится «03» марта 2009г. в 16:00 на заседании диссертационного совета Д 212.223.01 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский архитектурно-строительный университет» по адресу: 190005, Санкт-Петербург, 2-ая Красноармейская ул., д.4, зал заседаний.

Эл. почта: rector@spice.ru

Факс: (812)316 58 72

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский архитектурно-строительный университет».

Автореферат диссертации размещён на официальном сайте ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» (www.spbgasu.ru).

Автореферат разослан «02» февраля 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Ю.Н. Казаков.

Общая характеристика работы

Актуальность темы

В настоящее время в России существует серьезная проблема повышения теплозащиты зданий и сооружений, решению которой способствует создание новых, а также коренное улучшения свойств известных стеновых и теплоизоляционных материалов. Одним из таких материалов, по мнению специалистов, является ячеистый фибробетон (фибропенобетон, фиброгазобетон), сочетающий одновременно конструкционные и теплоизолирующие качества и наиболее полно отвечающий современным требованиям и условиям строительства. Вместе с тем, накопленные в этой области обширные экспериментальные данные до сих пор не привели к созданию конкурентоспособных и экономичных составов ячеистых фибробетонов, в полной мере отвечающих потенциалу прогрессивности дисперсного армирования и способных обеспечить массовое и повсеместное применение этих материалов в строительстве. Успешное решение этой задачи требует дальнейшего углубления знаний о сложных процессах, обуславливающих формирование структуры и физико-механических свойств ячеистых фибробетонов, об их взаимосвязи с состоянием исходных материалов, составами и технологическим процессом получения изделий. При этом одним из способов повышения технико-экономических показателей таких материалов является расширение сырьевой базы за счет использования в качестве исходных компонентов доступных и недорогих местных материалов, в том числе техногенных отходов.

Этим определяется актуальность, цель и задачи диссертационных исследований.

Целью диссертационной работы является теоретическое обоснование, разработка и исследование нового материала - фиброгазозолобетона, получаемого с использованием продуктов растительных полимеров, в том числе в качестве дисперсной арматуры.

Для достижения данной цели решены следующие задачи:

1. Осуществлен анализ имеющихся разработок в области исследования и производства ячеистых бетонов с использованием попутных продуктов в качестве наполнителей и добавок различного действия;

2. Исследованы свойства и оптимизирован состав газобетонной матрицы в составе композита;

3. Изучено влияние дисперсного армирования целлюлозными волокнами на свойства фиброгазозолобетона;

4. Исследованы технологические параметры использования продуктов растительных полимеров, направленные на улучшение эксплуатационной надежности фиброгазозолобетона;

5. Разработан технологический регламент производства мелких стеновых блоков из фиброгазозолобетона, и произведена экспериментальная проверка предлагаемых решений в условиях действующего производства.

Объект и предмет исследования

В диссертации обобщены результаты исследований и разработок, полученные автором на кафедре технологии строительных изделий и конструкций СПбГАСУ в процессе выполнения важнейших плановых НИР, являющихся частью отраслевых и межвузовских программ.

Объектом исследования являлся новый материал - фиброгазозолобетон, получаемый с использованием продуктов растительных полимеров, в том числе в качестве дисперсной арматуры.

Предмет исследования составили теоретические и практические аспекты получения и применения нового материала - фиброгазозолобетона, способного обеспечить значительные сдвиги в вопросах повышения эффективности строительной продукции.

Теоретическая и методологическая база исследования

Теоретическую и информационную базу исследования составляют труды отечественных и зарубежных ученых в области ячеистых бетонов. Планирование и получение результатов опирается на действующие законодательные и нормативные акты, международные и национальные стандарты.

Научная новизна исследований

Научная новизна проведенных исследований заключается в следующем:

1. Разработан и исследован новый материал - фиброгазозолобетон с использованием продуктов растительных полимеров, обладающий улучшенными, по сравнению с аналогами, физико-механическими характеристиками и технико-экономическими показателями;

2. Установлена эффективность использования продуктов растительных полимеров, в том числе волокнистых, для формирования качественной структуры и улучшения свойств ячеистых бетонов (патенты №2278093, №2281267);

3. Исследованы особенности приготовления фиброгазозолобетонной смеси и формования изделий (патент №2274626);

4. Определены условия и режимы проведения технологического процесса, обеспечивающие наиболее полное использование свойств продуктов растительных полимеров (патент №2284979).

Практическая значимость диссертации

В результате проведенных исследований:

1.Установлена возможность использования в производстве газобетонных изделий отходов сульфатно-целлюлозной переработки древесины в качестве воздухововлекающей и пластифицирующей добавок;

2. Разработаны технические условия и технологический регламент на производство фиброгазозолобетонных изделий, армированных целлюлозным волокном;

3. Показана возможность реализации полученных научных результатов и рекомендаций в условиях действующего производства путем выпуска опытно-промышленной партии изделий;

Полученные данные, начиная с анализа имеющихся разработок по вещественному составу и структуре газобетона, и заканчивая определением эффективности использования целлюлозных волокон в качестве дисперсной арматуры, устанавливают возможность снижения удельных капиталовложений, энергоемкости и материалоемкости в производстве газобетонных изделий.

Достоверность результатов диссертационных исследований обоснована проведением активных экспериментов с применением методов планирования и математической статистики и подтверждается адекватностью расчетных величин и экспериментальных данных при оценке физико-механических характеристик фиброгазозолобетонов, предложенных технических и технологических приемов и способов.

На защиту выносятся:

обоснование целесообразности применения золы-уноса в качестве наполнителя для безавтоклавного газобетона;

результаты, характеризующие влияние состава вяжущего вещества, зернового состава наполнителя и параметров дисперсного армирования на свойства фиброгазозолобетона;

предложения по технологии приготовления смеси и тепловой обработке фиброгазозолобетонных изделий;

результаты определения физико-механических характеристик фиброгазозолобетона, полученные в ходе изготовления и испытания опытно-промышленных партий изделий.

Апробация полученных результатов

Результаты исследований докладывались и получили одобрение на международных, всероссийских, региональных и внутривузовских конференциях и семинарах. Автор диссертации удостоен звания лауреата XVII Областного конкурса «Молодость. Творчество. Современность», посвященного 30-летию начала строительства БАМа.

Результаты, полученные в процессе диссертационных исследований, используются в учебном процессе при подготовке инженеров-строителей-технологов в рамках изучаемых дисциплин «Технология ячеистых бетонов» и «Современные строительные композиты».

Публикации

Результаты работы нашли отражение в 27 научных публикациях, получено 5 патентов. Основные положения диссертации отражены в журнале «ВЕСТНИК гражданских инженеров», входящий в перечень ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4-х глав, общих выводов и приложений, содержит 166 страниц машинописного текста, в том числе 22 рисунка, 35 таблиц, список литературы из 112 наименований.

Основное содержание работы

Во введении сформулирована проблема и обоснована актуальность проводимых исследований, приведена краткая характеристика научной новизны и практической значимости работы.

В первой главе представлен критический анализ состояния вопроса, сформулированы цель и задачи диссертационных исследований.

Производство и применение эффективных тепло- и энергосберегающих материалов, при получении которых может быть использовано местное техногенное сырье, является одной из актуальных задач строительства. Таким материалом является ячеистый бетон, производство которого в настоящее время получает интенсивное развитие, как в России, так и за рубежом. Ячеистым бетонам присущи высокие теплозащитные свойства в сочетании с достаточными для теплоизоляционно-конструкционных материалов прочностью и долговечностью. При этом существует возможность получения на одной технологической и энергетической базе, из одного и того же сырья изделий различного назначения.

В результате проведения широких исследований установлено, что необходимые показатели качества ячеистого бетона могут быть достигнуты без применения традиционной для этого материала автоклавной обработки, что еще в большей степени повышает к нему интерес со стороны специалистов. Однако, независимо от принятой технологии, в том числе от условий и режимов твердения, традиционными недостатками ячеистых бетонов остаются низкая сопротивляемость растягивающим напряжениям и повышенная хрупкость, в результате чего изделия приобретают нежелательные сколы и трещины при изготовлении, транспортировании и монтаже. Неавтоклавные ячеистые бетоны характеризуются высокими деформациями усадки, что приводит к интенсивному трещинообразованию и даже разрушению изделий. Преодоление этих недостатков возможно путем увеличения прочности и трещиностойкости, оптимизации структуры материала и состава сырьевой смеси, отличающегося низкими расходами цемента и воды. При этом особое внимание должно уделяться возможности эффективного использования минеральных и органических техногенных продуктов, в том числе растительного происхождения, составляющих суть экологической напряженности промышленных регионов страны. Вместе с тем, в технической литературе отсутствуют сведения об использовании продуктов растительных полимеров, в том числе в качестве дисперсной арматуры. На основании выше изложенного сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе представлены характеристики применяемых материалов, приведено описание инструментальной базы и методов исследования.

При проведении экспериментальных исследований в качестве основных исходных компонентов для получения образцов использовались: портландцемент марки ПЦ400Д20, песок кварцевый (Мкр = 1,4…2,3), золы-уноса Иркутской ТЭЦ-7 от сжигания преимущественно Ирша-Бородинских углей с подшихтовкой Азейскими, Тулунскими и др. углями, алюминиевая пудра ПАП-1. Кроме того, в составе опытных образцов применялись специальные ингредиенты, получаемые на основе растительных полимеров и составляющие предмет исследований: добавки жирных таловых кислот в присутствии консерванта (формалин) и стабилизатора (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы), а также целлюлозные волокна в качестве фибры.

При изготовлении и испытании образцов в основном использовались стандартные методы исследований. фиброгазозолобетон стеновой композит

В третьей главе представлены результаты исследований влияния различных факторов на свойства фиброгазозолобетонной матрицы и оптимизации состава фиброгазозолобетона.

В производстве газобетонных изделий неавтоклавного твердения существует ряд известных проблем, в том числе высокий расход цементного вяжущего и значительные затраты на природный наполнитель. Решением данной проблемы является использование зол в составе газобетонной матрицы. При этом, снижение механических характеристик из-за повышенного значения водотвердого отношения может быть предотвращено с помощью применения пластифицирующих добавок, а анизотропность свойств газобетона и хрупкий характер его разрушения можно избежать благодаря направленному формированию структуры материала путем армирования целлюлозными волокнами.

Учитывая это, в настоящей работе в качестве модификатора структуры и свойств газобетона предложены жирные таловые кислоты (ЖТК), выбранные из ряда лигносодержащих добавок. При этом принималось во внимание, что такие продукты, как мыло сырое сульфатное, эмульсия талового пека, для получения составов, пригодных к употреблению требуют модификации, например методом частичного омыления. В ряде случаев, необходимо использование стабилизирующих добавок. Жирные таловые кислоты на основе сульфатного мыла уже включают в себя ряд модифицирующих компонентов, в том числе натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, которая является известным стабилизатором. Таким образом, водный раствор жирных таловых кислот можно использовать в качестве готового к употреблению пенообразователя.

Учитывая сложную взаимосвязь в структуре фиброгазозолобетона одновременно нескольких факторов, экспериментальные исследования проводились в несколько этапов (рис.1), первый из которых посвящен изучению особенностей применения зол-уноса в составе газобетонной матрицы. Исследования цементно-зольной матрицы, поризованной жирными таловыми кислотами (этап предварительной поризации), проводились с варьированием значения водотвердого отношения в диапазоне 0,55-0,8. Наибольший интерес представляют прочностные показатели полученного материала при водотвердом соотношении 0,55; 0,6. Эффект поризации достигается при расходе ЖТК от 0,6 до 1% от массы воды. При этом объем поризованной массы имеет максимальные значения при водотвердом соотношении 0,55.

Рис.1. Последовательность достижения поставленной цели

Переходя к описанию активной фазы эксперимента, следует отметить, что с целью оптимизации состава матрицы будущего композита реализован полнофакторный эксперимент по методу Бокса. Математический план предусматривал варьирование трех факторов на трех уровнях (нижнем, среднем и верхнем) и предполагал проведение опытов в 15 точках факторного пространства. Наиболее интересующие для проведения первой стадии поризации являются три фактора: доля золы-уноса, водотвердое отношение и расход воздухововлекающей добавки ЖТК. План эксперимента и полученные в ходе его реализации данные используются для построения математической модели ячеистого бетона в виде системы уравнений:

1.плотность поризованного материала

Y=1256,84-7,2x1-39,5x2-18x3+9,44x12+30,94x22-50,56x32+10,63x1x2-16,63x1x3+3,38x2x3(1)

2. прочность на сжатие поризованного материала

Y=11,15-2,49x1-1,1x2-0,04x3-1,76x12+2,79x22-1,71x32+0,63x1x2-0,04x1x3-0,05x2x3(2)

3.плотность газозолобетона

Y=753,29-44,4x1 + 2,6x2- 122,44x3+47,89x12-79,11x22+91,89x32+ 50,25x1x2 +26,75x1x3- 37,5x2x3(3)

4. прочность на сжатие газозолобетона

Y=2,63-0,51x1-0,67x2-1,81x3+0,54x12-0,96x22+ 1,14x32+ 0,36x1x2+ 0,39x1x3 + 0,14x2x3 (4)

Полученные уравнения (1) и (2) характеризуют отклики системы первого этапа поризации. После их преобразования в однофакторные уравнения, построили зависимости, где расход материалов представлен в кодированных значениях (min = «-1»; max = «+1»; mid = «0»).

Рис.2. Зависимость средней плотности золобетона от расхода ЖТК

Анализ зависимости «плотность - расход ЖТК» (рис.2) показывает, что при максимальном расходе добавки (ЖТК=0,35%) значение плотности бетона минимально в том случае, если содержание золы и водотвердое отношение имеют средние значения. При уменьшении ЖТК значения плотности увеличиваются. Из графика следует, что при снижении или увеличении содержания золы и водотвердого отношения плотность камня также увеличивается. При максимальном расходе золы (З=85%) наименьшее значение плотности бетона достигается в том случае, если содержание добавки и водотвердое отношение имеют максимальные значения. Это объясняется высокой водопотребностью золы и ее пеногасящей способностью.

Рис.3. Зависимость прочности на сжатие золобетона от расхода добавки

Анализ зависимости «Прочность - расход ЖТК» (рис.3) показывает, что при среднем расходе добавки (ЖТК=0,25%) значение прочности максимально в том случае, если содержание золы и величина водотвердого отношения имеют минимальные значения. При увеличении или уменьшении ЖТК значения прочности уменьшаются. Из графика также следует, что при повышении содержания золы и величины водотвердого отношения прочность уменьшается.

С учетом изложенного лучший состав полученного золобетона с воздухововлекающей добавкой имеет следующие характеристики: средняя плотность - 1277 кг/м3; прочность на сжатие - 14,8 МПа; влажность после пропаривания - 32,3%; пористость - 52,7%; теплопроводность - 0,55Вт/м0К; коэффициент качества - 90,8.

На втором этапе, посвященном оптимизации параметров получения газозолобетонной матрицы, основное внимание уделялось трем факторам: водотвердому отношению, расходу газообразователя и температуре воды в априори установленных интервалах их варьирования: 0,42 … 0,52; 0,08% … 0,16% и 200С … 600С соответственно.

Полученные в ходе математического моделирования уравнения регрессии (3) и (4) характеризуют отклики системы второго этапа поризации. После преобразования их в однофакторные уравнения, построили следующие зависимости.

Рис.4. Зависимость средней плотности материала от температуры воды.

Данные, приведенные на рис.4 показывают, что при максимальной температуре воды (t=600С) значение плотности минимально в том случае, если содержание алюминиевой пудры и водотвердое отношение имеют повышенные значения, при снижении того и другого фактора плотность увеличивается. Низкая температура значительно увеличивает среднюю плотность материала, так как в этом случае ее каталитическое действие в процессе газообразования практически прекращается.

Рис.5. Зависимость средней плотности материала от расхода алюминиевой пудры

Анализ зависимости «Плотность газобетона - расход алюминиевой пудры» (рис.5) показывает, что она носит экстремальный характер: при минимальном и максимальном расходе алюминиевой пудры (Alп=0,08%, Alп=0,16%) значения плотности материала минимальны и практически одинаковы в том случае, если величина водотвердого отношения и температура воды имеют средние или максимальные значения. Таки образом, минимального расхода алюминиевой пудры достаточно для полного вспучивания газобетонной массы.

Регрессионные модели, характеризующие зависимость прочности газозолобетона от исследуемых факторов показывают, что и в этом случае определяющим является не расход алюминиевой пудры, а водотвердое отношение и температура воды затворения. Из графика, представленного на рис.6, следует, что при повышении водотвердого отношения и температуры воды прочность уменьшается.

Рис.6. Зависимость прочности на сжатие от температуры воды.

В результате последующих комплексных исследований предложенных математических моделей, отражающих реакционные взаимодействия различных факторов в составе исследуемого материала, определена их совокупность, соответствующая получению оптимального состава газозолобетона, который имеет следующие характеристики (табл.1): средняя плотность - 626кг/м3; прочность на сжатие - 2,1МПа; влажность после пропаривания - 16,4%; пористость - 76,8%; теплопроводность - 0,21Вт/м0К; коэффициент качества - 53,6.

Таблица 1 Составы и основные свойства исследуемого газозолобетона

№ п/п

План эксперимента в натуральных значениях

Составляющие бетонной смеси, кг

Результаты наблюдений

В/Т

Alп

tв

Ц

Зола

Гипс

Вода

ЖТК

m.сух.

Rсж

Wп.п.

П

К.к.

X1

X2

X3

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y9

1.

0,52

0,7

60

178,5

331,5

15,4

265,3

1,8

644

1,0

25,6

76,1

0,22

24,1

2.

0,42

0,9

60

212,5

394,6

18,3

255

2,1

688

0,9

23,3

74,5

0,25

19,0

3.

0,52

0,4

60

187,9

348,9

16,2

279,2

1,9

660

1,3

28,3

75,6

0,23

29,8

4.

0,52

0,6

20

285,3

529,8

24,5

424

2,9

695

4,5

25,3

74,3

0,25

93,2

5.

0,47

0,8

40

197,1

366

17

264,7

2

660

0,9

22,7

75,6

0,23

20,7

6.

0,47

0,5

20

175,8

326,5

15,1

236,1

1,8

626

2,1

16,4

76,8

0,21

53,6

Третий этап исследований связан с разработкой составов и изучением свойств фиброгазозолобетона, армированного целлюлозными волокнами.

Особенности структуры газобетонов обуславливают анизотропность свойств и хрупкий характер их разрушения. Известно, что развитие трещин в материалах под действием нагрузок происходит в случае, когда энергии, высвобождаемой при уменьшении упругой энергии деформации, достаточно для образования новой поверхности разрыва. Таким образом, повышение вязкости разрушения связано с созданием на пути распространения трещин энергетических барьеров в виде объемов материала, способного к пластическому деформированию.

В работах Чернышева Е.М., Пухаренко Ю.В., Крохина А.М. и др. показано, что введение стеклянной, полимерной или асбестовой дисперсной арматуры, хаотично расположенной в объеме плотной составляющей фиброгазобетона, создает в этом объеме зоны, способность которых к пластическим деформациям существенно выше, чем у неармированного аналога. Тем самым формируется структура материала, в котором за счет высокопрочных высокомодульных волокнистых включений возможно торможение или полная остановка растущих трещин. Анализ физико-механических характеристик целлюлозных волокон показывает, что и они пригодны для улучшения свойств традиционного газобетона и при этом имеют ряд преимуществ перед другими видами фибр, так как могут быть получены из техногенных отходов и имеют значительно меньшую стоимость.

Экспериментально влияние дисперсного армирования целлюлозными волокнами на поведение газобетона под действием нагрузки оценивалось на образцах размерами 40*40*160мм и 50*100*310мм.

Установлено, что эффективность дисперсного армирования газобетона зависит от степени насыщения целлюлозными волокнами и прочности сцепления между его структурными составляющими. Повышение эффективности дисперсного армирования имеет место при увеличении средней плотности газобетона от 500 до 800кг/м3 и достигает при растяжении 180…240%, а на растяжении при изгибе 270%.

Для газобетонов со средней плотностью 900…1000кг/м3 эффективность на растяжение при изгибе несколько снижается, однако и для них она составляет не менее 200%.

Изменение прочности газобетона в зависимости от степени насыщения целлюлозным волокном представлено на рис.7.

Рис.7. Влияние степени насыщения волокном на прочность газозолобетона

Экспериментально установлено, что при дисперсном армировании газобетонов целлюлозными волокнами происходит изменение поровой структуры. Это изменение заключается в повышении плотности межпоровых перегородок и однородности распределения пор по объему материала. Эффективное улучшение поровой структуры имеет место при армировании газобетона до 2% от массы твердых составляющих.

Анализ экспериментальных данных показывает, что кривые деформирования исходного и дисперсно-армированного бетонов имеют различный характер (рис.8).

Рис.8. Кривые деформирования газобетона при действии изгибающей нагрузки

В отличие от неармированного (контрольного) газобетона, разрушение которого под действием изгибающей нагрузки носит хрупкий характер, начальный модуль упругости фиброгазобетона превышает начальный модуль упругости исходного бетона на 15-19%. Причем коэффициент вариации этого показателя у фиброгазобетона составляет 6,7%, в то время как у неармированного газобетона он достигает 11,5%. Следовательно, фиброгазобетон однороднее неармированного. В то же время предельные деформации образцов из фиброгазобетона при появлении первой трещины в растянутой зоне выше предельных деформаций исходного бетона ~ на 50%.

Проведенные исследования позволили оптимизировать состав и получить характеристики фиброгазозолобетона марки D500, представленные в табл.2.

Таблица 2 Составы и основные характеристики фиброгазозолобетона марки D500

Составляющие бет смеси на 1м3, доли от Ц

Результаты

п/п

Al пудра

В/Т

Волокно

Цемент

Вода

Зола

с(сух.)

Rсж

1.

0,006

0,42

0,009

1

0,84

1

500

2,0

2.

0,006

0,46

0,007

1

0,92

1

500

1,9

3.

0,006

0,42

0,007

1

0,84

1

500

1,7

4.

0,008

0,44

0,009

1

0,88

1

500

2,1

5.

0,008

0,42

0,008

1

0,84

1

500

1,9

6.

0,006

0,44

0,008

1

0,88

1

500

2,0

Фиброгазозолобетон на основе целлюлозных волокон отличают от традиционных ячеистых материалов: пониженный капиллярный подсос, низкая влажность после термообработки, отсутствие деструктивных процессов при нахождении в атмосферных условиях, повышенная морозостойкость.

Четвертая глава посвящена особенностям технологии фиброгазозолобетона с проверкой полученных результатов, выводов и рекомендаций в производственных условиях.

В результате проведенных исследований предложены способы и исследованы параметры подготовки целлюлозного волокна, приготовления фиброгазозолобетонных смесей, формования и твердения изделий и разработана общая технологическая схема, согласно которой сухие компоненты дозируют, тщательно перемешивают и вводят водный раствор жидких таловых кислот. Предварительно, используемые целлюлозные волокна необходимо распушить. Для этого используются типовые установки «Шредер» - это дополнительное устройство, которое режет, распушает, разрыхляет целлюлозный материал. После этого волокно следует омылить раствором жидких таловых кислот, и ввести в приготовленную смесь. Затем смесь перемешивают в течение 3-4мин. Готовая суспензия алюминиевой пудры вводится в смесь и перемешивается не более 1мин. После заливки смеси в хорошо смазанную и герметично собранную подогретую форму происходит процесс вспучивания при взаимодействии алюминиевой пудры с гидроксидом кальция, выделяющемся при гидролизе портландцемента и золы-уноса. Формы выдерживаются в течение 6…8 часов, затем после удаления горбушки они помещается в камеры тепловлажностной обработки. Проверка полученных экспериментальных данных осуществлялась путем выпуска опытно-промышленных партий фиброгазозолобетонных изделий - мелких стеновых блоков размером 600Ч300Ч200мм на производственных базах ООО «Красное» (Санкт-Петербург) и ЗАО «Фиброн» (г.Гатчина Ленинградской обл.). В результате проведенных испытаний установлено, что вырезанные из опытных блоков образцы удовлетворяют требованиям ГОСТ 25485-89 для ячеистых бетонов марки D600 класса В2. На основе анализа результатов проведенных испытаний разработан технологический регламент на производство мелких стеновых блоков из фиброгазозолобетона, практическое использование которого позволяет снизить стоимость материалов в 1м3 изделий на 575руб. по сравнению с традиционными составами с применением природных кварцевых песков.

Основные выводы

Разработан и исследован новый материал - фиброгазозолобетон с использованием продуктов растительных полимеров, обладающий улучшенными, по сравнению с аналогами, физико-механическими характеристиками и технико-экономическими показателями. При этом:

1.Установлена эффективность использования продуктов растительных полимеров (отходов сульфатно-целлюлозной переработки древесины в качестве воздухововлекающей и пластифицирующей добавок, целлюлозных волокон в качестве дисперсной арматуры) для формирования качественной структуры и улучшения свойств ячеистых бетонов (патент №2240990);

2. Определены условия и режимы проведения технологического процесса, обеспечивающие наиболее полное использование свойств продуктов растительных полимеров. В том числе исследованы особенности приготовления фиброгазозолобетонной смеси и формования изделий (патенты №2274626; №2284979);

3. Разработаны технические условия и технологический регламент на производство фиброгазозолобетонных изделий, армированных целлюлозным волокном;

4. Показана возможность реализации полученных научных результатов и рекомендаций в условиях действующего производства путем выпуска опытно-промышленной партии изделий;

5. Экономия материальных затрат при реализации результатов диссертационных исследований в промышленном производстве составляет 575руб/м3 изделий по сравнению с традиционными составами с применением природных кварцевых песков.

Публикации по теме диссертации

1. Косых, А.В. Новые направления в технологии получения газобетона /А.В. Косых, А.О. Тугарина// Труды Братского государственного технического университета. - 2003. - Т.2. - С.341.

2. Косых, А.В. Отходы сульфатной переработки древесины в производстве ячеистых бетонов /А.В. Косых, А.О. Тугарина// Образование, наука, производство. II Международного студенческого форума: сб.тез., докл. - Братск: БГТУ, 2004. - Ч.4. - С.293.

3. Косых А.В. Упрочнение матрицы аэрированного газозолобетона /А.В. Косых, А.О. Тугарина, Е.В. Лужнова, Д.Г. Черномаз// Естественные и инженерные науки - развитию регионов Сибири: Материалы Межрегиональной научно-технической конференции. - Братск: БГТУ, 2006. - С.176.

4. Косых, А.В. Вовлечение многотонажных техногенных отходов в производство ячеистых бетонов / А.В. Косых, А.О. Тугарина // Образование, наука, производство. II Международный студенческий форум: сб. тез. докл. - Братск: БГТУ, 2004. - Ч.3. - С.272.

5. Косых, А.В. Специфика отходов сульфатно-целлюлозного производства как пенообразователей для ячеистых материалов / А.В.Косых, А.О. Тугарина// Труды Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета. - 2003. - Том 6, №2 (23). - С.236.

6. Косых, А.В. Оптимизация поровой структуры газозолобетона /А.В.Косых, А.О.Тугарина, Д.Г.Черномаз// Естественные и инженерные науки - развитию регионов Сибири: Материалы Межрегиональной научно-технической конференции. - Братск: БГТУ, 2006. - С.176.

7. Косых, А.В. Перспективы использования отходов промышленного производства при изготовлении ячеистых материалов /А.В.Косых, А.О.Тугарина, Е.В.Лужнова, А.С.Корчинов// Естественные и инженерные науки - развитию регионов: Материалы Межрегиональной научно-технической конференции. - Братск: БГТУ, 2004. - С.232.

8. Косых, А.В. К вопросу оптимизации составов аэрированных поризованных цементно-зольных суспензий /А.О.Тугарина, А.В.Косых, А.С.Корчинов// Естественные и инженерные науки - развитию регионов Сибири: Материалы Межрегиональной научно-технической конференции. - Братск: БГТУ, 2004. - С.232.

9. Косых, А.В. Отходы лесохимии в технологии получения ячеистых бетонов /А.В.Косых, А.О.Тугарина, Е.В.Лужнова, А.С.Корчинов// Труды Братского государственного технического университета. - 2004. - Т.2. - С.106.

10. Косых, А.В. Современные технологии получения строительных ячеистых композитов из техногенных отходов /А.В.Косых, А.О.Тугарина// Успехи современного естествознания. - М.: Естественные науки, 2003. - №12. - С.25-26.

11. Косых, А.В. Комплексный подход к снижению теплопроводности стен /А.В.Косых, А.О.Тугарина, А.С.Корчинов// Успехи современного естествознания. - М.: Естественные науки, 2004. - №8. - С.110-111.

12. Косых, А.В. Технология получения газобетона с вариотропной поровой структурой / А.В.Косых, А.О.Тугарина // Деп. в ВИНИТИ - 2005.

13. Косых, А.В. Высококальциевая зола ТЭС-7 г.Братска - сырье для изготовления аэрированного газозолобетона / А.В.Косых, А.О.Тугарина // Деп. в ВИНИТИ - 2005.

14. Косых, А.В. Аэрация - как способ создания эффективной пористости в газобетоне /А.В.Косых, А.О.Тугарина, Е.И.Богатырева, Т.Н.Екимцова// Естественные и инженерные науки - развитию регионов: Материалы Межрегиональной научно-технической конференции. - Братск: БГТУ, 2005. - С.190.

15. Косых, А.В. Полидисперсия - способ оптимизации структуры ячеистых бетонов / А.В.Косых, А.О.Тугарина, Д.Г.Черномаз // Труды Братского государственного технического университета. - 2005. - Т.2. - С.286.

16. Косых, А.В. Неавтоклавный газозолобетон с улучшенными прочностными характеристиками /А.В.Косых, А.О.Тугарина, Д.Г.Черномаз, Е.В.Лужнова// Труды Братского государственного технического университета. - 2006. - Т.2. - С.388.

17. Косых, А.В. Технологические приемы для снижения средней плотности газозолобетона /А.В.Косых, А.О.Тугарина, Д.Г.Черномаз// Труды Братского государственного технического университета. - 2006. - Том 2. - С.388.

18. Лохова, Н.А. Рециклинг отходов ферросплавного производства в строительных материалах / Н.А.Лохова, А.В.Косых, А.О.Тугарина // Успехи современного естествознания. - М.: Естественные науки, 2003. - №5. - С.46-48.

19. Тугарина, А.О. Эффективность использования техногенных отходов в производстве безавтоклавного ячеистого бетона / А.О.Тугарина // Вестник гражданских инженеров. - 2008. - №3(16).- С.142. (по списку ВАК).

20. Тугарина, А.О. Газобетон на основе техногенного сырья Братского региона /А.О.Тугарина// 63-я научная конференция профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета: сб.докл. - СПб: СПбГАСУ, 2006. - С.200.

21. Тугарина, А.О. Эффективные теплоизоляционные строительные материалы на основе отходов промышленных предприятий г.Братска /А.О.Тугарина, С.Н.Бельченко, Е.В.Лужнова, Л.Н.Агафапудова // Будущее Братска: Тезисы докладов молодежной научно-практической конференции. - 2003. - С.70.

22. Тугарина, А.О. Технико-экономическая эффективность использования фиброгазозолобетона для производства мелких стеновых блоков /А.О.Тугарина// 65-я научная конференция профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета: сб. докл. - СПб: СПбГАСУ, 2008. - В4.Ч.1. - С.222.

23. Патент, RU № 2240990 МПК 7 C 04 В 38/10/ А.В.Косых, Н.Е.Вихрева, А.О.Тугарина, Е.В.Лужнова, Л.Н.Ли-ми-лун, 27.11.2004г

24. Патент, RU № 2274626 МПК 7 C 04 В 38/10/ А.В. Косых, А.О. Тугарина, А.С. Корчинов, 20.04.2006г.

25. Патент, RU № 2278093 МПК 7 C 04 В 38/10/ А.В. Косых, А.О. Тугарина, 20.06.2006г.

26. Патент, RU № 2281267 МПК 7 C 04 В 38/10/ А.В. Косых, А.О. Тугарина, А.С. Корчинов, 10.08.2006г.

27. Патент, RU № 2284979 МПК 7 C 04 В 38/10/ А.В. Косых, А.О. Тугарина, 10.10.2006г.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Объёмно-планировочное решение одноэтажного промышленного здания. Элементы конструктивной схемы. Определение объемов работ, ведомость монтажных элементов, выбор метода производства. Приспособления для монтажа конструкций. Определение состава бригады.

    контрольная работа [1,1 M], добавлен 03.06.2011

  • Изучение состава и свойств сырьевых материалов для производства газобетонных блоков из ячеистого бетона, способы их добычи. Описание технологии производства газобетонных блоков из ячеистого бетона автоклавного твердения, назначение и область применения.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 31.05.2014

  • Определение водоцементного отношения, водопотребности бетонной смеси, расхода цемента и заполнителей. Построение математических моделей зависимостей свойств бетонной смеси и бетона от состава. Анализ влияния изменчивости состава бетона на его свойства.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 10.04.2015

  • Проект формовочного цеха по изготовлению наружных стеновых панелей по агрегатно-поточной технологии. Расчет постов складирования арматурных элементов, армирования, распалубки, чистки и смазки форм, а также поста для выдержки изделий в зимнее время.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.08.2011

  • Характеристика и номенклатура продукции, подбор состава бетона. Режим работы цеха и производственная программа. Входной, операционный и приемный контроль процесса производства стеновых панелей. Технико-экономические показатели изготовления изделий.

    курсовая работа [421,2 K], добавлен 10.08.2012

  • Сведения 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 08.02.2009

  • Классификация 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 20.11.2010

  • Описание технологии строительства малоэтажных домов. Основные виды блоков несъемной опалубки. Технологии производства пенополистирольных блоков. Преимущества технологии строительства с использованием блоков пенополистирольной несъемной опалубки.

    реферат [37,5 K], добавлен 01.12.2013

  • Общее описание полистиролбетона, его свойства, преимущества и недостатки, области применения. Описание процесса изготовления полистиролбетонных стеновых блоков, вспенивание гранулята и дозировка составляющих, смешивание, подача, формовка и хранение.

    контрольная работа [91,5 K], добавлен 02.11.2010

  • Назначение и классификация ячеистых бетонов. Виды сырьевых материалов и требования, предъявляемые к ним. Технические характеристики пенообразователей. Особенности технологии производства стеновых блоков из ячеистого бетона. Контроль качества продукции.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 15.11.2009

  • Приготовление легких бетонов. Преимущественное производство стеновых блоков. Назначение и физико-технические свойства керамзитобетона. Теплоизоляционный, теплоизоляционно-конструктивный и конструктивный керамзитобетон. Водопоглощение керамзитового гравия.

    курсовая работа [242,9 K], добавлен 03.12.2010

  • Приоритетные направления деятельности строительного комплекса. Технология производства самофиксирующихся стеновых строительных блоков. Актуальность малоэтажного строительства. Объемно-планировочное решение, теплотехнический расчет наружных конструкций.

    реферат [41,6 K], добавлен 24.07.2011

  • Подбор состава легкого бетона на пористых заполнителях. Рекомендуемые марки пористого заполнителя. Определение расхода воды для обеспечения требуемой подвижности бетонных смесей. Расчет состава ячеистого бетона. Свойства керамзитобетона и шунгизитобетона.

    курсовая работа [35,2 K], добавлен 13.04.2014

  • Проект цеха для производства трехслойных панелей наружных стен. Технологическая схема производства стеновых панелей поточно-конвейерным способом. Виды сырья, используемое для изготовления железобетонных изделий. Входной контроль качества цемента.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 09.10.2012

  • Рост спроса на кирпич со стороны малоэтажного сегмента. Самые крупные производители керамического кирпича в Новосибирской области. Классификация и эксплуатационные свойства стеновых изделий. Пределы прочности стеновых материалов при сжатии и изгибе.

    реферат [1,1 M], добавлен 01.05.2017

  • Понятие и особенности использования материалов на основе полимеров как твердых, пластично-вязких или жидкотекучих составов. Основные сырьевые компоненты для производства пластмасс. Особенности и условия применения полимеров при строительстве домов.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 24.11.2014

  • Метод получения пеностекла. Теплофизические и эксплуатационные свойства пеностекла. Плотность и диаметр пор. Гарантийный срок эксплуатации блоков из пеностекла. Устойчивость к химическому и биологическому воздействию. Стабильность размеров блоков.

    курсовая работа [350,1 K], добавлен 09.08.2016

  • Исходные материалы, физико-механические свойства, геометрические размеры. Модель конструкции, свойства углепластиков. Расчет упругих характеристик слоистого композита по заданным характеристикам слоя. Определение коэффициента запаса прочности, массы.

    курсовая работа [94,2 K], добавлен 30.04.2007

  • Расчет состава бетона В5 с подвижностью бетонной смеси 1-4 см (П1). Формулы технико-экономической оценки составов бетона. Расчет энергозатрат на производство материалов для 1 м3 бетонных смесей различного состава. Расход цемента на 1 м3 шлакобетона.

    курсовая работа [408,9 K], добавлен 24.11.2012

  • Расчет конструкции железобетонной фундаментной плиты. Описание особенностей конструирования тепловой защиты здания, вычисление нормируемого значения теплопередачи. Расчет значений плиты перекрытия, колонны, оптимального армирования конструкций каркаса.

    курсовая работа [6,6 M], добавлен 23.01.2015

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.