CC BY
56
процесс, связанный с развитием центров кристаллизации новой фазы. Наступает равновесное состояние при котором минералы цемента практически перестают растворяться, а температура смеси в течение определенного времени не меняется.
Третий участок кривой 3-4 — период лабильных водных растворов - характеризуется снижением температуры, который способствует переходу водного раствора в пересыщенное состояние, что ведет к интенсивному образованию кристаллической структуры. При этом подогретый заполнитель, отдавая тепло водному раствору, способствует протеканию кристаллизации и в то же время за счет своего капиллярного потенциала поглощает жидкость из цементного геля, что ведет к его самовакууми-рованию.
Обращает на себя внимание тот факт, что характер протекающих процессов в период струк-турообразования смеси по кривым изменения скорости ультразвука совпадает с характером протекающих процессов по кривым изменения температуры, то есть они подчиняются правилу «створа» (рис. 2).
Влияние технологии перемешивания и вида песка на изменение физико механических показателей мелкозернистого показано на рис. 3.
Полученные результаты показывают, что пористый заполнитель за счет своего капиллярного потенциала и теплоемкости сокращает и интенсифицирует периоды формирования и упрочнения структуры. При этом физические явления протекают более плавно с уменьшением деструктивных явлений в цемент-
ном камне, а химические процессы протекают глубже, что увеличивает степень использования вяжущего.
Из анализа полученных результатов следует, что мелкозернистый бетон с увеличением пористости песка более чувствителен к технологическим переделам. Так при увеличении частоты вращения ротора смесителя от 40 до 900 мин"' физико-механические показатели мелкозернистого бетона увеличиваются на кварцевом песке от 6 до 10%, на смешанном песке от 9 до 13% и а керамзитовом от 12 до 29%.
Библиографический список
1. Ахвердов И.Н. Основы физики бетонов,— М.: Строй-издат, 1981.- 456 с
2. Иванов И.А. Легкие бетоны на искусственных пористых заполнителях,- М.; Стройиэдат, 1993 - 182 с.
3. Косач А.Ф. Исследование влияния технологических факторов на физико-механические показатели керамзито-бетона // Известие высших учебных заведений. Строительство. Новосибирск 2003 №6
4. Попов Н А. Новые виды легких бетонов. - М.: Стройиздат, 1999,- 193с.
5. Симонов М.З. Основы технологии легких бетонов. - М: Издательство литературы по строительству, 1973,- 584 с,
КОСАЧ Анатолий Федорович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».
Дата поступления статьи в редакцию: 30.03.06 г. © Косач А.Ф.
удк 666.973.6 В. А. ПОПОВ
А.Ф. КОСАЧ
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
ПРОИЗВОДСТВО ПЕНОБЕТОНА НА АКТИВИРОВАННЫХ ВЯЖУЩИХ
В статье на основе теоретических положений комплексного технологического регулирования эксплуатационных свойств пенобетона предлагается путем обеспечения оптимизации технологических переделов пенобетона с процессами структуро-образования бетонной смеси и особенностями компонентов бетона улучшить физико-механические характеристики пенобетона.
В условиях рыночной экономики и увеличения доли строительства индивидуальных и кооперативных домов с 20 до 80%, по сравнению с государственным жилым фондом, наряду с традиционными материалами ячеистый бетон следует считать эффективным стеновым материалом настоящего и будущего. При этом резко возрастает потребность и расширение производства стеновых блоков и создание монолитного, полигонного и сборного строительства из ячеистого бетона. Факторы конкурентоспособности стеновых материалов приведены в табл. 1.
При оценке конкурентоспособности стеновых материалов в современных условиях необходимо учесть, что в течение последних лет произошло
резкое увеличение стоимости теплоносителей, удорожание транспортных расходов, появилась ориентация на строительство муниципального и малоэтажного жилья.
С целью экономии расходов энергоносителей введён ряд нормативных документов. Это изменения вСНиП 11-3-79" «Строительнаятеплотехника» [1], а применительно к Омской области разработаны и введены Территориальные строительные нормы -ТСН 23-338-2002 «Энергосбережение в гражданских зданиях. Нормативы по теплосбережению и теплозащите» [2].
Вышеупомянутое существенно меняетподход к выбору материалов для ограждающих конструкций. Одним из перспективных материалов является пенобетон.
Таблица 1
Свойства стеновых материалов
Показатель качества Кирпич Бетонные блоки Мин вата Пеиополимеры Пенобетон
Коэффициент конструктивного качества 5-16 4-17 I 1 17 1-16
Коэффициент звукопоглощения 0.1-0,2 0,1-0,3 0,2-0,8 0,3-0,7 0.4-0,7
Термическое сопротивление стены толщиной 0.5 м (ВтА'С! 0.86-0.6 1-0.56 10-6,5 1 1.5-6.5 8.1-0.87
Морозостойкость (циклы) 15-50 50-200 0 0-50 10-35
Потребность в защите от атмосферных воздействий 4 5 0 2 3
Экологическая чистота в условиях эксплуатации 5 5 2 1 5
Существует два способа его производства. Это автоклавная и иеавтоклавная технологии производство изделий заводского изготовления. Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Первый способ предполагает повышенный до 50% расход энергии затрачиваемой на автоклавную обработку изделий, но в тоже время этот технологический приём гарантирует повышение прочности изделий, как минимум, на одну марку по сравнению со вторым способом. В свою очередь безавтоклавная технология это существенное снижение себестоимости продукции и приемлема для использования в построечных условиях, что, безусловно, расширяет область его применения.
В настоящее время производство изделий из пенобетона получает развитие в двух направлениях:
— изготовление изделий заводского производства, а именно: мелкоштучных изделий (блоков), перемычек, плит перекрытия;
- производство и укладка пенобетонных смесей в условиях строительной площадки для утепления полов, чердаков и многослойных ограждающих конструкций наружных стен, а также для возведения монолитных зданий из конструкционно-теплоизоляционного пенобетона (наружные и внутренние стены, перекрытия и покрытия зданий).
Принципиальных отличий между этими технологиями на стадии приготовления пенобетонных смесей нет. Основные отличия заключаются в условиях подготовки к формованию, формования и в режимах достижения необходимых физико-механических показателей пенобетона.
Например, изделия заводского изготовления должны иметь отпускную влажность 25%, а при применение золы в составе пенобетона отпускную влажность соответственно 35%. В то время как при монолитном строительстве этот показатель достигает 50%, а процесс естественного удаления избыточной влаги происходит в течение нескольких месяцев. Конечный же показатель равновесной влажности составляет 10-11 % в конструкции наружных стен, Естественно, что заводское производство обеспечивает более высокое качество готовой продукции,
Введение новых, более высоких требований по теплозащите зданий коренным образом изменило и представления о точности изготовления изделий. Стандартами введено такое понятие, как «кладка мелкоштучных блоков на клею». А это, в свою очередь, требует более серьёзного отношения к технологии производства, обеспечивающей минимальные отклонения от заданных геометрических размеров изделий.
Неотъемлемым показателем высокого качества изделии из пенобетона является высокая однородность плотности и прочности готовых изделий. Добиться стабильных свойств пенобетона можно лишь применением качественных материалов и соблюдением технолог ии производства.
Одним из главных требований, особенно при неавтоклавной технологии, является применение высокомарочных цементов, марки М500 и выше. Обращаем внимание, что отечественная промышленность не выпускает цемент выше М500. Поэтому встаёт вопрос повышения активности вяжущего нетрадиционными способами.
Известно, что дополнительный домол цемента приводит к повышению его активности, а введение различных химических добавок (пластификаторов, ускорителей твердения и др. ПАВ) позволяет дополнительно активизировать вяжущие свойства исходного материала. На этих свойствах основана технология производства вяжущих низкой водопотреб-ности (ВНВ), которые как нельзялучше подходят для применения их при производстве неавтоклавпого пенобетона. Полученные ВНВ могут иметь очень высокие физико-механические показатели. Марка вяжущего по прочности достигает М800 и М1000. Эти показатели дополняются быстрым набором прочности в ранние сроки твердения, что особо важно для производства пенобетона на строительных площадках.
Технологическая линия производства ВНВ органически вписывается в заводскую технологию завода сборного железобетона. Располагать её целесообразно в непосредственной близости от склада цемента. Для складирования и транспортирования готового вяжущего следует использовать существующие силоса и тракты пневмотранспорта. Согласно данной схеме нами разработан проект опытного участка по производству ВНВ и сухих смесей производительностью до 20 тонн в сутки. Проект реализован ОАО Омский комбинат строительных конструкций.
Изучая вопрос приготовления пенобетонных смесей на активированных вяжущих. В производственных условия были изготовлены и опробованы два типа пенобетоносмесителей:
Первый тип: пенобетоносмеситель принудительного действия с вертикальным валом с частотой вращения рабочего органа 1500 мин'\ Объём готового замеса составлял 2 м'. Технология пркгстозле ния смеси заключалась в следующем. В чашу смесителя подавали рабочий раствор пенообразователя и осуществляли интенсивное перемеши-
вание раствора до получения технической пены с требуемыми свойствами. Добивались 10-ти кратной пены с показателем стойкости 3 часа и плотностью 100-140 г/л. Затем в смеситель загружали цементно-зольный раствор, приготовленный в заводской бетоносмесительной установке, Главным показателем оценки качества этого раствора, наряду с точностью дозирования компонентов, является подвижность смеси. Далее перемешивали содержимое смесителя до получения однородной пенобетонной смеси. Основным контрольным параметром на данном этапе является плотность пенобетонной смеси. Данный вид пенобетоносмесителя показал высокую энергоёмкость производства, Поэтому следующим этапом научно-производственных исследований является раздельное приготовление пенобетона в смесителе принудительного действия.
Второй тип пенобетоносмесителя — смеситель принудительного действия, с горизонтальным валом со специально подобранным видом лопастей и частотой вращения 33 мин'1, служит для смешения готового цементнозольного раствора с технической пеной подаваемой из разработанного пеноге-нератора. Этот способ приготовления пенобетон-ных смесей является высокотехнологичным. Проектная производительность установки 20 тыс. м'1 в год.
Этот же принцип производства пенобетонпых смесей положен в основу промышленных установок, предназначенных для применения на строительных площадках и малых предприятиях, не имеющих собственного производства бетонных смесей. Отличительной особенностью этого производства является оснащение его специальным складским, транспортным и дозировочным оборудованием, что позволяет механизировать процесс производства и укладки пенобетонных смесей.
Имеющиеся результаты научных исследований позволяют сделать вывод о возможности производства неавтоклавного пенобетона без допол-
нительной тепловой обработки на ВНВ с регулируемыми сроками схватывания. Эти результаты особенно ценны для заводских условий, т.к. в этом случае резко снижается энерго- и металлоёмкость производства. Достигается оборачиваемость метал-лоформ до 0,7 оборота в сутки без дополнительной тепловой обработки изделий.
Производство конкурентоспособных изделий из пенобетона возможно только при комплексном подходе к разработке технологического процесса. Важнейшим фактором для получения высоких физико-механических показателей пенобетона является применение высокомарочных вяжущих — вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) с регулируемыми сроками схватывания и для изготовления пенобетонных смесей наиболее рационально использовать раздельную технологию приготовления.
Библиографический список
1. Изменения № 3 СНиП 11-3-79 «Строительная теплотехника», //Бюллетень строительной техники, 1995.
2. ТСН 23-338-2002 «Энергосбережение в гражданских зданиях. Нормативы по теплосбережению и теплозащите».
3. Кузнецов Ю.С.. Новокрещенова С.Ю., Новокрещенов В.Д., Голикова Л.Н. Региональные экологические аспекты строительной индустрии. В кн.: «Современные проблемы строительного матераловеденья». мат. VII ак. чт. РААСН, Белгород, 2001. 4.1 С. 290-292.
ПОПОВ Василий Анатольевич, доцент кафедры «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».
КОСАЧ Анатолий Федорович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».
Дата поступления статьи в редакцию: 30.03.06 г. © Попов В.А., Косач А.Ф.
Новые научно-технические разработки
Высокотехнологичные отверждающие системы на основе эпоксидных смол для изделий с температурой эксплуатации до 120°С
В Институте химии Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар) исследованы технологические, физико-механические и физико-химические характеристики эпоксидных матриц, полученных в результате отверждения эвтектическими смесями аминов и обеспечивающие температуру эксплуатации изделий конструкционного назначения до 120°С. Добавка 2 % оксида кремния приводит к повышению приведённой температуры деструкции на 16-23 град,, модуля упругости при изгибе на 1,4-5,2%, модуля упругости при растяжении на 4,4-8,8 %. Также повышается стойкость полимера к действию кислоты на 40-58 %, к действию щелочи на 40-48 %. Определены факторы, позволяющие регулировать живучесть композиций, условную вязкость при комнатной температуре и при 50°С.
Новая технология позволит добиваться повышения химической стойкости и термомеханических свойств композиционных материалов на основе эпоксидных матриц, полученных с использованием различных реагентов, и неорганических нанодисперсных и микроволокнистых наполнителей.
Материалы необходимы на предприятия химической промышленности, предприятиях, производящие стеклопластиковые изделия (трубы, арматура и т.д.).
Институт химии Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар). (8212) 43-09-44
