CC BY
12Строкова В.В., д-р.техн.наук, проф., ПогореловаИ.А., аспирант Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СМЕСИ ДЛЯ ПЕНОГАЗОБЕТОНА
Проведена работа по получению сухих строительных смесей для пеногазобетона на комплексном поробразователе, открыгвающая возможность использования пеногазобетонов в малоэтажном строительстве при устройстве теплоизоляционныгх слоев полов, в колодезной кладке и в качестве теплоизоляционного слоя комплексного покрыгтия. Получен пеногазобе-тон на основе сухих строительныгх смесей со средней плотностью 400 кг/м3 при прочности на сжатие около 2 МПа.
В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция перехода на сухие строительные смеси, что позволяет более рационально и экономно применять материалы, повышать производительность труда и улучшить качество строительства [1]. В комплексе мер по энергосбережению возрастают требования к теплозащите ограждающих конструкций и повышению комфортности зданий [2]. В связи с этим применение сухих строительных смесей для ячеистых бетонов является в настоящее время актуальным.
Основным фактором, влияющим на технологичность и качество сухих смесей для ячеистых бетонов является оптимизация комплексного порообразователя. В качестве пенообразователей предлагается использовать продукции фирмы «Trostberg AG», позволяющих обеспечить стабильную ячеистую структуру и высокую пористость. Газообразователем служит алюминиевая паста, создающая дополнительный объем пор и упрощающая технологию производства, так как нет необходимости ее дополнительной обработки поверхностно-активными веществами. Для исследования влияния содержания комплекса добавок на физико-механические свойства пеногазобетона использовался метод математического планирования эксперимента. Результаты опытов обрабатывались с использованием статистического метода, получая при этом математические модели, отражающие
связь между исследуемыми факторами и выходными параметрами. В качестве основных факторов оптимизации варьировались удельная поверхность вяжущего низкой водопотребности ВНВ - 100 в диапазоне от 450 до 550 м2/кг, количество сухого пенообразователя Hostapur OSB от 0,25 до 0,75% от массы вяжущего совместно со стабилизатором пор Esapon (соотношение Hostapur OSB: Езароп = 1:2) и расход алюминиевой пасты от 0,1 до 0,3% от массы вяжущего. Условия планирования эксперимента и матрица трехуровневого плана представлены в табл. 1, 2. Все факторы, не вошедшие в планирование эксперимента, приняты постоянными.
Выбор факторов и параметров оптимизации производился исходя из технологической и экономической целесообразности. Варьирование расходов добавок преследовало цель выявления их оптимального (минимально необходимого количества), обеспечивающего получение материала с заданными характеристиками, с требуемой пористостью.
Выходными параметрами для качества ячеистого бетона на основе сухих смесей служили основные показатели: средняя плотность, прочность на сжатие в 28 суточном возрасте.
После статистической обработки экспериментальных данных были получены математические модели зависимости выходных параметров пеногазобетона от исследу-
Таблица 1
Условия планирования эксперимента
Фактор Уровень варьирования Интервал варьирования
Натуральный вид Кодированный вид -1 0 +1
Удельная поверхность ВНВ-100, м2/кг Х1 450 500 550 50
Пенообразователь, % от массы вяжущего Х2 0,75 1,5 2,25 0,75
Газообразователь, % от массы вяжущего Хз 0,1 0,2 0,3 0,1
Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова
2009, № 1
Таблица 2
Матрица планирования эксперимента и экспериментальные данные
№ точки плана Факторы Ррр, кг/м3 RрЖ., МПа
Х1 Х2 Хз
1 +1 +1 +1 710 3,28
2 +1 +1 -1 510 1,68
3 +1 -1 +1 490 1,56
4 +1 -1 -1 405 2,12
5 -1 +1 +1 734 2,1
6 -1 +1 -1 520 1,18
7 -1 -1 +1 506 1,47
8 -1 -1 -1 460 1,88
9 +1 0 0 512 1,92
10 -1 0 0 685 1,98
11 0 +1 0 564 1,5
12 0 -1 0 505 1,44
13 0 0 +1 703 2,4
14 0 0 -1 526 1,33
15 0 0 0 540 1,34
16 0 0 0 562 1,56
17 0 0 0 555 1,22
емых факторов (Х1 - удельная поверхность ВНВ - 100, Х -расход пенообразователя, Х - расход газообразователя):
- по средней плотности:
р = 576,4 - 27,8 • Х1 + 67,2 • Х + 72,2 • Х3 + 5,9 • Х12 - 58, 1 • Х22 + 21,9 • Х32 + 4,6 • Х1 • Х2 + 3,1 • Х1 • Х3 + 35,4 • Х2 • Х3;
- по прочности на сжатие:
Яж = 1,34 + 0,29 • Х1 + 0,14^ + 0,09 • Х3 + 0,2 • Х12+0,16 • Х/ + 0,19 • Х32 + 0,16 • Х1 • Х + 0,08 • Х1 • Х3 + 0,45 • Х2 • Х3
Используя полученные математические модели можно произвести анализ влияния исследуемых факторов на среднюю плотность и прочность на сжатие пеногазобе-тона. Комплексное представление о влиянии удельной поверхности ВНВ - 100, количества пенообразователя Hostapur OSB совместно со стабилизатором пор Esapon, расхода газообразователя (алюминиевой пасты) на среднюю плотность и прочность на сжатие пеногазобетона отражают номограммы, представленные на рис. 1, 2, позволяющие управлять процессами приготовления пено-газобетона заданных свойств на основе сухих смесей.
Выявленные закономерности изменения свойств пе-ногазобетона на основе сухих смесей, полученные математические зависимости и графические интерпрета-
ции этих зависимостей позволяют дать количественную и качественную оценку влияния каждого фактора в отдельности и в целом.
На основании глубокого анализа полученных результатов трехфакторного эксперимента получен пеногазобетон для малоэтажного строительства на основе сухих смесей.
Разработанный комплексный порообразователь позволил получать пеногазобетон на основе сухих смесей со средней плотностью 400 кг/м3 при прочности на сжатие около 2 МПа.
Производство пеногазобетонов становится возможным без специального дорогостоящего оборудования, добавление воды происходит непосредственно на строительной площадке. В результате открываются новые возможности применения пеногазобетонов в малоэтажном строительстве, прежде всего снижается стоимость строительства, за счет сокращения сроков.
Для потребителей привлекательность сухих смесей заключается в том, что они являются практически готовыми к употреблению, удобно расфасованными и при правильной эксплуатации длительное время сохраняют свои свойства.
Рис. 1. Номограмма зависимости плотности пеногазобетона от удельной поверхности вяжущего низкой водопотребности, от количества пенообразователя и газообразователя:
1 - газообразователь 0,1 %;
2 - газообразователь 0,2 %;
3 - газообразователь 0,3 %.
1
2
3 Рис. 2. Номограмма зависимости
прочности пеногазобетона от удельной поверхности вяжущего низкой водопотребности, от количества пенообразователя и газообразователя:
1 - газообразователь 0,1 %;
2 - газообразователь 0,2 %;
3 - газообразователь 0,3 %.
Разработанный пеногазобетон на основе сухой смеси может быть применен при устройстве теплоизоляционных слоев полов, в качестве утеплителя в каркасной стене в пространстве между стойками, обвязками и обшивками каркаса в зависимости от конструктивного решения стены, в колодезной кладке и в качестве теплоизоляционного слоя комплексного покрытия.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Денисов, Г.А. Производство и использование сухих строительных смесей [Текст]/ Г.А. Денисов// Строительные материалы, оборудование и технологии XXI век. - 2007. -№ 1. - С. 22 - 24.
2. Махамбетова, У.К. Современные пенобетоны [Текст]/ У.К. Махамбетова, Т.К. Солтамбеков, З.А. Естемесов. - СПб: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 1997. - 161 с.
