CC BY
40УДК 691.316
Н.Н. МОРОЗОВА, канд. техн. наук; Г.В. КУЗНЕЦОВА, инженер; А.К. ГОЛОСОВ, студент
Казанский государственный архитектурно-строительный университет (Республика Татарстан, 420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1)
Влияние цементов разных производителей на свойства ячеисто-бетонной смеси автоклавного газобетона
Использование цементов разных производителей на производствах автоклавного газобетона больших мощностей вносит свои коррективы в свойства ячеисто-бетонной смеси на стадии формования и созревания массива. Минералогический состав цемента разных производителей и одной марки при одинаковом В/Т влияет на температуру смеси и прочность автоклавного газобетона, но не изменяет подвижности ячеисто-бетонной смеси. Увеличение количества цемента в составе вяжущего приводит к увеличению времени гашения и снижению температуры гашения извести. Среди исследованных материалов цемент ОАО «Жигулевскцемент» оказывает наименьшее, а цемент ЗАО «Строительные материалы» (г. Стерлитамак, Республика Башкортостан) - наибольшее влияние на параметры гашения извести. Для стабильной работы завода газобетона автоклавного твердения необходимо выбрать продукцию 2-3 производителей цемента, не ухудшая качество продукции.
Ключевые слова: автоклавный газобетон, цемент, известь, температура гашения извести, время гашения извести, прочность.
N.N. MOROZOVA, Candidate of Sciences (Engineering), G.V. KUZNETSOVA, engineer, A.K. GOLOSOV, student
Kazan State University of Architecture and Civil Engineering (1, Zelenaya Street, 420043, Kazan, Republic of Tatarstan, Russian Federation)
Influence of Cements from Different Producers on Properties of Cellular-Concrete Mix of Autoclaved Gas Concrete
The use of cements from different producers at autoclaved gas concrete plants of high capacity brings about changes in the properties of cellular concrete mixture at the stage of formation and maturation of the bulk. The mineralogical composition of cement from different manufacturers and of the same brand at the similar water-solid ratio influences on the mix temperature and strength of autoclaved gas concrete but does not change the mobility of cellular-concrete mix. The increase in the quantity of cement in the binder composition leads to increasing the time and reducing the temperature of lime slaking. Among the studied materials cement of OAO "Zhigulevsktsement exerts the least influence and cement of ZAO "Stroitel'nyie materialy" (Sterlitamak, Republic of Bashkortostan) exerts the greatest influence on the parameters of lime slaking. For stable operation of the factory of gas concrete of autoclaved hardening it is necessary to select the products of 2-3 cement manufacturers without worsening the quality of production.
Keywords: autoclaved gas concrete, cement, lime, temperature of lime slaking, time of lime slaking, strength.
Основным сырьем для производства автоклавного газобетона, как известно, являются кварцевый песок, известь, цемент и газообразователь. Технология и качество продукции завода автоклавного газобетона в значительной мере определяются физическими и химическими характеристиками исходного сырья. Как правило, эти характеристики влияют комплексно. Отклонения минерального и химического состава неизбежно сказываются на параметрах технологии и качестве конечной продукции [1, 2].
Предприятия обычно ограничиваются входным контролем цемента на соответствие требованиям технологической документации (марки, количества добавок и их вида, удельной поверхности и др.) только на основании документа о качестве материала. При этом минералогический состав и сроки схватывания цемента в технологическом регламенте не нормируются [3].
В связи с этим необходимо проанализировать влияние цементов разных производителей в смешанном вяжущем на свойства ячеисто-бетонной смеси автоклавного газобетона. Использовали цементы производителей ЗАО «Жигулевские стройматериалы» (1), ОАО «Вольскцемент» (2), ОАО «Мордовцемент» (3) и ЗАО «Строительные материалы» (г. Стерлитамак, Республика Башкортостан) (4), минералогический состав которых приведен в табл. 1. Состав газобетона рассчитан для плотности D600, изготовление образцов производили по литьевой технологии.
В технологии ячеистого бетона время гашения извести должно совпадать со временем газовыделения, а температура гашения извести и температура массива влияют на время его созревания, раскрытия форм и их оборачиваемость. Время выдержки массива при литьевой технологии обычно составляет 3—4 ч. Поэтому первоначально проведена оценка влияния вида цемента на температуру и скорость гашения извести путем добавле-
ния цемента в известь в количестве 5, 10 и 25 % от массы навески. Температуру смеси измеряли через каждую минуту до того момента, когда температура в течении 4 мин не изменялась более чем на 1°. Исследования проводили по методике ГОСТ 22688 «Известь строительная. Методы испытаний» при стандартной температуре воды затворения и технологической температуре приготовления ячеисто-бетонной смеси по СН 277. Полученные результаты приведены на рис. 1—4.
Как видно из результатов исследований (рис. 1), наиболее сильно замедляет гашение извести цемент, изготовленный на ЗАО «Строительные материалы». Замедление гашения извести с цементом ЗАО «Жигулевские стройматериалы» возрастает с увеличением его количества только более 10%. Цемент ОАО «Вольскцемент» и ОАО «Мордовцемент» незначительно замедляет время гашения извести.
Наименьшее снижение температуры гашения извести (рис. 2) наблюдается при добавлении цемента
Таблица 1
Наименование минерала Содержание минералов в цементе, %
1 2 3 4
C3S 62 61 57,3 65,39
C2S 15 15 16,8 10,64
С3А 7,2 3,7 7,5 6,67
C4AF 12,5 16 13,3 11,23
Начало схватывания цементного теста Время, мин
130-140 160-165 150-160 170-185
научно-технический и производственный журнал
Ячеистый бетон: наука и практика
- 0% - 5%
- 10% - 25%
Рис. 1. Влияние цемента на время гашения извести при температуре воды затворения 20оС
0% 5%
- 10% 25%
100
® 80
60
40
13 2 4
20
Рис. 2. Влияние цемента на температуру гашения извести при температуре воды затворения 20оС
О
120
и'
8 100
ей
со
^ 80
! 60
5 40
а 20
13 2 4
Рис. 3. Влияние цемента на время гашения извести при температуре воды затворения 50оС
ЗАО «Жигулевские стройматериалы», а наибольшее ЗАО «Строительные материалы». Максимум температуры гашения извести достигается на цементе ЗАО «Жигулевские стройматериалы».
В производстве газобетона необходима определенная температура смеси для процесса газо-образования. В производственных условиях этот параметр регулируют температурой песочного шлама или содержанием извести в смеси. В исследованиях использовали воду затворения с температурой 50оС.
Как видно из результатов испытаний (рис. 3), горячая вода сократила время гашения извести на 30%. Наибольшее замедление гашения наблюдается при применении цемента производства ЗАО «Строительные материалы».
На рис. 4 показано, что повышение температуры воды затворения не изменило характера диаграммы температуры гашения извести. Так же как и на рис. 2, здесь наименьшее снижение температуры гашения наблюдается в присутствии цемента ЗАО «Жигулевские стройматериалы», а наибольшее снижение оказывает цемент производства ЗАО «Строительные материалы».
Полученные данные свидетельствуют, что цемент производителя ЗАО «Жигулевские стройматериалы» позволяет получать наиболее высокую температуру массива и сократить время его созревания, тогда как цементы производителей ОАО «Вольскцемент» и ОАО «Мордовцемент» в составе вяжущего позволяют получить температуру массива на 12—16°С ниже, чем с Жигулевским цементом. Следовательно, время созрева-
Вольский Стерлитамакский Мордовский Жигулевский
0 0,5 1 1,5 2
Прочность при сжатии, МПа
Рис. 5. Влияние цемента в составе смешанного вяжущего на прочность автоклавного газобетона
Рис. 4. Влияние цемента на температуру гашения извести при температуре воды затворения 50оС
ния массива на цементе ОАО «Мордовцемент» будет больше на 30—40 мин.
На следующем этапе работы были изготовлены образцы по литьевой технологии для состава D600. В приготовлении ячеисто-бетонной смеси использовали известь одной партии с активностью 80%. Для смесей одного состава, приготовленных на цементах разных производителей с температурой воды затворения 50°С, определяли подвижность смеси по Суттарду и ее температуру. Результаты эксперимента приведены в табл. 2.
Полученные данные (табл. 2) свидетельствуют о том, что замена одного цемента другим при постоянной В/Т смеси не оказывает влияния на подвижность. Температура смеси на цементе ЗАО «Строительные материалы» самая низкая, а самая высокая на цементе ЗАО «Жигулевские стройматериалы».
Для оценки прочностных свойств газобетона образцы были запарены в промышленных автоклавах при давлении 1 МПа по режиму производства. Результаты представлены на рис. 5.
Наибольшая прочность при сжатии при одинаковой плотности достигается у газобетона, изготовленного на портландцементе ЗАО «Жигулевские стройматериалы».
Таблица 2
Завод-производитель цемента В/Т Температура смеси, оС, при температуре воды затворения 50оС Расплыв, см
1 0,59 44 27
44 27
2 0,59 42 26
42 26
3 0,59 42 27
42 27
4 0,59 40 26
40 26
2
3
4
0
2
3
4
0
научно-технический и производственный журнал £J\±Jг\i>\'::
~50 май 2014 Ь^ШШ'
Цемент Мордовского завода снижает время и температуру гашения извести, как и вольский, но прочность на Мордовском цементе выше, чем на вольском. Цемент производства ЗАО «Строительные материалы» на фоне максимального снижения температуры и увеличения времени гашения извести показывает низкую прочность.
Список литературы
1. Богданова Н.П., Белов И.А., Подлузский Е.Я., Клинчук Е.С., Вербицкая Т.Л. Ячеистый бетон пониженной плотности для изоляции строительного и технического назначения // Строительные материалы. 2010. № 3. С. 63-66.
2. Кафтаева М.В., Рахимбаев Ш.М., Жуков Д.А., Ковалевская К.Ю., Шугаева М.А., Марушко М.В. Обоснование требований к сырьевым материалам для автоклавного производства газосиликатных бетонов // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 1. www.science-educati°n.ru/115—11233 (дата обращения: 08.05.2014).
3. Прохоров С.Б. Перспективы развития и особенности использования российских специализированных алюминиевых газообразователей // Строительные материалы. 2013. № 4. С. 94-96.
На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что для стабильной работы завода газобетона автоклавного твердения без изменения в технологии производства и ухудшения качества готовой продукции можно рекомендовать не более двух производителей цемента.
References
1. Bogdanova N. P., Belov I.A. Podluzsky E.Ya. Klinchuk E.S. Verbitskaya T.L. Cellular concrete of the lowered density for isolation of construction and technical appointment. Stroitel'nye Materialy [Construction materials]. 2010. No. 3, pp. 63-66. (In Russian).
2. Kaftayeva M. V., Rakhimbayev Sh. M., Zhukov D. A. Kovalevskaya K.Yu. Shugayeva M. A. Marushko M. V. Justification of requirements to raw materials for autoclave production of gas-silicate concrete//Modern problems of science and education. 2014 . No. 1. www.science-education.ru/115-11233
3. Prokhorov S. B. Prospects of development and feature of use of the Russian specialized aluminum gazoobrazova-tel. Stroitel'nye Materialy [Construction materials]. 2013. No. 4, pp. 94-96. (In Russian).
10-12 сентября
2014 г.
Нижний Новгород
Оргкомитет: 140050, Московская обл., п. Красково, ул. К. Маркса, д. 117, РГА Телефон: +7-916-501-36-56 E-mail: [email protected] www.rosgips.ru
Российская гипсовая ассоциация Московский государственный строительный университет Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН
ГУП «НИИМосстрой»
Седьмая Международная конференция
«Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий»
Тематика конференции:
■ технический прогресс в области гипсовых материалов и изделий (исследования, производство и применение)
■ ангидритовые вяжущие
■ гипсовые материалы в малоэтажном строительстве
■ привлекательность и механизмы инноваций в гипсовой отрасли
■ современное оборудование для производства гипсовых вяжущих, материалов и изделий на их основе
■ лаборатории, менеджмент качества, экологический менеджмент и их роль в обеспечении качества и долговечности гипсовых материалов
■ нормативно-техническая документация в соответствии с современными требованиями
■ обучение и переподготовка специалистов в области производства и применения гипсовых материалов и изделий
Генеральный информационный спонсор: журнал
Строительные Материалы
научно-технический и производственный журнал
