Оценка эффективности энергоиспользования при тепловлажностной обработке бетона (стр. 13 )

Придание вяжущих свойств композиции из БСН и последующее ее упрочнение осуществляется в процессе низкотемпературной обработки (90 – 180 0С). Следовательно, отсутствие необходимости предварительного обжига при высоких температурах обуславливает экономическую эффективность получения безобжиговых высокопористых жаростойких теплоизоляционных материалов.

Использование в качестве связки сухого зернистого медленно гидратирующего БСН позволяет добиться высокой степени гомогенизации его в смеси даже при низкой дозировке его в составе массы. Концентрация связующего компонента в этом случае определяется не условиями гомогенизации и уплотнения смеси, т. е. не технологическими, а только факторами эксплуатационной стойкости. Это открывает возможность значительного снижения концентрации силиката натрия в массе, и как следствие, снижения в жаростойком материале содержания плавня, что в конечном счете должно привести к улучшению огнеупорных свойств материала на БСН.

Проведенными экспериментальными исследованиями установлен характер влияния происходящих физико-химических процессов на устойчивость пеноструктуры, в целом на структурированную систему, обладающую определенной жесткостью (упругостью) формы, способную длительное время сохранять свой первоначальный объем без разрушения. Эти процессы прослеживаются изменениями физико-механических свойств: усадкой, плотностью, механической прочностью на сжатие в зависимости от условий растворения и содержания Na2SiO3 в пеносиликат-натриевой композиции.

Таким образом, резюмируя теоретические положения и результаты предварительно проведенных экспериментальных исследований для получения безобжиговых жаростойких теплоизоляционных материалов можно отметить следующее:

- основными факторами влияющими на растворение БСН, следовательно, на вяжущие свойства пеносиликат-натриевой композиции являются: кремнеземистый модуль, дисперсность и равномерное распределение, количество воды, температура, продолжительность растворения;

- для исключения усадочных деформаций и связанных с ним деструктивных процессов при растворении БСН непосредственно в пеносиликат-натриевой композиции при низкотемпературной обработке 80-90 0С), необходимо произвести предварительный разогрев силикат-натриевой композиции до введения пены, для получения высоковязкой устойчивой пеносиликат-натриевой структуры;

- водный раствор БСН (жидкое стекло) образованный в силикат-натриевой смеси в процессе предварительного разогрева при соответствующем режиме тепловой обработки (80-90 0С) являясь высоковязким затворителем смеси повысит в целом вязкость пеносиликат-натриевой композиции, следовательно, устойчивость поровой структуры смеси (после введения пены) до последующего упрочнения ее обезвоживанием, путем подъема температуры сушки (180 0С).

СПИСОК литературЫ

1. Жаростойкие бетоны на основе композиций из природных и техногенных стекол / , , . –М.: Стройиздат, 1986. –С. 144.

2. Тотурбиев материалы на основе силикат-натриевых композиций. –М.: Стройиздат, 1988. –С. 208.

УДК 691.327:666.972.3:620.169.1

, аспирант

Магнитогорский государственный технический университет им.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ БЕТОНА С ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИМИ ДОБАВКАМИ

С точки зрения термодинамики долговечность строительного материала означает устойчивость его структуры, т. е. способность сохранять свои признаки и свойства под воздействием как внутренних, так и внешних факторов.

Нарушение устойчивости любого состояния связано с удалением последнего от равновесия, степень которого характеризуется величиной производства энтропии. При малых отклонениях от равновесия производство энтропии служит критерием для установления стационарного состояния, где эта величина минимальна, а в случае равновесности – равна нулю.

Когда система значительно удалена от равновесия, устойчивость структурных состояний определяется величиной и знаком избыточного производства энтропии. При δxP > 0 состояния, удаленные от равновесия, будут устойчивыми, а при обращении знака неравенства ‑ неустойчивыми. Величина избыточного производства энтропии определяется взаимодействующими процессами гидратообразования и структурообразования, а ее знак – соотношением скоростей и движущих сил указанных процессов.

В данной работе проведен термодинамический анализ твердения шлакопортландцемента М300 (В/Ц=0,3) с пластификаторами ЛПМ (лигносульфонатный пластификатор-модулятор) 2-х модификаций: ЛПМ сухая – пластифицирующая (0,4%), ЛПМ жидкая – пластифицирующе-воздухововлекающая (0,4%). В результате анализа определены основные термодинамические характеристики твердеющего вяжущего, произведен расчет термодинамической устойчивости структурных состояний цементного камня.

Как показали проведенные исследования, при введении в вяжущую систему добавок ЛПМ увеличивается длительность существования коагуляционной структуры, формирующейся в первый период твердения, т. к. происходит замедление процесса гидратообразования. Длительное существование коагуляционной структуры в цементной пасте с добавками приводит к увеличению ее термодинамической устойчивости (рисунок 1 и 2), что связано со стабилизирующим действием адсорбционных оболочек пластификатора и более упорядоченным расположением частиц твердой фазы в объеме вяжущей системы.

Рисунок 1 - Производство энтропии при твердении шлакопортландцемента

с добавками

Рисунок 2 - Избыточное производство энтропии при твердении шлакопортландцемента с добавками

После окончания индукционного периода образуется термодинамически неустойчивая коагуляционно-конденсационная структура, которая представляет собой пространственно-временную диссипативную структуру (рисунок 2). Термодинамическая неустойчивость данного структурного состояния обусловлена совокупным действием процессов гидратообразования и структурообразования.

Шлакопортландцемент без добавки в меньшей степени перестраивает свою коагуляционную структуру, а это предопределяет и большую термодинамическую неустойчивость возникающей коагуляционно-конденсационной структуры (рисунок 1). Введение пластифицирующих добавок способствует увеличению упорядоченности коагуляционно-конденсационной структуры и росту ее термодинамической устойчивости (рисунок 1 и 2).

Кроме того, цементный камень, содержащий добавки ЛПМ, обладает более термодинамически устойчивой конденсационно-кристаллизационной структурой (рисунок 1). Высокая термодинамическая устойчивость конечной структуры предопределяет и ее высокую долговечность.

Данные термодинамического анализа подтверждаются испытаниями равноподвижных и равнопрочных бетонов с пластификаторами ЛПМ на морозостойкость. Добавки ЛПМ способствуют повышению морозостойкости бетона. Экспериментальные данные свидетельствуют, что бетон без добавки имеет марку по морозостойкости F100, с суперпластификатором С-3 – F150, с добавками ЛПМ – F400.

Таким образом, введение добавок ЛПМ приводит к увеличению термодинамической устойчивости структурных состояний цементного камня, что позволяет получать долговечные бетоны с высокими эксплуатационными свойствами.

УДК 691.421

Усачёв A.M., аспирант, , д-р техн. наук, профессор,

, канд. техн. наук, доцент

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КИНЕТИКИ КОНТАКТНО-ДИФФУЗИОННОЙ СУШКИ
КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

В связи с развитием и становлением индивидуального жилищного строительства сборные железобетонные конструкции все чаще уступают место штучным стеновым материалам, к которым в первую очередь относится лицевой керамический кирпич.

Это обстоятельство объясняется несколькими причинами: кладка стен из мелкоштучных изделий производится вручную, поэтому для возведения стен не требуется мощное грузоподъемное оборудование; малый размер кирпича дает широкий простор проектировщику при выборе архитектурного решения; здание из кирпича отличается хорошими экологическими показателями микроклимата помещений.

Современное строительство невозможно представить без керамического кирпича. Его вклад в организацию архитектурного облика здания настолько велик, что не сопоставим ни с каким другим стеновым материалом.

Однако получить качественный лицевой кирпич не просто. При его производстве возникает множество технологических проблем, из которых наиболее острой является проблема растрескивания сырца в процессе сушки. На сегодняшний день в практике керамических производств накоплен богатый опыт использования высокочувствительного к сушке сырья, но проблему трещинообразования эти методы не всегда успешно могут решить.

В связи с изложенным, актуальной является проблема повышения качества сушильных процессов, которая в данной работе решается за счет использования принципиально нового способа сушки [1]. Сущность нового способа сушки заключается в следующем: отформованный сырец помещается на подложку из пористого материала с высокой влагоемкостью и накрывается сверху влагонепроницаемым колпаком. Подложка с тыльной стороны подвергается высушиванию теплоносителем. Тем самым осуществляется диффузия влаги из сырца в подложку, а за счет подачи и отбора сушильного агента происходит конвективное испарение влаги с поверхности подложки.

Контактно-диффузионная сушка изделий позволяет обеспечить управляемое протекание процесса, сократить время сушки, а также исключить образование сушильных трещин.

Управление процессом сушки в нашем варианте может осуществляться через многие факторы, в том числе и через влагоемкостные характеристики посредника.

Центральным местом в понимании и количественной оценке интенсивности диффузионного влагопереноса от одного материала к другому является представление о потенциале переноса θ, который измеряется в массообменных градусах (°М).

Потенциал переноса влаги непосредственно связан с удельной изотермической влагоемкостью материала Сm. Понятие удельной изотермической влагоемкости аналогично понятию удельной теплоемкости и ее можно представить как: