Газобетон автоклавного твердения с повышенным коэффициентом конструктивного качества (стр. 1 )

Для заказа доставки данной работы воспользуйтесь поиском на сайте http:///search. html

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Киевский национальный университет строительства и архитектуры

На правах рукописи

РУДЧЕНКО Дмитрий Геннадьевич

УДК 666.963.3

ГАЗОБЕТОН АВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ С ПОВЫШЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ КОНСТРУКТИВНОГО КАЧЕСТВА

05.23.05 – Строительные материалы и изделия

Диссертация на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор

Киев – 2012

CОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ………………………………………5

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..6

РАЗДЕЛ 1 СОСТОЯНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОБЕТОНОВ АВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ…………………………………………………………...14

1.1. Анализ развития и тенденции увеличения объемов производства ячеистых бетонов автоклавного твердения………14

1.2. Сравнительная характеристика автоклавного газобетона в контексте энергоемкости их производства и использования…...20

1.3. Приоритетные направления повышения эффективности производства и совершенствования нормативной базы

изготовления автоклавного газобетона………………………………..26

1.4. Теоретические предпосылки, рабочая гипотеза цель и задачи исследования……………………………………………………….36

РАЗДЕЛ 2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИМЕНЯЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ………………....47

2.1. Характеристика принятых для исследований материалов…….47

2.1.1. Вяжущее……………………………………………………47

2.1.2. Мелкий заполнитель ячеистого бетона…………………..53

2.1.3. Газообразующая добавка………………………………….55

2.2. Методы исследований…………………………………………...57

РАЗДЕЛ 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ АВТОКЛАВНОГО ГАЗОБЕТОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ ВОЗВРАТНОГО ШЛАМА И ГИПСОВОГО КАМНЯ…………………………………………………….61

3.1. Влияние добавки возвратного шлама на технологию производства автоклавного газобетона…………………………..61

3.2. Исследование влияние добавки гипсового камня на технологические свойства смеси и свойства автоклавного газобетона…………………………………………………………..75

3.3.Планирование многофакторного эксперимента

и параметрическая оптимизация значений величины

прочности автоклавного газобетона…………………………….85

3.4. Выводы к разделу 3………………………………………………...96

РАЗДЕЛ 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОБАВКИ ГИПСОВОГО

КАМНЯ И ВОЗВРАТНОГО ШЛАМА НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ НОВООБРАЗОВАНИЙ АВТОКЛАВНОГО ГАЗОБЕТОНА………99

4.1. Исследование влияния добавки гипсового камня на

фазовый состав новообразований и микроструктуру автоклавного газобетона………………………………………...99

4.2. Выводы к разделу 4……………………………………………..110

РАЗДЕЛ 5 ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

ЯЧЕИТОГО БЕТОНА НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАН-

НОГО ВЯЖУЩЕГО…………………………………………………113

5.1. Модернизация технологии производства газобетона автоклавного твердения c повышенным ККК………………...113 5.2. Оптимизация технологии приготовления кремнеземистого компонента и формирование макроструктуры ячеистого бетона с использованием модифицированного вяжущего….120 5.3. Повышение энергоэффективности автоклавной обработки при производстве ячеистого бетона на заводах ООО «Аэрок»………………………………………………………….130

5.4. Выводы к разделу 5……………………………………………..140

ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………..142

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………. …….144

У У В.2.7-26.6-34840150-001:2009. Вироби стінові з ніздрюватого бетону автоклавного тверднення «АЕРОК» (AEROC)…………………………………………	162
кт сравнительных испытаний……………….……………...	171
правка о внедрении…………………..……………………..	173
ертифікат відповідності……………………………………..	174
асчет экономической эффективности при производстве газобетона…………………………………………….……...	175

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ПШ - песчаный шлам;

ККК - коэффициент конструктивного качества;

ДТА - дифференциально-термический анализ;

ДТГ - дифференциально-термогравиметрический анализ;

ТГ - термо-гравиметрический анализ;

ПАВ - поверхностно-активное вещество;

ГП - гипс полуводный;

ИПВ - известково-песчаное вяжущее;

В/Т - водотвердое отношение;

В/Ц - водоцементное отношение;

БТЦ - быстротвердеющий цемент;

РБ - республика Беларусь;

СТБ - стандарты Белоруси;

CEN - европейский комитет по стандартизации;

ПЭМ - просвечивающий (трансмиссионный) электронный микроскоп.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Проблемы ресурсо - и энергосбережения при производстве строительных материалов, в том числе стеновых и теплоизоляционных, приобретают в мире все большее значение. Важным направлением в решении этих задач является разработка технологии производства конструкционно-теплоизоляционного газобетона автоклавного твердения с повышенным коэффициентом конструктивного качества (ККК).

Благодаря уникальному сочетанию низких показателей плотности, теплопроводности и относительно высоких показателей прочности, этот материал является достаточно распространенным в европейских странах и перспективным для его использования в Украине. С введением в действие ДБН В.2.6-31:2006 «Строительство. Конструкции зданий и сооружений. Тепловая изоляция зданий» только однослойные стены из газобетона толщиной 30-40 см не требуют дополнительного утепления, а по показателю термического сопротивления максимально приближены к европейским стандартам.

В структуре производства стеновых материалов европейских стран на газобетон приходится 50-70%, тогда как в Украине - только 18%. Производство и применение калиброванных газобетонных блоков с высокой точностью линейных размеров дает множество преимуществ: позволяет заменить «мостик холода» - шов кладки толщиной 10-15 мм – слоем клея толщиной 1-2 мм; исключить необходимость устройства выравнивающего слоя внутренней и внешней штукатурки, обеспечивает повышение продуктивности труда при выполнении кладки стен. Однако калибровка линейных размеров, устройство замков и захватов для рук в газобетонных блоках приводит к образованию 20% и более отходов газобетонного «сырца», который должен быть возвращен в технологический цикл производства.

Повышение коэффициента конструктивного качества (ККК) материала предусматривает повышение его прочности при сохранении плотности. Для достижения поставленной цели оптимизируются составы сырьевой смеси, макро - и микроструктура материала, режимы тепловой обработки материала. Введение в состав газобетона газобетонного «сырца» в виде обратного шлама вместе с добавкой природного гипсового камня позитивно отражается на формировании макроструктуры газобетона до автоклавной обработки, и выполняет роль полифункционального компонента в процессе гидротермального твердения. Увеличение объемов производства пористых газобетонов с повышенным ККК является актуальной научно-практической задачей.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнялась в соответствии с приоритетными направлениям развития науки и техники, определенными в Законе Украины от 01.01.2001 г. № 000-ІІІ «О приоритетных направлениях развития науки и техники», направление №6 «Новейшие технологии и ресурсосберегающие технологии в энергетике, промышленности и аграрно-промышленном комплексе»,  Государственной программы «Развитие производства ячеистых изделий и их применение в массовом строительстве Украины на 2005-2011 гг., утвержденной Кабинетом Министров Украины (постановление № 000 от 01.01.01 г.).

Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка технологии производства автоклавного конструкционно-теплоизоляционного газобетона с повышенным коэффициентом конструктивного качества (ККК).

Для достижения поставленной цели с учетом изложенной научной гипотезы необходимо решить такие основне задачи:

- определить влияние добавки гипсового камня и возвратного шлама на процессы

синтеза новообразований в газобетонной смеси в доавтоклавный период и в условиях гидротермального твердения;

- изучить влияние возвратного шлама на свойства газобетонной смеси и однородность плотности автоклавного газобетона;

- исследовать влияние гипсового камня и возвратного шлама на фазовый состав новообразований автоклавного газобетона;

- исследовать основные физико-механические характеристики автоклавного

газобетона с добавкой гипсового камня и возвратного шлама;

- разработать рекомендации по оптимизации режимов автоклавной обработки;

- подобрать составы, необходимые технологические режимы и внедрить в производство ячеистый бетон с повышенным ККК, разработать соответствующую нормативно-техническую документацию (технологический регламент, технические условия, сертификат соответствия).

Объектом исследования являются процессы и явления, которые определяют закономерности формирования макроструктуры газобетона в доавтоклавный период, физико-химические процессы формирования микроструктуры газобетона на стадии синтеза новообразований в процессе гидротермальной обработки вяжущего материала, модифицированного кристаллической "затравкой" в виде возвратного шлама и добавки гипсового камня.

Предметом исследований является газобетон автоклавного твердения с использованием комплексной минеральной добавки полифункционального действия.

Методы исследования. Экспериментальные исследования выполнены с использованием традиционных методов. Изучение физико-механических и специальных свойств материалов проведено по традиционным методикам в соответствии с действующими нормативными документами. Проводился рентгенофазовий и дифференциально-термический анализ (ДТА, ТГ и ДТГ) образцов, была использована электронная растровая микроскопии и просвещаемая (трасмиссионная) электромикроскопия, которая обеспечивает светопольное изображение новообразований.