автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Активированный газобетон для монолитного строительства

Общая характеристика работы.

1. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА МАЛОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ ИЗ МОНОЛИТНЫХ СТЕН.

1.1. Материалы для заполнения межопалубочного пространства.

1.2. Опалубочные системы, их роль в повышении эффективности монолитного домостроения.

1.3. Влияние способа транспортировки и укладки смеси в опалубку.

1.4. Технологические факторы, определяющие эффективность процесса бетонирования монолитных ограждающих конструкций

1.4.1. Активизация сухой смеси.

1.4.2. Влияние вибрационного воздействия.

1 .4.3. Роль однородной смеси.

1.5.Цель и задачи работы.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СВОЙСТВА АКТИВИРОВАННОГО ГАЗОБЕТОНА

2.1. Теоретическое обоснование способов активации.

2.2 Применяемые материалы, оборудование и методика исследования

2.2. Характеристика материалов.

2.2.20борудование.

2.2.3Методика приготовления и испытания образцов.

2.2.4Выбор состава бетона.

2.2.5. Планирование и обработка экспериментальных данных.

2.3. Оценка влияния активации и состава на прочность и среднюю плотность газобетона

2.3.1. Влияние расхода цемента и алюминиевой пудры.

2.3.2. Эффект введения извести-кипелки.

2.3.3. Влияние вибрационного воздействия на плотность и прочность газобетона.

2.3.4. Выбор рационального состава.

2.4. Выводы.

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЯ МОБИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

3.1. Описание и обоснование технологической схемы.

3.2. Смешивание дисперсных смесей.

3.3. Выводы.

4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПРИ БЕТОНИРОВАНИИ МОНОЛИТНЫХ СТЕН ИЗ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА

4.1. Выбор опалубочных систем.

4.2. Заливка ячеистобетонной смеси в опалубку.

4.3. Выбор условий и режима вызревания ячеистого бетона в опалубке.

4.4. Распалубка.

4.5. Выводы.

5. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ БЕТОНИРОВАНИЯ МОНОЛИТНЫХ СТЕН

5.1. Постановка задачи.

5.2. Организация работ по бетонированию монолитных стен на одном объекте.

5.3.Организация работ по бетонированию монолитных стен при поточном способе.

5.4. Обеспечение бетонной смесью строящихся объектов.

5.5. Контроль качества и приемка омоноличенных конструкций.

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ПРЕДЛОЖЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ.

Актуальность работы. Основным направлением в повышении эффективности строительствд малоэтажных зданий, по мнению ведущих специалистов, является возведение ограждающих конструкций в монолитном исполнении.

В этом случае ячеистый бетон, как материал для ограждающих конструкций, является наиболее перспективным, так как позволяет снизить материалоемкость за счет уменьшения их толщины, а также широко применять местные материалы и отходы промышленности.

Отечественный и зарубежный опыт по возведению монолитных стен малоэтажной застройки создает определенные предпосылки и необходимость разработки конструктивно-архитектурных решений несъемной опалубки. Такая опалубка значительно сокращает затраты и трудоемкость опалубочных работ, а также специальных мероприятий по защите поверхностей наружных стен от атмосферных воздействий и, одновременно, расширяет возможности их декоративной отделки с применением разнообразных материалов.

Имеющийся опыт показывает также, что эффективным приемом при возведении монолитных стен малоэтажных зданий является использование мобильных установок, обеспечивающих изготовление и укладу смеси непосредственно в опалубку строящегося здания.

Мобильные установки позволяют осуществлять подготовку исходных компонентов и приготовление бетонной смеси без организации специальной для этой цели базы. Такие установки должны быть оснащены компактным и высокоэффективным оборудованием, выбор которого должен основываться на оригинальных методах обработки исходных компонентов и приготовления бетонной смеси, а также транспортировки ее к месту заливки в опалубку.

Решение такой проблемы позволит организовать поточное производство, механизировать трудоемкие процессы, повысить качество строительных работ, обеспечить необходимые требования к декоративной отделке зданий, улучшить эксплуатационные характеристики и, в итоге, снизить затраты и на строительство и на эксплуатацию строящихся зданий.

Целью работы является технология активированного газобетона для бетонирования монолитных стен

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать составы активированного газобетона с максимальным использованием местных материалов (для Ростовской области и юга России), обеспечивающие расширение строительного сезона без использования тепляка или других устройств для утепления бетонируемых конструкций.

2. Разработать технологическую схему приготовления и транспортирования сухой смеси к месту укладки с помощью технологического оборудования разработанной мобильной установки.

3. Путем экспериментальных испытаний обосновать выбор конструкции форсунки для приготовления газобетонной смеси и подачи её к месту заливки в опалубку.

4. Разработать конструктивное решение монолитной стены с использованием модульных элементов и несъемной опалубки.

5. Выполнить технико-экономическое обоснование и доказать экономическую эффективность предложенной технологии и организации работ по бетонированию монолитных стен из активированного газобетона с применением несъемной опалубки.

Работа выполнялась по плану фундаментальных научно-исследовательских работ Ростовского Государственного Строительного Университета «Разработка эффективных технологий производства сборных и монолитных конструкций из бетона с использованием местных материалов и отходов производства».

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. На основании теоретических предпосылок изучены закономерности влияния режима активации при обработке смеси исходных компонентов газобетона и обоснованы условия, определяющие получение наибольшего эффекта использования активированных смесей.

2. Выявлены особенности формирования структуры и свойств активированного газобетона при литьевой и вибрационной технологии формирования, а также изучен механизм структурообразования активированных смесей: «портландцемент - зола - унос - известь -кипелка» и определена роль извести-кипелки в формировании структуры и свойств активированного газобетона .

3. Разработаны технология и организация работ по бетонированию монолитных стен с применением несъемной опалубки на одном объекте и при поточном строительстве.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСИТСЯ:

1. Способ активации исходных минеральных компонентов газобетона путем обработки сухой смеси на дезинтеграторе при одновременном ее перемешивании.

2. Составы активированных смесей, состоящих из портландцемента, золы-уноса и извести-кипелки. Эти составы при литьевой и вибрационной технологиях обеспечивают получение газобетона с требуемыми показателями назначения при сокращении расхода цемента.

3. Результаты технологических испытаний форсунок с различным принципом их работы как смесительного устройства.

4. Технология и организация работ по бетонированию монолитных стен малоэтажной застройки на одном объекте и при поточном строительстве.

5. Технико-экономическое обоснование разработанной технологии и организации работ по бетонированию монолитных стен малоэтажных зданий с применением несъемной опалубки.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ 1. Определена технологическая схема и разработано оборудование мобильной установки для активации сухой смеси исходных компонентов, их транспортировки и подачи готовой смеси в опалубку, с возможностью контроля заданного состава в процессе производства бетонных работ.

2. Разработана конструкция монолитной стены с применением модульных элементов несъемной опалубки.

3. Разработана технология производства работ на одном объекте и поточном строительстве при бетонировании монолитных стен малоэтажных зданий с применением несъемной опалубки и мобильной установки.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

На отраслевой научно-технической конференции «Монолитное строительство и пути его развития», г. Москва. 1990 и 1992 год.

Конференция «Использование местных сырьевых материалов в строительстве объектов малоэтажной застройки», г. Москва, 1993 г.

Практическая конференция «Совместные опалубочные системы в опалубочном строительстве», г. Краснодар, 1994 г.

Южнороссийская научно-практическая конференция «Ресурсосберегающие технологии в строительстве», г. Ростов-на-Дону, 2001 г.

Основные положения диссертационной работы докладывались на кафедре «Архитектура и градостроительство» в 2001 и 2002 году, РГСУ.

Автор выражает благодарность кандидату технических наук, доценту Бурминскому Николаю Ивановичу за помощь, оказанную при выполнении диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Опыт строительства и анализ существующих технологий возведения малоэтажных зданий показывает, что основным направлением в повышении эффективности строительства таких зданий следует считать возведение ограждающих конструкции в монолитном исполнении, применение мобильных установок, широкое внедрение несъемной опалубки, а для заполнения межопалубочного пространства -активированный газобетон на основе местных материалов и отходов промышленности.

2. Обработка сухих смесей в дезинтеграторе способствует увеличению прочности композиции в 2-3 раза в сравнении с помолом в шаровой мельнице или получению газобетона с заданными параметрами при сокращении расхода цемента до 30 % .

Установлено, что механизм активации обусловлен образованием электростатического поля (электронной эмиссии) на свежеобразованной поверхности измельченных зерен, благодаря которому резко ускоряются процессы гидратации и твердения.

Л. Опыты показали, что в результате обработки в дезинтеграторе определяющее влияние на рост прочности активированного газобетона оказывает эффект активации, а не увеличение суммарной поверхности компонентов смеси.

5. Методами рентгенофазового анализа установлено, что повышенное содержание новообразований типа С8Н(В), С25Н2, С25Н (А), С2ЗН(В), СБН2 в активированных композициях в сравнении с обработкой их в шаровой мельнице и дезинтеграторе. Это указывает на то, что активация способствует вовлечению в реакцию гидратации большего объема исходных компонентов и, как следствие, повышение его прочности.

6. Введение в ячеистую смесь извести-кипелки (при оптимальном ее соотношении к золе-уносу), и при совместной их обработке в дезинтеграторе способствует резкому увеличению прочности (в 2-Зраза) при одновременном уменьшении его средней плотности в 1,5-2 раза. При этом процесс вспучивания начинается в более ранние сроки и протекает более интенсивно.

7. Экзотермический эффект, возникающий при введении извести-кипелки, благодаря которому смесь разогревается на фрагменте стены, позволяет расширить строительный сезон без обогревательных устройств и сократить сроки стабилизации структуры бетона.

8. Вибрационное воздействие на вспучивающуюся смесь позволило использовать более вязкие смеси при меньших значениях В/Т отношения, что способствовало увеличению прочности газобетона в 2-3 раза в сравнении с аналогичными составами при формовании по литьевой технологии.

9. На основе проведённых опытов и оценки изучаемых факторов с помощью трёхфакторной регрессионной модели определён рациональный состав газобетона, изучены основные его свойства, которые подтвердили возможность его применения для заполнения межопалубочного пространства монолитных стен малоэтажных зданий.

10. Разработана технологическая схема и подобрано оборудование мобильной установки, состоящей из: мобильного склада с запасом исходных компонентов на 3-х суточную работу в автономном режиме; технологический комплекс установки с оборудованием для дозировки, активации с одновременным перемешиванием исходных компонентов, а так же трубопровода для транспортирования сухой смеси к форсунке, где происходит затворение, перемешивание смеси с последующей заливкой её в опалубку.

11. Технологические испытания трёх вариантов форсунок оригинальной конструкции подтвердили возможность получения готовой смеси заданной подвижност ц: и значениями по прочности и плотности газобетона в допустимых пределах по однородности,

12. РазработанД конструкция монолитной ограждающей стены с применением несъемной опалубки, которая в сравнении со съемной имеет следующие преимущества: . отпадает необходимость в контейнерах для хранения и транспортирования опалубочных элементов; элементы несъемной опалубки: модули и щиты ЦСП не требуют Для погрузки, разгрузки и монтажа грузоподъемных механизмов; исключается необходимость в специальной подготовке поверхности монолитных стен (оштукатуривании) для окончательной отделки; за счет применения модульных элементов снижется трудоемкость и стоимость опалубочных работ; сокращаются сроки возведения монолитных ограждающих конструкций.

13. Выполненные расчеты по затратам на материалы и зарплату показали, что стоимость 1м2 при использовании несъемной опалубки составляет 251 руб, из несъемной с оштукатуренной поверхностью - 334 руб, а из кирпича - 739 руб.

14. Применение несъемной опалубки при бетонировании монолитных стен обеспечивает сокращений сроков производства работ, которые составляют при работе на одном объекте при использовании несъемной опалубки 19,1, а при съемной 28 суток.

При поточном строительстве, например, одновременно на 5 объектах ПРИ выполнении таких работ время бетонирования стен составляет 32,5 суток, а при съемной - 57 суток.

1. Айрапетов Г.А., Бретшнайдер Б. Строительство в Германии.-М:Стройиздат, 1996 282с.

2. Афанасьев A.A. Возведение зданий и сооружений из монолитного железобетона,- М: Стройиздат, 1990, с.232-235

3. Атаев С.С. Технология индустриального строительства из монолитного бетона .-М: Стройиздат, 1989 235с.

4. Баранов А.Т. Улучшение свойств ячеистого бетона.-// Бетон и железобетон. 1981, №8,- Юс.

5. Горлов Ю.П. , Меркин А.П., Устенко A.A. Технология теплоизоляционных материалов.- М: Стройиздат, 1980 392с.

6. Меркин А.П. Перспективы производства изделий из ячеистого бетона.// Производство автоклавных и местных вяжущих. 1978.сер.8-выпуск 7, с.5-6

7. Сахаров Г.П. и др. Технологические способы повышения надежности ячеистого бетона.- В кн.: Долговечность конструкций из автоклавных бетонов. Тезисы докладов IV Республиканской конференции,-Таллин, 1981, с.38-43

8. Сахаров Г.П., Корниенко П.В. Образование оптимальной структуры ячеистого бетона. Строительные материалы, №10, 1973, с.30-33

9. Гальперин М.И., Домбровский Н.Г. Строительные машины.- М: Высшая школа, 1980, с.278

10. Молчанов В.И., Селезнева О.Г., Жирнов E.H. Активизация минералов при измельчении,- «Недра», 1988, с.179-186

11. Аввакумов Е.Г. Механические методы активизации химических процессов.-Новосибирск : «Наука», 1986, с. 10-14

12. Хинт И.А. Об основных проблемах механической активизации. Таллин: 1977 14с.

13. Волженский A.B., Буров Ю.С., Колокольников B.C. Минеральные вяжущие вещества,-М: Стройиздат, 1977, с.260-323

14. Осин Б.В. Негашенная известь.-М, 1954.

15. Кудряшев И.Т., Куприянов В.П. Ячеистые бетоны.-М: Госстройиздат, 1959 183с.

16. Саталкин A.B. и др. Технология изделий из силикатных бетонов.- М: Из-во литературы по строительству. 1972.

17. Силаенков Е.С. Долговечность изделий из ячеистых бетонов.-М:Стройиздат. 1986.

18. Меркин А.П. и др. «О возможности снижения расхода цемента в ячеистом бетоне».-Бетон и железобетон, №7, 1988.20