автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Автоклавный пенобетон на основе вяжущего из стеклобоя (технология и свойства)

т - ■ о,

МОСКОВСКИЙ О РДЕЛА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНШШЮ-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ни. В.В.КУЙБШШВА

На правах рукопаоа

ЩШЕВСКИЯ СЕРГЕЯ ЛЬВОВИЧ

автоклаенщ пенобетон на основе вяшшп) из стшобоя

/ типология и свойства /

05.23.05. Строятаяышо тторяала а издаляя

автореферат даоооргащш па оонокштяо упеяоЭ степопя кандидата твхипчвокшс паук

Моонва - 1992

Работа выполпена в Мооковоком ордена Трудового Красного Знаманя юдашэрно-отроптельпом институте от. В.В.Куйбшаева.

Научный руководитель - доктор техянчеокпх паук

про$ассор Румянцав Б.М.

Официальные оппоненты: - доктор техннчооких паук ■ профессор Горшков B.C.

- кандидат тешачеокшс наук Владиотров Л.Л.

Ведущая организация - Всерооаийскпй шучно-исследо- i 1 ватвльокий институт строитель-

ных материалов в конструкций им.. П.П.Буднпкова

Защита состоится " у: 1992 г. в * " часов

в ауд. !У. .на ааоеданш специализированного Совета К 053.11.С в МШИ ем. 3.В.Куйбышева по едреоу: 113114, г. Москва, Шлюзовая набережная, д.8.

С дасоертацией кояно овнакоуиться в библиотеке института.

Прооам Вас принять участие в обоузденжи и направить Ваш отзыв по адресу: 129337, Улсква, Ярославское шоссе, д. 26, ШСИ им. В.В.Куйбышева, УченыЗ Совет.

Автореферат разослан " " 1992 г. №.

Ученый секретарь Специализированного Совета

Ефимов Б.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ!

Актуальность. В овяза о расширением индивидуального строительства встает задача удовлетворения потребности населения в еффзктшзицх а недорогих строительных материалах. Анализ современного состояния строительства показывает^ что материальио-тахннчеокая база строительной индустрии физически н морально устарела н не позволяет производить в пузноы количестве еффек-тивниз строителыше материал» в изделия. Строительное производство не оснаиено з достаточной степени техническими средствами а особенно малой механизацией. Недостаточно используются для увеличения ойъеыов строительства возмодноота отдельных регионов страны по прш.«иенкю отходов промшленностн а вторичных сырьевых ресурсов, а стоимость цсч-ента стремительно увеличивается.

Решение поотпалошюй задачи требуот разработки д внедрения в производство новых, более аффективных цатериалов и изделий, обеошчивдащих экологическую чистоту производства. К числу таких материалов принадлеяат конструктидно-теплоизоляцкоакш ячеистые батоны.

Перспективным направлением увеличения вшуока взделай из ячеистого бетона является организация их производства на основе беоцеиентнше гадрцпличестя шаушх, в качестве которых,возможно использовать гидравлические вяжущие на ооновв тошшдно-пирщюаантос техногенных стекол. Практика показывает, что вянущие из сгекдоооя хнрикторизуотся низкой себеотоимосты), экологической чистотой производства, они способ}ш чаотично, восполнить дефицит клинкерных цементов. Так по Красноярскому креп количество. неиспользуемого стеклобоя позволит организовать производство изделии на ого основе и обеспечить комплексную переработку вторичных ресурс-ил.

Псль диссертационной работ» - доказать возможность использования различных видов сл'еклоооя в качестве вяжуцего для получения ячеистых бетонов ц создать на его основа технология автоклавного тмюсетона для ограждающих конструкций.

Достижении указанной цели потребовало решения длодутецих задач:

- разработку принципов создания високопориотих катернадов на вяжуиеы из стеклобой;

- исследование возможности переработки различных видов

- 4 -

стеклобоя б хшжущей для получения иенобетонов;

- разработку составов п определения рациональных тохколо-гачосккс параметров Еэготовлешш пенобетона на вяжущем из стеклобоя;

- косладование структуры синтсзируоюго силикатного таи: . а ого цементирующих новообразований в аавиошзстЕ от паркеров производства для прогнозирования окоплуатационной стоГасосгн ячеистого борона;

- определение физико-технических свойотв п оценки аксплу-ахацвонной стойкости пенобетона на вяжушзы из стеклобоя;

- исследование закономерностей, связиваасцк составы п нологичееккэ параызтры со структурами, физико-юхаиачоокша а вкопдуагационшши овойотвоиы полученных материалов;

щребацги в ошяЕо»щ>йышл0шш£ условиях н обооктшшэ 5с нико-вконошчеасой целесообразности производства пенобетона ш вяжущей из отеклобод.

Научная новизна работ»:

- разработаны приицжш получения пенобетона на вяяушоы из стеклобоя со свойствами, удовлетворяющими требованиям нормативных документов и определена за оирьевая база;

- установлена зависимости ьхгвду составом пеноыасси 11а вя-дущеы ез стеклобоя с технологическими и аксплу атационниш показателями пенобетона}

- вшшлена кинетика изменения фазового состава новообразований силикатного каыш пенобетона в его структуру при длительном хранении о учётом вида используемого стеклобоя;

- установлены зависимости эксплуатационной стойкости пенобетона на вякущеы из стеклобоя от структур« и фазового соотава новообразований;

- получены математические модели, позволявшие подбирать состав И' получать пенобетона о оптимальными функциональными свойствами. .

Практическая значимооть работы. Разработаны понобетоиы на вяжущем из стеклобоя, позволяющие получать изделия о высокими показателями эксплуатационной отойкости; отработаны и апробированы технологические параметры производства пенобетона на вяжущей из стеклобоя; разработана технология производства пенобе-тошшх блоков на вяжущем из отеклобоя. Применение разработанных пенобетонов на вяжущем из стеклобоя позволяет расширить сырьевую базу местных строительных материалов в уменьшить оебеото-

ймость стеновых материалов. На разработанный ооотав пенобетона полуюио положительное) ришшо о тгдачо авторского оаидателъо?-ва. -

Виадренке результатов исследований. Технология пенобетона на основе разработанных составов прошла опцтно-прошмшшоо апробирование на предприятия Ноагородокого арендно-прогддплаииого кооператива "Ригель". Пркяаненяе идущего из стеклобоя пзшген цеизнта при изготовлении пенобетона оОеспзчшзолт шеоношггеокпй оМ'ект около 10 руб., на I tP изделий плотностью 600 кг/и3 в ценах IC9I года.

.Дгцюбацкя работы. Основнпа полояонзя работ» докдадввадиоь па Ноиссмзной научно-нрактичеокоЦ кои[чренцнп а г.Киеве /1969г./, на нпучно-тсхтпеском оешшаро в г. Челябинске /1990г./, па Всзсдазноа копЯ'ронаиа и г. Белгороде /1991г./, на научно-твх-начеонол контри нцш, ноовяшонноП 70-дв*ия ИЮИ еы. Э.В.КуЕби-Пзва, Москва /1191г./.

Публикация. Основгшо розультатц дзооертацвонной работа ояублшеошнш в 5 пачатнше работах.

Структура п о&исп pi6om. Дяосортацпя ооотоя? из акэдвипя, плтп глаз, обикх сиводоп, списка литература из 122 каикэкзванйЗ а приаохоикя, отр?»«гм:|вix> пнздрониа результатов иоолодованкй. Дисоортация содегякт И'г. стршшц нттюитпого текста, 39 рп-оунков и.31 таблицу.

jfla защиту виноептел:

- ириицмш нолучиш'л иопобогоноз иа вязупем йз о?еклобол{

- обоснование в экспериментальное цодтворвдеане требований к влхувдиу ддя иолуч«шш пенобетона нз различии* видов стеклобоя;

- результата иоследоваийИ фазового состава новообразовании И структуры силикатного камня пенобетона, пзготовлонного на основе различии* видов отеклобол;

- технологии и оптш/иэироирнныо параметры производства автоклавного пенобетона на шгаушем из стеклобоя;

- дшшие изучения Физико-техначескмх п эксплуатаикошшх показателе<1 пенобетона на вяжукоы вз отеклобоя;

- результаты опит но-п роишл <; 11 но то апробирования технология аптокяшинй Сесцскентпих пгнобетонов и оценка технико-экономической i"Ji',«KTai)HocTa юс произнодотаа.

- 6 -

СОДЕШАНИЕ РАБОТЫ

Достоинства материалов ограздаищих. конструкций определяй са оптимальным сочетанием прочностних, теплоизоляционных, звукопоглощающих п других полезных свойств. Наиболее рационально они сочетаются у-ячеистых бетонов. В этом материале таятся не* использованные резервы по дальнейшей акономии энергии как в процеооо' изготовления, так я на стадии эксплуатации. О целесообразности применения ячеистых бетонов для изготовления ограж-девших конструкций зданий различного функционального назначен] свидетельствуют работы А.Т.Бараяова, И.Т.Кудряшова, Ю.П.Горло! . А.П.Мерхина, Г.П.Сахарова, а такке других авторов.

Все большее применение в отечественной в зарубежном строительстве находят отеновыа ячепстобегошше блока. Объем кх пр пзводотва в нашей стране составляет более 2 млн.ы8, вз котори возводится примерно 6 ылн.ы2 отен. Однако потребность отропте. ной ипдустран в них не удовлетворяется. Связано ето в порву» очередь о тем, что в качестве вяжущего вещества для производства ячеистых бетонов используется дефицитный и дорогостоящее портландцемент высоких марок.

Применение автоклавной обработка позволяет попользовать для получения вяжущего местное недефицитное сырье, в тон чисд широко распространенные отходы промшленности, что обусдавлв-вает низкую стоимость строительных материалов. Исследования р да ученых показали, что автоклавные ячеистые бетоны виаот рад положительных овойотв - пониженные усадочные деформации, вше кую прочнооть бетона в сокращенное время твердешш.

Передовой отечественный в зарубежный опыт свидетельству« о высокой технико-эконоыячаокой в особенно экологической эффективности использования отходов в вторичных продуктов в щ взводстве строительных материалов. Вместе о тем состояние вх использование хотя в является значительным, в настоящее вреых низе возможного.

Одним из направлений развития ячеистого бетона является изыскание меотных дешевых вяжущих, позволяющих в условиях автоклавной обработки получать высококачественные изделия, это обеспечит возможность увеличения производства ячеистого бето! по крайней мере за очет его удешевления, расширения сырьевой базы и экономии цемента. В последнее время значительно повысился интерео к стеклобою, применение которого перспективно } получения различных полезных продуктов в, в первую очередь, (

ителыпк материалов различного функционального назначения. Применение стеклобоя позволяет решать на только практические, но и экологические задачи.

В работах, проводившихся под руководством О.П.Горлова, А.П.Нерюша и других у чеша, разработал ноьыи эффективный подход к переработке бол искусотвзшшх стекол. Создан ряд технологии бесце(.'еит!шх бетонов /о той числе кислотостойких/, таз боа искусственных стекол используется и качество ияжущего автоклавного твердения. Эти исследования позволили установить, что полученные бетоны на вяжущем из отеклобоя не уотупезт, а 3 'ряде случаем превосходят по овоиы общеотроателышз и фуишш-окаяышм снолотвеш аналога, нзготошше«ио на традиционных Егау-шпх.

Изучение этих работ даю еозшшшоть ввдлинуть предположение о возиахшета получения ячеистого бетона на вяяущеы из сте-ыосод и сформулировать рейочую гипотезу, стгь которой заключается и следушйи.

Использование в качестве вяяущего тонкодиспергированного боя щэдочыи. ласусствешшх стекол при получении беоклинкерипх автоклавных 1.01101 рут^изно-теплоизоляциониих пенобетонов поэво-дат получить ь.атериад с високш/и ькеллуатоцпонникн показателяьш. Однако, кз пролЕллл гктлвиостп в сОичншс условиях, данное ея-куцее не способно удерживать ячеистал каркао за время видерака И в процессе автоклавной обрейоткн. Предотвращение разрушения пеношеои возшжш с понощьо стибализирувщеИ добавки. Введение стабилизируете Л добавки на этапе минерализации пени позволит ва счет направленного пзыенешш реологических и пластично-вязких свойств формовочной ыасси, добиться устойчивой во вре-шш поразовшшоН сиеся, значительно уменьшить ее оинерезио н ударзать ячепстш! каркао в течение выдержка и процессе гидротермальной обработки, в результате ноторок диспергированное тошюыолотое стекло, гадролизуясь с увеличением рН -ореди, и при внеокой тепхратуре, интеноифицирующей процесс гидратации, будет обрпзовцвать щелочлио и шолочно-земелыше водостойкие кристаллические новообразования, обладающие вяжущими сеоИствш.'.н , и формировать нонденсацконпо-кристаллизадпоннув) структуру.

На начальной зтапе бил сделан выбор способа поризации получения ячеистого бетона. На основании анализа литературных хашни и предварительных аксаериыентов било проведено сравнение характеристик норовой структуры ячеистого бетона, изготовленного

газообразованием и способом сухой минерализации пони. Установ-лано, что пенобетон обладает лучшим распределением плотного во-щэотва по объему материала лри мелкопористой структуре. Средний диаыотр пор пенобетона =440 шш/ почти вдвое моньше, чем у газобетона /с! «725 шш/, а однородность распределения пор вше. Это подтверждает и повышенная прочность таких материалов. В связи с этим способ сухой минерализации попы бил принят за оонову при разработке технологии пенобетона на вяжущем из отеклобоя.

В соответствии о целью работы и для подтверждения рабочей гипотезы били выполнены следующие исследования:

- подбор состава пенобетона;

- определение технологических параметров;

- исследование структуры синтезированных новообразований;

- исследование свойств пенобетона на вяжущем из стеклобоя;

- разработка технологии изготовления пенобетоннкх блоков.

Подбор состава пенобетона осуществлялся на основе определения требований к вяжущему, выбора пенообразователя, стабилизирующей добавки, оптимизации водотпэрдого отноше1шя я установления рациональных рецептурных параметров сырьевой смеси.

В качестве вяжущего для изготовления пенобетона применялся окошшй, 8кранный и электроламповый стеклобой /таблица I/.

Таблица I

Химический состав стеклобоя /в Я по кассе/

Стеклобой sio2 ai2o3 ^2°3 СаО ЩО nago+kgo ВаО 503 п.п.п.

Электро- 67,8 3,5 0,5 6,8 3,1 15,9 2,1 0,1 0,2

ламповый

Экранный 72,2 1,4 1,6 3,9 0,3 15,5 4,5 - 0,6

Экошшй 74,4 1.7 0,3 5,3 4,0 13,4 - 0,5 0,4

С учетом известного положения о том, что прочность окли-катного' камня ячеистого бетона, удовлетворяющего требованиям

нормативных документов, должна быть не менее 30 МПа, определена йырьевая база для изготовления ячеистого бетона. Содержание щелочных оксидов в химическом составе стеклобоя должно находиться, в пределах от 15 до 16$. Что касается вяжущего из стеклобоя о содержанием щелочных оксидов менее 15%, то их предпочтительно использовать для изготовления стеновых блоков повышенной плотности - 800 кг/ы3.

Выбор вндп rioнообразователя, совкостпкого со щелочной средой раствора, позволил остшюинтъся на I1AB китаоноштшпого ти-iiu /окиси алкилдпь'.етглашша, синтипце/.

Изучение вопросов .¡юрмироЕшпп счруктури пеномаосы показало, что в качестве стабилизирующей добавки следует использовать таюовое вяжущее.

Установлено, что введение в оирьепую смесь пшоового внжумого позволяет избежать деструктивных явлений за время вн-дер.ки н автоклавной обргиЗотки, а тш«з обеспечить подвкжпооть пеноь'лсоы, требуемую при .Цоршааини. Изучение влияния расхода гипсового aixyi.¡его на ¡¡¡ючпоспит характеристики пенобетона по-г.чЗ!1Ло, что расход стабилизирующей добавка до i% от ыасоы оирьа-воа снеси но оказывает существенного влияния на прочность пено-бвгона.

(. птннизацня водотвердого отношения пенобетона плотноотыэ Г СО ja 8Ш кг/'iP проводилась о учетом кратности пени и доотияе-ш'л юксл'-иальной прочности. Рациональные значения водотвердого ¡-■■ми.ения составляют €,40 и 0,42 соответственно для указанных иклчени,! плотности пеноботона.

С /4'if :.1д влияния подотвердого отношения на реологические ciiO. :).■• ишсмисс и lut коночные сиойствп изделий исследовалась киттикп iiïifio! » структурной пучности пенобетона при пошэиш ко-НИЧ1Ч-1:;>.ii ii.î ..-ïoieTpa KII-I. Установлено, что снятие бортовой ocuacirji ! (,'..'1с:спва плотностью 600 кг/ы^ струнами на аз-дк.ь'л до ¡uii'.iUiuîin oiiaHiui !.:o.-'.tio производить с моиента набора n.i.-iuïiiMuoKoa прочности пеноыассоп G,D6 Ша, которая набирается черен i часов вызретшл П{ а температуре 20°С.

Учитивач больное влияние дисперсности шиущего и количества анполи.г.'^/ш о енрьоао^ смеси lia пучность и де-^ормативние овой-счвн ii'iuiiuïиго бетона, для устаыжлошш рациональных рецепту] них нарых-тров выполнен трех'.тгторн.).! оксиерш/ент с исполь* aoi:fihi!eh пиглшша Д-оитималыюоти. В исследованиях использовалось ii;i.\:;/i;.ee акргшнош сте^оОон. Уроим варьирования неза-imici.i ;îx i.epiji,:uah!u определены на основании поисковых однофак-то; mus. l'i'.ciH'p.u.uhtod: то; кость полола стеклобоя tkJ варьиро-пплрсь о\ Ж С до ijt'O iZ'/кг, заполнителя Л2/ ~ от 100 до 200 ь*"/кг, с0д01капи0 заполнителя OV 10 до 4С$ от массы сырьевой спеси Дх/.

В результат» репликация плана ькснершджтя получены ураз-

наши рзграооии, отражшвде взаимосвязь технологических параыет-ров смеси с прочностью силикатного камня /у^/ пенобетона п его влашоотноИ усадкой /У2/:

5^*40,97-3,74X3-4-1,39Х2+3,23Х3-»{) ,75Xj+0,16х|-0 ,47х|+ ■fO.oeXj^-o.sXjXg+o.KoXgj

72=0,349-0,105Xj+0,025Х2+0,043X3-0, СШх|+0,007х|*0,0Н§--0,004X^-0, 0I5X jXg+O,025X2X3.

Получение максимальной прочности силикатного какня при допустимой величине влажиоотной уоадки обеспечивается для составов сырьевой смеоп, включающей стокдобой дисперсностью ^уд.п.1=400 м2/кг в соотношении 8,5:1 о заполнителей 5уД>п#ы150 м Vkt. Введение в состав пенобетона заполнителя в количество более от массы сырьевой скоси дисперсность» S^^elOO-ISO м^/кг исключает образование микротреишн в силикатном камно.

По результатам исследований опроделе1Ш рациональные техио-логичеокиа параметра для получения пенобетонов на этапе изготовления пеномаооы и в процесоо гидротермальной обработки /табл,2/.

Таблица 2.

Параметры технологии изготовления пенобетонов на вяжущем ' , из стеклобоя

Оптимальная величина параметров

при плотности пенобетона, кг/н®

Наименование параметров

500 600 700 800 900

В/Т отношение 0,52 0,48 0,45 0,42 0,4

ПАВ окись алкичдиыетил-акина /% от «ассы воды/ 0,4 0,37 . 0,3 0,25 0,2

Кратность пены к моменту минерализации 4,5 4-4,5 4 3 3

Кратность пеномассы 4 3,3 3 2,7 2,5

Температура воды, °С . 20 20 20 20 20

Время минерализация, мин. 5,5 5,0 4,5 3,5 3,0

Выдержка до тепловой обработки, ч- 6 5 4,5 4 3,5

Режим тепловой обработки при давлении 1.02Ш& 4*6+3 3+6+2

- II -

Сакл-лчпнич о качостле ячеистого Сетона п областях ого прпко-гтшш еохно сделать лзшь на основании всестороннего изучения его ¡¡!зико-техш!чесю:х своНотв и показателей долговечности. С этой целы) изучался качественный состав и структура цементируо-изй связки силикатного камня после автоклавной обработки п последующего хранения о атмсофорных условиях втечение 18 месяцев па оконном, экранном и электроламповом стеклобое. Структура син-тозкровшп'лк новообразований изучалась о использованием комплекса методов - химического, рентгеиоразового, дпффереззциально-хзрг.шческого анализов а электронной микроскопии.

При выполнеззли физико-химических исследований обнарузепо, что при твердй31Р.и пезюотезшобетоноз присутствует заполнитель /зшарц с примесью половых щгзатов/ и аморфная фаза, включая силикаты натрия-калия и гель кремзшевои кислоты. Фазовый состаз гидратшя новообразований в маторитлпх поме овтоклавзюй обработки зависит от веда стеклобоя, вводимого в состав исходных композиций.

В материал*? ля основе оконного стеклобоя кромо аморфной фазы присутстэуот карбонат кальция и сульфат натрия в двух модн-фикадиоиззнх $орулх /тенардита и метатенардита/. Отсутствие сульфата кальция, входившего в состав исходной композиции в виде по-луводвого гипса, мояно объяснить реакцией взаимодействия ионов Са2+ о ионазки ^/Од", образовавшимися з результате гидролиза стоила в процессе азтокяавзюЯ обработки. При этом ионн5о|~, входзшзие» в состав галса, взаимодействуя с понагля Л/а"1", образовавшимися в результате гидролиза стекла, способствуют образованию сульфата натрия. Возиссгзю тагске присутствие гелеобразных гидросиликатов кальция тоберморатовой группы С5Н/В/ и С^Р^.

Материал на оеззове экранного стеклобоя отличается от предыдущего изпьаиз/ содержанием карбоната кальция, наличием сульфата бария и отсутствием сульфата натрия. Появление Ва50^ можно объяснять тем, что в условиях автоклавной обработки Са504, входивший в состав исходной композиции, вступил во взаимодействие с ионами Ва2+, образовавшимся в процессе гидролиза экранного стекла, содержащего в своем составе барий.' 3 результате этого ' реакция попла в стороззу образоваззия труднорастворпмой соли. Возможно присутствие в материале закристаллизовавшегося силиката натрия и гидробилигсатов кальция тоберморитовой группы.

Тияратпые новообразовазшя пенобетона на основе электродам-

нового стеклобоя представляют собой многофазную систецу, в которой наряду с гелеобразными гидроснлнкатаын кальция CiF/в/ н C^Hjj возможны Лазы: гадроииликата -/К;>0-lia^O-СаО/1022°60aj2C карбооилшсата кальция - Ca^oO,;,-/^/.; и скьзшылдх пшроалюмо-оиликатов натрия, калин, кальция mía аеолитиз. Kaie известно, природ)шо цоолиты норястиорп.'.и и поди, устоЬииш в lat/ou-lejüiui.« воздействиям и сохраняют способность к региаратации nocía нагре вания их примерно до 400-500°С.

Анализ фазового состава гидратнчч новообразовании силикатного камня пенобетона в возрасте Ib м:снцеи показал, '-.то juw.t-аого изменения качестнинного coevaaa в ооризоьашшх ни f.avo-ыло, за исключением увеличены соде i.» a>nut кщхклияа к».и : нч.

Исследованиями структуры иопообри^ипышА установлено, что они образуют гелио^риЯшЦ ирострпнетноипо сиязышни Haje.;- iv.>-ТориЙ, по мне luco А.П.Волхенс.кою, обеспечивает высокие тные показатели ¡.мгериалов. Такая голеооразнан структура характеризуется 0o-ilu.;.¿ рилаксм¡¡yсí/.octью штряхениЬ, а слодоамильш) большой возможностью пластических д^ориициЛ н повышенной tjxj-щиностойкостыо, чю особешш важно при изготовлении ячеистых бетонов.

В результате исследовании б,ш> устпноклено, чю процесс формирования структуры происходит не 'юлы«) ме.-;цу коиюнентими, составляющими основу стекла, но п вслидстпно ьзаи^одсйстьнл mus ду инградиентами стекла и носка. Вшп^ень-л ко неверность додана обеспечить хорошее сцеплении заполнителя с основной матрицей материала.

Изучение и научное обоснование процессов, иi.^naxívuiuiix при твердении сырьевой композиции на иенчие i;iс-кельпсго ши-.уцего, позволили определить факторы, нлкяшйг ьи uv. щл явность. Активность стекольного вяжущего существенно залне.п от следуы.ц*х

факторов: вида используемого стекло." оя, тонкости поколи /с „ /,

уд.

■ уоловий гидротермальной обработки и некомрну других факторов.

Исследования свойств иишбетона uj о2».':.г„!ни.-, в соответствии о действующими ГОСТ, оовжпршштши и разга'еттыши методиками. Изучались физико-механические сисЛитпа попобегонов /предел i.ixvi нооти при'сжатии, изгибе и растяжении/, гид! Физические /cojö-ционная влажность, капиллярное ксасшание, водоноглошение, ко-вффициент размягчения, воздухопроницаемость, илцкностпыс дсфо;>-мации и морозостойкость/, у пру го-пласт ичоог.у.е /призменная прочность, коэффициент Пуаосона, модуль упругости и деформации об-

рязцов при кратковременном и длительном действии нагрузки/, теплопроводность и карбонизационная стойкость.

Физяко-мехаиические свойства, а также влажностпал усадка Л морозостойкость пенобетона на вяжущем из стеклобоя приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Свойства пенобетона па вяжущем из экранного стеклобоя

Средняя плотность, кг/м3 Прочность, МПа при Влажностпал усадка, )?'/м Морозостойкость, . циклы

сжатии изгибе

615 010 3,3 6,5 0,94 1,9 0,47 0,37 35 50

Изучение процессов тепло- и массообмена при тепловлазшо-стпой обработке мпзду насыщенным паром л поверхностью материала, а такзе напряженного состояния, связанного о температурными деформациями я изменением влагосодеряания, позволило избежать образов."-.-а десктоп в маториало на всех стадиях тепло-влавпостпой обработки.

При исследования отношения пенобетона п воздействию водной среды установлено, что влажность пенобетона плотностью 600 ...ТОО кг/м9 после аптпютавировагтня приближается к нормативной отпускной влажности, а для пенобетоноп плотностью 800...900 яг/м3 она пеньте нормативной. Это позволило попользоватьизделия из пенобетона без дополнительного подсушивания.

Значения сорбциоппо!» влажности пенобетона на вяжущем из стеклобоя по отличается от аналогичных показателей автоклавных ячеистых бетопов па цементном вяжущем п составляют 11...143. При изучения водопоглощения образцов при полном погружении в воду на трое суток и данным по пористости пенобетонов плотноо-тьг 600...900 кг/м3, которая составляет П=6б...78£, около трети гор я капилляров остается пезаполпеннмк водой. С учетом исследований о роли резервных пор в процессе разрушения материала при попеременном замораживании и оттаивапия можно прогяози-. ровать, что такой силикатный бетон будет характеризоваться удовлетворительной морозостойкостью.

Исследование влияния циклического увлажнения и высушивания показало, что пенобетоны выдерживам 15 циклов о небольшим падением предела прочности. Для защиты бетона на вяжущем пз стек-

яобоя в эксплуатации от воздействия боцы била проверена э£фек-шшооть применения поверхностной гпдро;юбиаации и защити ячеистого бетона штукатурным раствором. Так, предохранение изделий ив пенобетона полимерной вмульсиоч или защита штукатурным раствором позволяет уменьшить водопоглощкиие после дождавания Солее, чем в дач раза.

•Исследование упруго-пласткчоских счоЯств пенобетона пока-сало, что разница меаду кубнкошЁ и призренной прочностью у образцов пенобетона на вяжущем ив стеклобоя составляет 0,81, что соответствует требованиям СНвП 2.03.01.-84. для оценки трещи-ностойкости ячеистого бетона определяли предел прочности на растяяеиие. Предали прочности пенобетона не отличается от подобных бетонов на портландцемента.

Анализ диаграммы деформаций схатнл показал, что полученный пенобетон ведет себя как упруто-пластпчяский материал, почтя до разрушения сохраняется линейная вавпсимость между напри -копиями и деформациями. Пластические деЦ-ормации незначительно возрастают при б"> 0,71^, что связано с развитием в .пенобетоне иикротрещин. При повышении напряженки б>0,8^ де|ор!гащш по-иобетона растут значительно быстрее, чем напряжения, Продольные Е поперечные деформации ячеистого бетона на вяжущем из стеклобоя в 2-2,5 разе больше, чем у цементных ячеистых бетонов, соответственно возрастает предельная 'сжи'лш/огть пенобетона, при 'Водящая к увеличению трещиносто?кости и8л?-лий из него. Начальный модуль упругости оказался лихе, чем по СПиП 2.03.01.-84 для равнопрочных' ячеистых бетонов.

Изучение свойств пенобетона под действиям длительных нагрузок показали, что пластические дв1оруапии интенсивно возрастают в первые 50-70 суток, а затем появлчетсч трндшщич к затуханию. Шра ползучести колеблется в пределах от 21 до Зй-10~^ МПа"*. Бее приведенные показатели свидетельствуют о том, что •полученные пенобетоны могут бить использованы в качестве конструктивно-теплоизоляционного материала.

Карбонизационная стойкость пенобетона на вяжущем из стеклобоя оценивалась по изменению прочности и деформациям'усадки образцов при действии углекислого газа в искусственной среде /с параметрами Р/Рр=75!£, СО^КУХ/ и при воздушном хранении образцов в естественных условиях. Кпрбонизициоиные пропращения нв| оказывают существенного влияния не гроччостние свойства пв-

- 1,5. -

ггобвтона. Депортации естественной карботпнзациопной усадка пенобетона плотностью 600- кг/мэ черээ год не превышала 0,093 ю^и. а прп искусственной карбонизации 0,14 т/и.

Анализ кинетики развития гшшгостной усадки пэкобгатопоп па вяжущем из стеклобоя показал "критическую" влажность в 2535%, после достижения которой наступает существенное проявление усадки. На основании этого п процесса эксплуатации следует предусматривать мероприятия по поддержанию стабильного влая-ностного религга.

В работе исследовалось влняппо гшшюстн пенобетона на ого теплопроводность, определение которой проводилось па прибора ПИТ-1. Коэффициент теплопроводности пенобетона на вянущем из стеклобоя в высушенном состояния соответствует теплопроводности ячеистых бетонов, предусмотренной нормативным документом - СНиП П-А "Строительная теплотехника. Нормы проектирования" п соотавляет 0,10 п 0,16 Вт/(4°С соответственно для плотностей 600 я 900 кг/м3.

На основания проведенных исследований структуры и результатов олределг'ия строительно-эксплуатационных показателей пенобетона на вяжущем из стеклобоя сделано заключенно о возможности использования полученного гаториала в виде мелких блоков для оградяащях конструкций в малоэтаяпом строительства;

Разработана технология производства пенобетонных блоков па вяаущеи яз стеклобоя, позволящая изготовлять пх на действующих промышленных лютгях по производству силикатных ячеистых бетонов.

Полученяе пенобетона способом сухой минерализации пены включает следующие технологические процессы:

- приготовление вяжущего путем дроблентот н помола боя отекла;

- приготовление сырьевой композиции перемешиванием вяау-щего, заполнителя и отабилизирувдей добавки;

- приготовление раствора пенообразователя и взбивание пе-пн тройуемой кратности в высокоскоростном смесителе;

- минерализацию пены порошком сырьевой смеси путем равномерного его распыления над поверхность*) пены в процессе пере-мептвяння;

- разлив пеномассы в формы и выдержка ее до набора пеоб-ходймоЯ пластической прочности;

- 16 -

- автоклавную обработку материала.

npOEopxia результатов исследований технологии автоклавного пенобетона на стекольном шаущем оор;оствлялась па предприятии Новгородского арендно-промишлснного кооператива "Ригель" при выпуске опытно!! партии стеновых блоков средней.плотностью (;.ЭД кг/u?, us которых била выложена пристройка к эдашда цех*. Ни состоянием стен из пенобетошшх блоков ведется наблмд^ни«.',

Эконоывческая ¡».Цоктивпость »амвни цемента при производстве яченотого бетона на вяжущем на стеклобоя обусловлена сниманием себестоимости 1 н3 нзднлкй плотность« 600 кг/и° /в ценах 1S91 года/ составляет около 10 рубле;!.

0Ш;Ш В'.ШШ

1. Теоретически обоснована к экспериментально подтверждена вовкогиооть производства аг.токлншшх ячеистых бетонов на пя-£ущзи па стеклобоя со cboüctüovu, упометшзряквдмп требоышшш ГОСТ 24452-ш "Батоны ячеистые. Технические условия".

2. Установлено, что получение автоклавных ячеистых бетонов па пядуцем из стеклобоя, увпплотворяпцах требованиям кпрг,и~ тклных документов /ГОСТ 24452-РО "Пгтоны пчвастиа. Технические условия"/, долкно базироваться на пг«клобоб с содержанием щелочных оксидов в его химическом составе hp umiee 15?. Ctcíuo'ío;;

о содержанием калочниг оксядоп от 10 до \ъ%, цядпоообраано использовать для ИЭГОТОЬЛОНЕЯ НЧЙИСТЦХ OTfiHOIil/X блоков плэтностьи 800...1000 кг/и3.

3. По данный ыного1акторного эксперимента уотономиш рациональные составы сырьевой с «осп к технологические парныптри изготовления пенобетона плотностью 600...ООО кг/м®, классоь па прочности В2,5 - В7,5.

4. Теоретически обоснована в вкспериментвльио отработок» рациональная технология ячеистого бетона на вяжущи вз стеклобоя, основанная на способе сухой минерализации пени низкой кратности /Кп и 3...5/. Оптмшанропан ряд е расход ппнообразовато-ля окиси алкклдкметидамипа - 0.15Í от мае; и воды.

5. Установлено, что разрезку пекобетониого массива но вяжущем из стеклобоя мокко производить чпрев 4...5 чвсои, что соответствует пластической прочности П^ » 0,06 Wto.

6. Определен рациональный режим теплоwiawioctho* обрябот-ки пенобетонных изделий на вяжущим из стеьлШоя, состаяляиаий 3*6+2 часа при давлении 1,0 Vila.

- 17 " .

7. Установлено, что структура силикатного ка«тя патшоят о? пяда стеклобоя использует/ого п кячвотпо вяжущпго. Так, ошгакат-1Ш.1 камень, еиитвзаруемнЗ из пяяуцвго па оспово электролагдюво-го стеклобоя пою.*о ггдросиликатов калыш /С5Н/В/, C-SH/B//, гп.лл крвмшовой кислот« содорлят щелочные гпдроаля«оспляЕата типа цеолитов.

0. На оспогз вяпупого из экранного отоклобоя о оодериапп-ом п^лочпнх оксидов болоо 1Ь1> получен попобетон плотпостьэ 500

я В00 кг/м3 с прочностью при егатзи соотпэтстяеяпо 3,3 и 5,5 М1я, морозостойкостью1 болея 35 циклов, Влажнозтной усадкой 0,47 и 0,37 к-м/м.

9. Разработала технологическая охома производства птюбо-топп, которая опробована Новгородским аротщпо-промшиоппш ко-опзратяЕоп "Ригель". Опытио-проглгаленпоо опробование показало зозмояноогь прояэпояства пенобетона на вяжущем аз стеклобоя па заводах силикатного кирпича бэз существенного услохнопня процсо-еов производства.

10. Спрядалапа техгпхко-экояо<.'зчеокая целесообразность организация пр^нч полотна пздмшй из поноботоиа на вяяуцем из стеклобоя. Dkohoi :. ;эскиЯ йф^зкт по сравнению о ячеистыми бетонами на цементном пяауцрм, применительно к Новгородскому арандпо- . проглгаленноуу кооперативу "Ригель" составил около. 10 руб. /и цэ-пах 1991 года/ на 1 мл изделий плотностью 600 кг/м0.

Основные положения диссертация.-опубликовали в елодукярпс работах:

1. Горлов Ю.П., Капитонов Г.В., Еддяиевскпй СЛ. Автоклавный ячйистнЙ бвтоп о применением вяжущих на основе техногенных ст0Кол//1Ияаяошадоч!ш» цгмеятн, бетопы и конструкции: Докл. и твэ. докл. 3-й Всссосз. научп.-практ. конф.-Киев:-КИСИ, 1989.-Т.П.-о.130-131.

2. Горлов Ю.П., Капитонов Г.В., ЕвдвгевскиЗ СЛ. Бэсцемеп-тпиЗ автоклавннЯ ячеистый бетон//Развитио производства изделий ив ячеистого бетона: Тезис» паучпо-технического семинара.-Челя-бппск, 1990.-с.26-28.

3. Горлов Ю.П., Капитонов Г.В., Епджяэвский СЛ. Возможное использование стеклобоя для производства строительных татериа-' лов//Теоретпческие проблемы строительного гаториаловедвяил и Сффвктявиыв стеновые штериали: Тозксы докл. и докл. к Бсесоюз. кон}.: Физико-химические проблем» таторталоведеиия и новые технологии.-Белгород,1991.-часть 10.-с.23-25.

4. Ячеистый бетой на основе вшкуцаго из техногенных стекол /С.1.Енджиевский, Ю.П.Горлов, Г.В.Капитонов// Строительные материалы. - 1992. - М.-о. 15-16.

б. Положительное решение по ваяваэ Л 4911675/33 от 18.02.91 г. /Ю.П.Горлрв, Б.М.Румянцев в др./

Подписано в печать 26.10.92 Формат бОх^'41 /16 Печ.о.;«. И-244 Объем 1 уч.-изд.л. Т.100 Закая^// Бесплатно

Ротапринт Ю1СИ Ем.В.В.1Гуйбыз!ева