автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Бетоны на известково-шлаковом вяжущем и интенсивная технология их получения

ПРИДНЕПРОВСКАЯ- ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДШШ Q д' ' СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ -

2¿} °КТ ; i; ,

На правах рукописи СААКОВ Вана Вартаповпч

ЕЗТОШ НА IBBBCTXOBO-ШЛАКОВОМ ЕЧЯЩЕИ И ИНТЕНСИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИХ ГОЛУЧЕШЯ

Сшцдаяьность Об.23.СБ - Строительные материал! и лзделшг

Автореферат

диссертации на соискание ученой стегани кандидата технических наук

Днепр опз rpoBci>-IS9-l

Диссертацией является рукопись

Работа выполнена в Одесской Государственной Академии строительства и архитектуры " .

Научный руководитель - академик Академии архитектуры и

строительных наук России, доктор техн.наук, профессор СОКИАТОВ В.И.

Официальные оппоненты - доктор техн.наук, профессор СЕРГЕЕВ А.М.

' кашгтехн наук, с.н.с. КИСЗЛЕНКО Ц.г.

Ведущая организация - Днепропетровский комбинат

строительных материалов

Защита диссертации состоится 27 октября 1994 г в 15 часов на заседании специализированного совета. К 068 3202 Приднецров-ской Государственной Академии строительства и архитектуры По адресу: 320 600. г.Днепропетровск, ул.Чернышевского, 24а, ДГАСиА, (к.202). •

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке. ПГА"иА. '

j, - ■- ■ j

Автореферат разослан U^-ifJ- 1994 г.

Учвпый секретарь (твциалаэйроваяялго совета, •.

к.т.п., доцднт ' А.К.Карпухина

У

/

ОБЩАЯ ХДРАКГЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актульность тег,та. Минеральные вя'*упс:е на основе извести [известково-шлаковые,. известково-кремнеземистые, известково-золыше) срл производстве целой гаммы строительных материалов и иделпй могут- устгешно конкурировать с портландцементом. Создшше юучно^обоснованной технологии лзвестесодеряащиз бетонов позволит значительно улучшить использование таких вяйущих, повысить проч-юсть и долговечность строительных изделий. 3 результате будет достигнута значительная' экономия средств или увеличен ооъем выпекаемой продукции за счет того же количества вянущего.

Успешно разЕМваеглая в настоящее время технология, заключающаяся в раздельном ггриготовлешгп бетонная смеси, предусматривает юлучение наполненного связувдего в высокоскростных смесителях о юследующим совмещением его с заполнителем в традиционных смеси-:елях. Раздельное приготовление бетонной омеои способствует внед-ююго интенсивных приемов с применением высокоскоростных спеои-?ельных агрегатов.Широкомасштабное использовшше бетонных сме-:эй ставит перед исследователями ряд новых научных л инженерных, 1ада^: внедрение в практику высокоскоростных смесителей, установление оптимальных составов и режимов перемешшаяия суспензий 1 условиях-зптенсапных гидродинамических воздействий.

Целью диссертационной работа является обеспечение резкого ювышения эффективности использования извести и энергоресурсов ».производстве бетонов на извэстково-пдаковых вяаусгс за счет итенсизяоЯ раздельной технологии приготовления бетонных смесей.

Sas)чи исследований:

- изучить возмо.тиости интелси^гкааии приготовления ¿длол-:еинзго одаком известкового вягуцего с цедьз сядгоиия его ра>-:ода z сохранением реологических характерногик беташгоЗ сдч-с::,

a xaiив качества бетона;

- выяснить влияние режимов скоростного'смешения извесгесо-держащей суспензии яа изгене^ие ее эффективной вязкости;

- определить роль вида и количества ПАВ п ннтзнсивной технологии приготовления бетонных илесей на известково-шлаковых вяжущих;

- выявить эффективность совместного воздействия на наполненную из ве с те содержащую суслонзшо скоростного отаенал в присутствии добавок ПАВ;

. - установить количественные и качествьнные закономерности влияния г^знуломзтрии шлаковгто наполнителя и его содержания в зусп°нзки вяхуеего на элективную вязкость суспензии и на. проч ностные характеристики бетонов;

- обосновать технологические режимы и оптимизировать составы бетона-на известково-шлаково|<л в^гкуцем. приготовленном по интенсивной раздельной технологии;

- разработать зпводскую раздельную технологию производства ■Зетонных смесей на имеете содержащем вянущем;

- внедрять розультаты исследований в производство.•

Научная новизна работы:

- установлены оптимальные ренилы приготовления изве.гесодер-кадцей оуспрчзии, ооеспетавалщие предельно возможное разрушение начальной структур*« система;

- выявлено вличчие вида и количества IT/IB на изменение э©ек-1КВНООТИ вязчости суспензии црч ннт<?нсиь;шх гидродинамически« воздействиях на нее; •

- чо^ученй ¿кспершеигально-статиогк-юскиз зависимости шш-яоия длспэрсностк шлакового наполнителя не кгмеьениъ эффективно« Вязкости суслонзот к прочность натвердегилего Зетона;

- получ^нв дофбдоэтдюс о раковом составе демонтирующего вэ-

- й -

щества 'на наполненной ишаком изверти;

- определены оптимальные составы бетонной смеси, приготовленной п интенсивной раздельной технологии для пропаренных и ав-тонлав^рованных бетонов.

Достоверность получанных пезультатоп обеспечена применением вероятностно-статистических методов обработки результач оз эксперимента, использованием современного испытательного оборудовать, положительными результатами практической реализации лабораторных исследований в условпюс промышленного производства строительных изде^лй.

Практическое значение -работ:

- снижен расход известкового вяжущего на 50-70,» за с<<ет использования интенсивной раздельной технологии приготовления бетонной смеси;

- разработана конструкция высокоскоростного смесителя и режимы приготовления бетонной смеси п раздельной технологии;

- на гооизводственных площадях Будцынского заводоуправления (Одесская обл.) выпущена опытная партия пустотелых стеновых бло- . ков марок"-75 и 100 с применением интенсивной раздельной технологии приготовления бетонной смеем. По результатам лаборатории* исследований и опытно-црошшденного внедрения разработан техно- • логический регламент ни производство бетонных смесей на изваотко-зо-шлак^'в'ом вяжущем по интенсивной раздельной технолотаи.

_ .На защиту выносится:

- методика спределзния эйфектуэной вязкости высок н£.$ой-' ненной известесодеряадцей суспензии;

- инфорнация о влиянии вида и йоличестза ПАЗ г. изменение элективной вязкости суспензии;

- информация о влияний гранулометрического состава ¡лтаг.о-вогс. наполнит ля как на вязкость суспензии, та:', а на

панические характеристики затвердевшего бетона;

- данные о фазовом составе и структуре цементирующего вещества, подученного после затвердения наложенной шлаком известковой суспензии, подвергнутой интенсивным гидродинамическим воздействиям в Присутствт/П1 добавки С-3;

- экспериментально-статистические математические зависимости физико-мехзничеслих свойств мелкозернист го бетона от гранулометрического состава и содержания шлакового наполнителя в b,i-гуцем к температуры изотерической вадорнхч;

- результаты оштно-промыщленнох'о выпуска стенозах пустотелых блоков ¡.175 и MI0Q, изготовленных из мелкозернистой бетонной cueca по интесивной раздельной технологии.

Апробация ьаботн. Основные положения диссертационной рабо-. ты докладывались на республиканских семинарах и конференциях по композиционным материалам (Одесса - 1990, 199., 1992, 1993 г.г.) Санкт-Петербург, Тажент, Пенза.

Публикации. По результатам диссертационной работы ипубли- . ковано 6 работ. '

Объем работы. Диссертационная работа содерзит 144 страниц машинописного текста, 12 таблиц, 28 рисунку и состоит из введения, 6 глаз, общих шводоз, списка .штер'-ггуры из 110 наименований' и приложения.

Автор выражает признательность за помощь в проведении исследований к.т.н. Барабшцу И.1 . и к.т.н. ШинкеЕич Е.С.

• СЮ ДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ t '

При производство цэлого рлда строительных материалов и изделий технически возможно и економкчоски ц юсооЗразко использовать бескланкерные цементы, способствующие снижению расхода июокожачествэнного портландцемента и его разновидностей. Изго-товлэш» таких строительных изделий и деталей мелеет полостью

базироваться на. низкомарочных бетонах-марок.50...300, вяжуугол в Которых является известь, наполненная тонкодисперсным шиком, кварцевым песком, золой. Использование вянудах на основе изззс-ти достаточно изучено и обосновано в работах Бабушкина.В.И..Баженова ПЛ., Будникова П.П., Бутта Й.М., Бурова Ю.С., Виноградова Б.Н., Воробьева X.С., Мчодлова-Петросяна О.П., Кржемкнского , С.А., Куатбаева Kai., Хавкина Л.М.,. Осина Б.В.

Одна, из актуальнейших проблем современной технологии получения строительных-изделий состоит з интенсификации технологических процессов и улучшении качества продукции. Яргл^пиг^сьние основы штенсификапни процессов структурообразования, ускоре^хя набора-прочкости бетона изложены в фундаментальных трудах Круг-0 липкого H.H., Михайлова Р.В., Овчинникова П.Ф., Соломатова Б.Л., Ребикдера П.А., Урьева Н.Б. Решение этих задач сопряжено с целым рядом проблем вследствие чрезвычайного разнообразия объектов переработки, применяемых при производстве того либо иного вида изделия. С другой стороны, компоненты строительных композиционных материалов (К&Л) различного назначения характеризуются ря-"дом общих признаков, которые определяют тождественные условия и закономерности их переработки и получения. К ним относятся гзте-рогенность и многофазность системы. Именно эти признаки KC1.I позволяют. отнести их к разделу физико-химии дисперсных еысококон-центрирозонных систем. Отличительной особенностью таких систем является высокоразвитая'мажфазная поверхность, определяемая з большой степени концентрацией твердой фаза в дисперсионной (водной) среде. Высокая концентрация твердой фазы .приводит к спонтанному возникновению пространственных трукту? и появлению аг реготоз аз тонкодисперсных частиц (Урьев Н.Б.). Такие структурп-ронянные системы характеризуются комплексом реологически- и механических характеристик: вязкость», пластичностью, модулем уп-

ругости. Это предопределяет взаимосвязь между поверхностными процессами, цроисходяцими на-границе раздела фаз и свойства;ли высококонцентрированных систем. Следовательно, оптимальные режимы воздействия на них,., параметры работы смесителей долшш выбираться в тесной связи со структурно-м9ханичос1йши свойствами систем. Формирование оптимальной микроструктуры позволяет значительно улучшить потенциальные возможности вянущего, 'повысить прочность и стойкость бетона. Эффективно управлять микроструктурой бетона можно только при разделении процессов приготовления ' бетонной смеси на микро- и макроуровне (Соломатов В.И.).-Реализовать .данное условие позволяет интенсивная раздельная технология (КРТ), основное положение которой - разделение процессов и независимость ре>.шмов' приготовления наполненного, связующего и бетон-• ной смеси в целом. Применительно у. кзвестесодзржащему бетону -I-IPT означает предварительное приготовление известковой суспензии совместно с поверхностно-активными веществами и наполнителей по интенсивному режиму в скоростном смесителе с последующим смешением компонентов бетонной смеси в ординарном смесителе. Напо.тление известкового вя^щего является сашм просты:.: и эффективным путем экономки извести. Но одновременно с увеличением концентрацией твердой фазы, как об этом говорилось выше, возрастают силы меа-частичного взаимодействия( что приводят к появлению пространственных агрегатов из дисперошх частиу извести и наполнителя и, как след^вие, к повышению вязкости системы. Поэтому только цре-дельное разрушение начальной структуры системы, т.е. полное разобщение хастиц в агрегатах, обеспечивает до^ижениэ макак/лльной однородности наполненного известкового вянущего. Z позиций фпзк-ко-химячос /.ой механики даопеълшх .стрктур максимальная степень рацоушеаля начально-:- структуры систем1 достигается при одковрэ-:,'о/п:ом вйадуСстйпк ли. нпо ме&шкчаскта я фазкхо-лицчесюис ¿ил-

торов. (Р.ебиндер Г.А., Урьев Н.Б.). Поэтому логично предположить, что критерием эффективности воздействтй на наполненную известэсо-держащую суспензию следует рассматривать степе гь разрушении начальной структуры, определяемой эффективной вязкостью. •

В исследованиях в качестве вяжущего использовалась молотая 2500 см^/г) известь-кипелка Рыбницкого цементно-шиферного комбината, наполненная доменным шлаком (¡Лосн = 1,01) с Буд = 3GC0 с^/г • Соотношение мезгду известью и шлаком было принято 1-9 по массе. В качестве ПАВ применялось три вида добавок: и) гпдро-. • фобизуюцего действия - 'жидкость 136-41 (бывшая ГКЕ-Э4) • б) лио-.фялъный пдаст^исатор -. СДБ; в) суперпластификатор С-3 на основа сульфированных нафтатан-форма-ьдепццшх соединений. Концентрация ПАВ варьировалась в пределах от 0,05 до 1% мяссы вяяущего. Водо-; вянущее .отношение принималось равным 0,4. Приготовлониэ известко-во-шлаковей суспензии производилось в скоростном смесителе при четырех скоростях вращения.рабочего органа смесителя: 1400, 1850» 2300 и .3500 ов/imi. Параллельно готовились контрольные суспензии без скоростного смешения. Определение эффективной вязкое си суспензии" производилось на ротационном вискозиметре РШ-2М с коак-спальными цнлиндрачи.... ' ' •

Скоростное смешение приводит к снижению д-^фэктивной вязкости наполненной дшшеем известковой суспензии, причем с повшением скорости Ерадеш/я рабочего органа смесителя сокращается время достижения минимально зозможюп вязкости (I2G сек при п. = 1400 мна~* до 30 сек при -я. = 3500 мин""*), рис.1. Полученные результаты исследований позволили' объяснить механизм сникгчия эффективно!!! вязкости суспензии при интенсивных гидродинамических воздействиях на нее. Скоростное смешение извести-ку.тлкл с избы-' ючла количеством воды затзорения способствует 'образовании из-ьесткозл;; суспензии с частичками гндратной извести коллоидной

дисперсности. При введении в нее 'молотого шлака суспензия, выполняя рьль коллоидного известкового клея, в сгатических условиях . характеризуется высокой вязкостью. При интенсивном скоростном сказании частички гидратной извести и шлака совершают в турбулентном потоке хаотически движения с интенсивностью, зависящей' от • скорости вращения рабочего органа смесителя. Вследствие различия масс частичек извести и шлака, они перемещаются друг относительно друга с разными скоростями, йо мере увеличения разницу скоростей вязкость извес^ково-шлаковой суспензии уменьшается и при достижении предельно возможном разрушении структуры становится минимальной.

Ичвестковч-шлаковая суспензия представляет сс5ой типичную двухфазную систему с высокоразвитой поверхностью раздела фаз. -Адсорбционные слои ПАВ, фиксируясь -на-поверхности частиц извести и шлака, раздвигают частивд ка расстояние не менее толщины двойного адсорбционного слоя, препятствуя.таким образом образовании прочных мекчастичных связей. Вместе о. там можно предположить¿что

• в процессе интенсивных гидродинамических воздействий мецеллярная структура ПАВ, играющая стабилизирующую роль в коагуляционных• структурах; также разрушается, что в итого приводит к снижению ' эффективной вязкости суспензии. , '

Процесс разрушения коагуляциснной структуры интенсивными . гидродкнамиче скиш воздействиями цри определенных скоростях сдва-

• га является результирующей разрыва меячастичных связей и тилсо-тропного восстановления структуры. Поэтому представляет интерес выяснить влияние скоростного смешения ка изменение 'эффективной-вязкости суспензии в присутствии дооавок ПАЗ. Так, при скорости вращолия ротора 3500 в сочетании с добавкой С-3 х^рсчсходкт понклеккэ вязкости суспензия до 22 раз 'но сравнений с вязкостью пр-итпчззхн нзразруаонн'ой структура (Зоз 0-3) (рпо.2).

Влияние ' скорости ращения Влияния времени смешения Т .

ротора смесителя'на эффек- , на эффективную вязкость

тиэную вязкость суспензии суспензии

(без добавки.ПАВ) .

1,2,3,4 - скорость вращения 1,2,3 - С-3 = G; 0,5;1,05»

рабочего органа смесителя со- . соответст'енн-

ответственно 1400, 1650, 2300 ■ •

и 3500 -мин-1

Рис.1 Рис.2

Сниненцэ вязкости суспензий с водозягуцим отношением 0,4 лри обработке се-в скоростном смесителе с добавкой С-3 в количестве 1% приводит к снияетго вязкости суспензиг в'4 раза, что сопо-N ставимо- сосниненкем вязкости суспензии, не подверженной скор ос.-налу' смешенст в присутствии ПАЗ при увеличении водовяцущсго -отношения от о,4 до 0,8. При этом максимально зозлокаоз снижение вязкости суспеьзии, не подвергавшейся обработке в скоростном смеси--тел-з, достигается при введении з вода затзорения С-3 в количестве С 75*1,0% (снижение зязкоста по сравнении с суспензией ссз дх'авкл достигает 2,5 раз) (рис.3), менее о^зкгнвкой язляз^ся

Влияние вида. ПАЗ на изменение эффективной вязкости'суспензии

.Влияние удельной поверхности шлака на эффективней вязкость суспензии

й ц/ ¿>25 ам <ш им

Концентрация добавки, %

П = 3500 мин'

Рис.3

.-I

~ 600

I - вязкость суспензии с практически неразрушенной структурой; 2 - после обработки- в скоростном еме-.сителе

Рис.4

добавка СДБ, которая в количестве ^обеспечивает сниже^ше вяз-• кости в 3 раза и 1,25 раза в рабочем диапазоне концентрациг (0,1

0.25$) при скоростном смешении компонентов вянущего. Добавка ОДЕ

без скоростного смешения в количестве 0,75*1$ сшгеаэт вязкость I » • •

1,Ь раза. Наименьшее влияние на изменение эффективной вязкости суспензии оказывает жидкость 136-41. Введение ¿е шесте с водой затворения снижает вязкость извесгтгово-шлаковой суспензии не более, чем-на 15$. - '

Известно, что увеличение тонины помола вянущего-до известных пределов является оддлм из основных фахгорой улучшения свойств бетона, повышения его марочно'стл. Скорость химические реакций, проводимых-с участием минералышх вяхудос, возрастает

пропорционально повышению удельной поверхности частиц и поэтов резко интенсифицируется по мере измельчения. R то же врем* при увеличении дисперсности частиц повышается величина избыточной поверхностной энергия Гиббса, что повышает вероятность самопроизвольного возникновения пространственных агрегатов из частиц вяжущего. ^радипоняая ■ технология приготовления бетонных смесей на смешанных вяжущих не позволяет эффективно использовать сверхтонкий помол компонентов вянущего (S^ - 6000 см^/г), поскольку невозможно гхЗеспечить 'однородность смешения его ингредиентоз. Кроме того, увеличение дисперсности частичек аяхущего требует большего количества воды загворения для обеспечения треб!¿мнх реологических характерно^ суспензии вязнущего-либо бетонной смеси в целен. ' ;•_.-'..:.' '

Представляет интерес выяснение влияния удельной поверхности шлакового наполнителе на' эффективную вязкость известеоодеряащаа суспензии. G этой целью известковая суспензия (В/3 = 0,45) наполнялась в'скоростное смесителе шлаком, размолотил до уде^ьнои поверхности .3000, 4500 й 6000 cM*Vr. Как видно из рис.4, повышение удельной пЬзерхностн шлака с 3000 до 6000 ci.?/? резко увеличивает наибольшую вязкость практически неразрушенной структуры - со 140 cri до 8BQ сП, т.е. более чел в 6 раз, при скоростной обработке суспензии в, смесителе вязкости предельно разрушенной структуры меняется о 18 до'35 cii, (до 2-х раз).

Сравнение показателей прочности при сжатии затзердевших ра^ новязких суспензий говорит в пользу скоростного смешения в цри-сутстгил добавки С-3, при этом с повкшениам гаяцентрации С-3 от О до. 1% прочность камня повышается с 14,6 до 40,1 МПа, т-.е. более чем в 2,о раза, табл.1. Прочность суспензии, подвегаейся скоростной обработке в смесителе (при прочих равных условиях: равназ вязкость, одинаковая концентрация С-3) почти в 2 аза вы-

• • Таблица I Влияние режимов смешения к шонентоз извэстково-шкковой суспензии на Ксг цементного кашя

ГТемпера-Е'г :тура изо-п/п:тер;личес- ¡Время : Вяз-изотер- :кость :мическо-:сус- : йск цементного ка\ш.- (МПа) Г при концентрации С-3 , %

•:кого цро-:греза, • ; °с :го поо- :пен-:грева, :зии, :(час) : сП 0 0.25 0,50 : 0,75 : 1,00

I 90 8 510 4,5 3,2 ИЛ 5,4 15.4 7,0 ¡9,5 8,4 21,5 9,6

2 180 8 510 14.6 8,8 23,8 14,0 31,5 18,0* 37.-£ 20,0 • 21,1

Примечание: над чертой - прочность при сжатии образцов, суспензия которых подверглась скоростному ' смешению;

' под чертой - Е„_ образцов, суспензия которых"не под-_ вертелась скоростному смешению.

ше прочности затвердевшей суспензии, не подвергавшейся скоростному смешению. Более того', прочность суспензии, обработанной в смесителе з присутствии С-3 и твердевшей при 90°0 достигает прочности затвердевшей суспензии, твердевшей при 180°С (Р = 1,0 МПа), ко не подверженной обработке в скоростном смесителе.■ Проведенные исследования поровой структуры показывают, что це^нгный камень, полученный в результате затвердевания суспензии, обработанной в скоростном смесителе в присутствии С-3, отучается повышенным содержанием низкоосновных тобэрыоритопэдобных гидросилпкатов кальция типа С8Н /I/, а содержание высокооснозных гидросилгкатов кальция нине, чем в цементном камне, приготовленном по традиционной- технологии. Цэыентный камень на основе суспензии '¿¿рактеризуется более высокой степещ-ю гидратации' гявуще-го и больши количеством связанного кремнезема. .'Количественные и ■качественна отллчи>: в фазовом составе'цементного камня, обуслов-лйнйые !£ача/п.шш! услозиями отруктурообразованая, влияодслп на

скорость физико-омических процессов, условия роста кристаллогидратов и на однородность фазового состава гидроспликатов в ссУьоме материала, являются одной из причин увели'-щпгя прочности бетона..

Участие шлакгпого наполните?« в физико-механических и физи-ко-химичес1сих процессах структурирования силикатных композитов ставит задачу изучения влияния удельной поверхности шлака и его • концентрации в вякущем как на изменение вязкости известко'во-ата-ковой суспзнэй:, так и'на изменение прочности при скатки мелко- . зернистого бетона. При решении этсго вопроса экспериментальные исследования проводились по планам,"смесь, технология-свойства" (Ляшэнко Т.В.,' Вознесенский. В.А.), учптнвавдим одновременное влияние смесевых ( V}-) к рецептурных ( хфакторов.

В качестве смесевого фактора в эксперименте была принята удельная позерхносг,ь шлака в диапазоне 8,.п= 4500+1500 см^/г. Нэ-зависимым рецептурным фактором принято известковочшхаковое отношение, при этом содержание извести в вядущом составлхло И = -(10^5Независимый технологический фактор - время изотермической выдержки, варьировался в диапазоне Т = ха =(8^4)час. В качестве откликов в . ксдерлменте выбр-ны эффективная вязкость суспензии, предел прочности при скатил образ.,J3, изготовленных:

а) по традиционной технологии;'

б) по традиционной технолога с добавкой 0-3;

в) по интенсивной, раздельной технологии с добавкой С-3.

Расход С-3 составлял 1% массы известково-алакового вяжущего. Водозязкущез отношение для всех строчек плана принято постоянным

и рав. ым 0,315. Количество оборотов рабочегр органа смоси'^ля

т *

принято равным 3500 мин . Приготовленное в виде суспензии из-

вестково-аиикоаоо вяжущее напоснялось гранулированным дометтм шл>..ком ( с{ 4 Б.,и) до получения бетонной смеси требуемой подзиж-ности. Учитывая, что в эксперименте зарьироЕ лась д^переглостъ

•^лаковой составляющей вянущего от 3000 до 6000 см^/г, степень . наполнения суспензии немолоты:/ шлаком ) заполнителем). в г^аддой ' точке плана определялась опытным путем с учетом, получения'огребу-, емого. диаметра pacfGEBâ бетонной смеси на встряхивающем-'столика. .(105+110 см) и была различной для каядой строчки плана. После «формования образцы, изготовленные по разнил технологиям, подвергались термической обработке по тоем ревшам:' ."•'...

1) Т = 90°С - -ТВО осуществлялась в ггоопг о очной камере; ' •

2) Т = 135°С (Рп = 0,4 ЛЛа).- образцы запаривались в автоклаве; '

3) Î = 180°С (Рп= 1,0 Ша) - образин запаривались в автоклаве.

В результате реализации эксперимента-по плану "треугольши ■ на квадрате" порчена экспериментально-статистическая модель вида "состав-технология-свойства", описывающая зависимость вязкос-и суспензии от удельной поверхности" шлака, как компонента вяжущего, и от его процентного содержания в зикущем. Модель, построена по результатам основного- эксперимента при лсключеиии влияния Од-' . ного из технологических факторов - времени тепловлагностной обработки .'.«.териала ( ): -, • : , ' , .. ç =52,6^ +. 5G,2¿g + 120,- 7B,7ir/ZQ ч-.14,4 1т.ЯгГ£а:г

Из графиков, приведенных на рис.5, следует, что.е увеличением степени наполнения известкового вянущего, шлаком'с 85 до.'05$ вязкость суспензии снижается.более чем в 2 раза. Расположение на диаграммах изоповэрхностей показывает, что использование в качестве наполнителя для вянущего молотого шлака с равной ЗССО и 4500 см^/г приводит к незначительному изменению вязкости > с J9 до.45 .сД (в 1,2 раза). По мере .дальнейшего увеличения '. удельной поверхности шлака до 6000 см^/г эффективная вязкость ■ возрастает и достигает .^качения 71.сП, т е. увеличивается г. 1,8 раза. В то se время вязкость извротково-шлакоюй суспензии, не пгдвэраенной интенсивным гкдродинш.шчэскпм воздействиям,во:;-

росла от 190 сП = 3000 см2/?) до'1450 сП при введении в из-ьесткоаую суспензию ишака с = 6000 см^/г, 4т.е. более чем в 7 раз. Следовательно, интенсивные механические воздействия на .из-взсткозо-шлэковую суспензию позволяют расширить рабочий диапазон дисперсности шлакового наполнителя, т.е. перейти з область использования ультрадисперсного наполнителя с высокоразвитой поверх- •

• ностью без существенного ухудшения реологических характеристик высокснаполнент'ых систем. При этой на суспензиях постоянной вязкости = 60 сП = ля^у/ ^выделенный треугольник, рис.?) зи-

" счет варьирования гранулометрии шлакового наполнителя (¡Ш) с

•£> = 3000 до 4500 см^/г изменяется от 25 до 35 ¡Ша (н.

уд .

• 173).

Рис.5 .

Для проведения оптимизации состава зякущего и бетонной смеси т основе ргесчктачной на ЭШ экспериментальна-статистической модели срочности при ска^т построена диаграмма вида "треугольники на хшздрата" (^ягс.6). Технологический анализ диаграммы {¡о-

"•А

•к

о Р

Н И о а> М о

к

о

а

р<

со «

о О

Диаграмма кзменёпя прочности' бетона под бл лнием с-месевых и технологических факторов в условиях • автоюширования: Т = 180°С и 1,0 Ша ' ' ■

-5?-; и?

Длительность .автоклавной обработки

• Рис.6 . . ...

казал, что автоклавирование цри Т - '1Вп°0•( = I Ша) обеспе-' чивает получение бетона с прочностью при сжатии от 20 до 35 ¡.Ша с коэффициентом размягчения Кразм >0,80 и маркой цо морозостойкости Б ^ 25 (изолинии"несущего квадрата). За счет увели-' ' чения удельной поверхности шлакового наполнителя от 4500 и '60С0 см2/г (в соотношении 1:1) при 10-процентном содержании извести в вянущем обеспечивается повышение црочности материала до, 45 ¡.'¡Па (-точка I), что-в 2,5 раза превышает прочность традиционно, приготовленного бетона аналогичного состава и в 2,0 раза его ОЕтк.'^льное значение...

Анализ полученных результатов показал, что наблюдается еб-ьая текдэкцгя повышения показателя прочаоога при ее пользовании

полкдиспер~ных -¡кстем наполнителей с 'Зуд = 4000 и 6000 см^/г в ризных соотношениях. Увеличение диг-дрсно'стп наполнителей обеспечивает также снияенж расхода вянущего в е; ннице объема бетонной смэс.. и извести з вязущем до минимальных значений. Бетон с

= 25 !гШа М'тэт быть получен ¡.л Ш с 8уд = 5000 см^/г и содержании И ¡= 5%.- Аналогичные прочностные показатели обеспечиваются на ШН с Оуд - 3000 см^/г, содержащем 155? извести (при соответ-' игвуюцих режимах автокгёг'-рования). Исследования выявили возможность понижения £ и Ы автоклавирования бетонов, а также ■ получения бетонов с прочностью при сйатии от 7,5 до Т^.О Ша в процессе.-пропар-вания материала при {. = 90°С.

Высоте физикс-механичк. окне показ тели полученного материала, а также оптимизация режимов приготовлю тая известково-шлахо-всй суспензии.в условиях интенсивных, гидродинамических воздействий',- исследование влияния дисперсности л концентрации шлакового . наполнителя на характеристики силикатного батона позволили установись область допустимых решений для 'осуществления промышленной проверки- экспериментальных дачных и рекомендовать .ля ^ед-рения Булдынсксму заводоуправлению энергосберегающие режимы автоклавной обработки: Т - 135°0' и с/ = 0,5 МПа. На Булдынском заводе по. интексчзной раздельной технологии выпущена опытно-про-мшпленная партия стеновых пустотелых блоков Н 75 на наполненном извес.лрвб:.!- в жущем. В качестве наполнителя использован доменный шлак- с удельно:! псвердюстьи 3000 см2/г. Рель гаполн"Тб..л .выполнял немолотый доменный шлак. В результате испытаний были получек; следующие данные: снижен расход извести на 50%, они--жено зедопоглогдоние и повышена морозостойкость вдвое по сравло-нкп с бетоном, гграготсвло.-дюм по традиционной технологии.

Сяэдаешй экономический эффект от применения интенсивной. рЬлдельао.! тог:элоггл з производство бетекккх <5 локон ас;таь:гг

- 20 -

115 руб/м3 бетонной смеси.

ОБЩЕ ШВОДЫ ' . ' . '

IÍ Доказана возможность интенсификации приготовления.выдо-■конаполнеяного известрсодержащего вяжу с? го ц"тем интенсивных гид родннамических воздействий на него в скоростном смесителе в присутствии добавок ПАВ. При этом снижается расход извести на50... 70$, сокращается время перемешивания компонентов вяжущего до получения однородной суспензии до 30...45 сек г снижается-расход. ' вода затворения без изменения реологических характористик бетонной смеси на 20...35$.

2. Установлены оптимальные реяимы приготовления высоко^а-полнеанои молотым доменным шлаком известесодержадей суспензии: миндальная вязкость суспензии достигается после 45...60 секундной обработки ее в скоростном смесителе с количеством оборотов ротора 3500 мин"*. . . .

3. Проведено исследование влияния вида и количества ПАВ на изменение эффективной вязкости высоконаполнепной йзвестесодер-¿scatueí суспензртт. Из'изученных добавок трех классов г СДБ, С»3 и 136-41 наиболее эффективной, • с точки зрения снижения валкости, является суперпластификатор С-3. Введение его в количестве 0,75 ...1,00 % массы компонентов вяжущего/ в присутствии скоростного смешения приводит к снижению аффективной вязкости в' 2,5 раза по

■ сравнению о вязкостью суспензии с аналогичной концентрацией СДБ и в 20 раз при введении в суспензию добавки' 136-41.

• А'. Установлено, что влияние двух факторов воздействия на , лзменение эффективной вязкости известесодержащей суспензии - ,'де хэнического (скоростное смешение) и физико-химнчзского (добавка С-3) взаимно усиливают друг друга. Taje, яри обработке суспеизи;: в скоростном смесителе в присутствии добавки С-3 в количество

- 21 - •

1% массы вяжущего происходит пошскение эффективно;} зязкостл в 22 раза по сравнению с'вязкостью практически неразрушенной структуры.

0. Установлено, что применение интенсивного перемешивания суспензии влжущего позволяет получать су гор на полн е нн о е вях^щее, состоящее из 95& молотого шлака - наполнителя и 5% извести. С увеличением наполнения системы с 85% до предельно возможного значения вязкость ее опекается з 3 и более раз, что обуславливает возможность перехода к сверхтонному измельчению наполнителя

- до 5уд = 45C0fiC00 см^/г, т.к. увеличение с 3300 до 6000 см^/г приводит к повышении эффективной вязкости до 2,5 раз.

6. Приготовление бетонной смеси по интенсивной раздельной

* технологии изменяет'кине1яку фнзико-х:1мичоских и физико-механических процессоз структурообразо.вания, в результате прочность полученных бетонов в 2,5 л более раз превышает прочность традиционно приготовленных бетонов. Установлена возможность замены автоклазирования на пропурку при -i = 90°С для бетонов, приготовленных по ИРГ. При этом обеспечивается возможность получения

о . /

. бетонов 1.5 75, 100 и 150.

7. В результате проведенных экспериментов оптимизированы составы мелкозернистого извесгесодераащег бетона марок 75...350, полученного по ИРТ. При этом по сравнению с традиционной технологией достигнута экономия извести от 50 до 7C-JS, снижена тем-перааура изотермического прогрева на 35...40°С, повышена морозостойкость бетона с 35 до 50 циклов.

Основное содержанке диссертации опубликовано з сподуыщк:; работах:

1. Возможности оптимизации составов и интенсификации тэх-нолокгчеекнх процессов мелкозернистых бетонов на "звсетесодор-хащо.ч вя-гуце;,; /Л.В.Барабал, З.С.Шгдкевич, В.В.Сааков//Йрогрео-

сивыые строительные материалы и из^лия на .основе, использования цг*т)одного и техногенного сырья: Тез. докл.научн.-техн.конф,. -Санкт-Петербург, IS92. - C.I8.

• 2. Эффективность использования известесодергащего вяшущего в мелкозернистых бетонах /В.И.Соломатов, В.Б.Сааков, Е.С.Шинкевич, И.В.Барабаш//Снинение материалоемкости цродукли строительной индустрии:Тез.докл. 1-й мезд.науч.-тяхн.конф. - Ташкент, 1992. - С.25. - .

. 3. Снижение расхода известосодержащего вяжущего в наполненных шла ом мелкозернист^"'. оет^нах /В.И.Соломатов, И.З.Барабаш, Е.С.Шинкевич, В.В.Сааков//Экологические аспекг: технологии производства строительных материалов;Тез.докл. 11-12 мая 1992 : . -Пенза,1992. - С.99.

4' Анализ влияния рецептуржь-технологических факторов на свойства известесодетжащей суспензии и мелкозернистого бетона на ее основе /В.В.Сааков, Е.С.Шинкевич, И.В.Барабаш, С.К.Щербина// Физико-химические и технологические особенности получения малоцементных строительных материалов и конструкций: Тез.докл.науч.-техн.сешыара.-Киев, 1992. - С.21..'

5. Снигзние материалоемкости бетонов за r-тет интенсивного гидродинамического воздействия на извеотесодеркащую суспензию /И.В.Барабаш, В.В.Сааков, В.И.Соломатов, Е.С.Шгпшевич/Домпью-терный поиск оптимальных модификаторов качества композитов. Киев: БДИТП. 1992. - С.9-10. '

6. Барабаш И.В., Шинкевич S.J., Сааков В.В., Щербина СЛ. Интенсш _ге гидродинамические воздействия на наполненную ь^вес-тесодержащую суспензию в раздельной технологии приготовления_бе-

■■'тошюй сме /Ресурсосберегающее раше,ткя ь производстве строительных материалов и конструкций, Одесса, Г~92. - C.II2-I23.

Сааков В.З. Б2Т0КИ НА ЗАПКЖО-ШАКОБОМУ В^ЯЁЛШУ I 1НТЕНСИНЕА ЮТОЛОГШ IX ПОЛУЧЕНИЯ

ДисертыДя на здобуття вченого ступогао кандидата техн1чнкх наук по спзцГальност! 05.23.C3 - Буд1вельн1 матер!а.ш I вироби, Пркдн1ц?овська державна академ1я будЕвництва I архитектура, Дч1пропетровъск, 1294. •

Захищаються 6 иаукових роб1т, в яких розкрпваються теоретич-н! досл!даеннл бетонХв на вапняно-плаковому в'^учому в залеянос-т1 в1д ре:;а-.11в приготування вапняно-шлаково1 оуспензИ, а такок результата експериментальпих досл1даень.

Доведена мо2Лев1сть 1нтенсиф1кэ.цГ1 приготування високока-повнзного в"янучого. шляхом Гнтенсивних г1дродпнам1чних вплив!з на нього в швидк1сному зм1шувачу в тфису^ност1 добавок ПАР. При цьсму зменьшусться вг.йот Еапна на 50...70%, скорочусться час пэ-рем!шуваняя компонентХв в"яжучого I зшщусться к!льк1сть води в суспензП без згйни реолог1чних характеристик бетонно1 сум!ши на 20...35$.

У резу.тьтат1 проведение досл1д1в оптим1зован1 склада ?л1лкозершстого вапноам!стшого бетону марок 75.. 350, одерка-ного по 1?Г При цьому в пор1внякн1 з традацГйною технологии досягнута ошгом1я вапна в1д 50 до 70$, знияена температура 1эоторм1чного прогр1вання на 35...40°С, пЕдвицена морозостГй-к!сть бетону з 35 цо 50 ьдалов.

Клгчоз! слоза: Хнтено-гвний, вапно, суспекзЧя, реолог1я,?.:1щ1ст?!..

• - 24 -

Saakpv V.V. COHCRCTS OH LIM&-8LA.G B"TTDtFO I'VTKRIAI

AND THE IUTBNSIVE TECHNOLOGY 0? PRODUCING' :H2U

The dissertation of supporting the solentifio degree- of-candidate of technical scince, speciality 05.23.05 - building . materials and thing*. Pridneprovskaya State Academy of Oivil ■Engineering and Architecture Dnepropetrovsk, 199*.

Wn defend six scientific works, in.-wfc.ch we discover the theoretic investigation of concretes on lime-slag binding material >_ependinf? on the regimes of preparing, lime-slag suspention, including the resv'ts of experimental investigations.

We prove the possibility of the intensVfication of preparation high- quality line-containing bii.ding material hy means c intensive hydrodynanic influences upcftt it in speedy mixer in the presence o- additions SAS. Under these circumstances lime-stone spending is decreased by 50-7^«

The time of mixing the components of the binding material until receiving homogeneous suspension is conracted to 50-45 seconds; the waste of -water without damaging reological fiharacteri; tics of concrete mixture is decrees' 1 by 20..

In the result of the experiments carried out we hu/e optimized the contents of small-kernel lime-containing Concrete of marks»"75-350, produced by TOT, In the cobj.arlso" with the traditional technology wa come to the economy of j.ime from 50 to 70%, the tenrperatu.e of isothermic heating heeing dercreesed by 35»•.40°C, and frost-withstanding of concieto beeing increased from 35 to 50 cycles.

Key words intonsiveness, lime, suspension, roology, strength.