автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Интенсификация твердения наполненных известковых композиций

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ - ОДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА о •' И АРХИТЕКТУРЫ

Л Т- !; Ь • { 41' . ; >

! з I

На правах рукописи

ГНЫП ОЛЬГА ПАВЛОВНА

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТВЕРДЕНИЯ НАПОЛНЕННЫХ ИЗВЕСТКОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Специальность 05.23.05 — Строительные материалы

и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Одесса — 1996

Диссертация является рукописью.

Работа выполнена в Одесской государственной академии строительства и архитектуры на кафедре строительных материалов.

Научный руководитель — член-корреспондент академии строительства Украины, кандидат технических наук, доцент БАРАБАШ И. В.

Официальные оппоненты —доктор технических наук, профессор кафедры строительных материалов и ПСК МАТВИЕНКО В. А. — кандидат технических наук, доцент КЕРШ В. Я.

Ведущая организация — Научно-исследовательский институт строительного производства, г. Киев.

Защита диссертации состоится " ¿¿¿ЭьА^ГЯ-Р 199£г. в " ^ " часов на заседании специализированного ученого совета Одесской государственной академии строительства и архитектуры по адресу: 270029, г. Одесса, ул. Дидрихсона, 4, ОГАСиА, к. 210.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Одесской государственной академии строительства и архитектуры, 270029, г. Одесса, ул. Дидрихсона, 4.

Автореферат разослан " 1996 года.

Ученый секретарь специализированного совета,

К.Т.Н. Н' А- МаЛах0Ва

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы и степень исследовательностн. В настоящее время в производстве строительных материалов и изделий на Украине наряду с традиционными видами вяжущих на основе портландцемента все чаще применяются более дешевые вяжущие, получаемые на местном сырье. Ведущее место среди них занимает известь. Совершенствование технологии производства бетонной смеси осуществляется в следующих направлениях: создание скоростных смесителей-активаторов; поиск оптимальной исследовательностн загрузки и перемешивания компонентов бетонной смеси; выбор эффективных химических добавок. В этом смысле эффективной представляется интенсивная раздельная технология (ИРТ) приготовления бетонных смесей. ИРТ получила промышленное внедрение на предприятиях, производящих ж/б конструкции на основе портландцемента.. В то же время использование ИРТ в производстве бетонных смесей на известесодержащих вяжущих находится на стадии лабораторных исследований и отдельных опытно-промышленных внедрений. Использование оптимальных по дисперсности и количеству минеральных наполнителей, вида и концентрации ПАВ в процессе скоросного перемешивания известесодержащих суспензий обеспечивает существенное улучшение физико-механических свойств силикатного бетона при резком сокращении расхода наиболее энергоемкого компонента — извести.

Диссертационная работа является частью комплексных исследований госбюджетной темы ГКНТ Украины "Ресурсосбережение", раздел 5.52.12 — Создание энерго- и • ресурсосберегающих технологий производства высокоэффективных строительных материалов, изделий и технологического оборудования" по проекту 5.52.12/247-93 — "Интенсивные гидродинамические воздействия в технологии приготовления бетонной смеси на высоконаполненные известесодержащие суспензии" (№ госрегистрации 01940008110).

Цель и основные задачи:

Целью данной работы является снижение расхода извести и экономия энергоресурсов в производстве силикатных бетонов за счет применения интенсивной раздельной технологии приготовления мелкозернистых бетонных смесей.

Для выполнения поставленной цели были определены следующие задачи исследований:

— изучить влияние дисперсности кремнеземистого компонента и его содержание в вяжущем на эффективную вязкость известесодержащей суспензии и прочностные свойства силикатного камня;

— изучить влияние концентрации и дисперсности кварцевого наполнителя на физико-механические характеристики бетонов, приготовленных по ИРТ;

— исследовать минералогический и фазовый состав, а также структуру порового пространства бетонов, приготовленных по интенсивной технологии;

— оптимизировать составы бетонов и режимы автоклавирования с учетом ресурсосбережения и минимизации энергозатрат;

— пнедрить результаты исследований на ОАО "Силикат" (г. Одесса).

Методы исследований

В диссертационной работе использовались математические основы моделирования в виде экспериментально-статистических моделей свойств композиционных строительных материалов; исследования структуры новообразований и порового пространства мелкозернистых бетонов — с применением методов ДТА и РСА; изменение эффективной вязкости определялось на ротационном вискозиметре РП-2м.

Научную новизну работы составляют:

— экспериментальные данные о влиянии дисперсности и количества кремнеземистого компонента в известесодержащем вяжущем на изменение эффективной вязкости суспензии;

— экспериментально-статистические зависимости влияния дисперсности и концентрации кремнеземистого компонента на физико-механические свойства силикатного камня на основе суспензии вяжущего, приготовленного в условиях интенсивных гидродинамических воздействий;

— управление физико-механическими показателями бетонов на известесодержащем вяжущем, приготовленных по ИРТ с учетом результатов физико-химических исследований состава и структуры новообразований;

— рекомендации по назначению оптимальных составов мелкозернистых бетонов с учетом минимизации известкового компонента в вяжущем и энергозатрат для ИРТ.

Практическая ценность

Заключается в том, что в результате комплекса проведенных экспериментально-статистических, в том числе и практических исследований предложены рекомендации по назначению оптимального содержания и дисперсности, кремнеземистого компонента в известесодержащем вяжущем для бетонов, приготовленных по ИРТ, что способствует повышению их физико-механических свойств, в частности, прочностных в два и более раз. Снижение расхода известкового компонента в вяжущем и активизация вяжущего в скоростных смесителях способствует сокращению ресурсо- и энергоемкости производства.

Апробация работы, публикации и внедрение

Основные положения диссертационной работы докладывались на международных (Челябинск, Одесса) и республиканских (Одесса —

1993, 1994, 1995 г.г.) конференциях по технологии и практике композиционных материалов. По ним опубликованы тезисы.

По результатам диссертационной работы опубликовано 3 печатных работы.

Разработанные оптимальные составы и режимы автоклавирования применены в производстве 17 м3 стеновых блоков типа ФБС 24.6.4 на Одесском АО "Силикат", при этом экономия извести составила 15% на кубический метр изделия, а энергозатраты снижены на 63 кВт*ч на м3 (с учетом расхода энергии на дополнительное измельчение кремнеземистого компонента).

Личный вклад автора:

— на ротационном вискозиметре РП-2м проведен комплекс экспериментальных исследований по изучению влияния дисперсности и концентрации кремнеземистого наполнителя на изменение вязкости извес-тесодержащей суспензии;

— изучено влияние концентрации и дисперсности кварцевого компонента на прочностные свойства силикатного камня и физико-механические свойства мелкозернистых бетонов;

— исследована структура порового пространства бетонов а также минералогический и фазовый состав новообразований матрицы;

— на основе анализа комплекса экспериментально-статистических моделей осуществлена оптимизация бетонов и режимов изотермической обработки с учетом минимально возможного расхода извести и минимизации энергозатрат;

— осуществлено внедрение лабораторных исследований в производство в виде опытно-промышленной партии.

На защиту выносится:

— результаты выполненных исследований по влиянию дисперсности и количества кремнеземистого компонента на эффективную вязкость суспензии вяжущего, приготовленной в условиях интенсивных гидродинамических воздействий, и на физико-механические свойства силикатного камня на основе суспензии вяжущего;

— экспериментальные данные по управлению физнко-механи-ческими характеристиками силикатных бетонов за счет дисперсности и содержания кремнеземистого компонента с учетом кинетики структу-рообразования;

— рекомендации по направленному использованию оптимальных составов мелкозернистых бетонов и режимов их автоклавирования с учетом функционального назначения изделий, минимизации известкового компонента в вяжущем и энергозатрат для ИРТ;

— результаты опытно-промышленного внедрения силикатно-бетон-ных изделий, изготовленных по интенсивной раздельной технологии.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 157 наименований,.! приложения.

Работа изложена на 111 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков и 9 таблиц.

Автор выражает благодарность к.т.н. Шинкевич Е. С. и тс.т.н. Мишину В. Н. за консультации и помощь в обработке и интерпретации результатов исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Бетоны на известесодержаших вяжущих находят все большее применение в строительном производстве. Из плотного силикатного бетона изготавливается разнообразная номенклатура изделий и конструкций, близких по своим физико-механическим свойствам к изделиям на цементном вяжущем. Силикатобетонные изделия дешевле цементных и для их производства могут быть использованы местные сырьевые материалы. Технология приготовления силикатных бетонов, исследование их прочности, деформативных характеристик, долговечности рассматривались в работах Бабушкина В. И., Боженова П. И., Бойнтона Р. С., Волженского А. В., Бутта Ю. М., Мчедлова-Петросяна О. П., Ребинде-ра П. А., Тимашева В. В., Хавкина Л. М., Чернышева Е. М. и др. Работы В. И. Соломатова и его школы убедительно доказывают, что имеются пути перехода от традиционных способов приготовления бетонной смеси к высокоскоростным технологиям, обеспечивающим существенное ускорение технологических процессов. Перспективной является интенсивная раздельная технология. Под ИРТ понимается совокупность технологических приемов, обеспечивающих существенную экономию энергетических и материальных ресурсов при одновременном повышении качества строительных изделий.

Свойства известково-кремнеземистых систем и бетонов на их основе определяются условиями структурообразования. Количественные и качественные параметры структурообразования зависят от дисперсности кремнеземистого компонета, от содержания активного аморфного кремнезема в системе, от соотношения высокоосновных и низкоосновных гидросиликатов кальция и многих других параметров. Возможность улучшать свойства бетона на различных видах вяжущего с помощью дисперсных минеральных наполнителей рассматривались еще в трудах П. П. Будникова, Кинда, В. Ф. Журавлева, В. Н. Юнга и многих других исследователей. На свойства твердеющих систем и композиционных материалов на основе различных видов вяжущих оказывают влияние не только содержание, но и гранулометрия (дисперсность) и природа минеральных наполнителей (В. А. Вознесенский, В. Н. Выровой). Напол-

нители, применяемые при регулировании физико-механических свойств композиционных материалов; способные вступать в химическое взаимодействие с продуктами гидратации цемента могут быть отнесены к активным минеральным наполнителям (Дворкин Л. И.). В более общем смысле к наполнителям относят дисперсные частицы произвольной формы и поверхностной активности, размер которых позволяет им участвовать в организации структуры дисперсных вяжущих (Выровой В. Н.).

В силикатных системах активные минеральные наполнители в виде кремнезема являются неотъемлемой химически активной частью вяжущего, поэтому представляет интерес установление степени влияния дисперсности и содержания наполнителей в виде активного аморфизи-рованного кремнезема как компонента вяжущего на вязкость известе-содержащей суспензии, приготовленной в условиях интенсивных гидродинамических воздействий, а также на процессы структурообразова-ния и свойства силикатного камня на основе суспензии известково-кремнеземистого вяжущего и бетонов на его основе.

Основу ИРТ составляет раздельный принцип приготовления бетонной смеси. Отдельно, в оптимальном режиме, предварительно готовится суспензия наполненного вяжущего в скоростном смесителе-активаторе с последующим совмещением ее со смесью заполнителей в ординарном тихоходном смесителе. В процессе скоростного смешения суспензий, благодаря значительному количеству механической энергии, подводимой материалу, происходит разрушение пространственных агрегатов, меняются условия контактирования частиц, ведущие к понижению внутреннего трения между ними и, как следствие, к снижению вязкости системы.

Поэтому критерием эффективности рецептурно-технологических воздействий на концентрированные дисперсные системы была принята степень разрушения их начальной структуры, определяемая относительным изменением их эффективной вязкости.

В исследованиях применялись следующие материалы:

— молотая известь-кипелка Славянского завода, активностью 72%;

— молотый кварцевый песок с SyA=350±150 м2/кг;

— разжижитель С-3.

Содержание извести в системе "известь + молотый песок" варьировалось в пределах от 10 до 40%. Эффективная вязкость определялась как для суспензий, не подвергшихся обработке в скоростном смесителе (скоростное смешивание — 0 сек.), так и для композиций, подверженным интенсивным гидродинамическим воздействиям в течение 10... 300 сек.

Анализ полученных результатов показывает, что скоростная обработка приводит к резкому снижению эффективной вязкости суспензий, приобретающей минимальные значения через 120... 180 с перемешивания (табл. 1).

Таблица I

Зависимость аффективной вязкости суспензий от продолжительности смешивания

№ п/п Содержание извести в ИК-вяжущем, % Вязкость суспензии, сП

Продолжительность смешивания, сек

_ 10 60 120 180 300

1. 10 1700 570 195 145 115 120

2. 25 1300 275 125 100 90 90

3. 40 1500 450 360 320 380 520

Кроме того, выявлено неоднозначное влияние дисперсности молотого кварцевого песка на изменение эффективной вязкости суспензий при различном содержании извести (рис. 1).

Рисунок 1. Влияние содержания извести на изменением минимальной вязкости суспензий. / — удельная поверхность песка 200 м2/кг; 2'— то же 350 м2/кг; 3 — то же 500 м2/кг.

В диапазоне расхода извести от 10 до 20% изменение удельной поверхности кварцевого наполнителя от 200 до 500 м2/кг практически не оказывает влияния на эффективную вязкость суспензии. При 40%-ом расходе извести влияние дисперсности наполнителя на изменение эффективной вязкости резко возрастает. Изменение удельной поверхности кварцевого наполнителя с 200 до 500 м2/кг приводит к увеличению т| ™п с 225 до 450 сП, т.е. в два раза.

Для выяснения влияния рецептурно-технологических факторов на физико-механические характеристики затвердевших суспензий был реализован пятифакторный эксперимент по насыщенному О-опти-

мальному плану типа МТО — "треугольники на квадрате", синтезированный Т. В. Ляшенко. В качестве смесевых факторов принята дисперсность молотого кварцевого песка. Величина удельной поверхности варьировалась в пределах 350±150 и2/кг. В качестве независимых РТФ приняты: — температура изотермического прогрева (Х4= 150+30,°С); — содержание извести в известково-кремнеземистом вяжущем (Х5=20±10,%). В качестве поверхностно-активной добавки применялся разжижитель С-3 в количестве 1,0% (в пересчете на сухое вещество) от массы вяжущего. Количество воды затворения подбиралось из условия получения в скоростном смесителе-равновязких суспензий с т]=1000 сП и являлось одним из откликов эксперимента.

По результатам эксперимента построены экспериментально-статистические зависимости 11сж, Яц, и Кр от смесевых и технологических факторов. Полученные ЭС-модели позволили проанализировать влияние выбранных факторов на процесс структурообразования. Из ЭСМ следует, что дисперсность и содержание наполнителя являются эффективными способами регулирования кинетики структурообразования и физико-механических свойств силикатного камня. Из ЭСМ Исж, представленной в виде двухфакторных диаграмм (рис. 2) для фиксированных 5уД.=200; 350 и 500 м2/кг в частности, следует, что крупная и средняя фракции монодисперсного наполнителя позволяет увеличить содержание кремнезема в ИК-вяжущем до 90%, а также сократить расход СаО акт. до 10% с учетом температуры автоклавной обработки, что сопровождается ростом 1?с>к в 1,5... 1,8 раз (рис. 2, а, б). Наполнение вяжущего монодисперстным наполнителем мелкой фракции вызывает снижение Есж в аналогичных пределах (рис. 2, в), что может быть обусловлено превалирующим влиянием химических взаимодействий в данных условиях.

а). За «¿00

к

/ЛУ

0

г ^ 20-—

у §

ч N \ к

90 во 70 00 £0 7090 80 70

Рисунок 2. Влияние удельной поверхности вуд наполнителя на прочность при сжатии

силикатного камня.

Применение наполнителя полидисперсного состава позволяет расширить диапазон варьирования прочностью при сжатии в 2,0...4,5 раза: с 8,0 до 38,0 Мпа (изолинии треугольных диаграмм). При этом, для полидисперсного наполнителя с 5уд.=51+52+5з=1 (в равных долях) (рис. 3, а) область Исж > 30 МПа расположена в зоне температур 150...170 °С (изолинии несущего квадрата). В интервале Т=170...180 °С происходит снижение ИСЖ) которое в силикатных системах наблюдается в период кристаллизации новообразований в структуре материала. Понижение температуры автоклавирования до (160+10) °С и образование в данных условиях силикатного камня максимальной прочности 32...38 Мпа (рис. 3, б) свидетельствует о наличии повышенного содержания на поверхности зерен слоя аморфизированного кремнезема. Следовательно, интенсивные гидродинамические взаимодействия на суспензию ИК-вяжущего в скоростных смесителях, применяемых в интенсивной раздельной технологии, способствуют амортизации поверхности кварца и повышению его химической активности. Данное явление обуславливает ускорение реакций гидротермального синтеза и кристаллогидратов в структуре силикатного камня.

Рисунок 3. Влияние удельной поверхности и содержания кремнеземистого наполнителя в ИК-вяжущем на прочностные показатели.

Влияние дисперсности и содержания наполнителя на показатели прочности может быть обусловлено влиянием названных факторов на

процессы структурообразования. Структурообразующая роль кремнеземистого наполнителя в формировании прочности силикатного камня оо^раете . повышением степени наполнения вяжущего и понижением температуры гидротермального синтеза. Поэтому дисперсность наполнителя следует рассматривать во взаимосвязи со степенью наполнения, которую необходимо учитывать при назначении составов наполненных вяжущих и бетонных смесей на их основе.

Содержание наполнителя в вяжущем оказывает также влияние на прочность при изгибе — но с повышением степени наполнения роль дисперсности ослабевает. Наполнение вяжущего кремнеземом более 80% приводит к понижению Ии: в зависимости от температуры автоклавной обработки прочность снижается до 3...4 МПа против 5,5...6,0 МПа, что сужает область оптимальных рецептур по критерию максимальной й.сж.

Свойства композитов по отношению к действию воды косвенно характеризуют их морозо- и водостойкость, которые являются важными характеристиками силикатных автоклавных материалов. В общем случае, улучшению свойств композита по отношению к действию воды, в частности, повышению водостойкости и морозостойкости способствует предельное наполнение суспензии вяжущего. Так, при Н=90% и Т=160°С (р=0,6 МПа) коэффициент размягчения равен 0,82, \У£10%, Р25 и более.

Исходя из значений обобщенного показателя качества в виде Ксж/Ку->тт с учетом Кр, \У и Р рекомендована область оптимальных рецептур известесодержащих наполненных суспензий по дисперсности и содержанию кремнеземистого компонента. Оптимальная температура автоклавной обработки для предложенных составов вяжущего — 160+10 °С.

На основе результатов оптимизации вяжущего проведен подбор составов мелкозернистого бетона (МЗБ). В качестве мелкофракционного заполнителя использовался немолотый кварцевый песок Мкр = 1,8, который традиционным способом смешивался с известково-кремне-земистой суспензией в ординарном смесителе. Для изучения свойств МЗБ и оптимизации его состава проведен двухфакторный эксперимент с учетом результатов оптимизации свойств и состава ИК-вяжущего.

В основном эксперименте варьировались рецептурно-технологи-ческие факторы. На основании данных об активации физико-химических процессов в композитах, приготовленных по ИРТ, автоклавная обработка проводилась по режиму: Т=сопз1=( 155+5) °С, р=0,6 МПа, длительность изотермической выдержки тш=(4+4) ч (минимальная т=0,1 ч при Х4— —1). В эксперименте использован кремнеземистый наполнитель с 5уд = 350 и 500 м2/кг в различных соотношениях. Сте-

пень наполнения ИК-вяжущего составляла (25±15) %; содержание известкового компонента увеличено до 40% против 30% в начальном эксперименте с учетом доли тонкодисперсной и пылевидной фракций в немолотом кварцевом песке-заполнителе.

Анализ изменения физико-механических и структурных характеристик МЗБ показал, что формирование структуры материала, которое определяет требуемые показатели качества, формируется за 4 ч изотермической выдержки. Область оптимальных составов (рис 4, а) ограничена водостойкостью с Кр>0,8, которая обеспечивается следующим составом: Н=70...80% с удельной поверхностью Буд=350+500 м2/кг в соотношении 1:2; С-3 — 1,0% тиз>4 ч при температура автоклавной обработки (155+5) °С (р=0,6 МПа).

Прочностные показатели такого МЗБ в 1,3...2,0 раза превышают прочности при сжатии в изгибе традиционно приготовленного бетона (т ит--8 ч, Т=180° С и р=1,0 МПа) (рис. 4, б).

а)

б)

S / t ,

Т! -or

V.0

16

û/WAtf /i/з,oooe/a.voe

Рисунок 4. Влияние РТФ на свойства мелкозернистого бетона. а — область оптимальных рецептур МЗБ; б — сравнительный анализ показателей качества по раздельной (РТ) и традиционной (ТТ) технологиям.

В лаборатории физико-химических методов исследований Львовского государственного университета ' проведены: ДТА, РСА, ИК-спектроскопический, электронно-микроскопический и химический анализы структуры и порового пространства. Методом рентгенофазового анализа на дифрактометре ДРОН-2,0 при CuKa-излучении исследован фазовый состав продуктов гидратации. Анализ показал, что низкоосновные силикаты в виде тоберморита и закристаллизованный кальцит образуются при изотермической выдержке тит=4 и 8 часов. Самая сильная линия тоберморита проявляется при автоклавировании в течение 4 часов при соотношении между известью и наполнителем 1:3, т.е. при 20%-ом содержании извести. Образцы также исследовались в растровом электронном микроскопе "TESLA BS-300". Установлено, что низкоосновные гидросиликаты кальция в виде тоберморита с межплоскостным расстоянием 1,13 нм, который при нагревании превращается в

волластонит (с экгзотермическим эффектом при 850 °С на кривых ДТА), кристаллизуются уже к 4-м часам изотермической выдержки. Этому периоду соответствует максимальное содержание в силикатном камне закристаллизованного кальцита. При ти.в.=0,1 ч дифракционные пики закристаллизованных гидросиликатов кальция на рентгенограммах отсутствуют, что свидетельствует о гелевидной структуре последних.

Результаты микроскопических исследований и химического анализа показали, что сокращение расхода известкового компонента в вяжущем с 40 до 20% и, соответственно, увеличение наполнителя с 60 до 80 %-ов способствует формированию более плотной структуры за счет уменьшения количества связанной воды в составе кристаллогидратов, что обуславливает низкое водопоглощение (менее 10%) и высокую водостойкость (Кр>0,82) композитов данного состава. Микроскопический анализ свидетельствует также о более однородной структуре новообразований по фазовому составу за счет сокращения содержания гелевидной составляющей.

Из вышеизложенного можно заключить, что количественные и качественные отличия в фазовом составе силикатного камня, обусловленные начальными условиями приготовления бетонной смеси, а также дисперстностью и содержанием наполнителя в вяжущем влияют на скорость физико-химических процессов, условия роста кристаллогидратов, на однородность фазового состава в объеме и являются одной из основных причин повышения прочности КСМ, приготовленных по ИРТ. С понижением температуры гидротермальной обработки роль дисперсности наполнителей возрастает, что является одной из причин сокращения длительности и температуры автоклавирования и, следовательно, удельных энергозатрат.

Следовательно, совместное влияние дисперстности и степени наполнения известесодержащих суспензий в высококонцентрированных дисперстных системах является эффективным способом управления свойствами силикатных композиционных материалов.

Таким образом, интенсивная раздельная технология позволяет свести к минимуму расход извести и предельно наполнить дисперстные системы в результате повышения реакционной способности наполненного вяжущего за счет аморфизации кремнезема в условиях гидродинамических воздействий и сложных физико-химических процессов, а также перейти к получению силикатных материалов по сокращенному до 4-х часов времени изотермической выдержки при температуре (155+5) °С.

По результатам исследований рекомендованы оптимальные составы бетонов марок М100, М125 и М150, а также режимы автоклавной обработки с учетом физико-химических исследований. В цехе силикатного камня на ОАО "Силикат" выпущена опытно-промышленная партия

силикатных стеновых блоков объемом 17 м3. Мелкозернистая бетонная смесь готовилась по интенсивной раздельной технологии с предварительным приготовлением известково-кремнеземистой суспензии в промышленном скоростном смесителе модели "СВ-2м". Предложенная технология позволила сократить температуру запаривания, изделий до (155+5) °С, время изотермической выдержки до 4 ч и уменьшить расход извести в вяжущем на 15% (активность вяжущего — 10%). Экономический эффект составил 885000 крб. на 1 м3 бетона в ценах на 1.03.96 г.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что интенсивная раздельная технология приготовления бетонных' смесей позволит снизить расход извести в ИК-вяжущем до 15+20 %, что в 2-5-2,5 раза меньше, чем в силикатных бетонах, полученных по традиционной технологии.

2. Интенсивные гидродинамичекие воздействия на суспензию из-вестково-кремнеземистого вяжущего приводят к снижению эффектной вязкости от 4,5 до 15 раз (по сравнению с вязкостью практически неразрушенной структуры). При этом выявлено, что с увеличением содержания наполнителя в вяжущем эффект снижения вязкости возрастает: при Н=60% 11 уменьшается в 4,5 раза; при Н=90% эффективная вязкость суспензии снижается, примерно, в 15 раз.

3. Для ИК-суспензий, подверженных обработке в скоросном смесителе, изменение удельной поверхности кремнеземистого компонента практически не оказывает влияние на величину минимальной вязкости, что предопределило возможность перехода в область сверхтонкого помола наполнителя (5уд>350 м2/кг).

4. Показано, что удельная поверхность и содержание наполнителя являются эффектными факторами регулирования кинетики структуро-образования и физико-механических свойств силикатного камня и мелкозернистого бетона на его основе. Так, под влиянием Буд и Н прочность при сжатии цементного камня изменяется в 2,0...4,5 раза (от 8 до 38 МПа); Ии — в 2,0..,2,5 раза (от 3,0 до 6,9 МПа); V/ в 1,5...2,0 раза при Кр>0,8.

5. Установлено, что количественные и качественные отличия в фазовом составе силикатного камня, обусловленные начальными условиями приготовления бетонной смеси, а также дисперсностью и содержанием наполнителя в вяжущем влияют на скорость физико-химических процессов, условия роста кристаллогидратов, на однородность фазового состояния прочности КСМ, приготовленных по ИРТ.

6. На основе проведенных ЭС-исследований оптимизированы составы бетонов для приготовления стеновых блоков марок М100, М125 и

MI50 и рекомендованы оптимальные режимы автоклавной обработки с учетом результатов физико-химических испытаний. Установлена возможность сокращения периода изотермической выдержки до 4-х часов и уменьшить содержание известкового компонента в вяжущеу до 15% (10% в пересчете на СаОакт.). Предложенные составы позволяют снизить температуру изометрической обработки до (155+5) °С. Прочностные показатели такого МЗБ в 1,3...2,0 раза превышают RTCJK и RTTH.

.7. Предложенные составы бетонов, изготовленных по ИРТ, обеспечивают снижение энергоемкости производства на 63 кВт • ч на 1м3 изделий за счет дополнительной активации компонентов связующего в условиях интенсивных гидродинамических воздействий.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в следующих работах:

1. Шинкевич Е. С., Барабаш И. В., Щербина'С. Н., Гнып О. П. Анализ влияния технологических параметров приготовления вяжущего на фазовый состав, структуру и свойства мелкозернистого бетона./ /Тез. докл. междунар. семинара "Анализ и оптимация композиционных материалов", Киев, — 1993,с. 23-24.

2. Шинкевич Е. С., Барабаш И. В., Гнып О. П., Пласконь Н. Н. Взаимосвязь физико-химических процессов и межчастичных взаимодействий в известесодержащих суспензиях.//Материалы международного семинара "Структурообразование, прочность и разрушение строительных материалов и конструкций", Одесса, — 1994, с. 61-62.

3. Гнып О. П. Активизация процессов структурообразования в интенсивной раздельной технологии. / /Материлаы межгос.семинара "Моделирование в материаловедении", Одесса, — 1995, с.11.

Доля соискателя в работе [1) — 30% (взаимосвязь фазового состава и свойств), в работе [2] — 40% (влияние скоростного смешения на прочность композитов).

Анотащя

Гнип О. П. 1нтенсифшащя твердшня наповнених вапняних композиций

Дисертащя в рукописному вигляд1 на здобуття вченого ступеня кандидата техшчних наук за спецшьшстю 05.23.05 — буд1вельш матершли та вироби, Одеська державна академ!я буд1вництва та арх1тектури, Одеса, 1996.

Дослщжено вплив дисперсное™ кремнеземного наповнювача та його вм!сту на ефективну в'язюсть вапняном1стко! суспензи при пе-ремшуванш ií в швидккному змшувачк Запропоноваш експеримен-тально-статистичт залежносп впливу дисперсносл i вмкту кремнеземного наповнювача, часу i температури теплового! обробки на ф|'зико-

мехашчш властивосп силикатного каменю. Показана можливють управления ф!зико-механ1Чнмми властивостями силикатного бетону з врахуванням результате ф1зико-х1м1чних дослщжень складу i структури новоутворення. Рекомендовано оптимальний склад сшикатного бетону з врахуванням мшмальних витрат вапна i енерги.

Ключов1 слова: бетон, камшь, дисперснкть, швидккний змшувач, ефективна в'язисть, м1цшсть, фазовий склад.

Abstract

GNYP О.Р. Intensification of hardening of limes fillers compouns. The thesis sa a manuscriptum for academic degree competition forCandidate of Tehnical Science on speciality 05.23.05 -- "Building materials and articles production". The Odessa State Building and Arhitecture Academy". Odessa, 1996.

Investigation was carried out into silica filler dispersity influence and its content on efficient viscosity of silisa carrying suspension when mixing it in a high-speed mixer. Proposed are the experimental and statistic dependences of influence of dispersity and silica filler content, the time and temperature steam treatment on physical and mechanical characteristics of lime-and-sand stone. Shown were the possibility of physical and mechanical properties control of silicate conci etes with consideration of results оГ physical ahd chemical investigations into the content and structure of new formation. Recommended are optimum compositions of silicate concretes with consideration of minimization of lime and energy consumption.

Key words: concrete, sto e, dispersity, high-speed mixer, efficiencial viscosity, strenght, phase con. osition.

¿дано в набор 23.10.96. Подписано в печать 24.10.96. Формат 60x84 1/16. Гарнитура "Петербург". Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,93. Тираж 100 экз. Зак. № 5561.

АО "Одесская книжная фабрика" 270008, г. Одесса-8, ул. Колонтаевская, 24.