автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Пенобетон на основе наноструктурированного вяжущего

На правах рукописи

ПАВЛЕНКО НАТАЛЬЯ ВИКТОРОВНА

ПЕНОБЕТОН НА ОСНОВЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ВЯЖУЩЕГО

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О ДЕК ъ

Белгород 2009

003488303

Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете (БГТУ) им. В.Г. Шухова

Научный руководитель -

Официальные оппоненты —

Ведущая организация

доктор технических наук Череватова Алла Васильевна (БГТУ им. В.Г. Шухова, г. Белгород)

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Сахаров Григории Петрович (МГСУ, г. Москва)

кандидат технических наук инженер-технолог Тарасов Александр Сергеевич (ООО «Поробетон», г. Белгород)

Брянская государственная инженерно-технологическая академия (г. Брянск)

Защита состоится « 25 » декабря 2009 г. в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова по адресу:

308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ им. В.Г. Шухова, ауд. 242.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова

Автореферат разослан « 24 » ноября 2009 г.

Ученый секретарь - __

диссертационного совета " 1 ---д^—У г.д. Смоляго

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время решение проблем энергосбережения в строительстве определило интенсивное развитие технологий по создан то эффективных строительных материалов и конструкций с улучшенными теплофизическими характеристиками.

В связи с высокой энергоемкостью и негативным влиянием производства цемента на экологию возникает потребность в разработке материалов на основе новых безклинкерных вяжущих, к которым относятся наноструктурированные вяжущие негидратационного типа твердения. Специфика наноструктурированных вяжущих позволяет рекомендовать их для производства теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных пенобетонов строительного назначения.

Для ячеистых бетонов на основе цемента характерны низкие прочностные характеристики, усадочные явления при структурообра-зовании, низкая огнестойкость, повышенный расход высококачественного цемента. Использование наноструктурированного вяжущего позволяет получать пенобетон с улучшенными теплофизическими и технико-эксплуатационными характеристиками без применения цемента.

Работа выполнялась: по тематическому план г/б НИР № 1.1.07 «Разработка фундаментальных основ получения композиционных вяжущих с использованием наносистем» на 2007-2011 гг.; в рамках программы «У.М.Н.И.К.» по теме «Разработка конструкционно-теплоизоляционного материала на основе наноструктурированного вяжущего» при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере; гранта Президента РФ для поддержки молодых российских ученых МД-2906.2007.8 «Методологические принципы проектирования композиционных вяжущих при использовании нанодисперных модификаторов с учетом типоморфиз-ма сырья» на 2007-2008 гг.

Цель работы. Разработка теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего и комплексного пенообразователя.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка состава комплексного пенообразователя с учетом особенностей наноструктурированного вяжущего;

- разработка составов теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона;

- разработка технологии производства пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего и комплексного пенообразователя;

- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований в производственных условиях.

Научная новизна.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования бесцементного наноструктурированного вяжущего полимеризационно-конденсационного твердения для производства теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона. Создание рациональной поровой структуры происходит при высокой концентрации твердой фазы вяжущего, низком водосо-держании пеномассы и формировании высокоплотной межпоровой перегородки ячеистого композита, что объясняется особенностями состава и структуры вяжущего.

Установлена зависимость микро- и макропористости, прочности и плотности ячеистого материала от состава, морфологии и концентрации нанодисперсного вещества в вяжущем, заключающаяся в снижении нанопористости матрицы и плотности бетона при увеличении прочности в ряду применяемых вяжущих: цемент - высококонцентрированные вяжущие системы (ВКВС) - наноструктурированное вяжущее (НВ). Это объясняется наличием нанодисперсных составляющих в данном ряду.

Предложен механизм структурообразования пенобетона на основе НВ в процессе упрочнения, заключающимся в омоноличивании матрицы, формировании глянцевого припорового слоя, залечивании дефектов межпоровых перегородок, что приводит к существенному повышению эксплуатационных характеристик материалов.

Обоснована повышенная огнестойкость пенобетона на основе НВ, которая связана с составом и типом твердения вяжущего, исключающего гидратацию. При воздействии на материал температуры свыше 10000 С, его прочность возрастает, что обусловлено протеканием кристаллизационных процессов с участием кремнеземистых и ашомоси-ликатных составляющих, упрочняющих межпоровую перегородку.

Практическое значение.

Разработан состав комплексного пенообразователя, составными частями которого являются протеиновый (Ас1сНтет - 0,05-0,27 %) и синтетический (Еэароп - 0,24-0,31 %) пенообразователи, концентрация которых варьируется в зависимости от требуемых характеристик пенобетона на основе НВ.

Предложен расчет состава пенобетонной смеси с учетом особенностей НВ. Разработаны составы пенобетона на основе данного типа вяжущего.

Предложены способы достижения эксплуатационной прочности пенобетонов на основе НВ методом упрочнения химическим активированием контактных связей (УХАКС) путем орошения либо выдержки в щелочном растворе силикатов, позволяющие увеличить прочность на сжатие в 1,5-2,5 раза, и в 2-4 раза соответственно. При этом достигнуты следующие характеристики: в результате орошения плотность пенобетона 320-550 кг/м3, прочность 3-6,5 МПа, при выдержке плотность 400-620 кг/м3, прочность 4-7,8 МПа, соответственно, теплопроводность 0,08-0,12 Вт/м-0 С.

Получены математические уравнения регрессии «состав пенобетона - физико-механические характеристики», позволяющие провести оптимизацию технологического процесса по заданным характеристикам НВ и пенообразователя, выявить закономерности их влияния на свойства пенобетона.

Предложена технология производства пенобетона на основе НВ.

Внедрение результатов исследований.

Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ООО «Экостройматериалы» Белгородской области. Пенобетон на основе НВ использован в индивидуальном жилищном домостроении, предприятием ООО «БелЭкономСт-рой».

Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы разработаны следующие нормативные документы:

- рекомендации по применению наноструктурированного вяжущего для производства пенобетона;

- стандарт организации СТО 02066339-002-2009 «Пенобетон на основе наноструктурированного вяжущего»;

- технологический регламент на производство пенобетонных блоков на основе наноструктурированного вяжущего.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», специализации «Наносистемы в строительном материаловедении», а также бакалавров и магистров по направлению «Строительство».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2008», (Москва, 2008); Международ-

ной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», (Пенза, 2005, 2008).

Работа отмечена медалью «Лауреат ВВЦ» на выставке НТТМ - 2009 (Москва, 2009).

На защиту выносятся.

- теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение возможности использования бесцементного наноструктурированного вяжущего полимеризационно-конденсационного твердения для производства теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона;

- зависимость микро- и макропористости, прочности и плотности ячеистого материала от состава, морфологии и концентрации нанодис-персной составляющей вяжущего;

- механизм структурообразования пенобетона на основе НВ в процессе упрочнения;

- схема эволюции и ранжирования вяжущих негидратационного типа твердения по эффективности использования для производства строительных материалов;

- расчет состава пенобетонной смеси;

- составы комплексного пенообразователя и пенобетона на основе НВ; способы упрочнения материала;

- технология производства пенобетона на основе НВ, результаты внедрения.

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 11 научных публикациях, в том числе 3 статьи в научных журналах по списку ВАК РФ. На способ изготовления пенобетона и изделий из пенобетона на основе НВ подана заявка на патент № 20099134917(049198) приоритет от 21.09.2009.

Структура диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 200 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков, 33 таблицы, список литературы из 156 наименований, И приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Одними из основных направлений повышения эффективности теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных строительных материалов являются повышение качества вяжущего и создание оптимальной ячеистой структуры с минимальным количеством дефектов.

Широко используемые в настоящее время в строительной практике пенобетоны на основе цементного вяжущего имеют ряд недостатков: низкую прочность, длительные сроки твердения, что объясняется особенностями процесса гидратации, и высокую себестоимость.

В связи с этим актуальным является выбор новых типов вяжущих для создания пенобетонов с высокими эксплуатационными показателями. К таким вяжущим веществам относятся ВКВС. Ранее была установлена принципиальная возможность использования вяжущих такого типа для огнеупорных материалов. Упрочнение и формирование новых кристаллических структур у данного типа материалов происходило только при высокотемпературной обработке. Использование такой технологии для получения пенобетона неприемлемо в виду ее специфики, объемов выпуска и повышенных энергозатрат при обжиге.

Анализ теоретических данных позволил разработать схему эволюции вяжущих негидратационного твердения, выявить основные преимущества, недостатки, существующие области их применения. Сочетание различных факторов (экологичность, экономичность, технологичность) позволило выделить в качестве наиболее перспективного для получения пенобетона - наноструктурированное вяжущее.

Исходными материалами для получения пенобетона являются: НВ и ВКВС кремнеземистого состава; синтетические и протеиновые, пенообразователи; вода; стабилизирующая добавка, в качестве которой применяется жидкое стекло. Для получения НВ и ВКВС использовались кварцевые пески Белгородской области: Зиборовского (БЮг — 96,8%), Разуменского (93,02%) и Нижне-Ольшанского (94,56%) месторождений.

Получение вяжущего и разработка пенобетона проводились в Инновационном опытно-промышленном центре Наноструктурированных композиционных материалов (ИОПЦ НКМ) БГТУ им. В.Г. Шухова.

Исследование состава и свойств НВ и пенобетона на его основе включало определение гранулометрического состава вяжущего, физико-механических характеристик материалов. Микроструктурные исследования образцов проводились в Центре коллективного пользования Факультета наук о материалах МГУ им. М.В. Ломоносова на сканирующем электронном микроскопе высокого разрешения Supra 50 VP (LEO, Германия, 2003) и в ЦКП БелГУ на растровом ионно-электронном микроскопе Quanta 200 3D. Измерение полного объема пор вяжущих и материала, а также полной (активной) удельной поверхности вяжущих с помощью многоточечного метода БЭТ на приборе SoftSorbi-II ver.1.0 в БГТУ им. В.Г. Шухова.

Получение НВ основывается на направленной пространственной модификации структуры ВКВС за счет использования в качестве модифицирующей добавки комплекса, состоящего из суперпластификатора СБ-5 и триполифосфата натрия. В качестве пластифицирующей добавки - высокопластичная каолинитовая глина Латненского месторождения (марка ЛТ-1, с содержанием А1203 - 35-37%, БЮ2 - 48-50).

Анализ свойств вяжущих, полученных на различных типах кварцевого сырья, свидетельствует об эффективности использования данных пород в качестве сырьевого компонента НВ (табл. 1).

Таблица 1

Свойства вяжущих_

Тип вяжущего Свойства вяжущего

Плотность, кг/м5 Полная удельная поверхность,' м2/г Объемная концентрация твердой фазы Тип течения2

Наноструктурированное вяжущее 2120 6,1 0,76 т-»н

Высококонцентрированные вяжущие системы 2102 5,1 0,68 Д

1 Исследования проведены при помощи прибора SoftSorbi-II ver. 1.0 в БГТУ им. В.Г. Шухова.

2 Т - тиксотропный; Н - ньютоновский; Д - дилатантный.

С точки зрения технологичности процесса получения пеномассы для материала с наименьшей плотностью ВКВС мало пригодны, так как имеют дилатантный характер течения, меньшую подвижность, низкую седиментационную устойчивость. Выявлено положительное влияние использования НВ для получения пенобетона, так как данный тип вяжущего имеет тиксотропный, переходящий в ньютоновский, характер течения.

При получении пены концентрация протеиновых пенообразователей (АсШтет, ОгеепРгоЛ) варьировалась в пределах 0,7-1,5 %. Их использование обеспечивает высокую стойкость и практически не влияет на увеличение срока схватывания, твердения пенобетонной массы и прочностные характеристики материала. Однако на их основе сложно получить пену высокой кратности. Концентрации синтетических пенообразователей (ЕБароп, Пеностром) составляли 0,38-0,7 % и 0,290,58 % соответственно. Применение синтетических пенообразователей понижает стойкость, увеличивает срок схватывания и твердения пенобетонной массы, уменьшает прочность пенобетона, но пена на его основе обладает повышенной кратностью.

В связи с этим был разработан комплексный пенообразователь, на основе протеинового (АбсНтеп^ и синтетического (Еэароп), применение которого позволяет получить пену с кратностью 20, как при использовании синтетического пенообразователя, и достаточно стойкую,

не оказывающую влияние на прочностные характеристики материала, за счет использования пенообразователя на протеиновой основе, при минимальном водотвердом соотношении и расходе пенообразующей добавки.

Для определения рациональных составов пенобетона на основе НВ необходимо проводить опытные замесы с варьированием концентрации вяжущего, водотвердого соотношения пеномассы, типа пенообразователя. Аналитический расчет позволит существенно сократить трудоемкость технологического проектирования при получении ячеистого материала.

Предложен расчет состава пенобетона на основе НВ. Существующая методика аналитического расчета состава ячеистого бетона на основе цемента основана на методе абсолютных объемов, при котором считается, что объем готового ячеистого бетона равен:

Уяв = Угф + Уп , (1)

где Уя,~ объем готового ячеистого бетона; УТФ- объем твердой фазы; Уп - объем пор.

Для пенобетона на основе НВ, в отличие от материала на основе цемента, объем пор Уп представляет собой разницу объема введенной пены при производстве изделий из пенобетона У'Ц и объема свободной воды в пеномассе УЦ, которая испаряется при структурообразовании. Следовательно, объем ячеистого бетона можно выразить как:

Ут;=УгФЧУп-Уп) (2)

Для НВ с влажностью 14 % и плотностью 2120 кг/м3, в результате преобразований расчетная формула имеет следующий вид:

ТП

+—>С-2,6-твяж-тв, (3)

Рп

где та- масса воды, необходимой для получения пены, кг; тп-масса пенообразующей добавки, кг; рп- плотность пенообразователя, кг/м3; С- кратность полученной пены; ттж- масса используемого вяжущего, кг.

На основе НВ получена пеномасса с большей кратностью чем на основе ВКВС, что связано с подвижностью данного типа вяжущего и его дисперсностью. НВ отличается полидисперсностью, присутствием до 10 % наноразмерного вещества (для ВКВС до 2 %) и тиксотропным

с переходом в ньютоновский типом течения, что способствует созданию тонкой оболочки вяжущего на поверхности пенного пузырька.

Положительное влияние наноразмерных частиц на кратность пе-номассы в наибольшей степени проявляется при получении пенобетона с плотность 400 кг/ч3, это связано с рациональной концентрацией

твердой фазы и воды (рис. 1).

Использование НВ, выбор правильных режимов активации пены и перемешивания пенобе-тонной смеси обеспечивают создание однородной формовочной массы и эффективность процесса структурообразования, что позволяет получать легковесный материал.

Для пенобетона рациональной считается равномерно распределенная ячеистая структура, в виде полидисперсных по размеру, замкнутых пор с глянцевой поверхностью припорового слоя, разделенных тонкими плотными, одинаковыми по сечению межпоро-выми перегородками.

Анализ микроструктуры материала позволяет сделать следующие выводы. Поровая структура образцов на основе ВКВС характеризуется наличием рваных, сообщающихся пор, преимущественно неправильной формы (рис. 2, а, б). Общая масса, слагающая пенобетон, отличается высокой степенью рыхлости (рис. 2, е). Микроструктура пенобетона на основе НВ имеет ярко выраженную ячеистую структуру с изометричными порами и более гладкими, по сравнению с материалами на основе ВКВС стенками пор (рис. 2, г, д). Границы между отдельными порами четко выражены, толщина межпоровых перегородок составляет 1-Змкм (рис. 2, е).

Ячеистые материалы на основе НВ и ВКВС характеризуются низкой нанопористостью межпоровой перегородки: усредненное значение объема пор с радиусом меньшим 19,4 нм составляет 0,016 и 0,036 см3/г (рис. 3) соответственно, а для пенобетона на основе цементного вяжущего - 0,099 см3/г. Что объясняется наличием нанодисперсного компонента, который заполняет естественные наноразмерные пустоты. Это обеспечивает создание более гладкой структуры внутренних

300-350 400-450 500-550 600-650 Плотность пенобетона, кг/м3 □ ВКВС, композиционна й пенообразователь Ц НВ. композиционный пенообразователь

Рис.1 Кратность пеномассы в зависимости от типа вяжущего

стенок пор, повышение плотности межпоровой перегородки, что предопределяет увеличение прочностных характеристик материала3.

Рис. 2. Микроструктура пенобетона на основе различных типов вяжущего: а, б, в - ВКВС; г,д,е- НВ

з

Исследования проведены при помощи прибора SoftSorbí-II ver. 1.0 в БГТУ им. В.Г. Шухова

с 2

упрочненный пенобетон

на НВ

* упрочненный пенобетон • * на ВКВС

неупрочненнын пенобетон * * на НВ

\ / & неупрочненный пенобетон -на цементе /

^ / ВКВС

V-. *х . *

На процесс структурообразования пенобетона оказывает влияние способ и время упрочнения. В рамках работы применяли методику упрочнения химическим активированием контактных связей (УХАКС), которая заключается в выдержке высушенного материала в щелочном растворе силикатов. В ходе проведения эксперимента выявлено рациональное время выдержки материала в щелочной среде для достижения эксплуатационной прочности (рис. 4).

Эффективность процесса упрочнения зависит от дефектности по-ровой структуры. Наличие капиллярных сообщающихся пор обеспечивает проникновение щелочного раствора во внутреннюю поверхность образца. Так как около 80 % пор в пенобетоне на основе НВ являются замкнутыми, это способствует замедлению процесса пропитки материала щелочным раствором. В результате усложняется технологический процесс, а плотность упрочненного материала увеличивается на 15-20 %, по сравнению с не упрочненным материала. В целях рационализации технологии был разработан способ упрочнения путем орошения, что позволяет упростить и снизить продолжительность технологического цикла. В данном случае происходит каркасное упрочнение, а также по внутренним структурным де-

1

0,01 0,03 0,05 0,07 0.09

Объем пор о радиксом меньшим 19,4 нм, смэ/г

Рис. 3. Характеристики распределения нанопористости в различных типах пенобетона

0 б 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Время, мин -370-450 —»—420-500 ■

- 500-ЫХ

Рис. 4. Кинетика упрочнения пенобетонов способом выдержки для материалов с различной исходной плотностью фектам пенобетона. При упрочнении происходит «залечивание» внутренних дефектов межпоровых перегородок, на стенке поры образуется

глянцевая непроницаемая поверхность, что подтверждается анализом микроструктуры (рис. 5, ¿7, б).

Рис. 5 Микроструктура пенобетона на основе НВ: а - неупрочненного; 6- упрочненного Сравнительный анализ эффективности различных способов упрочнения по УХАКС методу показал следующее. Прочность после сушки пенобетонов на основе НВ составляет 0,8-1,2 МПа в зависимости от плотности. После операции по упрочнению способом выдержки плотность изделий увеличивается на 15-20 %, механическая прочность увеличивается в 3^1 раза. При упрочнении изделий способом орошения плотность изделий увеличивается на 2-5 %, прочность в 23 раза. Полученные результаты (табл. 2) свидетельствуют о безусловной эффективности предлагаемой технологической операции. Следует отметить, что для данного класса строительных материалов операция упрочнения по УХАКС методу никогда ранее не применялась.

Для изучения зависимости свойств материала от концентраций сырьевых компонентов и характеристик смеси применяли математическое моделирование. Полученные математические модели процесса позволяют провести оптимизацию технологических параметров, спо-

собов упрочнения, концентрации и типов используемых сырьевых компонентов в системе пеномассы, выявить закономерности их влияния на свойства пенобетона (рис. 6, 7)

Наименьшее водотвердое соотношение, при соответствующей плотности характерно для материала на основе пенообразователя АсИтеШ и комплексного пенообразователя, что способствует получению материала с повышенными прочностными характеристиками (рис. 6, а, б). Наиболее высокократная пеномасса получена на основе комплексного пенообразователя и Евароп. Но пеномасса на основе пенообразователей Ас1сИтеп1 и комплексного является более устойчивой при структурообразовании, в материале не наблюдается усадочных явлений, поэтому при соответствующей кратности пеномассы получен материал с меньшей плотностью (300-400 кг/м3).

При наибольшей концентрации пенообразователя Ас1сНтеп1 в составе комплексного количество используемой стабилизирующей добавки должно быть минимальным, так как она способствует уменьшению агрегативной устойчивости пеномассы на основе протеиновых пенообразователей. При проведении математического моделирования было выявлено оптимальное соотношение протеинового, синтетического пенообразователей (рис. 7) и стабилизирующей добавки для получения материала с требуемыми характеристиками на основе комплексного пенообразователя.

В результате анализа экспериментальных данных были предложены рациональные составы пенобетона на основе наноструктурирован-ного вяжущего (табл. 2), позволяющие получить материал с плотностью 300-620 кг/м3 и прочностью 3-7,9 МПа.

Пониженная влажность вяжущего позволяет снизить усадку образцов пенобетона и время сушки.

Огнестойкость пенобетона на основе НВ связана с составом и типом твердения вяжущего, исключающего гидратацию. При повышении температуры свыше 10000 С прочность материала возрастает, что обусловлено протеканием кристаллизационных процессов с участием кремнеземистых и алюмосиликатных составляющих, упрочняющих межпоровую перегородку. Испытания на огнестойкость проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 30247.0-94 «Методы испытаний на огнестойкость» и способен выдерживать температуру до 1200 0 С, при этом прочность материала увеличивается на 50 %.

Таблица 2

Составы и физико-механические характеристики теплоизоляционного, конструкционно-теплоизоляционного пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего

Состав пенобетона Плотность материала на основе НВ, кг/м3 Предел прочности при сжатии материала на основе НВ, МПа Теплопроводность материала на основе НВ, Вт/(м°С) Моро-зостой той-кость, число циклов

Пенообразователь, % Жид В/Т Не уп-роч-нен-ный пенобетон В зависимости от Не уп-роч-нен-ный пенобетон В зависимости от мето- Не уп-роч-нен-ный пенобетон В зависимости от

вода, % НВ, % кое стек методики упрочнения дики упрочнения методики упрочнения

addi ment esa-роп ло, % оро ше-ние вы- держ ка оро ше-нис вы-держ ка оро ше-ние вы- держ ка

Рациональные составы

0,74 - 11,2 88.0 _ 0.32 410 450 520 2 4,5 6 0,09 0,09 0,11 -

- 0,36 10.9 85,7 3 0,35 430 460 540 1,6 4.2 5,4 0,1 0,1 0,11 -

0,08 0.2 7,65 89,9 2,1 0,29 410 440 I 520 2 4,6 6 0.09 0,09 0,11 -

Составы теплоизоляционного пенобетона

1,09 - 16,5 82.4 - 0.4 300 320 - 0,9 3 - 0,08 0,08 - -

- 0.53 15,9 79,6 3,9 0,45 310 350 - 0.7 2,7 - 0,08 0,09 - -

0,2 0.22 П,4 85.8 2.3 0,35 300 320 _ 1 3,2 - 0,08 0,08 - -

Составы конструкционно-теплоизоляционного пенобетона4

0,6 - 9 90.4 - 0,27 500 - 620 3,8 - 7,9 0.12 - 0,12 49

0.29 8.79 88,0 2,9 0.33 500 - 620 2,9 - 6,9 0,12 - 0,12 50

0,04 0,19 6.3 91,1 2,3 0,27 500 - 610 3,8 7,9 0.12 - 0,12 52

4

По результатам испытания на морозостойкость составы конструкционно-теплоизоляционного пенобетона соответствуют марки по морозостойкости Р50

HI.H2.1U д Н1.Н:.Н.> б

Рис. 6 Зависимости плотности материала на основе НВ от водотвердого соотношения и кратности пеномассы: а - при выдержке; б- при орошении

Рис. 7 Зависимость характеристик материала от состава композиционного пенообразователя

Технология производства может получить широкое распространение в северных районах, где, как правило, отсутствуют предприятия по производству цемента, и получение материалов на его основе является весьма затратным и сложным, в связи с необходимостью соблюдения постоянных условий при долгосрочной выдержке материала для набора эксплуатационной прочности.

Масса и толщина конструкций возводимых из данного пенобетона, уменьшается, что приводит к увеличению полезной площади помеще-

ния, уменьшению нагрузки на фундамент и повышению эффективности строительства.

Все стадии технологического процесса производства пенобетона по разработанной технологии могут быть реализованы в рамках одного предприятия, начиная с получения вяжущего и заканчивая выпуском изделий из пенобетона. Экономическая эффективность производства и применения разработанного материала обусловлена использованием доступных сырьевых материалов, отсутствием затрат на транспортировку вяжущего, и получением материала с улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками.

Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ООО «Экостройматериалы» Белгородской области. Пенобетон на основе НВ использован в индивидуальном жилищном домостроении, предприятием ООО «БелЭкономСтрой».

Основные выводы

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования бесцементного наноструктурированного вяжущего, полимеризационно-конденсационного твердения, для производства теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона. Создание рациональной поровой структуры происходит при высокой концентрации твердой фазы вяжущего, низком водосодер-жании пеномассы и формировании высокоплотной межпоровой перегородки ячеистого композита, что объясняется особенностями состава и структуры вяжущего.

2. Установлена зависимость микро- и макропористости, прочности и плотности ячеистого материала от состава, морфологии и концентрации нанодисперсного вещества в вяжущем, заключающаяся в снижении нанопористости матрицы и плотности бетона при увеличении прочности в ряду применяемых вяжущих: цемент - ВКВС - НВ. Это объясняется наличием нанодисперсных составляющих в изучаемой системе.

3. Предложен механизм структурообразования пенобетона на основе НВ в процессе упрочнения, заключающемся в омоноличивании матрицы, формировании глянцевого припорового слоя, залечивании дефектов межпористых перегородок, что приводит к существенному повышению эксплуатационных характеристик материалов.

4. Обоснована повышенная огнестойкость пенобетона на основе НВ, которая связана с составом и типом твердения вяжущего, исключающего гидратацию. При воздействии на материал температуры свыше 1000 0 С, его прочность возрастает, что обусловлено протеканием кристаллизационных процессов с участием кремнеземистых и алюмо-силикатных составляющих, упрочняющих межпоровую перегородку.

5. Разработана схема эволюции вяжущих негидратационного типа твердения. Вяжущие кремнеземистого и алюмосиликатного составов проранжированы по эффективности их использования для производства строительных материлов.

6. Разработан состав комплексного пенообразователя, составными частями которого являются протеиновый (А<1сНтеп1 - 0,05-0,27 %) и синтетический (Евароп - 0,24-0,31 %) пенообразователи, концентрация которых варьируется в зависимости от требуемых характеристик пенобетона на основе НВ.

7. Предложен расчет состава пенобетонной смеси с учетом особенностей наноструктурированного вяжущего и способы упрочнения пенобетонов на основе НВ по УХАКС методу путем орошения или выдержки в щелочном растворе силикатов, позволяющие увеличить прочность на сжатие образцов пенобетона при применении способа орошения: в 1,5-2,5 раза, а при применении способа выдержки в 2-4 раза соответственно. При этом достигнуты характеристики: в результате орошения плотность пенобетона 320-550 кг/м3, прочность 3-6,5 МПа, при выдержке плотность 400-620 кг/м3, прочность 4-7,8 МПа, соответственно, теплопроводность 0,08-0,12 Вт/м-0 С.

8. Получены математические уравнения регрессии «состав формовочной системы - физико-механические характеристики», позволяющие провести оптимизацию технологического процесса по заданным характеристикам НВ и пенообразователя и выявить закономерности их влияния на свойства пенобетона.

9. Апробация технологии производства пенобетона на основе НВ в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ООО «Эко-стройматериалы» Белгородской области. Пенобетон на основе НВ использован в индивидуальном жилищном строительстве в Белгородской области.

10. Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы разработаны следующие нормативные документы: рекомендации по применению наноструктурированного вяжущего для производства пенобетона; стандарт организации СТО 02066339-002-2009 «Пенобетон на основе наноструктурированного вяжущего»; технологический регламент на производство пенобетонных блоков на основе наноструктурированного вяжущего.

11. Экономическая эффективность производства и применения разработанного материала обусловлена использованием доступных сырьевых материалов, отсутствием затрат на транспортировку вяжущего, и получением материала с улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Череватова, A.B. Технология производства безобжиговых безавтоклавных строительных материалов на основе кремнеземсодержаще-го сырья [Текст] / A.B. Череватова, Э.О. Гащенко, Н.В. Павленко II Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб. ст. Международной научно-технической конференции. - Пенза, 2005. - С. 233-235.

2. Череватова, A.B. Исследование процесса упрочнения безобжиговых материалов на основе ВКВС посредством химического активирования контактных связей [Текст] / A.B. Череватова, Э.О. Гащенко, Н.В. Павленко // Строительные материалы. - 2007. -№ 8. - С. 32-33.

3. Павленко, Н.В. Анализ эффективности пенообразователей дня получения пенобетона автоклавного твердения на основе ВКВС [Текст] / Н.В. Павленко // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2007. - № 4. - С. 12-14.

4. Павленко, Н.В. Особенности процесса получения высокопористого пенобетона на основе ВКВС. [Текст] / Н.В. Павленко // Ломоносов: сб. докладов XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Москва, 2008 - С.75-80.

5. Павленко, Н.В. Особенности получения высокопористого пенобетона на основе ВКВС [Текст] / Н.В. Павленко // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб. ст. Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Пензенского государственного ун-та архитектуры и строительства. - Пенза, 2008. -С. 135-137.

6. Павленко, Н.В. Особенности формирования поровой структуры теплоизоляционно-конструкционного материала на основе ВКВС [Текст] / Н.В. Павленко // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: сб. ст. VIII Международной научно-технической конференции. -Пенза, 2008. - С. 222-224

7. Павленко, Н.В. Теплоизоляционно-конструкционный материал на основе наноструктурированного вяжущего [Текст] / Н.В. Павленко // Строительство - 2009: материалы Международной науч.-практ. конф. -Ростов н/Д: РГСУ, 2009. - С. 133-135.

8. Череватова, A.B. Пенобетон на основе наноструктурированного вяжущего [Текст] / A.B. Череватова, Н.В. Павленко // Вестник БГТУ им.

B.Г. Шухова. - Белгород; Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2009. - № 3. -

C. 115-119.

9. Павленко, Н.В. Особенности получения рациональной поровой структуры пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего [Текст] / Н.В. Павленко, A.B. Череватова, В.В. Строкова // Строительные материалы. - 2009. - № 10. - С. 32-36.

10. Капуста, М.Н. Теплоизоляционный и теплоизоляционно-конструкционный материал на основе наноструктурированного вяжущего [Текст] / М.Н. Капуста, Н.В. Павленко // Молодые ученые - промышленности, науке и профессиональному образованию проблемы и новые решения: сб. Международной конференции. - М: МГИУ, 2009. -С 129-132.

11. Павленко, Н.В. Функциональные зависимости свойств теплоизоляционного материала от технологических особенностей его получения и условий эксплуатации [Текст] / Н.В. Павленко, М.С. Череватова, Е.В. Мирошников // Создание новых материалов для эксплуатации в экстремальных условиях: сб. докладов Международной конференция. -Якутск, 2009. - С. 91-93.

12. Пенобетон на основе наноструктурированного вяжущего, способ изготовлений изделий из пенобетона: заявка на пат. № 20099134917(049198) Рос. Федерация, дан приоритет 21.09. 09 / Лесовик B.C., Строкова В.В., Череватова A.B., Павленко Н.В.; заявитель БГТУ им. В.Г. Шухова.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность доктору технических наук, профессору Строковой Валерии Валерьевне за консультации и активное участие в обсуждении результатов работы.

Павленко Наталья Внкторовна

ПЕНОБЕТОН НА ОСНОВЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ВЯЖУЩЕГО

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 24.11.09. Формат 60x84/16. Усл. пен. л. 1,1. Уч.-изд. л. 1,2. Тираж 100 экз. Заказ

Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Решение проблемы рационального энергосбережения путем использования современных теплоизоляционных материалов.

1.2 Вяжущие негидратационного типа твердения.

1.3 Факторы, определяющие формирование поровой структуры.

1.4 Способы упрочнения ячеистых бетонов.

1.5 Выводы.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1 Применяемые методы исследования.

2.1.1 Методы исследования структурных характеристик материала.

2.1.2 Методы исследования физико-химических свойств материала.

2.2 Характеристики сырьевых материалов.

2.3 Выводы.

3. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕИОБЕТОНОВ НА ОСНОВЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ВЯЖУЩЕГО.

3.1 Эволюция вяжущих негидратационного твердения.

3.2 Состав и свойства наноструктурированного вяжущего для пенобетона.

3.3 Особенности формирования пенной структуры с низким водосодержанием.

3.4 Принципы получения эффективной поровой структуры в многофазной системе пеномассы.

3.5 Анализ характера поровой структуры пенобетона в зависимости от типа вяжущего.

3.6 Особенности процесса упрочнения и его влияние на структуру материала.

3.7 Анализ пористости пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего.

3.8 Выводы.

4. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОРОВОЙ СТРУКТУРЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

4.1 Расчет состава'пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего.

4.2 Сравнительный анализ влияния основных факторов на структурообразование и свойства пенобетона.

4.3 Особенности эксплуатации пенобетонов на основе наноструктурированного вяжущего.

4.4 Выводы.

5. ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ.

5.1 Технология производства пенобетонов на основе наноструктурированного вяжущего.

5.2 Оценка эффективности разработанной технологии.

5.3 Теплотехнический расчет конструкций с использованием разработанного пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего.

5.4 Технико-экономическое обоснование эффективности производства пенобетона с использованием наноструктурированного вяжущего.

5.5 Внедрение результатов исследований.

5.6 Выводы.

Значение промышленности строительных материалов огромно - от уровня производства их всецело зависят темпы и качество строительных работ. По мере совершенствования технологии и строительного производства повышаются требования к качеству материалов, расширяется их ассортимент. Современные строительные материалы должны обеспечивать снижение стоимости и трудоемкости строительства, а также массу зданий и, сооружений и повышение их теплозащиты. Важной задачей является технико-экономическое сопоставление конкурирующих видов изделий, для того чтобы обеспечить наиболее экономически эффективным из них преобладающее развитие.

Актуальным в последнее время является разработка и использование новых высокоэффективных теплоизоляционных материалов, что позволяет-сделать, значительный качественный скачок в строительстве, получить значительную экономию энергоресурсов и улучшить комфортность зданий.

В связи с высокой энергоемкостью и негативным влиянием производства цемента на экологию возншсает потребность в разработке материалов на основе новых безклинкерных вяжущих, к которым относятся наноструктурированные вяжущие негидратационного типа твердения. Специфика наноструктурированных вяжущих позволяет рекомендовать их для производства теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных пенобетонов строительного назначения.

Для ячеистых бетонов на основе цемента характерны низкие прочностные характеристики, усадочные явления при структурообразовании, низкая огнестойкость, повышенный расход высококачественного цемента. Использование наноструктурированного вяжущего позволяет получать пенобетон с улучшенными теплофизическими и технико-эксплуатационными характеристиками без применения цемента.

Преимуществом является упрощение и удешевление технологии, а также существенное повышение эффективности технологического процесса за счет его рационализации с сохранением и улучшением технико-эксплуатационных характеристик. Изделия и строительные конструкции, полученные с применением наноструктур ированиых вяжущих обладают повышенной огнестойкостью.

Цель работы: Разработка теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего и комплексного пенообразователя.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка состава комплексного пенообразователя с учетом особенностей наноструктурированного вяжущего;

- разработка составов теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона;

- разработка технологии производства пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего и комплексного пенообразователя;

- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований в производственных условиях.

Научная новизна: Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования бесцементного наноструктурированного вяжущего полимеризациопно-конденсационного твердения для производства теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона. Создание рациональной поровой структуры происходит при высокой концентрации твердой фазы вяжущего, низком водосодержании пеномассы и формировании высокоплотной межпоровой перегородки ячеистого композита, что объясняется особенностями состава и структуры вяжущего.

Установлена зависимость микро- и макропористости, прочности и плотности ячеистого материала от состава, морфологии и концентрации нанодисперсного вещества в вяжущем, заключающаяся в снижении нанопористости матрицы и плотности бетона при увеличении прочности в ряду применяемых вяжущих: цемент - высококонцентрированные вяжущие системы (ВКВС) - наноструктурированное вяжущее (НВ). Это объясняется наличием нанодисперсных составляющих в данном ряду.

Предложен механизм структурообразования пенобетона на основе НВ в процессе упрочнения, заключающимся в омоноличиваиии матрицы, формировании глянцевого припорового слоя, залечивании дефектов межпоровых перегородок, что приводит к существенному повышению эксплуатационных характеристик материалов.

Обоснована огнестойкость пенобетона на основе НВ связанная с составом и типом твердения вяжущего, исключающего гидратацию. При повышении температуры свыше 1000 °С прочность материала возрастает, что обусловлено протеканием кристаллизационных процессов с участием кремнеземистых и алюмосиликатпых составляющих, упрочняющих межпоровую перегородку.

Практическое значение.

Разработан состав комплексного пенообразователя, составными частями которого являются протеиновый (АсШппег^ - 0,05-0,27 %) и синтетический (Еэароп - 0,24-0,31 %) пенообразователи, концентрация которых варьируется в зависимости от требуемых характеристик пенобетона на основе НВ.

Предложен расчет состава пенобетонной смеси с учетом особенностей НВ. Разработаны составы пенобетона на основе данного типа вяжущего.

Предложены способы достижения эксплуатационной прочности пенобетонов на основе НВ методом упрочнения химическим активированием контактных связей (УХАКС) путем орошения либо выдержки в щелочном растворе силикатов, позволяющие увеличить прочность на сжатие в 1,5-2,5 раза, и в 2-4 раза соответственно. При этом достигнуты следующие характеристики: в результате орошения плотность пенобетона 320-550 кг/м3, прочность 3-6,5 МПа, при выдержке плотность 400-620 кг/м3, прочность 4-7,8 МПа, соответственно, теплопроводность 0,08-0,12 Вт/м- °С.

Получены математические уравнения регрессии «состав формовочной системы - физико-механические характеристики», позволяющие провести оптимизацию технологического процесса по заданным характеристикам НВ и пенообразователя, выявить закономерности их влияния на свойства пенобетона.

Предложена технология производства пенобетона на основе НВ.

Внедрение результатов исследований.

Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ООО «Экостройматериалы» Белгородской области. Пенобетон на основе ЕВ использован в индивидуальном жилищном домостроении, предприятием ООО «БелЭкопомСтрой».

Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы разработаны следующие нормативные документы:

- рекомендации по применению наноструктурированпого вяжущего для производства пенобетона;

- стандарт организации СТО 02066339-002-2009 «Пенобетон на основе наноструктурированного вяжущего»;

- технологический регламент на производство пенобетонных блоков на основе наноструктурированного вяжущего.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», специализации «Наносистемы в строительном материаловедении», а также бакалавров и магистров по направлению «Строительство».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2008», (Москва, 2008); Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», (Пенза, 2005, 2008).

Работа отмечена медалью «Лауреат ВВЦ» на выставке НТТМ - 2009 (Москва, 2009).

На защиту выносятся.

- теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение возможности использования бесцементного наноструктурированного вяжущего полимеризационно-конденсационного твердения для производства теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона;

- зависимость микро- и макропористости, прочности и плотности ячеистого материала от состава, морфологии и концентрации нанодисперсной составляющей вяжущего;

- механизм структурообразования пенобетона на основе НВ в процессе упрочнения;

- схема эволюции и ранжирования вяжущих негидратационного типа твердения по эффективности использования для производства строительных материалов;

- расчет состава пенобетонной смеси;

- составы комплексного пенообразователя и пенобетона на основе НВ; способы упрочнения материала;

- технология производства пенобетона на основе НВ, результаты внедрения.

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 11 научных публикациях, в том числе 3 статьи в научных журналах по списку ВАК РФ. На способ изготовления пенобетона и изделий из пенобетона на основе НВ подана заявка на патент № 20099134917(049198) приоритет от 21.09.2009.

Структура диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 200 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 33 таблицы, список литературы из 156 наименований, 11 приложений.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

общие выводы

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования бесцементного наноструктурированного вяжущего, полимеризационно-конденсационного твердения, для производства теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона. Создание рациональной поровой структуры происходит при высокой концентрации твердой фазы вяжущего, низком водосодержании пеномассы и формировании, высокоплотной межпоровой перегородки ячеистого композита, что объясняется особенностями состава и структуры вяжущего.

2. Установлена зависимость микро- и макропористости, прочности и плотности ячеистого материала от состава, морфологии и концентрации нанодисперсного вещества в вяжущем, заключающаяся в снижении нанопористости матрицы и плотности бетона при увеличении прочности в ряду применяемых вяжущих: цемент - ВКВС - НВ. Это объясняется наличием нанодисперсных составляющих в изучаемой системе.

3. Предложен механизм структурообразования пенобетона на основе НВ в процессе упрочнения, заключающемся в омоноличивании матрицы, формировании глянцевого припорового слоя, залечивании дефектов межпористых перегородок, что приводит к существенному повышению эксплуатационных характеристик материалов.

4. Обоснована повышенная огнестойкость пенобетона на основе НВ, которая связана с составом и типом твердения вяжущего, исключающего гидратацию. При воздействии на материал температуры свыше 1000 °С, его прочность возрастает, что обусловлено протеканием кристаллизационных

I и 1 т процессов с участием кремнеземистых и алюмосиликатных составляющих, упрочняющих межпоровую перегородку.

5. Разработана схема эволюции вяжущих негидратационного типа твердения. Вяжущие кремнеземистого и ашомосиликатного составов проранжированы по эффективности их использования для производства строительных материлов.

6. Разработан состав комплексного пенообразователя, составными частями которого являются протеиновый (АсИипеп! - 0,05-0,27 %) и синтетический (Езароп - 0,24-0,31 %) пенообразователи, концентрация которых варьируется в зависимости от требуемых характеристик пенобетона на основе НВ.

7. Предложен расчет состава пенобетонной смеси с учетом особенностей наноструктурированного вяжущего и способы упрочнения пенобетонов на основе НВ по УХАКС методу • путем орошения или выдержки в щелочном растворе силикатов, позволяющие увеличить прочность на сжатие образцов пенобетона при применении способа орошения: в 1,5-2,5 раза, а при применении способа выдержки в 2-4 раза соответственно. При этом достигнуты характеристики: в результате орошения плотность пенобетона 320-550 кг/м3, прочность 3-6,5 МПа, при выдержке плотность 400-620 кг/м3, прочность 4-7,8 МПа, соответственно, теплопроводность 0,08-0,12 Вт/м- °С.

8. Получены математические уравнения регрессии «состав формовочной системы - физико-механические характеристики», позволяющие провести оптимизацию технологического процесса по заданным характеристикам НВ и пенообразователя и выявить закономерности их влияния на свойства пенобетона.

9. Апробация технологии производства пенобетона на основе НВ в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ООО «Экостройматериалы» Белгородской области. Пенобетон на основе НВ

I - 1 использован в индивидуальном жилищном строительстве в Белгородской области.

10. Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы разработаны следующие нормативные документы: рекомендации по( применению наноструктурированного вяжущего для производства пенобетона; стандарт организации СТО 02066339-002-2009

Пенобетон на основе наноструктурированното вяжущего»; технологический регламент на производство пенобетонных блоков на основе наноструктурированното вяжущего.

11. Экономическая эффективность производства и применения разработанного материала обусловлена использованием доступных сырьевых материалов, отсутствием затрат на транспортировку вяжущего, и получением материала с улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками.

1. Производство ячеистобетонных изделий: теория и практика Текст. /I

2. Н.П. Сажнев и др.. Минск: изд-во «Стринко», 1999.

3. Меркин А.П. Ячеистые бетоны: научные и практические предпосылки дальнейшего развития Текст. / А.П. Меркин // Строительные материалы. -1995. -№ 2. -С. 11-15.

4. Всё о пенобетоне Текст. / A.A. Портик [и др.] СПб: Наука, 200416 с.

5. Современные пенобетоны Текст. / Под ред. П.Г. Комохова. — СПб: Наука, 1997.

6. Ухова ТА. Новые виды ячеистых бетонов. Технология. Применение Текст. / Т.А. Ухова // Бетон на рубеже 3-го тысячелетия: 1-я Всерос. конф. по проблемам бетона и железобетона. В 3 книгах. Кн. 3, Москва. М.: «Готика», 2001. - С. 1382-1386.

7. Баранов И.М. Новые эффективные строительные материалы для создания конкурентных производств Текст. / И.М. Баранов // Строительные материалы. 2001. - №2. - С. 69-71.

8. Коновалов В.М. Энергетические затраты при производстве ячеистых бетонов Текст. / В.М. Коновалов // Строительные материалы. 2003. - № 6. - С. 6-8.

9. Теплозащита стен зданий, позволяющая более чем в два раза сократить теплопотери, становится сверхактуальной Текст. // Строительство. 2005. - №4.

10. Schrenk J. Rendering of light weight concrete subsurfaces. New aspect -new of practice Text. / J. Schrenk // BFT INTERNATIONAL. 2006.-№2.-P.140-141.

11. П.Тарасов А. С. Индустриальное производство пенобетонных изделий Текст. / А. С.Тарасов, В. С. Лесовик, А. С. Коломацкий // ПОРОБЕТОН-2005: Сб. докл. Междунар. науч.-практич. конф. / БГТУ им. В.Г. Шухова. -Белгород, 2005. С. 128-143. '

12. Попов Н.А. Производственные факторы прочности лёгких бетонов Текст. / Н.А. Попов. -М.-Л.: Гоолройиздат, 1933. 104 с.

13. Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных материалов Текст. / Ю.П. Горлов, А.П. Меркин, A.A. Устенко. -М.: Стройиздат, 1980. 399 с.

14. Мартыненко В.А. Теоретические и структурные свойства ячеистого бетона Текст. / В.А. Мартыненко // 36ipHm< наук, праць ПДАБА i Варшавського техн. ушвер. "Threoretical Foundations of Civil Engineering" (Dniepropietrovsk-Warsaw). 2003. - С. 177-186.

15. Довэ/сиг В.Г. Факторы, влияющие на прочность и плотность полистиролбетона Текст. / В.Г. Довжиг // Бетон и железобетон. 1997. -№ З.-С. 41-43.

16. Сахаров Г.П. Ограждающие конструкции зданий и проблема энергосбережения Текст. / Г.П. Сахаров, В.П. Стрельбицкий, В.А. Воронин // Жилищное строительство. 1999. - № 6.

17. Граник Ю.Г. Применение ячеистого бетона в строительстве Российской Федерации Текст. / Ю.Г. Граник // Строительный рынок. 2006. -№9, 10.

18. Микульский В.Г. Строительные материалы (Материаловедение.i

19. Ухова Т.А. Неавтоклавный поробетон для однослойных ограждающих конструкций Текст. / Т.А. Ухова // Бетон и железобетон. 1997. - № 1.- С. 41-43.' С 1

20. Производство ячеистобетонных изделий: теория и практика Текст. / Н.П. Сажнев [и др] Минск: Стринко, 1999. - 284 с.

21. Брюшков A.A. Газо- и пенобетоны Текст. / A.A. Брюшков // ОНТИ. -1930.37Мартыненко В.А. Запорожский ячеистый бетон Текст. / В.А. Мартыненко, А.Н. Ворона Днепропетровск: Пороги, 2003. - 95 с.

22. Сахаров Г.П. Поробетон в решении проблем ресурсоэнергоснабжения Текст. / Г.П. Сахаров, В.П. ■ Стрельбицкий // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2003. - № 10. - С. 48-49.

23. Сахаров Г.П. Поробетон в решении проблем ресурсоэнергосбережения Текст. Ч. 2 / Г.П. Сахаров, В.П. Стрельбицкий //

24. Graf О. (Red.) Gasbeton, Shaumbeton, Leichtkalkbeton. Text. / Sammelb. d. Art.: Verl. K.Wittwer, Stuttgart, 1949.

25. Ахундов A.A. Состояние и перспективы развития производства пенобетона Текст. / A.A., Ахундов, Ю.В. Гудков // Вестник БГТУ им ВТ. Шухова. «Пенобетон». 2003. -№4. - С. 33-39.

26. А6.Вылегжанин В.П. Российские нормы по применению пенобетонов в жилшцно-гражданском строительстве Текст. / В.П. Вылегжание, В.А. Пинскер // Материалы Междунар. Науч.-прокт. Конф. «Пенобетон-2007». -СПб.: Тип. ПГУПС. 2007. - С. 80-86.

27. Волженский A.B. Гипсовые вяжущие и изделия Текст. / A.B. Волженский, A.B. Ферронская. М., 1974

28. Волженский A.B. Минеральные вяжущие вещества: (технология и свойства) Текст.: учебник для вузов / A.B. Волженский, Ю.С. Буров, B.C. Колокольников. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1979. - 476 с.

29. Рыбьев И А. Строительное материаловедение Текст.: учеб. пособие для строит, спец. вузов. М.: Высш. шк, 2002. - 701 с.

30. Kearsley E.P. And WÄINWRIGHT P.J. Porosity and permeability of foamed concrete Text. / E.P. Kearsley // Cement and Concrete Research. 2001. - Y. 31. - P. 805-812.

31. Меркин А.П. Непрочное чудо. Книга о пене Текст. / А.П. Меркин, П.Р. Таубе. М.: Изд-во Химия, 1983.

32. Кауфман Б.И. Пенобетон. Подбор состава и основные свойства Текст. / Б.Н. Кауфман. М.: [б. и.], 1938. - 120 с.

33. Меркин А.П. Научные и практические основы улучшения структуры и свойств поризованных бетонов Текст.: дис. . д-ра техн. наук / Меркин А.П.-М., 1971.

34. Формирование макроструктуры ячеистых бетонов Текст. / А.П. Меркин и др. // Строительные материалы. 1963. - № 12. - С. 16-17.

35. Кудрягиов И.Т. Производство ячеистых бетонов на основе пены и на основе газообразования Текст. / И.Т. Кудряшов // Бюллетень строительной техники. 1956. - № 9.

36. Проблемы получения качественного пенобетона Электронный ресурс. // Портал «БЕТОН. РУ» — 2005. Режим доступа: http://www.penobet.ru

37. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения Текст. /В.К. Тихомиров. М.: Химия, 1983.

38. Роль межпоровых перегородок как структурообразующего элемента порогипсобетона Текст. / Р.Б. Ергешев, A.A. Родионова, В.А. Югай, A.B. Канн, В.А. Глаголев, К.И. Сатпаева // Строительные материалы. 2006. - № 1.-С. 30-31.

39. Пат. 2173675. Российская Федерация, С04В40/00. Способ приготовления пенобетонной смеси / Гладких Ю.П., Завражина В.И., Завражина В.И.; заявитель и патентообладатель Гладких Ю.П. -№93018867/33; заявл. 12.04.93;'опубл. 10.08.95. 10 с.

40. Горлов Ю.П. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы Текст. / Ю.П. Горлов, Н.Ф. Еремин, Б.Н. Седунов. М.: Стройиздат, 1976. - 192 с.

41. Шлегелъ И. Ф. Вопросы формообразования пенобетонных блоков Текст. / И.Ф. Шлегель, Г Д. Шаевич, Н.И. Шкуркин // Строительные материалы. 2007. - №4. - с. 36-38.

42. Руководство по технологии изготовления ячеистых бетонов объёмной массой 250 300 кг/м3 Текст. - М.: НИИЖБ, 1977. - 35 с.

43. Баженов Ю.М. Технология бетона Текст. /Ю.М. Баженов. -М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2003. 499 с.

44. Ш.Величко Е.Г. Рецептурно-технологические проблемы пенобетона Текст. / Е.Г. Величко, А.Г. Комар // Строительные материалы. 2004. - № 3. - С. 26-29

45. Ливийский Ю.Е. О механизме твердения и упрочнения «керамических» вяжущих Текст. / Ю.Е. Пивинский // Журнал прикладной химии. 1981. - Т. 54. - № 8. - С.170 - 170.

46. Ливийский Ю.Е. Теоретические аспекты технологии керамики и огнеупоров Текст. / Ю.Е. Пивинский. С-Пб.: Строийздат, 2003. - Т.1 - 544 с.

47. Ю.Ружинский С. Всё о пенобетоне Текст. / С. Ружинский, А. Портик, А. Савиных. -2-е. изд. СПб.: ООО «Стройбетон», 2006. - 627 с.

48. ГОСТ 25485-89. Бетоны ячеистые. Технические условия. Введ. 1989-03-30. -М.: Изд-во стандартов, 1993. - 11 с.

49. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по1 I VIконтрольным образцам. Введ. 1991-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1993. -17 с.

50. ГОСТ 12730.1-78 Методы определения плотности. Введ. 1980-0101. - М.: Изд-во стандартов, 1994. - 6 с.

51. ГОСТ 12852.6 — 77 Бетоны ячеистые. Методы определения сорбционной влажности. — Введ. 1978-01-07. — М.: Изд-во стандартов, 1978. -4 с.

52. ГОСТ 30247.0-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Введ. 1996-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1996. - 11 с.

53. Шахова Л.Д. Пенообразователи для ячеистых бетонов Текст. / Л.Д. Шахова, В.В. Балясников. Белгород: Изд-во СП, 2002. - 147 с.

54. Гадэ/сшы P.A. Поверхностно активные вещества в строительстве Текст. / P.A. Гаджилы, А.П. Меркин. Баку: Азербайджанское государственное изд-во, 1981. - 132 с.

55. Стольников В.В. Воздухововлекающие добавки в гидротехническом бетоне Текст. / В.В. Стольников; под ред. Ребендера П.А.- Д.: Государственное энергетическое изд-во, 1953. 368 с.

56. Будпиков Е.П. Применение белковых стабилизаторов в строительстве Текст. / Е.П. Будников, A.A. Пеганов, В.В. Чернов // Сообщения института строительной техники Академии Архитектуры СССР.- 1944.-№ 14.

57. Измайлова В.Н. Поверхностные явления в белковых системах Текст. / В.Н. Измайлова. -М.: Изд-во Химия, 1988.

58. Сапонины как моющие средства Текст.: сб. работ ВНИИЖ-а. -М.: Изд-во Пищепромиздат, 1936.

59. Гегузин Я.Е. ПузЁтри. Библиотечка «Квант» Текст. / Я.Е. Гегузин. -М.: Наука, 1985. Вып. 46. - 176с.

60. Definition der verschiedenen Schwindarten, Ursachen, Grobe der Verformunder und baupractische Bedeutung Text. // Grube Horst. Beton. 2003.- № 12 P. 598-603.

61. Chou H.H. Emergence of self-relicaing, structures in a cellular automata space Text. / H.H. Chou, J.A. Reggia // Physica D110. 1997. - P. 252-276.

62. Вавржин Ф. Химические добавки в строительстве Текст. / Ф. Вавржин, Р. Крчма. -М.: Госстройиздат, 1984.

63. Мелихов И.В. Физикохимия наносистем; успехи и проблемы Текст. / И.В. Мелихов // Вестник Российской академии наук. Т. 72. - № 10. - 2002.

64. Физико-химия ультрадисперсных систем: сб. науч. тр. 4 Всерос. конф. М: Изд-во МИФИ, 1999. - 354 с.

65. Шаповалов H.A. Оптимизация структуры наносистемы на примере ВКВС Текст. / H.A. Шаповалов, В.В. Строкова, A.B. Череватова // Строительные материалы. 2006. - № 9. - С. 16-17.

66. Прянишников В.П. Система кремнезема Текст. / В.П. Прянишников. JL: Стройиздат, 1971. - 224с.

67. Пургин А.К. Кремнеземистые бетоны и блоки Текст. / А.К.

68. Пургип, И.П. Цибин. М: Металлургия. - 1975. - 215 с.

69. Справочник по производству стекла Текст. / Под ред. И.И. Китайгородского и С.И. Сильвестровича. М.: Госстройиздат, 1963. - Т.1 -1026с.

70. Мелконян Р.Г. Аморфные горные породы и стекловарение Текст. / Р.Г. Мелконян. М.: «НИА Природа», 2002. - 266 с.

71. RoutchJm G. Feuerfeste Werkstoffe. Vulkan Verlag Text. / G. Routchka. Essen, 1996. - 378 s.

72. Химическая энциклопедия: кремний диоксид Текст. / B.B. Сахаров.-M.: 1990. Т.2. - С. 517-518.

73. Херлбарт К. Минералогия по системе Дэна Текст. / К. Херлбарт, 1С. Клейн. М.: Недра, 1982. - 728 с.

74. Стрелов К К. Теоретические основы технологии огнеупорных материалов Текст. / К.К. Стрелов. М.: Металлургия, 1985. - 480 с.

75. Ливийский Ю.Е. Новые огнеупорные бетоны и вяжущие системы основополагающее направление в разработке, производстве и применении огнеупоров в XXI веке Текст. Часть 1. Тенденция развития, вяжущие системы // Огнеупоры. - М.5 1998. - № 2. - С. 4-13.

76. Юнг В.Н. Основы технологии вяжущих веществ Текст. / В.Н. Юнг. -М.: Стройиздат, 1951. 540 с.

77. Пиеинский Ю.Е. Керамические вяжущие и керамобетоны Текст. /Ю.Е. Пивинский. -М.: Металлургия, 1990. -270 с.

78. Пиеинский Ю.Е. О повышении плотности укладки частиц порошка при формировании керамического полуфабриката Текст. // Стекло и керамика. 1969. - № 9. - С. 25-29.

79. Пивинский Ю.Е. Высококонцентрированпые керамические вяжущие суспензии. Исходные материалы свойства и классификация Текст. / Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1987. - № 4. - С. 8-20.

80. Череватова A.B. Кремнеземистые огнеупорные массы на основе пластифицированных высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий Текст.: монография / A.B. Череватова. Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005. - 151с.

81. Пат. 2238921 Комплексная разжижающая органоминеральная добавка для огнеупорных формовочных систем и способ изготовления материалов с ее применением / H.A. Шаповалов, A.A. Слюсарь, A.B. Череватова и др. 2004

82. Комплексная модифицирующая органоминеральная добавка для алюмосиликатных огнеупорных систем на основе высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий Текст. / H.A. Шаповалов, A.B.

83. Череватова, A.A. Слюсарь и др // Химия и химическая технология. 2003. -Т. 46, вып. 5. - С. 137-140.

84. Стрелов КК. Технология огнеупоров. 4-е изд. Текст. / К.К. Стрелов, И.Д. Кащеев, П.С. Мамыкин. -М.: Металлургия, 1988. 528 с.

85. Череватова A.B. Строительные композиты на основе высококонцентрированных вяжущих систем Текст.: автореф. дис. . д-ра техн. наук / Череватова A.B.; БГТУ им. В.Г. Шухова. Белгород, 2008. - 43 с.

86. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы Текст.: учебник для вузов / Ю.Г. Фролов. 3-е изд. -М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. - 464 с.

87. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред Текст. / Р.И. Нигматулин. М. : Наука, 1987

88. Зыков A.B. Комплексное решение проблем производства пенобетона Текст. / A.B. Зыков // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2004. - ß9. - С. 42^3.

89. Взаимосвязь структуры пены, технологии и свойств получаемого пенобетона Текст. / Т.Е. Кобидзе, В.Ф. Коровяков, А.Ю. Киселев, C.B. Лисов // Строительные материалы. 2005. - №1. - С. 26-29.

90. Шахова Л.Д. Исследования влияния пористой структуры пенобетона на его теплопроводность Текст. // Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии: Материалы международного конгресса. Белгород, 2003. -Ч. 1. - С. 195-198.

91. Моргун JI.B. О жидкокристаллической природе агрегативной устойчивости пенобетонных смесей Текст. / Л.В.Моргун // Строительные материалы. 2006. - №6. - С. 22-23.

92. Коломацкий С. А. Теплоизоляционный пенобетон на высокодисперсных цементах Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук / Коломацкий С.А.; БГТУ им. В.Г. Шухова. Белгород, 2001. - 16 с.

93. Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона (Госстрой СССР). -М.: Стройиздат, 1981. 47 с.

94. Несветаев Г.В. Расчет состава ячеистых бетонов Электронный ресурс. / Г.В. Несветаев // Весь бетон. — 2008. Режим доступа: http://www.allBeton.ru

95. Дзабиева Л. Б. Совершенствование методики расчета состава ячеистого бетона Электронный ресурс. / Л.Б. Дзабиева, А.Э. Змачинский // Весь бетон. 2008. - Режим доступа: http://www.allBeton.ru

96. Гридчин А.М. Эксплуатация материалов в экстримальных условиях Текст. / А.М. Гридимчин [и др.]. Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, М.: АСВ, 2008. - 594 с.

97. Голованов В.И. Обеспечение огнестойкости несущих строительных конструкций Текст. / В.И. Голованов // Пожарная безопасность. 2002. -№ 3. - С. 48-57.I

98. Перетокина H.A. Жаростойкие бетоны на основешлакощелочного вяжущего и ВКВС кварцевого песка Текст. / H.A.

99. Перетокина, Е.И. Евтушенко, Ю.И. Гончаров // Сб. докл. П Междунар.научно-методич. конф. Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2002. - Ч. 3 - С. 1671 /171.

100. Моргун Л.В. Структурообразование и свойства дисперсноармированных пенобетонов Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук / Моргун Л. В.; РГСУ. Ростов-на-Дону, 2005. - 18 с.

101. Векслер М.В. Перспективы применения в условиях подорожания Электронный ресурс. / М.В. 'Векслер, А.Б. Липили // Бетон.ги. Режим доступа: http://www.beton.ru

102. Кобидзе Т.Е. Теоретические и практические основы получения пенобетона пониженной плотности Электронный ресурс. / Т.Е. Кобидзе,

103. В.Ф. Коровяков // Рутгер. Инновационные технологии в строительстве. -2008. Режим доступа: http://www.rutger.rii

104. Warlaven J.С. Defined performance concrete: a promising development Text. / Warlaven J.C. I I Ibausil 15 International Baustofftagung 2425 September. Weimar (Bundes republic Deutscland). - 2003. - Band 2. - P. 1291-1299.

105. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий Текст. Взамен СНиП II-3-79*.; введ. 2003-10-01. - М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП. -1992.-26 с.

106. Yxoea Т.А. Энергосберегающий бетон. Производство и применение ячеистого неавтоклавного бетона Текст. / Т.А. Ухова // Строительная инженерия. 2005. - №4. - С.34-36.

107. Удачкин И.Б. Теплосберегающие стеновые материалы на основе неавтоклавных ячеистых бетонов Текст. / И.Б. Удачкин // Пенобетон-2003. -№4.-С. 14-25.

108. Bikerman J .J. (in collab. with J. W. Perry, R. B. Bonth). Foams. N.Y., Reinhold, 1953. 347 p.