автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Пенофибробетоны с применением микроупрочнителей и модифицирующих добавок

На правах рукописи

Котляревская Алена Валерьевна

ПЕНОФИБРОБЕТОНЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ МИКРОУПРОЧНИТЕЛЕЙ И МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК

Специальность 05.23.05 - «Строительные материалы и изделия»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 ФЕВ 2013

005049641

Волгоград-2013

005049641

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель: - Перфилов Владимир Александрович,

доктор технических наук, доцент

Официальные оппоненты: - Корнеев Александр Дмитриевич, доктор

технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», заведующий кафедрой «Строительные материалы»

- Лукьяница Сергей Валентинович, кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» доцент кафедры «Строительные материалы и специальные технологии»

Ведущая организация: - ФГБОУ ВПО «Московский государственный

строительный университет»

Защита состоится 28 февраля 2013 г. в 13-00 часов в ауд. Б-203 на заседании диссертационного совета Д. 212.026.04 при ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Автореферат разослан 25 января 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Акчурин

Талгать Кадимович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В последние годы, в связи с увеличением стоимости энергоресурсов, образовался устойчивый интерес к конструкционно-теплоизоляционным строительным материалам. Это позволит значительно улучшить энергоэффективность зданий, снизить капитальные затраты на строительство и отказаться от использования дополнительных теплоизоляционных материалов.

Одним из самых распространенных эффективных теплоизоляционных материалов является ячеистый пено- или газобетон. В настоящее время возрастает потребность в применении легких теплоизоляционных элементов ограждающих конструкций, обладающих необходимой прочностью на сжатие и растяжение, высокой трещиностойкостью и долговечностью. Этим требованиям в полной мере соответствуют дисперсно-армированные пенобетоны неавтоклавного твердения. В качестве армирующих бетонную матрицу компонентов наибольшее распространение получили полимерные и базальтовые фибровые волокна, которые, обладая малой плотностью, способствуют трехмерному повышению прочности и препятствуют образованию микротрещин.

Свойства каждого бетона тесно связаны с его структурой, которая, главным образом, обусловливается соотношением составляющих ее компонентов. На физико-механические свойства пенобетона оказывает влияние прочность межпоровых перегородок. При этом необходимо учитывать отрицательное воздействие на их прочность большого количества воды для затворения. Одним из путей увеличения прочности межпоровых перегородок является снижение во-доцементного отношения, которое ведет к уменьшению капиллярной пористости материала и повышению его прочности.

Основываясь на проведенных ранее экспериментах, путем сравнения полиамидного, стеклянного, полипропиленового и базальтового волокна, установлено, что полипропиленовое и базальтовое волокно обладает рядом преимуществ. Применение высокодисперсных полимерных и базальтовых волокнистых наполнителей способствовало за счет высокой адгезии к цементной матрице увеличению прочностных характеристик тонких межпоровых прослоек в пенофибробетоне.

Установлена возможность улучшения физико-механических свойств пе-нофибробетонов за счет упрочнения структуры на микроуровне путем введения в пенобетонную массу аппретированных полых стеклянных микросфер или алюмосиликатных (керамических) полых микросфер. В настоящее время полые стеклянные и керамические микросферы использовались, в основном, для цементных тампонажных растворов, а применение их в пенофибробетонах находится в начальной стадии разработок, т.е. недостаточно изучено. Поэтому необходимо изучить влияние полых стеклянных микросфер на физико-механические свойства пенофибробетонов.

На основании анализа литературных данных по применению наномоди-фикаторов различного происхождения выявлена необходимость проведения экспериментальных исследований по изучению влияния модифицирующих и

наноуглеродных добавок на микро- и наноструктуру пенофибробетона с целью улучшения его теплоизоляционных и механических свойств.

Цель работы - получение пенофибробетонов с использованием полимерных и базальтовых дисперсных волокон, микропористых наполнителей, а также суперпластификаторов и модифицирующих нанодобавок, направленное на увеличение их прочности и коэффициента конструктивного качества, а также повышение эффективности процесса приготовления сырьевой смеси.

Для решения поставленной цели решались следующие задачи:

- определить наиболее оптимальное содержание подобранных микроар-мирующих полимерных и базальтовых фибровых волокон и оценить их влияние на физико-механические свойства смеси;

- исследовать влияние современных отечественных пластифицирующих добавок совместно с различными пенообразователями, способствующих снижению водоотделения и нерасслаиваемости пенофибробетонной смеси для получения составов с максимальной прочностью;

- произвести оценку влияния полых стеклянных микросфер на свойства пенофибробетонов для снижения плотности пенофибробетона и увеличения прочностных характеристик на микроуровне;

- для установления зависимости показателей прочностных характеристик пенофибробетона на микро- и наноуровне от совместного воздействия компонентов, входящих в его состав, произвести оценку влияния концентрации полых стеклянных микросфер в сочетании с подобранными суперпластификаторами и наноуглеродной добавкой;

- исследовать структуру образцов пенофибробетонов в микро- и нанодиа-пазоне с помощью цифрового стереомикроскопа «Альтами LCD» и сканирующего зондового микроскопа «Nanoeducator (NT-MDT)»;

- разработать новые составы и технологии приготовления пенофибробетонов с увеличением прочности и коэффициента конструктивного качества;

- для практического внедрения результатов исследований предложить ограждающий элемент с повышенными теплозащитными свойствами на основе разработанных составов пенофибробетона.

Научная новизна работы:

- теоретически обосновано и экспериментально подтверждено применение высокодисперсных волокнистых наполнителей, суперпластификаторов, наноуглеродных добавок и полых стеклянных микросфер для повышения эффективности процесса получения модифицированной мелкозернистой фибробе-тонной смеси, направленное на увеличение ее прочности на сжатие и растяжение при изгибе за счет использования компонентов, упрочняющих структуру пенофибробетона на микро- и наноуровне;

- экспериментально подтверждена возможность применения суперпластификаторов «Sika ViscoCrete 5-800» и «ПОЛИПЛАСТ СП-4» вместе с пенообразователями «ПБ-2000» и «ПО-б» и получения составов пенофибробетонов с максимальной прочностью;

- установлено влияние концентрации аппретированных полых стеклянных микросфер марки МС-ВП-А9* в сочетании с разной концентрацией супер-

пластификатора «81ка У^соСгйе 5-800», а также наноуглеродной добавки «Та-унит» и суперпластификатора «ПОЛИПЛАСТ СП-4» на увеличение прочности и коэффициента конструктивного качества пенофибробетона;

- разработаны новые составы пенофибробетонной смеси и технология ее приготовления, включающая предварительную обработку в ультразвуковом диспергаторе с частотой 20 кГц суперпластификатора совместно с водой затво-рения и дополнительно вводимой наноуглеродной добавкой, что улучшило межчастичные электровзаимодействия на коллоидно-химическом уровне и способствовало повышению реакционной способности смеси при снижении водо-цементного отношения.

Практическая значимость работы:

- разработанный и запатентованный «Состав сырьевой смеси для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления» (Патент № 2422408 от 27.06.2011 г.), включающий микроупрочнители из полимерных и базальтовых волокон, суперпластификатор «81ка У1ясоСге1е - 3» и многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 им и длиной 2-50 мкм способствует увеличению прочности и коэффициента конструктивного качества пенофибробетона, приготовленного по предлагаемому способу;

- разработан ограждающий элемент в виде блока стандартных размеров 20x20x40 (см) на основе пенофибробетона с устройством в нем системы параллельных воздушных прослоек толщиной 5 мм. Установлено, что с увеличением количества воздушных экранов происходит уменьшение коэффициента теплопроводности экранированного блока без снижения прочности;

- внедрение результатов исследований осуществлялось при строительстве малоэтажных коттеджных зданий. Экономический эффект от применения новых составов пенофибробетонных блоков путем частичной замены стандартного силикатного кирпича и уменьшения толщины стены составил 54000 руб. при общей площади теплоизолируемой поверхности 288 м2.

Личный вклад в решение проблемы

Разработан состав сырьевой смеси для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления; разработан ограждающий элемент в виде блока стандартных размеров 20x20x40 (см) на основе пенофибробетона с устройством в нем системы параллельных воздушных прослоек толщиной 5 мм.

На защиту выносится:

- теоретическое и экспериментальное обоснование применения высокодисперсных волокнистых наполнителей, суперпластификаторов, наноуглеродных добавок и полых стеклянных микросфер для повышения эффективности процесса получения модифицированной мелкозернистой фибробетонной смеси;

- результаты исследований применения суперпластификаторов «81ка УЪсоСг^е 5-800» и «ПОЛИПЛАСТ СП-4» вместе с пенообразователями «ПБ-2000» и «ПО-6» и получения составов пенофибробетонов с максимальной прочностью;

- результаты оценки влияния концентрации аппретированных полых стеклянных микросфер в сочетании с разной концентрацией суперпластификаторов, а также наноуглеродной добавки «Таунит» на увеличение прочности и коэф-

фициента конструктивного качества пенофибробетона;

- оптимальные составы пенофибробетона и технология его приготовления, включающая предварительную обработку в ультразвуковом диспергаторе суперпластификатора совместно с водой затворения и дополнительно вводимой наноуглеродной добавкой.

Реализация работы:

- практические рекомендации и результаты проведенных исследований применялись при расчете составов пенофибробетонных блоков с использованием базальтовой фибры и суперпластификатора «Sika ViscoCrete 5-800», для строительства коттеджного поселка, расположенного в Волгоградской области, п. Горьковский. Экономический эффект от применения новых составов пенофибробетонных блоков составляет 270000 руб. (двести семьдесят тысяч рублей), общая площадь теплоизолируемой поверхности составила 1440 м2;

- разработанный состав пенофибробетона с применением аппретированных полых стеклянных микросфер, пенообразователя «ПО-6», суперпластификатора «ПОЛИПЛАСТ СП-4» и полипропиленовой фибры использовался при изготовлении пенофибробетонных блоков для теплоизоляции стен двухэтажного коттеджа расположенного в п. Средняя Ахтуба Среднеахту-бинского района Волгоградской области. Общая площадь теплоизолируемой поверхности составила 288 м2. Экономический эффект от применения новых составов пенофибробетонных блоков составляет 54000 руб. (пятьдесят четыре тысячи рублей), за счет уменьшения толщины стены, путем частичной замены стандартного силикатного кирпича на теплоэффективный пенофибробетонный блок.

Достоверность результатов работы обеспечена:

- изучение свойств разработанных составов пенофибробетонов проводилось при помощи современного оборудования и методик, включая приборы не-разрушающего контроля для определения прочности (ультразвуковой прибор Пульсар-1.2.) и теплопроводности - «МИТ-1», которые отвечают нормативной документации и обеспечивают достоверность полученных результатов;

- применялись современные методы математической статистики для обработки экспериментальных данных с минимальной погрешностью;

- исследование микро- и наноструктуры пенобетонных образцов производилось современным цифровым микроскопом «Альтами LCD» и сканирующим зондовым микроскопом Nanoeducator (NT-MDT).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Четвертом Международном форуме по нанотехнологиям (26-28 октября, 2011 г. - Москва: «Rusnanotech Ехро'2011»); Международной неделе строительных материалов, посвященной 65-летию образования строительно-технологического факультета (2009г. - Москва: МГСУ); 3-й Всероссийской научно-практической конференции «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса региона», (г. Михайповка, Волгоградской области, 22-23 октября 2009г.); Международной научно-практической конференции «Научный потенциал молодых ученых для инновационного развития строительного комплекса

Нижнего Поволжья» (г. Волгоград, ВолгГАСУ, 2009г., 2011г.); Всероссийской научно-технической конференции «Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях Волгоградской области» (г.Волгоград, ВолгГУ , 2009г.); Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (г.Белгород: БГТУ, 2010г.); 6-й Международной конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (г. Волгоград: ВолгГАСУ , 2011г.); 10-й Международной научной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» (г.Будапешт, 2012г.); Международной научно-практической конференции «Строительный комплекс России. Наука. Образование. Практика». (г.Улан-Уде, 2012г.); Международном форуме «Энергосбережение и энергоэффективность Волгограда» (г.Волгоград, 2012г.). Публикации. Результаты диссертационной работы и выполненных исследований изложены в 13 публикациях, в том числе: 2 работы опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, получен патент на изобретение РФ № 2422408 от 27.06.2011 г.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы, включающего 138 наименований, и приложения. Содержит 161 страницу машинописного текста, в том числе 46 рисунков и 46 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы. Сформулированы цель и задачи исследований.

В первой главе представлен обзор научно-технической литературы с исследованиями в области ячеистых бетонов. Доказано, что при использовании дисперсного армирования пенобетоны обладают повышенными характеристиками по сравнению с обычным пенобетоном. Улучшаются механические характеристики, а так же теплоизоляционные свойства, что приводит к значительному тепло- и энергосбережению.

Значительный вклад в разработку и исследования свойств пенобетонов в России внесли: Баженов П.И., Горяйнов К.Э., Куприянов В.П., Макаричев В.В., Моргун JI.B., Некрасов К.Д., Никольский Г.Г., Попов H.A., Стефаненко Г.Ф., Сытин М.С., Хворостянская Е.М., и другие.

Проанализированы пенообразователи различного происхождения и выявлены более подходящие для применения в пенобетоне.

Проведена предварительная оценка влияния количественного и качественного применения суперпластификаторов на свойства пенобетонов.

Проведен анализ исследований по применению различных фибровых волокон в ячеистых бетонах, он показал, что при введении фибровых волокон увеличиваются прочностные характеристики, происходит снижение усадочных деформаций, за счёт чего повышается трещиностойкость и долговечность. Применение высокодисперсных волокнистых наполнителей в пенобетонах оказывает положительное влияние на процессы структурообразования и физико-

механические свойства. Это достигается за счет улучшенной адгезии волокон к цементной матрице, сравнительно высокой прочности и модуля упругости волокон.

Для улучшения физико-механических свойств пенофибробетонов удовлетворяющим современным требованиям в строительстве, а так же в теплоизоляции установлена необходимость проведения исследований по разработке оптимальных составов пенофибробетонов с использованием полимерных и базальтовых дисперсных волокон, микропористых наполнителей, а также высокоэффективных суперпластификаторов и модифицирующих добавок.

Во второй главе приведены характеристики исходных сырьевых материалов, а также оборудования и методики, которые отвечают нормативной документации и обеспечивают достоверность полученных результатов.

В диссертационной работе при проведении исследований применялись следующие материалы:

- портландцемент ЗАО «Осколцемент» марки ЦЕМ142,5 Н (ПЦ М500 ДО);

- кварцевый песок ЗАО «Орловский песчаный карьер»;

- в качестве пластифицирующих добавок использовались: пластификатор «Д-11», суперпластификаторы: «С-3», «Полипласт СП-3», «Супранафт», «Мурапласт ФК 88 (050)», «ПОЛИПЛАСТ СП-4», «Sika ViscoCrete 5-800», «SikaPlast 2135»;

- в качестве микроупрочнителя применялись аппретированные полые стеклянные микросферы марки МС-ВП-А9*, изготовленные в ОАО «НПО Стеклопластик»;

- для регулирования свойств материалов на наноуровне использовался углеродный наномодификатор под торговой маркой «Таунит», полученный в ООО «НаноТехЦентр» Тамбовского государственного технического университета;

- в качестве макроармирующих волокон применялась полипропиленовая фибра марки «ВСМ» (волокно строительное микроармирующее), выпускаемая ООО «Си Айрлайд», а так же базальтовая фибра производства ЗАО «Минерал 7».

Исследование микроструктуры пенобетонных образцов производилось цифровым микроскопом «Альтами LCD» и сканирующим зондовым микроскопом Nanoeducator (NT-MDT).

Определение физико-механических характеристик пенофибробетонов осуществлялось на современном оборудовании, в том числе приборами нераз-рушающего контроля. Для определения прочности неразрушающим методом применяли измеритель времени распространения ультразвука «Пульсар-1.2» фирмы НПП «Интерприбор». С помощью современного прибора «МИТ-1» определяли теплопроводность пенобетонных образцов.

В третьей главе рассмотрено влияние модифицирующих, в том числе на-ноуглеродных добавок и микроупрочнителей на свойства пенофибробетонов. Доказано, что влияние на структуру пенофибробетона оказывает не только фибровое волокно, но и комплексное введение добавок и микроупрочнителей.

Чтобы улучшить физико-механические свойства пенофибробетонов, не-

обходимо исследовать влияние пластифицирующих добавок на прочность це-ментно-песчаного раствора. В процессе исследования рассматривались следующие пластифицирующие добавки: пластификатор «Д-11», суперпластификаторы: «С-3», «Полипласт СП-3», «Супранафт», «Мурапласт ФК 88 (050)», «ПОЛИПЛАСТ СП-4», «Sika ViscoCrete 5-800», «SikaPlast 2135». Наибольшую прочность на сжатие имеют составы, в которые входят суперпластификаторы «Sika ViscoCrete 5-800» и «ПОЛИПЛАСТ СП-4».

Установлено, что в результате проведенных экспериментальных исследований наблюдается положительное влияние суперпластификаторов на физико-механические свойства цементно-песчаного раствора. Таким образом, введение добавки «ПОЛИПЛАСТ СП-4» и «Sika ViscoCrete 5-800» способствовало повышению прочности и подвижности раствора.

В результате использования суперпластификаторов снижается расход воды затворения при сохранении подвижности, что играет важную роль при производстве пенобетонов. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Влияние пластифицирующих добавок на прочность цементно-песчаного раствора

Наименование Расплыв цементного теста, мм Плотность кг/м3 Прочность цем раство ентно-песчаного ра, МПа

изгиб сжатие

Эталон 107 2017,58 2,75 29,82

Sika Plast 2135 142 2070,315 3,2 32,61

VC 5-800 149 1994,14 3,15 34,05

Супранафт 145 2009,765 3,15 31,08

СПЗ 145 1996,09 3,3 30,27

СП4 159 1955,08 3,45 33,78

СЗ 147 2041,015 2,8 32,16

Д11 126 1984,375 2,7 29,55

Задачей дальнейших научных исследований является повышение эффективности процесса получения модифицированной мелкозернистой фибробе-тонной смеси, направленное на увеличение ее прочности на сжатие и растяжение при изгибе за счет использования компонентов, упрочняющих структуру фибробетона на микроуровне.

Применение высокодисперсных волокнистых наполнителей в цементных бетонах оказывают положительное влияние на процессы структурообразования, физико-механические и эксплуатационные свойства бетона. Это достигается за счет улучшенной адгезии волокон к цементной матрице, сравнительно высокой прочности и модуля упругости волокон, их высокой стойкости по отношению к щелочной среде.

Анализ результатов проведенных испытаний показал, что во всех составах мелкозернистых фибробетонов с содержанием фибры от 0,6 до 1,2 кг/м3 происходит увеличение прочности на сжатие и на растяжение при изгибе по сравнению с эталонным образцом без применения полимерных волокон ВСМ и базальтовой фибры. Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2

Влияние высокодисперсных волокнистых наполнителей на прочность фибробетона

№ п/п Дозировка фибры. Волокно базальтовое Волокно строительное микроармирующее (ВСМ)

кг/м3 Прочность на Прочность при Прочность на Прочность при

растяжение при изгибе, МПа сжатии, МПа растяжение при изгибе, МПа сжатии, МПа

1 0 3,49 31,36 3,41 31.28

2 0,6 3,57 31,64 3,50 31,59

3 0,7 3,63 32,22 3,57 32,17

4 0,8 3,71 33,73 3,64 33,61

5 0,9 3,82 36,25 3,83 36,68

6 1,0 3,91 36,77 3,71 36,18

7 1,1 3,79 36,60 3,76 36,54

8 1,2 3,71 34,81 3,62 34,77

Применение фибровых волокон способствовало увеличению сцепления с цементно-песчаной матрицей и соответственно повышению прочности образцов на сжатие и изгиб. На рис. 1 показаны фотографии разрушенных образцов фибробетонов с использованием полимерной фибры марки ВСМ. Из рисунка видно, что образовавшаяся магистральная трещина в процессе нагружения не разделила образец на две отдельные части и, полного разрушения образца не произошло.

Рис. 1 Фотографии разрушенных образцов с использованием полимерной фибры

Длительность процесса разрушения бетонов с применением полимерной и базальтовой фибры значительно превышает время до разрушения образцов из обычного мелкозернистого бетона. Повышение трещиностойкости и, соответственно долговечности фибробетонов свазано с макроармирующей способностью фибровых волокон и релаксацией напряжений на поверхностях контакта

«матрица-заполнитель». В результате время развития макротрещины до полного разделения образца на части может значительно превышать длительность подготовительных этапов разрушения на микро- и наноуровнях.

Наиболее оптимальным является состав фибробетона с концентрацией полипропиленовой фибры, составляющей 0,9 кг/м3. При применении базальтовой фибры состав, в котором концентрация фибры составляет 1,0 кг/м3, показал наибольшее возрастание прочности. Дальнейшее увеличение расхода фибры приводит к ее комкованию, снижению прочности на сжатие и на растяжение при изгибе, а также к неоправданному удорожанию фибробетона.

Таким образом, применение полимерной фибры ВСМ и базальтовой фибры в бетонных смесях позволяет снизить расход дорогостоящего вяжущего, уменьшить трудозатраты по армированию железобетонных изделий, повысить производительность работ, уменьшить толщину конструкции и повысить ее трещиностойкость и долговечность.

Дальнейшие экспериментальные исследования были направлены на изучение влияния вида пенообразователя и модифицирующих добавок на прочность и плотность пенофибробетонов.

Основными физико-механическими свойствами пенобетона являются прочностные характеристики, плотность и зависящая от нее теплопроводность. Плотность и прочность пенобетонов тесно связаны между собой. Чем больше плотность, тем выше прочность. Плотность пенофибробетона, в первую очередь, зависит от вида пенообразователя, упругости и стойкости пены. Для определения влияния вида пенообразователя и модифицирующих добавок на прочность и плотность ячеистых бетонов использовали: пенообразователь «ПБ-2000» и пожарную пену общего назначения «ПО-6».

В составе модифицирующей добавки применялись: пластификатор «Д-11», суперпластификаторы: «С-3», «Полипласт СП-3», «Супранафт», «Му-рапласт ФК 88 (050)», «ПОЛИПЛАСТ СП-4», «Sika ViscoCrete 5-800» «Si-kaPlast 2135».

Анализ данных, полученных в результате экспериментов, показал, что наибольшей прочностью обладают пенофибробетоны при использовании суперпластификаторов «Sika ViscoCrete 5-800» и «ПОЛИПЛАСТ СП-4. Все остальные суперпластификаторы показали незначительное повышение прочности. Отсюда можно сделать вывод, что именно эти суперпластификаторы лучше всего использовать при применении пенообразователя «ПБ-2000», «ПО-6». Микрофотография структуры пенофибробетона с использованием этих пенообразователей представлена на рис.2.

При введении в бетонную смесь пенообразователя структуру затвердевшего пенофибробетона можно рассматривать как совокупность сферических открытых и замкнутых пор, разделенных между собой стенками из цеменгно-песчаного раствора, упрочненного фибровыми волокнами. Ячеистая структура пенофибробетона при использовании пенообразователя «ПО-6», характеризуется хорошей вспенивающей способностью и устойчивостью пены. Это приводит к установлению однородной нераслаиваемой структуры с правильным строением и расположением, в основном, закрытых пор.

Рис.2 Микрофотография структуры пенофибробетона с пенообразователем «ПО-6» (слева) и

«ПБ-2000» (справа).

Введение в бетонную смесь пенообразователя «ПБ-2000» привело к формированию, в основном, открытых пор остроугольной формы с повышенной концентрацией напряжений. Это могло возникнуть в результате контракции цементно-песчаной прослойки между порами или при испарении избыточного количества воды затворения, что привело к небольшому снижению прочности по сравнению с образцами, изготовленными на пенообразователе «ПО-6».

Таким образом, применение суперпластификаторов «81ка У1зсоСге1е 5800» и «ПОЛИПЛАСТ СП-4» вместе с пенообразователями «ПБ-2000» и «ПО-6» во всех предложенных составах способствовало наибольшему увеличению прочностных характеристик при примерно одинаковой плотности пенфибро-обетонов. Применение этих добавок способствовало повышению прочности при изгибе и сжатии по сравнению с другими суперпластификаторами. При помощи их удалось понизить водоотделение и как следствие этого избежать расслаиваемости пенофибробетонной смеси и достичь однородности структуры.

Снизить плотность пенофибробетона, при этом увеличить прочностные характеристики и трещиностойкость на микроуровне удалось при помощи введения в него аппретированных полых стеклянных микросфер марки МС-ВП-А9*. Рассматривались разные концентрации полых стеклянных микросфер, как в сочетании с песком, так и в чистом виде, т.е. полная его замена.

Проведенные испытания показали, что применение полых стеклянных микросфер приводит к повышению прочности на сжатие по сравнению с составом смеси, в которой присутствует только песок. Наибольшую прочность на сжатие имеет состав, в котором концентрация песка и полых стеклянных микросфер одинаковая, т.е. составляет 50 %. Микроструктура такого пенофибробетона представлена на рис. 3.

Увеличение прочности и трещиностойкости пенофибробетона связано с тем, что возникающая в процессе действия механической нагрузки локальная трещина постоянно встречает на своем пути полые стеклянные микросферы, обладающие достаточно высокой прочностью, а также фибровые волокна (см. рис. 3.), скрепляющие цементную матрицу.

Рис. 3. Микрофотография структуры образца, содержащего 50 % полых стеклянных микросфер и 50 % песка

Для установления зависимости показателей прочностных характеристик пенофибробетона от совместного воздействия компонентов, входящих в его состав, был составлен математический план проведения полного 2-х факторного эксперимента.

В качестве факторов варьирования были выбраны: XI - расход аппретированных полых стеклянных микросфср марки МС-ВП-А9*, (интервал варьирования составляет 0,375), Х2 - расход суперпластифицирующей добавки «81ка У1зсоСге1е 5-800», в процентах от массы цемента (интервал варьирования составляет 0,05 %). В качестве параметров оптимизации были приняты показатели прочности: на растяжение при изгибе - У1 и на сжатие - У2.

В качестве макроупрочнителя использовалась полипропиленовая фибра, полученная в ООО «Си Айрлайд», в количестве 0,9 кг/мЗ. Для образования пористой структуры применялась пожарная пена общего назначения «ПО-6».

В результате обработки матрицы математического планирования эксперимента получены уравнения регрессии, связывающие параметры прочности с совокупностью изменений характеристик его составляющих.

Уравнения регрессии Г, =2,871 + 0,2533-Х, + 1,067-Хг, У2 =5,131-0,244-А',-0,933-А'2,

По величине коэффициентов функций цели в уравнениях регрессии можно судить о влиянии каждого фактора варьирования на параметры прочности.

При проведении научных исследований были получены новые составы пенофибробетона с улучшенными физико-механическими свойствами в результате упрочнения на микро- и наноуровне.

Исходя из данных, представленных на рис. 4 и 5, наглядно видно, что в результате проведенных экспериментов максимальная прочность с применением пенообразователей «ПО-6» и «ПБ-2000» наблюдалась в образцах, в которых содержание полых стеклянных микросфер составляет 50 % и 100 %.

6,5 6 5,5

5 -5 4,5 4

Влияние полых стеклянных микросфер ня свойства пенофибробетонов с пенообразователем «ПО-6»

д ■ ■; И*

*

О 25 50 75 100

Количество полых стеклянных микросфер, %

- ВСМ. ПСШИПЛАСТ СП-4

- БФ. Sta VC5-800

- БФ, ПОЛИПЛАСТ СП-4

Рис. 4. Влияние полых стеклянных микросфер на свойства пенофибробетонов с использованием пенообразователя «ПО-6»

6,5 6

5,5 -

■ д

I3

4,5 4

Влияние полых стеклянных микросфер на свойства пенофибробетонов с пенообразователем «ПБ-2000»

Л А

/V1

■ V* /

0 25 50 75 100

Количество полых стеклянных мнкросфер, %

-ВСМ, Ska VC5-800

-ВСМ, ПОЛИПЛАСТ

СП-4 - БФ, SkaVC5-800

-БФ, ПОЛИПЛАСТ СТМ

Рис. 5. Влияние полых стеклянных микросфер на свойства пенофибробетонов с использованием пенообразователя «ПБ-2000»

Таким образом, введение в пенофибробетонную смесь аппретированных полых стеклянных микросфер марки МС-ВП-А9* способствовало повышению прочности и однородности смеси, а также некоторому снижению плотности пе-нофибробетона по отношению к составам без использования микросфер. Наилучшие результаты показали составы, в которых концентрация аппретированных полых стеклянных микросфер составляла 50 % и 100 %. Однако, учитывая то, что микросферы являются достаточно дорогим микронаполнителем, цена которого приблизительно равна 300 рублей за 1 кг, в дальнейших исследованиях микросферы применялись в количестве не более 50 %.

Увеличить прочностные характеристики и трещиностойкость на микроуровне нам, как описывалось ранее, удалось при помощи введения в него аппретированных полых стеклянных микросфер марки МС-ВП-А9*, но в момент структурообразования необходимо регулировать свойства материалов и на на-ноуровне. Для регулирования свойств материалов на наноуровне использовался углеродный наномодификатор под торговой маркой «Таунит», который

представляет собой углеродные, наномаспггабные, нитевидные образования поликристаллического графита цилиндрической формы с внутренним каналом -многослойные углеродные нанотрубки. Сложность изготовления раствора с добавкой «Таушгг» связана с тем, что углеродные нанотрубки нерастворимы в воде. Приготовление раствора нанодобавки «Таунит» осуществлялось с помощью диспергирования в ультразвуковой ванне марки 1Р-020 в течение 2 минут совместно с суперпластификатором.

Прочность контрольных образцов определялась разрушающим способом, а также при помощи ультразвукового прибора неразрушающего контроля «Пульсар-1.2». Результаты испытаний представлены в табл. 4 и 5.

Таблица 4

Влияние наноуглеродных добавок и полых стеклянных микросфер на свойства

пенофибробетонов на полипропиленовой фибре

Наименование Дозировка компонентов Плотность, кг/м3 Прочность, МПа

Добавка, гр Таунит, % изгиб сжатие

ВСМ УС 5-800 Сферы - 50 % 2,79 0,01 554,33 3,72 5,11

0,05 519,67 4,34 6,03

0,1 569,00 4,03 5,72

ВСМ СГМ Сферы - 50 % 3 0,01 557,00 4,13 5,23

0,05 515,33 4,21 5,62

0,1 578,00 3,95 5,29

Таблица 5

Влияние наноуглеродных добавок и полых стеклянных микросфер на свойства _ пенофибробетонов на базальтовой фибре_

Наименование Дозировка компонентов Плотность, кг/м3 Прочность, МПа

Добавка, гр. Таунит, % изгиб сжатие

БФ УС 5-800 Сферы - 50 % 2,79 0,01 521,00 3,72 5,71

0,05 513,67 4,27 6,20

0,1 543,33 4,01 6,05

БФ СП-4 Сферы - 50 % 3 0,01 553,67 4,17 5,83

0,05 555,33 4,35 6,09

0,1 547,67 4,21 5,98

Анализ результатов испытаний показал, что введение в смесь нанодобавки «Таунит» и полых стеклянных микросфер, способствует увеличению прочности на сжатие и на растяжение при изгибе. Из табл. 4 и 5 видно, что максимальное увеличение прочности на сжатие происходит при концентрации «Тау-нита», составляющей 0,05 % от массы цемента.

Для изучения топологии поверхности скола образцов из пенофибробето-на с применением полых стеклянных микросфер, нанодобавки «Таунит», су-

перпластификатора «БЖа У18соСгс(с 5-800» и пенообразователя «ПО-6» проводились исследования на сканирующим зондовом микроскопе «ЫапоесЬасаШг (ИТ-МОТ)», с помощью которого определялся поверхностный рельеф в микро-и нанодиапазоне. На рис. 6 показан общий вид нанорельефа поверхности скола образцов пенофибробетона с соотношением полых стеклянных микросфер и песка 50:50 %, а также концентрацией нанодобавки, составляющей 0,05 % от массы цемента.

Микроскопический анализ показал, что образуется рельеф поверхности скола образцов высотой до 3479 нм. При этом на длине участка скола, равном 50 мкм располагается только одна воздушная пора, образованная в результате применения мелких полых стеклянных микросфер. Небольшая амплитуда рельефа поверхности (шероховатости) в исследуемом образце свидетельствует об упорядоченном равномерном расположении однородных мелких пор в микроструктуре пенофибробетона. Применение в данном составе нанодобавки «Тау-нит» и суперпластификатора, растворенных в воде затворения с помощью ультразвукового диспергатора, в основном, улучшило межчастичные электровзаимодействия на коллоидно-химическом уровне. Это способствовало повышению реакционной способности смеси при снижении водоцементного отношения, что приводит к возрастанию плотности и прочности межпоровых перегородок в структуре пенофибробетона.

Рис. 6. Топология поверхности скола образца пенофибробетона с применением полых стеклянных микросфер и нанодобавки «Таунит». Размер скана: 50 х 50 мкм

Для установления зависимости показателей прочностных характеристик пенофибробетона от совместного воздействия компонентов, входящих в его состав, был составлен математический план проведения полного 2-х факторного эксперимента. В качестве факторов варьирования были выбраны: X! - расход наноуглеродной добавки «Таунит» в процентах от массы цемента (интервал варьирования составляет 0,045 %), Х2 - расход суперпластификатора «ПОЛИПЛАСТ СП-4» в процентах от массы цемента (интервал варьирования составляет 0,05 %). В качестве параметра оптимизации были приняты показатели прочности на сжатие - У2 и на изгиб - У^ Для увеличения прочности на макро-

уровне применялось базальтовое волокно диаметром 13-17 мкм и длиной 6-12 мм. Пористая структура обуславливается использованием пенообразователя «ПБ-2000». В результате проведенных исследований установлено, что оптимальной дозировкой наноуглеродной добавки «Таунит» является диапазон от 0,01 % до 0,1 % от массы цемента. Оптимальная дозировка суперпластификатора составила от 0,45 % до 0,55 %.

В результате обработки матрицы математического планирования эксперимента получены уравнения регрессии, связывающие параметры прочности с совокупностью изменений характеристик его составляющих, а именно - концентрации наноуглеродной добавки и суперпластификатора в процентном содержании от массы цемента.

Уравнения регрессии У, = 2,892+2,926 ■ X, +1,967 ■ X,, У2 =4,093+5,482-X, + 2,6-Х2,

По величине коэффициентов функций цели в уравнении регрессии можно судить о влиянии каждого фактора варьирования на параметры прочности. Анализ полученных результатов исследований, согласно принятым зависимостям, показал, что прочность пенофибробетона на сжатие и на изгиб в большей степени возрастает с увеличением концентрации наноуглеродной добавки - XI, а менее интенсивно - при повышении концентрации суперпластификатора -Х2.Таким образом, комплексное введение аппретированных полых стек-лянных микросфер марки МС-ВП-А9* и углеродного наномодификатора под торговой маркой «Таунит» позволяет увеличить прочность пенофибробетонов, а так же повысить трещиностойкость при сохранении требуемой плотности.

В четвертой главе приведены разработанные оптимальные составы и технологии приготовления пенофибробетонов с использованием различных волокнистых наполнителей и пластифицирующих добавок, а так же с применением микроупрочнителей и наноуглеродных добавок.

Разработан и запатентован «Состав сырьевой смеси для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления» (Патент № 2422408 от 27.06.2011 г.), включающий микроупрочнители из полимерных и базальтовых волокон, суперпластификатор «Sika ViscoCrete - 3» и многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм. При использовании микроупрочнителей из полимерных волокон коэффициент конструктивного качества пенофибробетона составил 4,73, а базальтовых волокон - 5.62.

Обоснована возможность применения разработанных составов пенофибробетонов с использованием суперпластификатора «Полипласт СП-4», а также дисперсной арматуры из полимерных и базальтовых волокон. Установлено, что введение в сырьевую смесь дисперсной арматуры из полимерных и базальтовых волокон, суперпластификатора «Полипласт СП-4» способствует увеличению прочности на 25 - 27 % по сравнению с эталонным составом без суперпластификатора и волокнистых наполнителей.

Установлено, что использование комбинированной активации воды за-творения, включающей вакуумный метод и химический способ с применением

суперпластификаторов «81ка \ЧзсоСге1е - 3» и «Полипласт СП-3», а также дисперсной арматуры из полимерных и базальтовых волокон способствует увеличению прочности пенофибробетонов на 18 - 28 % при улучшенной удобоукла-дываемости смеси по сравнению с составом на обычной (неактивированной) воде.

Предложен ограждающий элемент в виде блока стандартных размеров 20x20x40 (см) с повышенными теплозащитными свойствами на основе пено-фибробетона с использованием полипропиленовых волокон. Изготовлены пе-нофибробетонные блоки с устройством в них системы параллельных воздушных прослоек толщиной 5 мм. Результаты исследований представлены в табл. 6.

Таблица 6

Значения коэффициентов теплопроводности предлагаемого

№ Число воз- Коэффициент теплопроводности Коэффициент теплопроводно-

п/п душных про- блока, X Вт/(мК) сти блока в кладке, X Вт/(м К)

слоек, Рп.б.=500 кг/м3 р„.б.=600 кг/м^ р„.б.=500 кг/м3 рп б.=600 кг/м3

5 =5мм

1 0 0,15 0,2 0,18 0,227

2 1 0,135 0,173 0,167 0,202

3 2 0,124 0,154 0,156 0,184

4 3 0,114 0,139 0,147 0,17

5 4 0,106 0,127 0,139 0,159

6 5 0,099 0,118 0,133 0,151

7 6 0,093 0,11 0,128 0,143

8 7 0,089 0,104 0,123 0,138

9 8 0,084 0,098 0,1195 0,132

10 9 0,081 0,093 0,116 0,128

Установлено, что с увеличением количества воздушных экранов происходит уменьшение коэффициента теплопроводности экранированного блока без снижения прочности. Наличие трех воздушных экранов в блоке с плотностью 600 кг/мЗ уменьшает коэффициент теплопроводности в 1,4 раза, а в блоке с плотностью 500 кг/мЗ в 1,3 раза по сравнению с полнотелым пенофибробетон-ным блоком. Это позволит улучшить энергоэффективность зданий и отказаться от использования дополнительных теплоизоляционных материалов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически проанализировано применение высокодисперсных волокнистых наполнителей, суперпластификаторов, наноуглеродных добавок и полых стеклянных микросфер в ячеистых бетонах. Обоснована возможность повышения эффективности процесса получения модифицированной мелкозернистой фибробетонной смеси, направленное на увеличение ее прочности на сжатие и растяжение при изгибе за счет использования компонентов, упрочняющих структуру пенофибробетона на микроуровне.

2. Установлены основные физико-механические и химические свойства

сырьевых компонентов применяемых пенофибробетонных смесей. Изучение свойств разработанных составов пенофибробетонов проводилось при помощи современных приборов разрушающего и неразрушающего контроля, а также методик, которые отвечают нормативной документации и обеспечивают достоверность полученных результатов. Исследование микроструктуры пенофибробетонных образцов производилось цифровым микроскопом «Альтами LCD» и сканирующим зондовым микроскопом Nanoeducator (NT-MDT).

3. Определено наиболее рациональное содержание фибровых волокон в бетонной смеси. Оптимальными являются составы фибробетона с концентрацией полипропиленовой фибры, составляющей 0,9 кг/м3, а базальтовой фибры - 1,0 кг/м3, которые приводят к максимальному увеличению прочности. Дальнейшее увеличение расхода фибры приводит к снижению прочности, а также к увеличению плотности.

4. В результате проведения исследований установлено, что по сравнению с другими пластифицирующими добавками применение суперпластификаторов «Sika ViscoCrete 5-800» и «ПОЛИПЛАСТ СП-4» вместе с пенообразователями «ПБ-2000» и «ПО-б» способствует получению составов пенофибробетонов с максимальной прочностью. При использовании этих добавок удалось понизить водоотделение и, как следствие, избежать расслаиваемости пенофибробетонной смеси.

5. Проведена оценка влияния аппретированных полых стеклянных микросфер марки МС-ВП-А9* на свойства пенофибробетонов. Анализ результатов испытаний показал, что максимальную прочность показали составы, в которых концентрация аппретированных полых стеклянных микросфер составляла 50 % и 100 %. При использовании полых стеклянных микросфер и нанодобавки «Та-унит», а так же фибровых волокон удалось снизить плотность пенофибробето-на, при этом увеличить прочностные характеристики и трещиностойкость на микроуровне.

6. Для установления зависимости показателей прочностных характеристик пенофибробетона от совместного воздействия компонентов, входящих в его состав, был составлен математический план проведения полного 2-х факторного эксперимента. Проведена оценка влияния концентрации аппретированных полых стеклянных микросфер марки МС-ВП-А9* в сочетании с разной концентрацией суперпластификатора «Sika ViscoCrete 5-800», а так же влияние наноуглеродной добавки «Таунит» и суперпластификатора «ПОЛИПЛАСТ СП-4».

7. Проведенный микроскопический анализ образцов пенофибробетонов показал, что в исследуемых образцах наблюдается более равномерная упорядоченная микроструктура с большим количеством мелких упорядоченных замкнутых воздушных пор, образованных, в основном, наличием большого количества достаточно прочных полых стеклянных микросфер. Промежуточное пространство между указанными воздушными прослойками скреплено достаточно прочными фибро-армированными перегородками цементной матрицы.

8. Разработан и запатентован новый состав пенофибробетонной смеси и технология ее приготовления, включающая предварительную обработку в уль-

тразвуковом диспергаторе с частотой 20 кГц суперпластификатора совместно с водой затворения и дополнительно вводимой наноуглеродной добавкой. Применение нанодобавки «Таунит» улучшило межчастичные электровзаимодействия на коллоидно-химическом уровне, что способствовало повышению реакционной способности смеси при снижении водоцементного отношения. В результате образуется упрочненная микроструктура межпоровых перегородок цементного камня, что наряду с применением в составе сырьевой смеси дисперсной арматуры из полимерных и базальтовых волокон, суперпластификатора «Sika ViscoCrete - 3» способствует увеличению прочности и коэффициента конструктивного качества ячеистых материалов, приготовленных по предлагаемому способу.

9. Предложен ограждающий элемент в виде блока стандартных размеров 20x20x40 (см) с повышенными теплозащитными свойствами на основе пе-нофибробетона с использованием полипропиленовых волокон. Изготовлены пенофибробетонные блоки с устройством в них системы параллельных воздушных прослоек толщиной 5 мм. Установлено, что с увеличением количества воздушных экранов происходит уменьшение коэффициента теплопроводности экранированного блока без снижения прочности. Наличие трех воздушных экранов в блоке с плотностью 600 кг/м3 уменьшает коэффициент теплопроводности в 1,4 раза, а в блоке с плотностью 500 кг/м3 в 1,3 раза по сравнению с полнотелым пенофибробетонным блоком.

10. Получен экономический эффект от применения новых составов пено-фибробетонных блоков путем частичной замены стандартного силикатного кирпича и уменьшения толщины стены. Это позволит значительно улучшить энергоэффективность зданий, снизить капитальные затраты на строительство и отказаться от использования дополнительных теплоизоляционных материалов.

Основные результаты диссертационной работы изложены в 13 публикациях, в том числе:

Работы, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях:

1. Перфилов В.А., Аткина A.B., Кусмарцева O.A. Применение модифицирующих микроармирующих компонентов для повышения прочности ячеистых материалов // Известия вузов. Сер.: Строительство. 2010. № 9. С. 11—14.

2. Влияние активированной воды затворения и модифицирующих добавок на прочность ячеистых бетонов / В.А. Перфилов, A.B. Котляревская, О.Н. Вольская, O.A. Кусмарцева // Вестн. ВолгГАСУ. Сер : Стр-во и архитектура. 2011. №22. С. 65—68.

Публикации в других изданиях:

3. Перфилов В.А., Котляревская A.B., Кусмарцева O.A. Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления : патент на изобретение № 2422408 ; бюл. № 18 от 27.06.2011.

4. Перфилов В.А., Алаторцева У.В., Аткина A.B. Фибробетоны с применением модифицирующих нанодобавок // Вопросы применения нанотехноло-гий в строительство : сб. докл. участников круглого стола, посвящ. Междунар.

недели строит, материалов. М. : МГСУ, 2009. С. 105—110.

5. Фибробетоны с макроупрочнителями и нанодобавками / В.А. Перфи-лов, У.В. Алаторцева, A.B. Аткина, O.A. Кусмарцева // Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса региона. Наука. Практика. Образование : материалы III Всерос. науч.-техн. конф., г. Волгоград — г. Михайловка, 22-23 окт. 2009 г. Волгоград : ВолгГАСУ, 2009. С. 236—238.

6. Перфилов В.А., Аткина A.B., Кусмарцева O.A. Фибробетоны с высокодисперсными волокнистыми наполнителями // Малоэтажное строительство: технологии и материалы, проблемы и перспективы развития в Волгоградской области : Международная науч.-практич. конф. в рамках Национального проекта «Доступное и комфортное жилье гражданам России». Волгоград : ВолгГАСУ, 2009. С. 89—91.

7. Наномодифицированная структура вяжущих фибробетонов / В.А. Перфилов, У.В. Алаторцева, A.B. Аткина, O.A. Кусмарцева // Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях Волгоградской области : материалы Всерос. науч.-техн. конф. Волгоград : Волг-ГУ, 2009. С. 373—380.

8. Перфилов В.А., Котляревская A.B., Кусмарцева O.A. Применение на-ноуглеродных трубок для повышения прочности пенобетонов с полимерными и базальтовыми фибровыми волокнами // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов : Международная науч.-практич. конф. Белгород : БГТУ, 2010. С. 257—260.

9. Перфилов В.А., Котляревская A.B., Кусмарцева O.A. Модифицированные фибропенобетоны // Научный потенциал молодых ученых для инновационного развития строительного комплекса Нижнего Поволжья : Международная науч.-практич. конф. Волгоград : ВолгГАСУ, 2011. С. 236—238.

10. Перфилов В.А., Котляревская A.B. Применение волокнистых наполнителей и суперпластификаторов для повышения прочности пенобетонов // Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов : 6 Международная конф. Волгоград : ВолгГАСУ, 2011. С. 251— 252.

11. Перфилов В.А., Лепилов В.И., Котляревская A.B. Пенофибробетон-ные блоки пониженной теплопроводности для ограждающих конструкций // Качество внутреннего воздуха и окружающей среды : 10-я Международная науч. конф. Волгоград : ВолгГАСУ, 2012. С. 439^44.

12. Энергоэффективные ограждающие элементы зданий и сооружений в суровых климатических условиях / A.B. Котляревская, В.А. Перфилов, А.Н. Гвоздков, В.И. Лепилов // Строительный комплекс России. Наука. Образование. Практика : Международная науч.-практич. конф. Улан-Уде, 11-14 июля 2012. С. 123—125.

13. Перфилов В.А., Лепилов В.И., Котляревская A.B. Разработка современных энергоэффективных строительных материалов с высокими теплотехническими показателями // Энергосбережение и энергоэффективность Волгограда : Международный форум. Волгоград, 2012. С. 188—193.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 15.01.2013 г. Формат 60x84 1/16. Гарнитура «Times New Roman». Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 7.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет Отдел оперативной полиграфии 400074, Волгоград, ул. Академическая, д. 1

Введение.

Глава 1. Ячеистые материалы с применением микроупрочнителей и модифицирующих добавок: направление, цель и задачи исследований.

1.1 Ячеистые пенобетонные смеси.

1.2 Влияние фибровых микроупрочняющих волокон на свойства пенофибробетона.

1.3 Влияние модифицирующих добавок на структуру пенобетона.

1.4 Выводы по главе 1.

1.5.Направление, цель и задачи исследований.

Глава 2. Характеристика материалов и оборудования.

Методика исследований.

2.1 Характеристика материалов для проведения исследований.

2.2 Характеристика оборудования и методы проведения экспериментов.

2.3 Выводы по главе 2.

Глава 3. Экспериментальные исследования пенофибробетонов с применением микроармирующих волокон и модифицирующих добавок.

3.1 Влияние пластифицирующих добавок на прочность цементно-песчаного раствора.

3.2 Влияние микроармирующих полимерных и базальтовых волокон на прочность мелкозернистого бетона.

3.3 Влияние вида пенообразователя и модифицирующих добавок на прочность и плотность пенофибробетонов.

3.4 Исследование влияния полых стеклянных микросфер на свойства пенофибробетонов.

3.5 Исследование влияния наноуглеродных добавок и полых стеклянных микросфер на свойства пенофибробетонов.

3.6 Выводы по главе 3.

Глава 4. Разработка оптимальных составов и технологии изготовления пенофибробетонов с использованием фибровых волокон и модифицирующих добавок.

4.1 Применение волокнистых наполнителей и суперпластификаторов для повышения прочности пенофибробетонов.

4.2 Применение наноуглеродных трубок и модифицирующих микроармирующих компонентов для повышения прочности и коэффициента конструктивного качества ячеистых материалов.

4.3 Влияние активированной воды затворения и модифицирующих добавок на прочность ячеистых бетонов.

4.4 Пенофибробетонные блоки пониженной теплопроводности для ограждающих конструкций.

4.5 Выводы по главе 4.

В последние годы, в связи с увеличением стоимости энергоресурсов, образовался устойчивый интерес к конструкционно-теплоизоляционным строительным материалам. Это позволит значительно улучшить энергоэффективность зданий, снизить капитальные затраты на строительство и отказаться от использования дополнительных теплоизоляционных материалов.

Одним из самых распространенных эффективных теплоизоляционных материалов является ячеистый пено- или газобетон. В настоящее время возрастает потребность в применении легких теплоизоляционных элементов ограждающих конструкций, обладающих необходимой прочностью на сжатие и растяжение, высокой трещиностойкостью и долговечностью. Этим требованиям в полной мере соответствуют дисперсно-армированные пенобетоны неавтоклавного твердения. В качестве армирующих бетонную матрицу компонентов наибольшее распространение получили полимерные и базальтовые фибровые волокна, которые, обладая малой плотностью, способствуют трехмерному повышению прочности и препятствуют образованию микротрещин.

Свойства каждого бетона тесно связаны с его структурой, которая, главным образом, обусловливается соотношением составляющих ее компонентов. На физико-механические свойства пенобетона оказывает влияние прочность межпоровых перегородок. При этом необходимо учитывать отрицательное воздействие на их прочность большого количества воды для затворения. Одним из путей увеличения прочности межпоровых перегородок является снижение водоцементного отношения, которое ведет к уменьшению капиллярной пористости материала и повышению его прочности.

Основываясь на проведенных ранее экспериментах, путем сравнения полиамидного, стеклянного, полипропиленового и базальтового волокна, установлено, что полипропиленовое и базальтовое волокно обладает рядом преимуществ. Применение высокодисперсных полимерных и базальтовых волокнистых наполнителей способствовало за счет высокой адгезии к цементной матрице увеличению прочностных характеристик тонких межпоровых прослоек в пенофибробетоне.

Установлена возможность улучшения физико-механических свойств пенофибробетонов за счет упрочнения структуры на микроуровне путем введения в пенобетонную массу аппретированных полых стеклянных микросфер или алюмосиликатных (керамических) полых микросфер. В настоящее время полые стеклянные и керамические микросферы использовались, в основном, для цементных тампонажных растворов, а применение их в пенофибробетонах находится в начальной стадии разработок, т.е. недостаточно изучено. Поэтому необходимо изучить влияние полых стеклянных микросфер на физико-механические свойства пенофибробетонов.

На основании анализа литературных данных по применению наномодификаторов различного происхождения выявлена необходимость проведения экспериментальных исследований по изучению влияния модифицирующих и наноуглеродных добавок на микро- и наноструктуру пенофибробетона с целью улучшения его теплоизоляционных и механических свойств.

В соответствии с вышеизложенным, целью научных исследований является получение пенофибробетонов с использованием полимерных и базальтовых дисперсных волокон, микропористых наполнителей, а также суперпластификаторов и модифицирующих нанодобавок, направленное на увеличение их прочности и коэффициента конструктивного качества, а также повышение эффективности процесса приготовления сырьевой смеси.

В связи с поставленной целью необходимо выполнить следующий ряд задач:

1. Определить наиболее оптимальное содержание подобранных микроармирующих полимерных и базальтовых фибровых волокон и оценить их влияние на физико-механические свойства смеси.

2. Исследовать влияние современных отечественных пластифицирующих добавок совместно с различными пенообразователями, способствующих снижению водоотделения и нерасслаиваемости пенофибробетонной смеси для получения составов с максимальной прочностью.

3. Произвести оценку влияния полых стеклянных микросфер на свойства пенофибробетонов для снижения плотности пенофибробетона и увеличения прочностных характеристик на микроуровне.

4. Для установления зависимости показателей прочностных характеристик пенофибробетона на микро- и наноуровне от совместного воздействия компонентов, входящих в его состав, произвести оценку влияния концентрации полых стеклянных микросфер в сочетании с подобранными суперпластификаторами и наноуглеродной добавкой.

5. Исследовать структуру образцов пенофибробетонов в микро- и нанодиапазоне с помощью цифрового стереомикроскопа «Альтами LCD» и сканирующего зондового микроскопа «Nanoeducator (NT-MDT)».

6. Разработать новые составы и технологии приготовления конструкционно-теплоизоляционных пенофибробетонов с увеличением прочности и коэффициента конструктивного качества.

7. Для практического внедрения результатов исследований предложить ограждающий элемент с повышенными теплозащитными свойствами на основе разработанных составов пенофибробетона.

Научная новизна работы

1. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено применение высокодисперсных волокнистых наполнителей, суперпластификаторов, наноуглеродных добавок и полых стеклянных микросфер для повышения эффективности процесса получения модифицированной мелкозернистой фибробетонной смеси, направленное на увеличение ее прочности на сжатие и растяжение при изгибе за счет использования компонентов, упрочняющих структуру пенофибробетона на микро- и наноуровне.

2. Экспериментально подтверждена возможность применения суперпластификаторов «81ка Л/ЪсоС^е 5-800» и «ПОЛИПЛАСТ СП-4» вместе с пенообразователями «ПБ-2000» и «ПО-6» и получения составов пенофибро-бетонов с максимальной прочностью.

3. Установлено влияние концентрации аппретированных полых стеклянных микросфер марки МС-ВП-А9* в сочетании с разной концентрацией суперпластификатора «81ка УЬсоО^е 5-800», а также наноуглеродной добавки «Таунит» и суперпластификатора «ПОЛИПЛАСТ СП-4» на увеличение прочности и коэффициента конструктивного качества пенофибробетона.

4. Разработаны новые составы пенофибробетонной смеси и технология ее приготовления, включающая предварительную обработку в ультразвуковом диспергаторе с частотой 20 кГц суперпластификатора совместно с водой затворения и дополнительно вводимой наноуглеродной добавкой, что улучшило межчастичные электровзаимодействия на коллоидно-химическом уровне и способствовало повышению реакционной способности смеси при снижении водоцементного отношения.

Практическое значение работы

1. Разработанный и запатентованный «Состав сырьевой смеси для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления» (Патент № 2422408 от 27.06.2011 г.), включающий микроупрочнители из полимерных и базальтовых волокон, суперпластификатор «81ка Х^БсоСгеге - 3» и многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм способствует увеличению прочности и коэффициента конструктивного качества пенофибробетона, приготовленного по предлагаемому способу.

2. Разработан ограждающий элемент в виде блока стандартных размеров 20x20x40 (см) на основе пенофибробетона с устройством в нем системы параллельных воздушных прослоек толщиной 5 мм. Установлено, что с увеличением количества воздушных экранов происходит уменьшение коэффициента теплопроводности экранированного блока без снижения прочности.

3. Внедрение результатов исследований осуществлялось при строительстве малоэтажных коттеджных зданий. Экономический эффект от применения новых составов пенофибробетонных блоков путем частичной замены стандартного силикатного кирпича и уменьшения толщины стены составил 54000 руб. при общей площади теплоизолируемой поверхности 288 м2.

Достоверность результатов

- Изучение свойств разработанных составов пенофибробетонов проводилось при помощи современного оборудования и методик, включая приборы неразрушающего контроля для определения прочности (ультразвуковой прибор Пульсар-1.2.) и теплопроводности - «МИТ-1», которые отвечают нормативной документации и обеспечивают достоверность полученных результатов;

- применялись современные методы математической статистики для обработки экспериментальных данных с минимальной погрешностью;

- исследование микро- и наноструктуры пенобетонных образцов производилось современным цифровым микроскопом «Альтами LCD» и сканирующим зондовым микроскопом Nanoeducator (NT-MDT).

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Четвертом Международном форуме по нанотехнологиям (5-7 октября, 2011 г. - Москва: ГК Роснанотех); Международной неделе строительных материалов, посвященной 65-летию образования строительно-технологического факультета (2009г. - Москва: МГСУ); 3-й Всероссийской научно-практической конференции «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса региона», (г. Михайловка, Волгоградской области, 22-23 октября 2009г.); Международной научно-практической конференции «Научный потенциал молодых ученых для инновационного развития строительного комплекса Нижнего Поволжья» (г. Волгоград, ВолгГАСУ, 2009г., 2011г.); Всероссийской научно-технической конференции «Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях Волгоградской области» (г.Волгоград, ВолгГУ , 2009г.); Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (г.Белгород: БГТУ, 2010г.); 6-й Международной конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (г. Волгоград: ВолгГАСУ , 2011 г.); 10-й Международной научной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» (г.Будапешт, 2012г.); Международной научно-практической конференции «Строительный комплекс России. Наука. Образование. Практика». (г.Улан-Уде, 2012г.); Международном форуме «Энергосбережение и энергоэффективность Волгограда» (г.Волгоград, 2012г.). Публикации. Результаты диссертационной работы и выполненных исследований изложены в 13 публикациях, в том числе: 2 работы опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях определенных ВАК, получен патент на изобретение РФ № 2422408 от 27.06.2011 г. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы, включающего 138 наименований, и приложения. Содержит 161 страницу машинописного текста, в том числе 46 рисунков и 46 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически проанализировано применение высокодисперсных волокнистых наполнителей, суперпластификаторов, наноуглеродных добавок и полых стеклянных микросфер в ячеистых бетонах. Обоснована возможность повышения эффективности процесса получения модифицированной мелкозернистой фибробетонной смеси, направленное на увеличение ее прочности на сжатие и растяжение при изгибе за счет использования компонентов, упрочняющих структуру пенофибробетона на микроуровне.

2. Установлены основные физико-механические и химические свойства сырьевых компонентов применяемых пенофибробетонных смесей. Изучение свойств разработанных составов пенофибробетонов проводилось при помощи современных приборов разрушающего и неразрушающего контроля, а также методик, которые отвечают нормативной документации и обеспечивают достоверность полученных результатов. Исследование микроструктуры пенофибробетонных образцов производилось цифровым микроскопом «Альтами LCD» и сканирующим зондовым микроскопом Nanoeducator (NT-MDT).

3. Определено наиболее рациональное содержание фибровых волокон в бетонной смеси. Оптимальными являются составы фибробетона с концентрацией полипропиленовой фибры, составляющей 0,9 кг/м3, а базальтовой фибры - 1,0 кг/м3, которые приводят к максимальному увеличению прочности. Дальнейшее увеличение расхода фибры приводит к снижению прочности, а также к увеличению плотности.

4. В результате проведения исследований установлено, что по сравнению с другими пластифицирующими добавками применение суперпластификаторов «Sika ViscoCrete 5-800» и «ПОЛИПЛАСТ СП-4» вместе с пенообразователями «ПБ-2000» и «ПО-6» способствует получению составов пенофибробетонов с максимальной прочностью. При использовании этих добавок удалось понизить водоотделение и, как следствие, избежать расслаиваемости пенофибробетонной смеси.

5. Проведена оценка влияния аппретированных полых стеклянных микросфер марки МС-ВП-А9* на свойства пенофибробетонов. Анализ результатов испытаний показал, что максимальную прочность показали составы, в которых концентрация аппретированных полых стеклянных микросфер составляла 50 % и 100 %. При использовании полых стеклянных микросфер и нанодобавки «Таунит», а так же фибровых волокон удалось снизить плотность пенофибробетона, при этом увеличить прочностные характеристики и трещиностойкость на микроуровне.

6. Для установления зависимости показателей прочностных характеристик пенофибробетона от совместного воздействия компонентов, входящих в его состав, был составлен математический план проведения полного 2-х факторного эксперимента. Проведена оценка влияния концентрации аппретированных полых стеклянных микросфер марки МС-ВП-А9* в сочетании с разной концентрацией суперпластификатора «81ка Л^соС^е 5-800», а так же влияние наноуглеродной добавки «Таунит» и суперпластификатора «ПОЛИПЛАСТ СП-4».

7. Проведенный микроскопический анализ образцов пенофибробетонов показал, что в исследуемых образцах наблюдается более равномерная упорядоченная микроструктура с большим количеством мелких упорядоченных замкнутых воздушных пор, образованных, в основном, наличием большого количества достаточно прочных полых стеклянных микросфер. Промежуточное пространство между указанными воздушными прослойками скреплено достаточно прочными фибро-армированными перегородками цементной матрицы.

8. Разработан и запатентован новый состав пенофибробетонной смеси и технология ее приготовления, включающая предварительную обработку в ультразвуковом диспергаторе с частотой 20 кГц суперпластификатора совместно с водой затворения и дополнительно вводимой наноуглеродной добавкой. Применение нанодобавки «Таунит» улучшило межчастичные электровзаимодействия на коллоидно-химическом уровне, что способствовало повышению реакционной способности смеси при снижении водоцементного отношения. В результате образуется упрочненная микроструктура межпоро-вых перегородок цементного камня, что наряду с применением в составе сырьевой смеси дисперсной арматуры из полимерных и базальтовых волокон, суперпластификатора «Б1ка У1БСоСге1е - 3» способствует увеличению прочности и коэффициента конструктивного качества ячеистых материалов, приготовленных по предлагаемому способу.

9. Предложен ограждающий элемент в виде блока стандартных размеров 20x20x40 (см) с повышенными теплозащитными свойствами на основе пенофибробетона с использованием полипропиленовых волокон. Изготовлены пенофибробетонные блоки с устройством в них системы параллельных воздушных прослоек толщиной 5 мм. Установлено, что с увеличением количества воздушных экранов происходит уменьшение коэффициента теплопроводности экранированного блока без снижения прочности. Наличие трех возЛ душных экранов в блоке с плотностью 600 кг/м уменьшает коэффициент теплопроводности в 1,4 раза, а в блоке с плотностью 500 кг/м в 1,3 раза по сравнению с полнотелым пенофибробетонным блоком.

10. Получен экономический эффект от применения новых составов пе-нофибробетонных блоков путем частичной замены стандартного силикатного кирпича и уменьшения толщины стены. Это позволит значительно улучшить энергоэффективность зданий, снизить капитальные затраты на строительство и отказаться от использования дополнительных теплоизоляционных материалов.

1. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М. : Химия, 1979. 568 с.

2. Алаторцева У.В. Конструкционные сталефибробетоны, модифицированные комплексными углеродными микро- и наноразмерными добавками : автореф. дис. . канд. техн. наук. Волгоград, 2011.

3. Андреева А.Б. Пластифицирующие и гидрофобизирующие добавки в бетонах и растворах : учеб. пособие для СПТУ. М. : Высш. шк., 1988. 55 с.

4. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. 2-е изд., перераб. и доп. М., 1998. 768 с.

5. Бирюкович К.Л., Бирюкович Ю.Л., Бирюкович Д.Л. Стеклоцемент. Киев, 1986. 97 с.

6. Браутман Л., Крок Г. Композиционные материалы. Т. 6. Механика разрушения. М. : MPIP, 1969. 660 с.

7. Ваучский М. Наномодификация бетона — абсолютная реальность // Строительство: новые технологии, новое оборудование. 2009. № 2. С. 47—52.

8. Вернеке Детлеф «Влияние приказа об энергоэкономии (EnEV) 2009 на строительство» //Возведение стен. 2008. № 3.

9. Влияние активированной воды затворения и модифицирующих добавок на прочность ячеистых бетонов / В.А. Перфилов, A.B. Котляревская, О.Н. Вольская, O.A. Кусмарцева // Вестник ВолгГАСУ. Сер.: Архитектура и строительство. 2011. Вып. 22 (41). С. 65—68.

10. Ю.Войлоков И.А. Дисперсно-армированные бетоны // Популярное бето-новедение. 2007. № 6. С. 18—21.

11. ВСМ. Волокно строительное микроармирующее Электронный ресурс. URL: www.volokno.su (дата обращения: 15.12.2012).

12. Галант Электронный ресурс. URL: http://www.biopor.ru/publications/plus-minus.html (дата обращения: 15.12.2012).

13. З.Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий : учеб. для вузов по специальности «Прозводство строительных изделий и конструкций». М. : Высш. шк., 1989. 384 с.

14. ГОСТ 10060.3*. Бетоны. Дилатометрический метод ускоренного определения морозостойкости. М., 1995. 11 с.

15. ГОСТ 10178. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.

16. ГОСТ 10180*. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

17. ГОСТ 12730.5. Бетоны. Методы определения водонепроницаемости.

18. ГОСТ 17624*. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

19. ГОСТ 17811. Мешки полиэтиленовые для химической продукции. Технические условия.

20. ГОСТ 2226. Мешки бумажные. Технические условия.

21. ГОСТ 24211. Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия.

22. ГОСТ 25485—89. Бетоны ячеистые. Технические условия. М. : Изд-во стандартов, 1989. 15 с.23 .ГОСТ 29167. Бетоны. Методы определения характеристик трещино-стойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении.

23. ГОСТ 30256. Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности цилиндрическим зондом.

24. ГОСТ 31108—2003. Цементы общестроительные. Технические условия.

25. ГОСТ 6732.3. Красители органические, продукты промежуточные для красителей, вещества текстильно-вспомогательные. Упаковка.

26. ГОСТ 8735—93. Песок для строительных работ. Методы испытаний.

27. ГОСТ Р 50588-93. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний

28. Добавки в бетон : справ, пособие / B.C. Рамачандран, М. Коллепарди и др. ; под ред. B.C. Рамачандрана ; пер. с англ. Т.И. Розенберг и С.А. Болдырева ; под ред. A.C. Болдырева и В.Б. Ратинова. М. : Стройиздат, 1988. 575 с.

29. Иваницкий В.В., Сапелин H.A., Бортников A.B. Теоретические и практические аспекты оптимизации структуры пористых бетонов // Строительные материалы. 2002. № 3. С. 32—33.

30. Казанский М.Ф., Луцик П.П., Олейников В.Н. Влияние влаги на нестационарный тепло- и массоперенос в капиллярно-пористых телах. Совещание по тепло- и массообмену. Минск, 1961. С. 69—81.

31. Касторных Л.И. Добавки в бетоны и строительные растворы : учебно-справочное пособие. Изд. 2-е. Ростов н/Д : Феникс, 2007. 221 с.

32. Ковалевский В.И., Бойков Г.П. Методы теплового расчета экранной изоляции. М. : Энергия, 1974. 200 с.

33. Кондратьев В.В., Морозова H.H., Хозин В.Г. Структурно-технологические основы получения сверхлегких пенобетонов // Строительные материалы. 2002. № 11. С. 35—37.

34. Королев A.C., Волошин Е.А., Трофимов Б .Я. Оптимизация состава и структуры конструкционно-теплоизоляционного ячеистого бетона // Строительные материалы. 2004. № 3. С. 30—32.

35. Крашенинников А.Н. Автоклавный термоизоляционный пенобетон. М. : Госэнергоиздат, 1959. 237 с.

36. Кретова У.Е. Инновационный наполнитель для цементных систем — керамические микросферы // Вестник МГСУ. 2010. № 4. С. 37—39.

37. Кретова У.Е. Полые микросферы — эффективный наполнитель для строительных и тампонажных растворов // Промышленное и гражданское строительство. 2010. № 9. С. 46—48.

38. Кретова У.Е. Разработка инновационного строительного материала с применением керамических микросфер // Сб. докл. Международной науч.-технич. конф. студентов, апрель 2010 г. М. : МГСУ. С. 127—130.

39. Кривицкий М.Я., Левин Н.И., Макаричев В.В. Ячеистые бетоны (технология, свойства и конструкции). М.: Москва, 1972. 138 с.

40. Крылов Б.А. Фибробетон и его свойства : обзор ЦРШИС. М., 1979. Вып. 5. 53 с.

41. Кудряшев И.Т., Куприянов В.П. Ячеистые бетоны (виды, свойства и применение). М.: Госстройиздат, 1959.

42. Ланкард Д.К., Дикерсон Р.Ф. Железобетон с арматурой из обрезков стальной проволоки // Строительные материалы за рубежом. 1971. № 9. С. 2—4.

43. Лепилов В.И. Исследование теплофизических свойств и характеристик систем массивных экранов : автореф. дис. . канд. техн. наук. Астрахань, 2007.

44. Мартынов В.И., Мартынова Е.Б., Закорчемный Ю.О. Управление мак-роструктурными параметрами и свойствами пенобетона // «Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі да споруди». Рівне, 2001. Вип. 6. С. 47—50.

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

46. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М. : Энергия, 1973.320 с.

47. Модифицирующая добавка Электронный ресурс. // Производство протеиновых добавок. URL: http://www.penoprom.ru/index.php/prodykcia/plastifikator (дата обращения: 15.12.2012).

48. Моргун JI.B. Структурообразование и свойства фибропенобетонов неавтоклавного твердения (теория и методология рецептурно-технологического регулирования): автореф. дис. . д-ра техн. наук. Ростов н/Д, 2005.

49. Моргун JI.B., Моргун В.Н. Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее изготовления : патент на изобретение № 2206544, приоритет от 17.05.2001 ; зарег. в Государственном реестре изобретений 20.06.2003.

50. Оборудование для производства пенобетона Электронный ресурс. URL: www.penobet.ru. (дата обращения: 15.12.2012).60000 «Си Айрлайд» Электронный ресурс. URL: www.airlaid.ru (дата обращения: 15.12.2012).

51. Орешкин Д.В. Высококачественные цементные тампонажные материалы с полыми стеклянными микросферами // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2003. № 7. С. 20—31.

52. Орешкин Д.В. Тампонажный материал для надежного цементирования нефтяных и газовых скважин // Долговечность и защита конструкций от коррозии. М. : НИИЖБ, 1999. С. 591—595.

53. Орешкин Д.В. Теплоизоляционный материал с полыми стеклянными микросферами // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2002. № 10. С. 29—35.

54. Парфенов A.B. Ударная выносливость бетонов на основе стальной и синтетической фибры : автореф. дис. . канд. техн. наук. Уфа, 2004.

55. Перфилов В.А., Алаторцева У.В., Тюрин A.A. Фибробетоны с повышенной прочностью, трещиностойкостью, морозостойкостью, водонепроницаемостью и долговечностью // Строймастер. 2008. № 1. С. 22.

56. Перфилов В.А., Аткина A.B., Кусмарцева O.A. Применение модифицирующих микроармирующих компонентов для повышения прочности ячеистых материалов // Известия вузов. Строительство. № 9. Новосибирск, 2010. С. 11—14.

57. Перфилов В.А., Зубова О.М., Неизвестный Д.Л. Применение базальтовых волокон и модифицирующей добавки для повышения прочностных характеристик тяжелых бетонов // Известия вузов. Строительство. 2011. № 12. С. 46—49.

58. Перфилов В.А., Котляревская A.B., Кусмарцева O.A. Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления : патент на изобретение № 2422408 ; бюл. № 18 от 27.06.2011.

59. Перфилов В.А., Лепилов В.И. Керамзитобетонный блок с высокими теплозащитными свойствами // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Сер.: Технические науки. 2008. № 6. С. 116—120.

60. Перфилов В.А., Лепилов В.И., Котляревская A.B. Пенофибробетонные блоки пониженной теплопроводности для ограждающих конструкций // Качество внутреннего воздуха и окружающей среды : 10-я Международная науч. конф. Волгоград: ВолгГАСУ, 2012. С. 439-Н44.

61. Перфилов В.А., Митяев С.П. Расчет фибробетона с нанодобавкой : свид. о гос. per. программы для ЭВМ № 2009612195 от 29.4.2009.

62. Полипласт СП-4 Электронный ресурс. // Идея. Качество. Материя. URL: http://www.polyplast-un.ru/products/29/152/. (дата обращения: 15.12.2012).

63. Полые стеклянные микросферы Электронный ресурс. // НПО «Стеклопластик». URL: http://ww4v.advtech.Ri/npostel<loplastik/prod3 stekl microsfery.php (дата обращения: 15.12.2012).

64. Рабинович Ф.Н. Дисперсно армированные бетоны. М. : Стройиздат, 1989. 176 с.

65. Раптунович Г.С., Полак А.Ф. К теории прочности анизотропных структур гидратационного твердения // Строительные конструкции и материалы. Защита от коррозии : сб. тр. НРПШромстроя. Уфа, 1982. С. 118— 122.

66. ЮО.Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. М. : Стройиздат, 1993. 416 с.

67. Ю1.Ружинский С. и др. Все о пенобетоне. 2-е изд., улуч. и доп. СПб. : Строй Бетон, 2006. 630 с.

68. Сахаров Г.П., Стрельбицкий В.П. Поробетон и технология его производства в XXI веке // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2000. № 6. С. 10—11.

69. Свойства тампонажных растворов с полыми керамическими микросферами / Д.В. Орешкин, К.В. Беляев, B.C. Семенов, У.Е. Кретова // Инженер-нефтяник. 2010. № 3. С. 43—44.

70. Синергетический подход при выборе оптимальных дисперсных наполнителей композиционных материалов / А.Н. Бормотов, А.П. Прошин, Е.В.

71. Королев, В.А. Смирнов // Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения : сб. тр. 8 академических чтений. Самара, СГАСУ, 2004. С. 87—90.

72. Юб.СНиП 23-02—2003. Тепловая защита зданий. М. : Госстрой России, 2004. 28 с.

73. Способ дегазации жидкости и устройство для его осуществления / В.В. Буровников, А.И. Сердюков, В.Г. Гомарник, В.А. Байдуков : патент на изобретение № 2166349 ; опубл. 10.05.2001.

74. Сравнение бетона и газобетона Электронный ресурс. // Строительные технологии. Оборудование «Вибромастер» для производства строительных материалов. URL: http.7/vibromaster.ru/sravnenie-penobetona-i-gazobetona.php (дата обращения: 15.12.2012).

75. Сравнительная характеристика синтетических и органических пенообразователей Электронный ресурс. // All Beton. Весь бетон. URL: http://www.allbeton.ru/article/276/15.html (дата обращения: 15.12.2012).

76. ПО.Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2008. № 10.

77. Ш.Структурообразование и разрушение цементных бетонов / В.В. Бабков, В.Н. Мохов, С.М. Капитонов, П.Г. Комохов. Уфа : Уфимский полиграфкомбинат, 2002. 376 с.

78. Сулименко Л.М. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе : учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М. : Высш. шк., 2005. 334 с.

79. Сырьевая смесь для получения облегченного тампонажного раствора / Д.В. Орешкин, К.В. Беляев, B.C. Семенов, У.Е. Кретова, Ю.В. Макаренкова : патент на изобретение от 05.09.2012 ; заявка № 2011126957/03(039922) ; приоритет от 01.07.2011.

80. Тарасенко В.Н. Теплоизоляционные и конструкционно-теплоизоляционные пенобетоны с комплексными добавками : автореф. дис. . канд. техн. наук. Белгород, 2001.

81. Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов : учебное пособие для вузов / К.Э. Горяйнов, К.Н. Дубенецкий, С.Г. Васильков, Л.Н. Попов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М. : Стройиздат, 1976. 536 с.

82. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. М. : Химия, 1983. 264 с.

83. ТУ 2166-001-02069289-2006.

84. ТУ 2297-005(006)-40394291 -02.120.ТУ 2481-185-05744685-01.

85. ТУ 2493-002-13613997—2007.

86. ТУ 5743-007-44628610—2008.

87. ТУ 5745-026-58042865—2007.

88. ТУ 5745-333-05800142-2008.125.ТУ 6-19-264.126.ТУ 6-19-74.127.ТУ 6-48-91-92.

89. ТУ В В.2.7-26.8-32673353-001-2007.

90. ТУ-2272-006-13429727-2007.

91. Ухова Т.А. Неавтоклавный поробетон для однослойных ограждающих конструкций // Бетон и железобетон. 1997. № 5. С. 41—43.

92. Холмянский М.М. Контакт арматуры с бетоном. М. : Стройиздат, 1981. 184 с.

93. Цементные композиции повышенной коррозионной стойкости, армированные базальтовыми волокнами Электронный ресурс. //

94. Строительные технологии Сибири. URL: http://www.sts54.ru/public/10.php (дата обращения: 15.12.2012).

95. Шахова Л.Д. Некоторые аспекты исследований структурообразования ячеистых бетонов неавтоклавного твердения // Строительные материалы — наука. 2003. С. 4—7.

96. Эффективные фиброармированные материалы и изделия для строительства / А.И. Вахмистров, В.И. Морозов, Ю.В. Пухаренко, А.Н. Дмитриев, У.Х. Магдеев // Промышленное и гражданское строительство. 2007. № 10. С. 43—44.

97. Bentur A., Mindess S. Fiber reinforced cementitious composites. Elsevier Applied Sience. London & New York, 1990. P. 348—351.

98. Hannant D.J. Fibre cement ang concrete // Dep. Civil. Eng. University Surrey. N.Y., 1978. 76 p.

99. Muraplast FK 88 (050). Сильный пластификатор для бетона, железобетона и предварительно напряженных железобетонных конструкций Электронный ресурс. URL: http://www.mc-bauchemie.ru/products/files/new file.476.pdf (дата обращения: 15.12.2012).