автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Стеновые строительные изделия на основе отходов асбестоцементного производства (технология и свойства)

ЮТОЕСКИП ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫ;! УНИВЕРСИТЕТ ; ^^ На правах рукописи

*■' Ёагаутдннов Анас Амирзяношп

СТЕНОВЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ АСвЕСТОЦЕКЕНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА «ТЕХНОЛОГИЯ Н СВОЙСТВА»

05.23.С5. - Строительные материалы к изделия '

Авторафарат диссертация на соксканйэ 1 ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1394

Работа выполнено в Московской Государственной строитель^ ноы университете •

Научные руководители: - доктор технических наук,

профессор Горчаков Г.И., доктор технических наук Лкфанов И.И.

Официальный оппоненты: - доктор технических Наук,

профессор Горрхов B.C. - кандидат технических наук, профессор Попов Л.Н.

| i . Еодушя организация, - НПО "Асбьстоцомэнт"

О

Защита состоится аг^аУ. 1934 г. С " " чссэв

в аудитории П 7 на аасадашш дцссертенЕэшюго совзта К 053.11.02 а ЫГСУ по адресу: г.Сосква, Оя.";уовая Hadapaatan, д.8. j

С диссертацией ыогшо' ознаиоиаться в бкблиотзхо ушшарсп-тетп. .1

Просим Бас принять участка в обсуцдоиап и направить Еаы отзыв по адросу: II3II4, Mocmia, Ярослзвсхоэ соссэ, д.23,'• ЫГСУ, УВДк'ыл Соват.

Лзторзферат. разослан " " ^ IS34 г. й ■/3*3-/г г/>

УчйшШ секретарь длссарташюкного совета

bi'i.o'JB Ь.А.

- 5 -

•СБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛБОТН

АКТУАЛЬНОСТЬ. ОДНИМ пз СЛЗДСТЗДЙ прокыплвиной РЧПОЛЕЦИИ явилась деградация окологпччских скстек: рост потрэблэния природных ресурсов н накопление отходов неблагоприятно сказывается нь состоянии окруЕзигзЯ среди. Грядусэя трэтья (по классификации Э.Тоффяэра) технологическая революция дол^ш реализовать концепция ¡экологически чистого производства, гдз отходи производства одного продукта становись бы сырьем для ПрОИВВОДОТЕа другого.

При производство асбзстоцб'сзнтних изделий образуется значительное колггсгство сухих к злзгных отходов, способных частично пли полностью зацепить природное сирье необходимое для прокишэнкости строительных гатёрпалов. Позтоку разработка дейвых строительных каториалгоа с использование» отходов есбестоцелэнткого производства .«шяотся актуальной проб-

ЛЗЮй.

Рабочая гипотеза. Согрето получение из основе сухих ас-бестоцеюггсных отходов (АЦО) стеновых. кагврзахов с заданным« свойствам без введения зяхугох вегестг и энергозатрат на сб-п:г и погод отходов, пркмзиад дробяЗнкуэ сухка АЦО оптимзль- . кого зврногого состава с дсбзпкоЛ: кртггзгЗпгстого ко^лононта.

Цзль и задачи дксссрташ'.скноЗ рзС-оти. Паль» кастоя™й рзботм является разработка, конкурентоспособного материала для изготовления стековых строительных изделий ¡¡а основе сухих АЦО и комплексное изучание его структуры и свойств.

Для осуществления цели необходимо репггь следуйте задачи:

- изучение осношшх токсиколого-гигиенических, флзихо-механи-чэскнх I! технологических свойств АЦО;

- разработка епткмзлыюго состава композит на основе сухих ДНО и рациональных технологических параметров-получения материалов но их основе; .

- изучение структура и основных физико-механических и гидрофизических. свойств разработанного ьзтарнала; -обоснование"модели физической структуры материала и разработки кетода расчЗта его теплопроводности;

- исследование теплопроводности материала на основе сухих АЦО в зависимости от температуры и платности " улучшение его гидрофизических и теплофизических свойств; ■

— А —

- разработка технологической схемы производства становых камней на основе сухих АЛО;

- опытно-прошш^нное t-пробовакке и технкко-зкояомичбская оценка целесообразное т.: организации производства становых камней на основа сухи? АЦО.

- теоретически обоснована и зкепернкзнтально доказана возможность получения cTf-нзсого -сат&ркага на композиций на основе сухих АЦО и сэлошлзковой сизси (БШС) без введения вяжудах ве-езств, углублены представления о Зоршровании его структуры;

- предложена: модель физической структуры бетонов и разработан метод расчёта их теплопроводности в зависимости от состава, структуры, влажности итещэратуры, апробированный результатам исследования теплофизических свойств î метод. позволяет прогнозировать сезонные изменения термического сопротивления наружных ограждений; *

- получены кэгеивтотеекпе ювзш дли исследования индшгдуального влияния факторов на теплопроводность к прочность бе-тока и оптимизации Сизшмздашпесквх и теплофлзпческш; свойств разработанного ьятериала;

Практическое зиачеик? работы. Разра£отш:а u ormuacuipo-вана при пошая штештхческого планирования зкеперюэнтп композиция на основе су;:нх АЛО с добавкой которая позволяет получать стеновые штериглы :» нзде-хпя садаяких ceoïïcïb без введения' вязгуиызс сжзств (патент Российской фздэрашп' й £008294). Определены технологические параметры, оОсспечивав-nsiti получение структуры материала с требуекьми свойствами.

В результате исследований теплопроводности.строительных китерквлэв автором Сило внесено прадло£2ш;з б 1Ш строительной физики использовать в норгазс расчетный ».¡отод определения коэффициентов теплопроводности. Сетонов, который учтен при разработке проекта кзь;зненкГ1 и дополнений гласи СНиП 11-3-79'*"'"Строителькая теплотехника".

Апробатш рпботн. Результаты втолканных исследований были опробованы в ш "КБИН" г.Кал1ЯШнграда Московской области и в Ш "Ж" г.Улан-Удэ. ВыпуЕзнная в МП "МАГ" опытная . партия стеновых, каг^ей на основе дроблгннш: сухих АЦО, ссбсс-тощаантноа шш от розка и шамовки с добавкой БЕС погюслалз

■ ~s~

сзшюшть'74,5 тонн пеьйнта, IG-i.G м* кварцевого песка', ¿ъянышэ bl'Soo отходов в огзплы. Расчбтннй экономический еФ-ф2'{? составил 138,72 рубЛ:4 я цейзх июня 1992г.

Публикации. Основные положения дкссэрташга опубликованы •V 4 псчатннх работах общим обгоном 3,2 печ. л.

Структура и объ5м работы,. Диссертация бостоят кз введения, пяти глаз, общих, виводовсписка лггерзтурн из 134 наи-f3¡»0Eannñ ц прилоггиня, 'содержащего пктн о внедрзнии, блок-схему г: прогрзюш 'для ЗБК. Дисертацая содврян 216 страниц ?лглноп:<снсго текста, SI рксупок к íi3 таблицы.

Автор ваш.шпат:

- рззультаты ¿тр'уктурнизс исследований;, язлявдася теоретический обоснованием тэхнохогнн строительных кздэлрй' требуемых свойств кз конпсзиш'П на оснозе сутах <Ш0 без введения зяку-гл" зешзств;

- модель ¡.¿лзической структуры :t метод расчета и прогнознропа-ния теплопроводности строительных кс;г.озатов в зависимости от иг. состава, структуры, злзгиостя тэ!Яерзтуры.

- 1«зтйШТкчсск;:й коде-..:: оснопкиг. фааийэ-ют.анических и тепло-íuiunijcxiis cco¡;-:td рз'.1рзяот-5ниого г'лтерналз;

- технология получ&нкл стсиозух чзтелчй на основа сухих АЛО с добявкой 32:3, в::дичзя гкдрофзйнэдцйв готеризла.

СОДЕРЕАНИЕ PA50Tt!

В связи: с переводом экономики на рыночные отношения всё боле;з остро зстаат.проблемы снимания кзтериало- и энергоемкости производства строительных материалов. Как показывает пере/овой отечестпенкыЯ и зарубежный опыт, использование в кзчэстзе компонентов строительных изделий бтходов производств япляется одним пэ перспективных путей решения указанной проблемы. Эффективность применения отходов оказывается осЗ зыеэ при учёте синения загрязнения окружающей среды.

дсбестоце'лентниэ »¿атеркалы имеет, при высокой прочности, низкую теплопроводность, ncsTOfry перспективно использование at отходов как сирья для станссиг. «эториалов.

В связи с распространением мнения о возможности тягйлых легочных габо.'нвнний (мезотелтемэ плевры, рак яЗп::!х) у работают с псбестом, га рубежом наЗлвдаетйя отрицательное отно-

- в -

шэниа.к применении ообосто в промкшяонноотн н строительство и колание заменять его равноценным безврэдньш материалом.

Однако, посла проведённых бо^э глубоких исследований, в 1989 г. ЕРА (ЛгентстЕО по охрано округавпай срадц США) отш-нило ccoii предюлэнкя о необходимости полного сапрета асбеста сдслаинно им 1.02.81; Институт CEA г.о вопросом асбеста, Всо-кириое Ойшэстео вдра iooxpsnsiüin (ШЗ) и [.Ьедупародпзл Организация труда (? СТ) тгкха считают, что асбост ш опасан дzh здоровья, если вагрязнанко по npcaiaaoT научно обоснованниэ норш, о найменао гредным видом есбаста является хризотпло-еый, пршлзняэ^Ш а г.аЕсгй страна. !Ш a 1830 г. праияда конвенцию ):162, Б КиТОрОЙ сгмэчагтся, что Гф" yCXOEUü СОбДВДЗШШ ПДК асбестовых водохон б воздуха, гараитапуктсп бозопаенца усховия труда. Заболевания еасакевровашшо ракзэ Cusa ссазани с тяхйяиьи условиями труда па асСостоцсиэпткш: предприятиях в■ посховоетшв года, когда концентрации nuss прэитазгз соврэ-шиныа 1ЩС ü сотня раз. К письга {¿зиздрава СССР (IS37) "О прпкзизмпи осбестооедэрзаиа ттсриагов"'yxaatmaorca .что ас-бастосодэргаоо штернал! ддл иасегсаиз u¿ крз^еггевляот опасности, eosa при прю4эаокгл в casas, сзчгсйо-проС^актптеоист, детсхих и oos2CTC«íin:ax зданиях osnt с виугреянзи стороны c:ul:í-К-1Ш поирытигл вцдсрзкгсх^ал дгСатвиЭ дазрзствороз. Поатоьу пра&пгиио АЦЭ да коготозхойья стсаозых отдохызао-

иж изнутри, допустимо для везх издоз едаяся.

Сухие ЛЦО прадстсздязт собой бой, сраа,. сброгкп и строку аог&стоцсгюатаах кэдохай в ссбестссеиатзуо- киль (Л!!) - • тоикоя-гпсрс:г:;3 порогам oí реехп я аг^ссаа. ссбсстоаа^лнж юздзлиа, улавгагзсах^ с блохах п рукгжшх С-иатрах.

Л&дпз гзтгратурав: кетеяявкоз а одт&нгвоЗ ciCojaaaaa свздэтожьстгуат о íoíj, гло Сохгсзгстсо крвдхо^ппа по утихл-сашш ьс&ютоааиатаз oraos» ссязгао с воаутаодн латоряа-*ов и ьэдзлй» в которых отхода вютуяхг? ¿;:бо с качество иа-поднатехя а кюзоагиках с исрт;андауаатои, гипсом, здкши Стоктон, Ror.2i.2pajci ааг группа вязусяш, • s:5o в качества са-шггоятького шгауззго, дал ировуцюш акгашостн которого пр&шизз?са saspro- а тру^оОижо торххюбработка и noí-ws. -терхаяа и кздэйш, по^гсшзгзо без пр;шшг:пя вядушх шшт вы-coxyts г,с.г:;отостг ц иорозостойкость, r-C£ex,CT0U2 чего па

когут npjasKJSTtcjj в liap^sasux честях здак!и"1. К 1'ому получо--

нкэ материалов с прочностью б...9 МПа дахэ при малой высоте изделий (облицовочная плитка) требует весьма значительных дазлэний прессбвания (30...50 !Л1з).

Изучение литературы дало возможность выдвинуть гипотезу о возможности получения морозостойкого и прочного материала на основе сухих АЦО без дополнительного сведения вяяусих ве-сзств, без обяига и помола.

В сухих АЦО значителен запас иегпдратирозанного клинкерного фонда, а волокна асбеста длиннее чем у влажных отходов. К тому гз влзгяив отхода шаю полностью утилизировать внутри са>-*ого асбестсцементиого производстве. Поэто.1,^' сухие АЦО представляют болыэй интерес для производства, стеновых материалов.

Значительное содержание и АЦО гидроксида кальция предопределяет их активность при добавлении к'ним з качестве кремнезёмистой состозлявсзй 31ÜC, за сч5т пуццолановой реакции, в результате которой возможно образование низкоосновных гидро-сил.чкатсз кальция, прилаюЕлх материалу прочность и долговечность. Так яе при этом снигается пЗлочность среды, что способствует более полной гидратации шнерялоз цементного клинкера. Оптимальное содержание ЗОЮ улучшает гранулометрию СЫрЬ-

вВОЙ СМ9СК,

Применение сухих: дроблЗниих АЦО в качестве крупного и мелкого заполнителей, а АП,- в качестве вязукего обусловливает близость" модулей упругости щебня и раствора, что положительно сказывается на прочности и долговечности бетона на основе сухих асбестоцементных отходов. Идентичность химического состева вяжущего и заполнителей, а'таюге наличие негидратиро-закных клинкерных минералов на поверхности последних будут способствовать лучЕзму их срастанию с продуктами твердения.

3 соответствии с целью работы для проверки рабочей гипотезы были выполнены следующие исследования:

- подбор и оптимизация состава бетона на основе сухих АЦО;

- определение рациональных технологических параметров;

- исследование структуры синтезированных новообразований;

- исследование свойств композита на основе сухих АЦО; '

- разработка технологии изготовления стеновых кашей на основе сухих АЦО;

~ разработка метода расчёта коэффициентов теплопроводности

бетонов. '

Проектирование состава композита включало: установление размеров шебня из АПО, выбор кремнеземистого компонента, оптимизацию водокомпо?;шионного отношения, соотношения мезду мелким и крупнпм заполнителями, а также основными компонентами сырьевой смеси - АП, кремнеземистой составлявшей и дробленными сухими АЦО

В связи о близостью химического и вешэственного составов разных асбестоцежнтных изделий для исследований были выбраны АЦО производства плоских и волнистых листов, как наиболее распространённых.

Размеры шебня из дроблённых сухих АЦО в 5...ГО мы были определены из условия обеспечения качественного уплотнения жёстких смесей с толщиной стенок пустотелых изделий б 20...30 мм. Мелкий заполнитель из дроблённых сухих АЛО икал повышенную пустотность (45,5...46,73) из-за значительного содержания фракции 2,5...5 юл, наличия асбестовых волокон агрегированных с цементным камнем и неправильной, продолговатой формы збрен. Для уменьшения мэжзернозой пустотности была применена мэлко-зернистая ЗПС из циклонов, полученная в вагранках при производство минеральной ваты.

Изучение свойств ££С как заполнителя для бетона заключается в оценке условий его образования,-в определении его физико-химических свойств, химического к минерального состава, активности 1 гранулометрии, плотности и прочности збрен, водо-потребности и др. Результаты исследований показали, что данную ЗШС можно отнести к высокоосновным (СаО+Н£р= 32...37«, Мс% 0,96). ЗШС, образованная при высоких теклературах, удовлетворяет основным нормативным требованиям, кроме удельной поверхности, которая несколько ниже требуемой. Поэтому необходимо проверить его применимость непосредственно в бетоне.

Б качестве вяяущго была использована пыль от резки и шлифовки асбестоцемэнтных изделий (табл.1).

Активность АП, определенная стандартным способом, невелика, несмотря на наличие значительного клинкерного фонда (как показал количественный рентгеновский анализ, не гидратировано около 50% одного из наиболее активных минералов - алита). Одна из причин этого - высокая удельная поверхность АП и, как следствие, значительная воддпотребность.

Таблица I

Основные свойства асбестоцементной пыли от резки и шлифовки асбестоцементных изделий

Удельная поверх.. ь^/кг

Остаток Норм.

на сите густо-

008, % та, %

Сроки схватывания, Ч-МКН

начало конец

Активность по ГОСТ-310.3-76,

Ша

Прочность на изгиб,

МПа

640-680 33-39 75-80 3-30 21-00 6,3-6,5 2,5-2,7

Необходимо отметить, что заполнитель из сухих АЦО, так хв как и АП, содержит негидратированные клинкерные минералы и Са(0Н)2, что должно способствовать прочному срастанию компонентов.

Для получения прочных и морозостойких бетонов на основе сухих АЦО, по причине их высокой водопотребности и наличия волокон асбеста, препятствуй« сближению частиц, применяют особо жесткие смеси. Об удоЗоукладыйаемоста таких смесей моа-но судить по коэффициенту выхода при одинаковых условиях уплотнения. Установлено, что качественное уплотнение смесей на основе сухих АЦО могно получить при статическом двустороннем прессовании при давлении 20 !Ша и вндерже при нем в течение 30 с. Об этом свидетельствуют графики зависимости коэффициентов выхода бетонной смеси, а такке показателя среднего размера открытых капиллярных пор от давления прессования, из которых видно наиболее интенсивное" изкенение указанных показателей при росте давления прессования от 0 до СО Ша и относительная стабилизация в области 20...40 МПа.

Согласно рекомендациям нормативной литературы в качестве ТБО выбрана пропарка при температуре 50...35°С по рекиму 3* 10-2 ч. Предварительную выдержу перед ТБО мохно не делать без заметного ущерба для качества изделий, так как после прессования сырец имел достаточную прочность на растяжнние, превышающую напряжения, возникавшие в бетоне при пропарке за счэт избыточного давления воды и пара внутри него.

с целью анализа индивидуального злирчия Факторов на свойства материала (прочность и теплопроводность), а так:ж

ф

Ф о

к о о

о

ф

а

а

о

к м о

<у

V

„v

n

ЛЬ----

.45 — -

V /** / / л'

и ь' Ы'Л 4

У

1/ / / /•/ « *" ./Ч

О 10 20

золошлаковая смзсь по отношению к дробленным отходам, 3

Рис. I. Диаграмма "квадрат ни квадрате" для анализа влияния ро-цептуры на прочность (Н), теплопроводность Ш батона и коэффициент выхода бетонной смзси (р) и определения оптимальных реяа-ний: сплошные линии - й, МПа; пунктир Бт/(м»К); точка-- р

-н-

длл определения оптимальных составов при: а) максимальной прочности; 0) минимальной теплопроводности; в) при заданных условиях прочности (10 и 15 МПа) и минимальной теплопроводности, проводилось математическое планирование эксперимента.

. В качество изучаемых факторов были взяты: Х1-(Ю - 10)95 -количество асбгстоцеыэнтной пйла по относзни» к ЛЦО; ¡С,-(10 -10)8 - количество ЗШС по. отнесению к АЦО; Хз»(24.5- 2,5)»-годокомпозицконное отношение; Х4»0,б - 0,1 - соотношэнио мен-ду песком и сзбнем дроблЗшшх сухих АЦО. Уровни варьирования независимых параыэнных были опрэдэлоны из рекогносцировочных опытов с учетом границ рекомендуемой в литература оптимальной области состава сырьевой смэси раствррной чести батона.

3 результате реализации В-оптимэльного 4-х$зкторного плана на куба, с поюсыэ последовательного рзгроссиснного анализе были получены три адекватные зкепоримэнтальиш) данном и ин1^ор!-ацяонно спссобниэ штоатические полгшоглалышэ ».юдоли с эсег-1 значите (с-» 0,05) оцзнкамл коЕффяцлэнтов - для прочности на сзпгтиз (Нся), яовЗфщиента теплопроводности (X) и хо5$*:шпсита бузсодэ бетонной смэси (р):

Псл- II,£5 -1,72 х^ +2,05 х* +3,07 х1 -1,72 х2 -3,75 х3 * 0,33 х4 <-0,23 х1х2 -1,39 х4х3 +0,25 х1х-, +0,89 + О, И Х}Х2Х4 +1,26 -2,17 х*х* 32х3 ~

0,23 х122х3х4 -О,СО 52х3г4, Ша (Га~3,4; >((-Г52);

Д. = 0,244 + 0.01«(-0.57 X* -1,07 х* +0,869 х2х3 +0,523 х1 + 1,55 Х2 -0,50 х3 +0,55 х4 +0,45С х^х^), Вт/(к*К) (Рв»4,4: ?гг-5,1);

р а 0,580 +0,01»(1,03 X® + 0,23 X* +х3 +Х4 -3,25 +

1,43 12 +-1,83 х3 +0,50 х4 -0,46 х^ -0.43 х^х4 +0,23« *1Х3Х4 -0.78 -0,259 х1х2х3х4 +0,30о х2х3х4). (Рв-4,4; Р,,-144).

Коэффициенты теплопроводности в каздой точко факторного пространства били опрзделэны расчетным пут ¡и по штодикэ разработанной автором. Результпти оптимизация приведены в табл. 2. При этом экстремальные значения были определены при поноси !;зтода крутого восхождения (градиентный), а компромиссные ре-пзмия приняты по регулировочным диаграмм (рис.1).

2аклэтеш?з о качестве бетона я области его применения

моено сделать после изучения его физико-технических свойств и показателей долговечности. С этой целью исследовались качественный состав и структура асбестоцемзнтношлакозольного камля после пропарки к хранения в влажных условиях до достижения возраста 28 суток. Структуру синтезированных новообразований изучали с использованием комплекса методов - рентгенофазово-Го, дифференциально-термического, спектрального и электронно-микроскопического анализов.

Таблица 2

Составы смесей и свойства материалов определённые при помощи экспериментально-статистических моделей

№

сос

та

ва

Условие

Координаты в факторном пространстве . - х, ,х..1х,,х4 (в чис-литблет ив натуральных значениях - X. ¡X,; Хз,Х4 (в анаманателе;

А.,

МПа Вт/

(м.К)

Р

I. Шксимальная прочность на

сжатие

0,8; 0,2; -1,0: -0,15 18«; 12%-, 22%; 0,615

21,80 0,251 0,540

2. Минимальная теп ~Г'°: ~1,0

лопроводность ох. 27%. 0>Б0

5,81. 0,190 0,637

3. Минимальный ко- 0,87; -0,2; -0,9; 0,2

эффишгент выхо- -1-

да 18.7»: 8«; 22,ЗЖ; 0,62

19,63 0,246 0,526

4. Минимальная теп -0,3; -I,0:-1,0: О

лопроводность ---

при >15 МПа 7%; 08; 22%; 0,6

15,00 0,216 0,581

Б. Минимальная теп 1,0; -1,0; -0,2; -1,0

лопроводность ---

при «о-*10 205!; ог; 24Ж;

10,00 0,210 0,Б6Б

Для дальнейших исследований были выбраны составы обеспе чиваюшие: а) максимальную прочность; б) минимальную теплопроводность; в) минимальную теплопроводность при 15 №.

Рентгенофазовый и дифференциально термический анализы показали снижение по сравнению с исходными отходами концентрация гидроксида кальция, повысенке степени гидратации мине-,

ралов цементного клинкера, гидратацию гелэнита, увеличение количества низкоосновных гидросшшсатов кальция - CSH(B).

В сшнгрувпяй электронный микроскоп видна однородная масса, где зольные частицы сильно переработаны и покрыты гид-ратными новообразования),sj . В порах заметны крупные игольчатые кристаллы эттрингята, а з трещшах - асбестовые еолокна сросшиеся с цементным кэшем. На сколе поверхности, покрытой 20%-ой эмульсией 133-41 заметна тонкая плёнка (15...25 кхм), ха-рактеризусгаяся xopoEsft адгезией.

При помоет часлег.'.чого спектрального анализа мякроилифо бетона на "САМБАХ" било выявлено следувдее. Частицы ЗИС различного минерального состава имеют гелевидныз глдратиыэ окаймления. В составе этих частиц обнаружены гедэнит -(2Са0»А1203*5Ю2), окерманит (2CsD*í'¿0«25102), оксид кремния S10t (D стекловидном состоянии), а таягз .минералы, характерные для клинкера. Еольпзя часть последних предстазлена срто-силикатом кальцлл 2CdD*S102 (белитом), который обычно окаймлён светлым'промезуточным веществом состав которого близок к C4AF. Встречается такгэ агрегаты белита, алита и C4AF. В реакционных гелевидинх ка&зх инлчеслкй состав близок к составу сашх з5ран, iío с больетм содержанием кислорода, что спи- . -этельствутзт о налички гпдратной води. У крупных зольных стекловидных частиц минеральный состаз реакционных кайм пред-ставхзп гпдрсгранатамп ЗСг.О»А1203«0,53Ю2*5Н20 я субмхкро-крЕСТалллчсск!--! гидросп-лг'латамн кальция группы CSH(B) -Ca0»si02»n}l20. У частиц с мозаичной и с иглообразными минералами составы кайм аналогична п такгз представлены в основном CSH(B).а гпдрогрггзтаьа тппз C3ASN,. Большинство новообразо-safjííñ нергстгор:::^ з воде. устоПчггзи к атмосСерн;.-м воздействиям н поэтому обеспечивает высокие прочность п долговечность материала.

Испытания ¡.атериалз гтослэ дзуа лет вадэргсп образцов в комнатных условиях показала увелтиеппэ прочности гга 10.. .20% и снигвние пористости на 2...БЯ, что свидетельствует об устойчивости новообразований.

Исследования свойств бетона на оснобе сухих АЦО проводились в соответствии с действующими ГОСТ и обсепринятымз методиками. Изучались физико-механические (предел прочности на сгатие и изгиб), гидрофизические (сорбционная влааность,

- Ц -

обьбмноз и поверхностное водопоглошзния, коэффициент размягчения, морозостойкость, паропроницаемость), упруго-пластические (призменная прочность, модуль упругости, козффационт . Пуассона), теплофизические свойства и характеристики пористой структуры (удельная поверхность пор, показатели среднего раз-мзра пор и однородности пор по раз^рам). Некоторые ваянейшне свойства бетона на основе сухих АЦО приведены в табл.3.

Таблица 3.

Основные свойства образцов на основе сухих АЦО

Состав С шксимзл. прочность!) С ыкнималь. теплопровод ностыо С и мин, тепло- ЮВОДНОСТЬВ ж Рсе>1Б МПа

накьаков. показателя |

Предал прочности в УПа на:

сгатие 22.0 5,6 15,3

изгиб V 0,96 5,2

{морозостойкость, ЦИКЛЫ 36 7 19

Плотность, кг/м* 1600 1370 1480

Пористость, Ж 35,4 43,0 39,2

Коэфф. теплопров., Вт/(ыК) 0,256 0,190 0,218

Водопоглошение, % 21,0 28,2 25,4

Сорбционная влазность

при ф г 36% Л 12,1 17,4 14,0"

Коэффициент размягчения о.еб 0,57 0,80

Обоими недостатками всех составов являются значительные водопоглошение к сорбционная влажность, ухудшавшие теплотехнические качества и морозостойкость конструкций. Для их устранения била применена модификация материала крэмнеоргани-ческим полимером 136-41 (ГКК-94). Выяснилось, что в силу ряда причин более эффективной, по сравнении с объемной, является поверхностная гидрофобизация (оптимальная концентрация эмульсии - 15...20%). При зтом сорбционная влажность, поверхностное и обь§(.гное водопоглошэния становятся весьма малыми. Такое покрытие выдерживает длительное воздействие влаги, что обусловливает значительное повышение морозостойкости материала, •

Хх'атокзтрпчасхпа ксслздования показал;!, что пряаодбнасе откосатаошоэ удлянекке е^, лздясгзеся показателен долговечности, пря закоразшввниа кзгериала на ссксае сухпх ЛЦО, по-С-ЭрХНОСТЬ которого í-'0";i:|í!IÍ:¡pOB3H3 Ж-оЯ I3S-4I, близко к !iy-лэ. }!оп5ЯйИ!ГЯ па í »резкое psapyrsüKB подтвердили высокуо эф-•■Гоктксиость пепэрхкостксз гядус-'сбпгацтгя (ыорезостойхость

в 2...4 Такли образом для повышэния долговеч-

ности стен из с'этскэ на осисза сухкх АЦО рекомендуется обра-¿ЗГ^ЭТЬ Its с нпругюй стороны 1Б...2ОТ-0Й ОМУЛЬСНбЙ 135-41. • Теплопроводность лзллотся вазюй характеристикой стеновых ¡птерлзлоа, от правильного определения которой зов псят тотеость тэплотвхничесякл расч5тоэ. Принятый в нормах табличный способ "здания козйацкзнтов теплопроводности громоздок а пэ упшлпот ссиознга Актеры, вляяяае на указанное свойство • П'<"р::злоз (я лзстяостл тегяературу). Пэпболоа ûvxw.zi, учяты-часге.-:! осисгкм ■.¡чятерч, тэялопрозодпость, лзля-

птеа о;:а.Н!т."':сск;:э сз~г.с:ляста, поссолл^г» препкезревать сгсЗстза гатзрцзлез. ¡;:.-:этсл ¡лтсштпчестсш! •.•.лпзрзт, тсл^опр'годпссть псикштов

;:о о ст"сс;'::я ;; crc-";cï"'in ссстпв.гт::"~х. Одязко з п-с-

ирг'.'П стгутстзузг г.з£Слпя ¡;зс:Зт::сго оярдз-

ллпял -то"*;-1ц;.з;!Г?з тсзлспрсЕОДпостя стрслтодьгся :зтор~злоз. ..'чэллэ .птсг.атут;!!, глнгс!"/ гопрссу, а тоягз зке-

:сслo^zyv.ii лозчблллл прдлоглтз» гятод расчета rcorr тсллоп'гозолкесгя супз стрспгшжяс -мтеряз-лез з ccr>¡:c:'.;.:;c»:í от порггстоста а тппз структура. Котод даЭт лояопоэ ссглг.еслпппо с cucr.cpraciiïeii для болыгнетгз отепоп'га глзтерлзлоз, с:з тенлопрезодкооть з сскогвси ."олгкулярнзя ("ендуэтпгшзл). для топлоцзсллагссшглх :-зтзр:;злоз, которое

Fue.2. |!:гз!ш:-спо2 структуру бетона

--Iß -

кьавт внсокув пористость, необходимо учитывать'влияние нон-вактивной к лучистой составляющих. '" • '

. Предложена и обоснована модель физической структуры • ' (рис.2) влаашх порйстих, бетонов при/отрицательных температурах к разработан катод расчета кх коэффициентов теплопроводности в зависимости от влазюстк и температуры на .основе'указанной модели.' Расчёты написаны на.алгоритмическом языке FOu-ТЕШ1-7? и хорошо "согласуются с вксгшришнтоы (по незавЕсиши литературным источникам и по данным автора esSZ)..

Известно , что ограздаюиие .конструкции. при отрицательные нарухных температурах пьзют по сечению переменные тешоратуру и влажность; Позтоыу кх теплопроводность такжг изменяется по тодакне стен, что не учитывается в действующие норках. В связи с этим при теплотехнических расчетах автором предложено условно разделять ограадвшую конструкцию на слои, параллельные поверхности, к, рассматривая ей как ьшогослойную, определять расчетным способои, разработанным автором, теплопроводность каждого слоя V. (по ней тзрыпчвског сопротивление Е,). Расчёт ведётся штодоы последовательного приблпония на SB;.!, поэтому, увеличивая число слоёв, tiooo достичь требуэшй точности. ,

Таким образом прэкыушгстваш! расчетного способа .опрэда- . ленкя коэффициентов теплопроводности являются:

- Еозиоаюсть читывать основные факторы влияаиэ на теплопроводность; "

- освобогдает от необходишсти громоздких таблиц;

- позволяет автоматизировать процесс теплотехнических расчб-tos к способствует повизэмш иг. точности, что, в конечной счёте, ведет к более обоснованному выбору ограгдасшдх конструкций и экономик гдтериальных к трудовых ресурсов.

На основании проведенных исследований батона на базе сухих АЦО сделано звкязчеика о возмохностП его использования в виде мэлкостучных изделий для ограадшп: конструкций гилых и обсзственнык зданий и хозяйственных построек.

Разработана технология производства стеновых камней, позволявшая изготовлять их на действуют промышленных ли- '•" ниях по производству стеновых бетонных камней с незначительной их модернизацией.

-г/Полутемно стэновшс каммеЗ па основе сухих'АЦО вюшчает

с.^эдующнэ Технологические операции;

- дроЗденкс суяп АЦО, рассев на фракции 5... 10 к О...5 »?< и зозврст крупных частиц па повтсриоо дробление; .

- приготовление сырьевой композиция •перемэшваввем презрительно отдозированных кабил и песка 'из сухих МО, 2ШС, /Л п-

г-оды;

- форязеашгз в кресс-форах с видар^ксз пел пке дельном дзз-

ж?нип 20 шэ 3 т0чзнкэ 20 с{

- тсп.:опл"г;:сст:юя обработка в пропарочных хакерах по роищу З+ГС-2 ч. при 20...СЗ^С;

Прсгзркз результатоз вссгедовшгсй техиодопш при-хзод-стза «элотагушкх стенозах издай на сскоЕв сухих АЦО ссу-•::-стзлл„-сь на малом егштно-прснззодстЕопиом пряприятш! ,::!АГ' г. Угзи-Улэ, где би~з запутана л:::шя по пронззодзтзу стгиозих каик.! лро-дсзсдитгльпсстьэ 1,1 млн угл. :;:-рп:н->Л з год, а тскгеэ в кзлои продприятил ";гв.*Ш** г. Язлнстгградз, гдз Сила згауггна опытная ппргдд (£2С£СЗ гя.) ^стсдззих пустог-¡уж стсиозих камнсЗ. Стзиовиз кшяи «га кеподсозэяи з-стро-ятэльстзз ояюотаяшх г::!.:?'*, гшотногэдчеекпх :г хоояЯстзешмх' чдзикй, стсни которых с нзрукисЛ сгорони С ил:: сбработанм сЛ м'-ульспзн О—II, Клбх;)/;'.;»'© сссто.:н::"м стеч з тззгннэ 1,5 лэт докзезло яркголнеет* ¡'лтеризлл оурезго *"с."сгт::1М Еосточноп Сибири.

Слоись меекгд ¿Цзктпг.мсгь, со'услзадзпая еамэло.? :зпта п псс:;а от7.ода»п при про".згодстгз изделий про*шссть:э 13 '.Из составила 197,57 руб/и"1 (:) цзпах ::з 20.03.82).

ОЕОЕ НЫШ.Ш '

I. Теоретически сбоспоззна к схспергялзнтадьно «одтгарг;-дзна сссноаюсть произсодства стеновых кашей па* осносз сугк ясбостоцеькптшя отходов. Кследованко структурсобразоштя ко;.'лоскц::ониого материала на осксао -сухих ДНО с использованием дяй'Шрониквяьно-тер.'.'этеского и рзнтгеиофзгового пналлзоз зшшклп сиигзнкз коицентрзцяи Са(ОН). н кегшпзнйв степени гпдратегла клшкерннх шнзралоз по срапнанпа с неходшп'я отходами, гидратаии» ыкнэрзлоз 32С, а тента рост количества ги-доограизтов и голевияшк иасксосношшх гидросилякатоз кадмия С5Н(3), способствуй ¿••ае.япеиш5 прочности и долговечности

кздзлкй. СпоьтрздышЯ анализ на установка "САМ£ВАХ" позволял определить химический состав частиц золи 323 и гелзвцдшк реакционных кайц вокруг них в готоеом штерпалэ.

2. Предлохгна модель физической структура к р^рзботан кйтод расчета и прогнозирования теплопроводности стеновых к:з-терналов в зависимости от кх плотности, строена, влааюсти и температуры, выявлены формулы, пригодные для батона. 1»этод позволяет учитывать изменение теплопроводности стен по толгл-на и более точно, чем по сушвствукггш ютодикаы, определять сопротивление теплопередаче парусных ограданиК. Разработана программы на члгориткяческом язь:::е FOaTKAn-Tr, позволяемо автоматизировать расчОты коэффициентов теплопроводности.

3. Получены зксперишнтально-ствтЕстичзскиз ¡.лтеьзтичес-кие кгодели (ЗСМ) по данным 4-х факторного експеричантс для прочности на «атио, коэ-Кпикента теплопроводности к коэффициента выхода бетонной алэси. На основе 3CLI построзны регулировочные диаграмм, наследовано пндиаадуалькое влиянка Акторов на функции цели и оптимизированы составы сырьевой ctscti.

4. Определены оптимальные технологические параиотри изготовления изделий; на основе сухих ДНО: двустороннее прессование при 20 Ша с выдержкой 30 с при ьакскглльнои давлении н ТБО е пропарочной каюре по репиу 3»Ю+2 ч при t«90...95cC. воомоию Ceo продварительной выдержи.

5. Обосновано пр;шэнение поверхностной гидрофобизвшш изделий 1Б...2Qv-oft водной эмульсией 135-41, которая образует тонкую паропронкцаемув плйнку, хароктеризувауюся хоросай адгезией, снклаюсув сорбцию и водопоглосэнке материала в конструкции. Дилатометрические исследования выявила значительное уменьшение приведённого относительного удлинения гидрофобизк-рованных образцов, свидетельствуюкзе о повыеэний их ¡.юрозо-стойкостн,

6. Разработана технологическая схега производства стеновых мэдкоитучних изделий на основе сухих АЦО. которая опробовалась в ОПП "МАГ" г.Улан-Удэ и МП "КВИН" г.Калининграда. Использованы оптимальные бетонные смеси, применена поверхностная гидрофобкзацкя готовых стен 20%-ой 133-41. Опытно-про-иииленное опробование показало возможность производства бетона на основе сухих АЦО без существенного усложнения процессов проюводстса на предприятиях, выпускающих бетонные стбкобнй

- -IS -

каши. Иэучениэ литературы, посвяяйнной окодогичоским аспектам использования асбвстосодэряапш материалов, позволило сделать вывод о безопасности работы с ниш при соблюдении ШГС в рабочей зоне и о возможности применения асбестоцементных изделий в любых зданиях при наличии с внутренней стороны пок-. рития стойкого к действия дезраствороз. Для обеспечения нормативных санитарно-гигиенических условий.в производственном . поызеэшш л не прэзигэния предельно допустимого выброса о зт-шс'фэру прэдусмотрзни тэхнологическиэ, иснструктивныэ и орга-низациоинш мероприятия.

7. Показана технико-экономическая целзссобразность про-it3boдетва стенсвнх кашей на основе сухих МО, со свойствам, удовлэтворяюгшья ГОСТ 5133-84 "Камни ботонныа стеновые. Технические условия**.- Экономический эффект применительно к ОПП "НАГ" г. Улан-Удэ,'по сравнении с ранеэ вылусковйшся це-шнтно-песчаными камняыи. составил охоло 200 руО/ы' (в ценах игии iss2 г.).

Основниэ пологзнпя диссертация опубликованы в следующих .

работах:

1. Горчаков Г.!!., Лифэноз И.И., Багаутдинов A.A., to" ros С.С. Прогнозирование теплопроводности композиционных !.п-

терналов оззличного строения// Строитэлышо материала.-' IS32.- .'54.- С. 27-20.

2. Горчаков ГЛ(., Айэдов С.С.. Еагаутдиноз A.A. теплопроводность стеновых строительных материалов.- Ы.: ЕНЙИЗСМ, сор.1Б, nan.I.- IS92.- 44 с.

3. Нагаутлшюв A.A.. Нейман С.М. Утилизация асбестоцв-:гантных отходов в производство строительных ьатернадоз// Строительные материалы.- IS33.- .14,- С. 5-7.

4. НеРман С.!!., Езгаутдинов A.A., Бондоренко ¡LB. Прт'э-псиие асбестоцвмеитиых отходов в производства строительных •зтерпэлов. ЛчплптическпЯ обзор.- М.: FHWW3CM, сер.2, внп.1.-

1СС2,- С. '

"ТТсдпнс-?:« я-по'пть 21.03.94 г. *Íopá? СОхО^Дб 1Ыа*ь tí¡Bffsim !!г±03ьсм 1 100 - 2a4D3/¿>¿? Еэдвяат:»

(•OCKOBCTíMiJ ГЪС/Д{!.)С^СПНЯ?) стронюльячл Типограф»! П;СУ. I2D337, Москва, Яроолавеяоэ о., ZÖ.