автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Технологические параметры изготовления неавтоклавных ячеистых бетонов на основе комплексного использования зол и гипсосодержащих отходов

РГ5 ОД

г з о\а

На правах рукописи

ДАУЖЛНОВ Наби Токмурзаевич

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕАВТОКЛАВНЫХ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗОЛ И ГИПСОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1995

Работа выполнена в лаборатории ячеистых бетонов и конструкции Ордена Трудового Красного Знамени Государственного научно-исследовательского, проектно-конструкторского и технологического института бетона и железобетона (НИИЖБ) Минстроя Российской Федерации.

заседании диссертационного совет К 033.03.02 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Ордена Трудового Красною знамени Государственном научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте бетона и железобетона Минстроя РФ по адресу: 109428, Москва, 2-я Институтская ул., дом 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Ухова Т.А. Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Федин A.A.

кандидат технических наук Амханицкий Г.Я.

Ведущая организация - ТОО "Стройиндустрия М

и

Защита состоится "А$" woflSpfl 1995 г. вИ4ао часов на

Автореферат разослан 'Ч~?" 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Г.П.Королева

Л|сгуя.1Ы1ость работы. Ячеистые бетоны принадлежат к числу наиболее эффективных материалов лля ограждающих конструкций зданий различною назначения. Они характеризуются достаточно высокой прочностью и морозостойкостью гтри сраппитслмт низкой средней плотности.

Высокие технико-экономические показатели производства и применения изделий из ячеистых бетонов, чожаробеюпасность, а также комфорт-

(

ныс условия проживания в ломах со стенами из ячеистых бетонов, благодаря их высоко)! воздухо- и паропр^ницаемости, создают все большие перспективы для дальнейшего их производства и применения в строительстве.

Важнейшими условиями, обеспечивающими конкурентоспособность ячеистых бетонов п современных условиях и дальнейшее увеличение производства изделий из них, являются следующие:

- снижение энергоемкости и материалоемкости при производстве изделий из ячеистых бетонов при обеспечении высоких показателей физико-механических свойств бетонов;

- повышение теплозащитных свойств ячеистых бетонов с целью повышения комфортности помещений и снижения энергозатрат на отопление здании.

Получение ячеистых бетонов неавтоклавного твердения по физико-механическим свойствам, приближающимся к свойствам автоклавных ячеисгмх бетонов (0<600. М>35, Р>50), намечаете? лостичь за счет механо-химичсской активизации сырьевых компонентов, оптимизации качества макропористой структуры ячеистого бетона и комплексного использования отходов промышленного производства и топливно-энергетического комплекса.

Вышеизложенное определяет актуальность, научную и практическую значимость настоящей работы.

Автор защищает:

- разработанные оптимальные составы зологипсоцементных вяжущи* (ЗГЦВ) на основе комплексного использования зол и различных гипсосо-держащих отходов; -

- результаты исследований основных строительно-технических свойств зологипсоцементных вяжущих разных составов;

- разработанные оптимальные составы неавтоклавных газо- и пенобе-тонов на основе ЗГЦВ, а также на основе тех же немолотых сырьевых компонентов;

- результаты исследований влияния технологических факторов на свойства бетонных смесей и ячеистых бетонов;

- результаты изучения особенностей гидратации и твердения ячеистых бетонов на основе ЗГЦВ;

- результаты влияния технологических факторов на качество макропористой структуры;

- результаты определения основных физико-механических свойств и области их применения;

- результаты опытного внедрения изделий из неавтоклавных ячеистых бетонов.

Научная новизна работы.

Теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность •получения малоклинкерных гидравлических зологипсоцементных вяжущих (ЗГЦВ) различных марок на основе золы и гипсосодержащего компонента, состоящего преимущественно из двуводного сульфата кальция и неавтоклавных ячеистых бетонов на их основе, по физико-механическим свойствам приближающимся к свойствам автоклавных ячеистых бетонов.

Разработаны теоретические и экспериментальные основы формирования качественной макропористой структуры неавгоклавных ячеистых гипсозолобетонов.

Практическое значение работы состоит в разработке энергосберегающей технологии получения неавтоклавных ячеистых бетонов, по физико-механическим свойствам приближающимся к свойствам автоклавных ячеистых бетонов на основе комплексного использования зол и различных гипсосодержащих отходов, рекомендуемой к применению для изготовления мелких стеновых блоков.

По результатам работы разработаны технологические регламенты получения ЗГЦВ и высокопрочного неавтоклавного ячеистого бетона на его основе. Результаты исследований апробированы в заводских условиях.

Реализация работы. Опытно-промышленная партия мелких стеновых блоков из неавтоклавного ячеистого бетона на основе золы, гипсосодер-жащего компонента и портландцемента выпущена в опытно-экспериментальном цехе ТОО "Стройиндустрия М" в г.Железнодорожном Московской области. При этом установлено, что полученные мелкие стеновые блоки . по основным фнзико-механнческим свойствам удовлетворяют требованиям ГОСТ 25485-89 и ГОСТ 21520-89.

В результате проведенных опытных формовок полностью подтверждены результаты полученные в лабораторных условиях и установлена возможность и целесообразность изготовления ячеистого бетона на основе вышеназванных сырьевых компонентов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 2 маучно-технн' :ких конференциях, а также рассматривались на заседаниях секции по технологии бетона научно-технического Совета НИИЖБ Минстроя РФ.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 2 статьях и докладах. Принято участие в экспозициях выставок.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, б глав, общих выводов, библиографии и приложений, содержит страницы машинописного текста, в том числе 3? таблиц, и .52. рисунков.

Работа выполнена в рамках ГНТП "Стройнрогресс" в п. в

лаборатории ячеистых бетонов и конструкции НИИЖЬ Минароя Российской Федерации под научным руководством кандидата технических на\к, старшего научного сотрудника Т.А.Ухоьой и при научной консультации доктора технических наук, профессора Л.А.Малннинон.

СОДЕРЖАНИЕ 1'АЬОТЫ В своих исследованиях автор руководствовался, учитывая особенности промышленных отходов, разработками в области технологии вяжущих м ячеистых бетонов на их основе, позволяющих улучшить свойства строительных материалов и получивших отражение н работах ученых: П.П.Будникова, А.'Г.Баранова, П.И.Боженова, 1С).М.Баженова,

A.В.Волженского, А.А.Федина, Х.С.Воробьева, А.В.Фсрронской, Г.И.Горчакова, К.В.Гладких, Г.И.Книгипои, М.Я.Кривнцко! о, Л.А.Малннинон, А.П.Меркшш, Г.П.Сахарова, К.И.Бахтияроиа.

B.В.Макаричева, Е.С.Сшшенкова, Т.А.Уховон, И.Б.Удачкина, Е.П.Чернышева и многих др.

Из литературного обзора выявлено, что исследования по разраСкике неавтоклавных ячеистых Сетонов на основе зол, гипса, портландцемент проводились и раннее. При лом установлено, что и чш.ч исследованиях в качестве гипсосодержащего компонент применялись ютовые юварные продукты (строительный гипс, ангидрит и др.).

В настоящих исследованиях в качестве I инсосодержащет о компонент, в составе вяжущего, причинялись ткне 01 ходы нро'ммшленпоии как "продукт газоочистки", а также природное гипсовое сырье и фосфошпс, состоящие преимущественно из двуводного сульфат кальция

Основанием для использования двуводного сульфат кальция в качестве основного исходною компонент в вяжущем, вмесю иолуводншо, являлось то, чт при использовании иолуводно! о гипса он довольно

быстро гидратнруется до двуводного, в виде которого и участвует в процессах твердения.

С экономической точки зрения использование двуводного гипса, вместо полуводного, имеет такие преимущества, как, исключение расхода на обжиг гипса-сырца, снижение нормальной густоты теста (до 2 '-27% против 50-60% при использовании полуводного гипса), что позволяет повысить прочность изделий без повышения расхода портландцементного клинкера.

На основании опубликованных исследований, а также результатов физико-химических свойств отходов, была выявлена возможность и целесообразность комплексного использования зол и гипсосодержаших отходов для получения ячеистых бетонов неавтоклавного твердения.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решались следующие задачи:

- разработка оптимальных составов и технологических параметров изготовления ЗГЦВ на основе золы и гнпсосодержащего компонента;

- разработка оптимальных составов и технологических параметров изготовления неавтоклавных ячеистых бетонов на основе ЗГЦВ;

- разработка оптимальных составов и технологических параметров изготовления ячеистых бетонов на основе гнпсосодержащего компонента и золы-уноса без их предварительной переработки (помола, сушки);

- оптимизация параметров получения неавтоклавных ячеистых бетонов (В/Т, температура, время перемешивания расход газо- и пенообразователей, температурные условия твердения);

- изучение особенностей гидратации и твердения ячеистых бетонов на основе г ипсозольных отходов;

- изучение основных физико-механических свойств, полученных неавтоклавных ячеистых бетонов и определение рациональной области их применения;

- выпуск опытно-промышленной партии изделий из полученных неавтоклавных ячеистых бетонов.

Для выполнения экспериментальных исследований в качестве сырьевых материалов были использованы: портландцемент Михайловского и Воскресенского заводов, зола-унос Рязанской ТЭС, природный гипс новомосковского месторождения, фосфогнпс Воскресенского химкомбината.

Портландцемент Михайловского завода имеет следующий минералогический состав: % СзБ - 61; СгБ - 13; СзА - 9; С|АР-12.

Портландцемент Воскресенского завода имеет следующий минералогический состав: % СзБ - 59; С2Б -12; СзА - 7; ОЛИ - 14.

Зола-унос Рязанской ТЭС относится к кислым золам и имеет следующий химический состав: % БЮг - 50,39; АЬОз - 33,26; Ре2Оз - 5,9; СаО -7,24; МёО-1,26; К20 - 0,52; Ыа20 - 0,15; п.п.п. -1,1.

Дисперсность ее составляет 2830 см2/г, глинисто-железистый модуль, представляющий собой отношение суммы оксидов алюминия и железа к оксиду кремния, составляет 0,77.

В связи с отсутствием в настоящее время промышленного продукта газоочистки было проведено моделирование его производства по составу. Так как продукт газоочистки состоит преимущественно из двуводного сульфата кальция, для проведения исследований были иснолыованы химически чистый реактив Са.ЧОн 2Н20 и природный гипсовый камень, который подвергался помолу до удельной поверхности 2500 см-/г.

Фосфогипс состоит из двуводного сульфата кальция, представляющий собой сыпучий увлажненный порошок с влажностью 16-20% и имеет следующий химический состав: % СаО • 30,32; ЯОз • 45,95; ЯЮ2 - 0,74; РегОз - 0,18; АЬОз - 0,56; Ме0-0,1; К:0 - 0,1; - 0,13: Р:05 - 0,75;

п.п.п. - 11,26.

В качестве газообразователя в лабораторных исследованиях применяли алюминиевую пудру ПАП-1, соответствующую ГОСТ 5494-71.

В качестве пенообразователя в исследованиях применяли синтетический порообразователь.

Физико-механические свойства ЗГЦВ и ячеистых бетонов определены по соответствующим методикам нормативных документов.

Исследование макропористой структуры ячеистого бетона проводилось на фотоэлектронной установке.

Подбор оптимального соотношения, между компонентами сырьевой смеси вяжущего и ячеистых бетонов приводился с применением математических методов планирования экспериментов.

При подборе оптимальных составов ЗГЦВ в качестве исследуемых технологических факторов были приняты "С" (соотношение между золой и вяжущим) и содержание гипса в вяжущем, а в качестве параметров оптимизации - В/Ц, сроки схватывания, прочность и водостойкость.

В результате исследовании было изучено влияние вида гипсосодержа-щего компонента на основные свойства и технологию изготовления ЗГЦВ. •

Установлено, что, как в случае применения в качестве сульфато'содер-жащего компонента природного гипса, так и химически чистого гипса, моделирующего продукт газоочистки, и фосфогипса наблюдаются четко выраженные оптимумы соотношения между золой и вяжущим (С), составляющие соотвегственно 0,42, 0,6 и 0,5, которые и использовались при подборе оптимальных составов ЗГЦВ.

Испытания образцов разных составов, изготовленных из теста нормальной густоты, твердевших после тепловлажностной обработки в разных условиях: на воздухе, в воде и над водой, показали, что увеличение их прочности составляет 150-250% и зависит от состава тонкомолотого вяжущего. Наибольший прирост прочности наблюдается у образцов, твердевших в воде, по сравнению с образцами, твердевшими над водой и на воздухе.

Графическая зависимость коэффициента водостойкости образцов ЗГЦВ разного состава от "С" и содержания гипса в вяжущем (%), представлена на рис.1., где сплошными линиями соединены точки факторного пространства характеризующиеся одинаковыми значениями коэффициента водостойкости.

Содержание гипса

Рис. I. Зависимость коэффициента водостойкости цементного камня при хранении в иоде от отношения зола/вяжущее (С) и содержания гипса в вяжущем (%).

Все эти составы характеризуются достаточно высокой водостойкостью. Образцы цементного камня, приготовленные на ЗГЦВ с большим содержанием гипса (более 50%) и небольшим содержанием золы, характеризуются сравнительно пониженной водостойкостью. Тенденция к снижению водостойкости наблюдается у образцов, изготовленных из ЗГЦВ с

повышенным содержанием золы. В табл.1 приведены оптимальные составы ЗГЦВ.

Таблица I.

Влияние вида сульфатосодержащего компонента на прочность, водостойкость и сроки схватывания ЗГЦВ.

Вид суль- Характеристика составов, % Проч- Ко?ф. Сроки схваты-

фатосодер- ность водо- вания, мин

жащего Сульфатосо- цемен. стой- прод-

компо- держащий Цемент Зола камня, кости начало -ость

нента компонент кгс/см2

60 10 30 100 0,85 330 220

Природ- 50 20 30 200 0,92 315 180

ный гипс 40 30 30 300 0,96 300 150

30 40 30 400 1,00 300 150

65 . 35 100 320 720

Химически 57 92 34 200 300 420

чистый 48 18 34 300 280 300

гипс 38 28 34 400 255 150

30 36 34 500 240 90

23 43 34 600 225 90

58 7 38 200 20 40

48 14 38 300 10 60

Фосфогипс 40 22 38 400 10 80

32 30 38 500 15 100

20 42 38 600 65 122

Поскольку продукт газоочистки наряду с двугидратом может содержать полугидрат кальция, были изучены свойства ЗГЦВ в зависимости от соотношения полугидрата и двугидрата в составе сульфатосодержащего компонента. Прочность ЗГЦВ изменяется неоднозначно и имеет сложную закономерность: при частичной замене двугидрата на полугидрат до 30, а иногда до 50%, растет, а затем снижается при одновременном снижении коэффициента водостойкости. Такая закономерность является результатом быстрой гидратации полугидрата (строительного гипса) т.е. увеличением доли быстрогидратирующегося компонента в составе вяжущего и приближением его свойств к свойствам гипсопуццолановых вяжущих с соответ-

ствующей этому вяжущему последовательностью протекания физико-химических процессов гидратации.

Установлено, что основным критерием, определяющим строительно-технические свойства ЗГЦВ, является соотношение в сульфатосодержащем компоненте между двуводной и полуводной модификациями сульфата кальция. Оптимальное содержание двуводного сульфата кальция в составе гипсосодержащего компонента для получения ЗГЦВ с нормальными сроками схватывания должно быть не более 50% по массе.

Следующей, основной, задачей диссертационной работы являлась разработка оптимальных составов и технологических параметров изготовления неавтоклавных ячеистых бетонов, на основе ЗГЦВ, обеспечивающих получение ячеистого бетона максимальной прочности и морозостойкости.

На первом этапе исследования'по разработке оптимальных составов газобетона проводились с применением в качестве гипсосодержащего компонента молотого природного гипса.

В качестве переменных технологических факторов было принято во-дотвердое отношение (В/Т), и соотношение между золой и вяжущим (С) с целыо определения минимальных расходов вяжущего при обеспечении заданных свойств газобетона.

В качестве параметров оптимизации были приняты: текучесть, средняя плотность, прочность при сжатии, расход портландцемента.

В результате статистической обработки экспериментальных данных были получены количественные зависимости основных свойств бетонной смеси и газобетона от изучаемых технологических факторов. На основании анализа полученных зависимостей определены оптимальные составы газобетона.

На основании результатов вышеупомянутых исследований, с целью максимального повышения физико-механических свойств полученного ячеистого бетона, была проведена оптимизация его пористой структуры.

Для этой цели был реализован ротатабельный план второго порядка для трех переменных.

В качестве переменных технологических факторов были приняты: для газобетона - В/Т, температура газобетонной смеси и расход алюминиевой пудры, а для пенобетона - время перемешивания пенобетонной смеси, В/Т, а также расход пенообразователя.

В качестве вяжущего использовали тонкомолотую смесь (ТМС), полученную, путем совместного помола золы (40%), гипсосодержащего

I

компонента (30%) и портландцемента (30%). Оптимальное соотношение между золой и вяжущим (С), также установленное в результате работ по предыдущему этапу, яо всех экспериментах было принято постоянным и составило 0,74.

После статистической обработки результатов экспериментов получены графические зависимости основных свойств газо- и пенобетоиов от исследуемых технологических факторов (рис. 2 и 3).

Па основании анализа полученных зависимостей определены оптимальные составы газо- и пенобетоиов. Из результатов, приведенных на рис.2., видно, что полученные неавтоклавные газобетоны на основе ЗГЦБ характеризуются средней плотностью ог 800 до 1100 кр/м3 и прочностью, соответственно, от 50 до 100 кгс/см2. Неавтоклавные пенобетоны (рис.3) характеризуются более широким диапазоном плотности (от 400 до 1200 кг/м3) и прочност и (от 10 до 100 кгс/см2).

При этом установлено, что по прочностным показателям пенобетоны оптимальных составов, например при плотности 800 кг/м1, превосходят на 15-20% аналогичные показатели газобетонов.

Исследования макропористой структуры этих бетонов, проведенные на фотоэлектронной установке, показали, что наибольшее влияние на прочность ячеистых бетонов оказывает не размер и форма пор, а однородность их распределения по обьему бетона, которая количественно оценена дис-

в/т o.sa

0.53 0.48 0.45 0.42 0.37 0.32

В/Т

N ч50 N

75, V

Ч

•тип

0.025 0.035 0.04 0.05 0.06 0.065 0.075 Расход алюминиевой пудры. % В/Т Г

0.58 0.53 0.48 0.45 0.42 0.37

0.32

\ \ Ч 120

\ V ч 14(

\ \

\ \ 160

18 \ » ч \

\

0.58 0.53 0.48 0.45 0.42 0.37

б)

0.32

\ \ s 800

\ \ \ ч

\ \ S, 900

к Ю0(

ПО 0 к Ч

ч \

0.025 0.035 0.04 0.05 0.06 0.065 0.075 Расход алюминиевой пудры. %

В/Т д)

0.025 0.035 0.04 0.05 0.06 0.065 0 075 Расход алюминиевой пудры. %

0.58 0.53 0.48 0.45 0.42 0.37 0.32

,45-

40-

35

25

20-

85

I

Т.

0.32

0.025 0.035 0.04 0.05 0.06 0.065 0.075 Расход алюминиевой пудры. %

,В/Т е

0.58

0.53

0.48

0.45

0.42

0.37

0.32

S

36

'35

0 025 0.035 0.04 0.05 0.06 0 065 0.075 Расход алюминиевой пудры, %

0.025 0.035 0.04 0.05 0.06 0.065 0.075 Расход алюминиевой пудры. %

Рис.2. Зависимость свойств газобетонной смеси и газобетона от В/Т и расхода алюминиевой пудры: а) прочность через 28 сут. нормального твердения (кгс/см:). б) плотность (кг/м1), в) прочность после пропаривания (% от 28-суточной), г) расход цемента (кг), д) текучесть газобетонной смеси (см), е) температура газобетониой смеси (°С).

а

в/т

а)

В/Т

б)

0.55 0.51 0.49 0.45 0.41 0.39

0.3s

\ \ чЧ Ч4\ 1

> { M N. II5Ч -5,4 >

\ \ \ ч ■ifl ч S 35 ч

\ \ 7 \ V X

100 \ К \ ч

1 л \

0.55

0.35 0.60 0 75 1.0 1.25 140 1.65 Расход порообрковатсля, % В/Т •

Г)

0.35

0.55 "0.51 0.49 0.45 0.41 0.39

\

0.3:

1

X-

N

1200

N

\

ПОР

900

70 ¿ÛÛ

ООО

N

\

\

50

ш>

ШХ)-

Pv\

0.55

35 0 60 0.75 1.0 1.25 1.40 1.65 Расход порообразователя, %

В/Т д)

ВЛ" 0.55

0.51 0.49 0.45 0.41

0.39 0.35

0.35 0.60 0.75 1.0 1.25 1.40 1.65 Расход порообразователя, %

ВЛ_ei

0.55 -

0.51 0.49 0.45 0.41

0.39

0.35

45х /,./ / / /

/ / 35 А

/ / / 50

/ у / /

У V /

/

0.35 0.60 0.75 1.0 1.25 1.40 1.65 Расход порообразователя, %

0.35 0 60 0.75 1.0 1.25 1.40 1.65 Расход порообразователя, '«

0.35 0.60 0.75 1.0 1.25 1.40 1.65 Расход порообразователя, %

Рис.3 Зависимость свойств пенобетонной смеси и пенобетона от В/Т и расхода порообразователя: а) прочность через 28 сут. нормального твердения (кгс/см2). б) плотность (кг/м3), в) прочность после пропаривания (% от 28-суточной), г) расход цемента (кг), д) плотность пеномассы (кг/м3), е) текучесть пенобетонной смеси (см).

перепей пористости.

Установленное исследованиями большее значение коэффициентов изменчивости показателя качества макропористой структуры газобетона (у=19,3%), чем пенобетона ( У=13,б%) свидетельствует о более неоднородной структуре газобетона, следствием чего являются сравнительно более низкие значения его прочности (при одинаковой плотности).

По показателям прочности полученные неавтоклавные ячеистые бетоны близки к показателям прочности, предъявляемым ГОСТ 2548.5-89 к автоклавным ячеистым бетонам.

Изучение кинетики нарастания пластической прочности ячеистых бетонов показало, что пластическая прочность газобетона-сырца оптимального состава, через 2 часа после изготовления, составила 100-150 гс/см2, что является оптимальной для резки1 газобетонного массива на мелкие блоки. Рост пластической прочности наблюдается при снижении В/Т и при соответствующем увеличении "С", т.е. содержания золы.

Пенобетон, в исследуемой области характеризуется более замедленным темпом нарастания пластической прочности, чем газобетон. При этом пластическая прочность пенобетона-сырца, равная 100-150 гс/см2, полученная у газобетона через 2 часа после заливки, была получена только через 12-14 часов после изготовления.

Исследования показали, что ускорение набора пластической прочности пенобетона-сырца может быть достигнуто, либо за счет применения сульфатосодержащего компонента, в состав которого входит наряду с двуводным полуводный гипс, либо за счет повышения температуры пено-бетонной массы и температуры твердения до 35-40°С.

Результаты проведенных лабораторных исследований и разработки составов неавтоклавных ячеистых бетонов на основе золы и гипсосодер-жащего компонента, были проверены в производственных условиях путем выпуска опытно-промышленной партии мелких стеновых блоков на

промышленной линчи экспериментального цеха ТОО "Стройиндустрия М" в г.Железнодорожном Московской области.

Для изготовления газобетона были применены: портландцемент М400 Михайловского завода, зола-унос Рязанской ТЭС и молотый до удельной поверхности 2500 см2/г природный гипс.

Параметры приготовления смеси, а также характеристики ее свойств приведены в табл.2.

Через 12 часов после изготовления (при пластической прочности равной 500-600 гс/см2) блоки были пропарены в пропарочной камере по режиму 3+8+ест. охлаждение, при температуре выдержки 85±5°С.

Дальнейшее твердение блоков происходило а нормальных температур-но-влажностных условиях в течение 12-18 месяцев.

Для определения основных физико-механических свойств ячеистых бетонов из опытных блоков были выпилены образцы.

Исследования морозостойкости полученных ячеистых бетонов оптимальных составов показали, что этот материал обладает достаточной стойкостью при попеременном замораживании-оттаивании. Коэффициент морозостойкости после 50 циклов попеременного замораживания-оттаивания равнялся 0,86, потеря прочности не превысила 15% и соответствует требованиям ГОСТ 25485-89.

По усадочным деформациям полученные ячеистые бетоны на зологип-соцементном вяжущем соответствуют требованиям нормативных документов для неавтоклавных ячеисгых бетонов, при этом максимальное значение усадочных деформаций составляет 2,3 мм/м.

Коэффициент теплопроводности колеблется в пределах 0,17-0,24 Вт/м2"С в зависимости от плотности и вида ячеистого бетона. При этом установлено, что пенозологипсобетоны имеют более низкий коэффициент теплопроводности по сравнению с газозологипсобетонамн того же состава и плотности.

Таблица 2.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ ОПТИМАЛЬНЫХ СОСТАВОВ

Расход материалов, кг/м3 Характеристика смеси Показатели физико-механических свойств

№ формовок Вяжущее в т.ч. цемент Зола Алюм. пудра Вода В/т Текучесть смеси, см Температура смеси, «С Плотность сухая, кг/м1 Прочность . через 28-суток, кгс/см2 К-ироп. в% ОТ 1*211 Теплопроводность, Вт/м°С Морозостойкость, цикл. Усадочные деформации, мм/м

1. 418 125 309 0,55 371 0,51 '42 35 750 53 80,4 0.220 >50 2,00

2. 418 125 309 0,55 371 0,51 41 34 810 57 "" 82,5 0,219 >50 2,10

3. 418 125 309 0.55 371 0,51 40 36 800 -55 81,1 0,217 >50 2,04

I lo своим физико-механическим свойствам неавтоклавные ячеистые бетоны, на основе вяжущего с использованием золы и гипсосодержащих компонент», полностью отвечают требованиям нормативных документов и приближаю ня по некоюрым характеристикам (прочность, морозостойкость) к ашокдавным ячеистым бетонам.

Полученные неавюклавные ячеистые бетоны целесообразно примени ib в произволе!не мелких стеновых блоков для строительства малолажных жилых и других иаппй.

Расчет показал, что себестоимость изготовления мелких стеновых блоков ni неавтклавного яченпот беюна на основе золы и природного тиса на 36",, меньше, а на основе юлы и фосфогипса на 40% меньше чем, блоков пиошвленных m пеашокллнно!о ячеистого бетона на ,.-менте и песке.

оыцш: пьшоды

1 Ра ip.uuu.uiu ie\nu:ioi ическне нарамсфы получения золопшеоце-UUtlIll.H ИЯАУ'ШХ (41 ЦЩ

Вяжущие яилнкися i ндр.тлнческими, имеют несколько замедленные сроки ехп.пывания. хорошо peal ируки на leiuioiioe воздействие (пропари-нанне) с последующим ишеиенвным ростом прочности (ко)ффнцпент прироста прочное!и i,i 2Н сучок 1,6-2,0) и характеризуются показателями прочное! и oí 100 до 600 к i с/см-' при расходе портландцемента равном 100-160 ы/м V

?. Основным кршерпем определяющим строшелыю-технические .нонета 1ГЦВ являемся cooiно.ленне в сульфатсодержащем комионеше иежд\ ди\водном и нолуводпон модификациями сульфата кальция. Он nina и,мое содержание дв)водною сульфат кальция в составе гипеосодер-«ашеи> компоистл дли получения 4ГЦВ с нормальными сроками схваты-i.ihmh до 1/Кно Гч.пь не более 50",, но массе.

3. Теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность получения неавтоклавных ячеистых бетонов на основе ЗГЦВ, по физико-механическим свойствам приближающихся к свойствам автоклавных ячеистых бетонов.

Разработаны теоретические и экспериментальные основы формирования качественной макропористой структуры неавтоклавных ячеистых гипсозолобетонов.

4. Разработана энергосберегающая технология изготовления неавтоклавного пено- и газозологипсобетона. Энергосбережение достигнуто за счет: '

- снижения расхода наиболее энергоемкого компонента - портландцемента в 2-2,5 раза и замены его компонентами, характеризующимися более низкой теплопроводностью; i

- исключения из технологического цикла автоклавной обработки и замены ее менее энергоемкими способами твердения;

- исключения, в ряде случаев, помола сырьевых компонентов.

5. Экспериментально установлены технологические параметры, обеспечивающие получение неавтоклавных ячеистых бетонов наибольшей прочности и морозостойкости. Полученные ячеистые бетоны характеризуются средней плотностью от 800 до 1100 кг/м3 и прочностью, соответственно, от 50 до 100 kic/cm2, а пенобетоны - средней плотностью от 400 до 1200 кг/м3 и прочностью, соответственно, от 10 до 100 кгс/см3, при расходе портландцемента менее 200 кг/м5.

Образцы газо- и пенобетона, изготовленные на одних и тех же материалах и с одинаковым расходом компонентов, по прочностным показателям. особенно в малых областях плотности, существенно отличаются друг от друга. При этом у пенобетона прочностные характеристики выше, чем у газобетона.

-196. Исследования показали, что газобетон на основе зологипсоцемент-ного вяжущего твердеет более интенсивно, чем пенобетон, и приобретает необходимую для распалубки и резки пластическую прочность, равную 100-150 гс/см2 через 2 часа после изготовления, что позволяет осуществить разрезку массива на мелкие блоки и сократить время выдерживания газобетонных изделий до тепловлажностной обработки. Тогда как, пенобетон характеризуется более замедленным набором пластической прочности, 100-150,гс/см2 через 12-14 часов после его изготовления.

7. Исследования показали, что ускорение набора пластической прочности пенобетона-сырца может быть достигнуто либо путем применения сульфатосодержащего компонента, в состав которою входит наряду с двуводным полуводный гипс, либо за счет повышения темпера!уры пено-бетонной массы и температуры твердения до 35-40°С.

8. Основные результаты лабораторных исследований подтверждены при выпуске опытно-промышленной партии мелких стеновых блоков из неавтоклавного газозологипсобетона в экспериментальном цехе ТОО "Сгройиндустрия М" г.Железнодорожного Московской области.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Малинина Л.А., Щеблыкина Т.П., УховаТ.А., Ганжара И.В., Даужапов 11.Т. Малоклинкерное гидравлическое отходоемкое вяжущее для малоэтажного строительства. /Строительные материалы. -1995, N1. с.15.

2. Ухова Т.А., Воробьев А.А., Даужанов Н.Т. Неавтоклавный ячеистый бетон на основе комплексного использования зол и гипсосодержащих отходов. Тезисы докладов XXXI научной конференции ирофессорско-преподанательского состава инженерного факультета Российского университета дружбы народов, М, 1995.

3. Участие в экспозициях следующих выставок:

1) Выставка Росстройэкспо "Строительные материалы для индивидуального малоэтажного строительства". Москва: 18-22 мая 1993 г.

2) Международная выставка "Стройиндустрия-93". Москва: 23-30 сентября 1993 г.