автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Технология и свойства керамзитобетона на основе многокомпонентного бесклинкерного водостойкого гипсового вяжущего для ограждающих конструкций

РОСТОВСКАЯ - НА - ДОНУ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

На правах рукописи

НЕЧУШКИН АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ

ТЕХНОЛОГИЯ И СВОЙСТВА КЕРАМЗИТОБЕТОНА НА ОСНОВЕ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО БЕСКЛИНКЕРНОГО ВОДОСТОЙКОГО ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05. 23. 05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Ростов - на - Дону 1995

Работа выполнена в Ростовской-на-Дону государственной академии строительства

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации и Чечено-Ингушской республики,

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

заседании специализированного совета Д 063.64.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Ростов-ской-на-Дону государственной академии строительства по адресу: 344022. г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, дом 162, ауд. 232.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии

Автореферат разослан ОКТр5Грй 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета

Г.А. Айрапетов

А.П. Зубехин

кандидат технических наук, профессор А.Н. Юндин

Ведущая организация: Ростовский ПромстройНИИпроект

Защита состоится "/4 НОЯ&РЯ 1995 г. в

ч. на

Ю.А. Веселев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время существенно возрос интерес к малоэтажному строительству. Растущие потребности в возведении жилых коттеджей, производственных и сельскохозяйственных зданий требуют разработки новых эффективных материалов и технологий. Расширение сферы использования гипсового вяжущего представляется перспективным ввиду широкой распространенности месторождений гипсового камня, наличия большого количества гипсодержащих отходов, низкой энергоемкости и относительной простоты производства (по сравнению с портландцементом). Широкий диапазон марочной прочности, невысокая плотность и теплопроводность делают его достаточно привлекательным для использования в легких бетонах наружных ограждающих конструкций. Повышенные эстетические и санитарно-гигиенические качества гипсобетонов также обусловливают его преимущества, в особенности для малоэтажного жилищного строительства.

Факторами, сдерживающими расширение области применения гипсовых вяжущих, являются низкая стойкость к воздействиям окружающей среды и резкое снижение прочности при увлажнении, не позволяющие эффективно использовать гипсобетоны при возведении жилых зданий, производственных и сельскохозяйственных сооружений, особенно эксплуатирующихся в условиях повышенной влажности.

Одним из путей повышения водостойкости является снижение растворимости гипса в сочетании с изменением поровой структуры, что приводит к получению эффективного смешанного водостойкого вяжущего. Применение в качестве компонентов вяжущего техноген-

ных отходов производства может обеспечить помимо технико-экономического и ощутимый экологический эффект, что связано с решением важной народнохозяйственной проблемы и позволяет считать актуальной разработку нового водостойкого гипсового вяжущего и бетонов на его основе для ограждающих конструкций.

Работа над диссертацией осуществлялась в соответствии с координационным планом Межвузовской научно-технической программы "Архитектура и строительство" по направлениям N2 "Создание и модификация строительных материалов с целью повышения их эффективности" и N4 "Совершенствование технологии строительства".

Цель работы: разработать технологии многокомпонентного бесклинкерного водостойкого гипсового вяжущего (МБВГВ) и гипсокера-мзитобетона на его основе, обладающего требуемыми физико-техническими свойствами для ограждающих конструкций в малоэтажном строительстве.

Научная новизна:

- разработаны составы и технология получения многокомпонентных бесклинкерных вяжущих повышенной прочности, водо- и морозостойкости на основе строительного гипса и комплексной известко-вокремнеземистой добавки;

- установлены особенности физико-химических процессов, связанные с твердением МБВГВ и идентифицированы новообразования, включающие низкоосновные гидросиликаты кальция, уплотняющие структуру материала и способствующие повышению водостойкости гипса;

- выявлены взаимозависимости физико-механических свойств ги-псокерамзитобетона на основе многокомпонентного бесклинкерного

водостойкого гипсового вяжущего, проведена комплексная оценка его долговечности; .

- разработаны составы и технология приготовления гипсокерам-зитобетона повышенной долговечности на основе многокомпонентного бесклинкерного водостойкого гипсового вяжущего;

- на основе установленных методом математического планирования эксперимента закономерностей влияния состава известковокре-мнеземистой добавки на свойства МБВГВ предложена методика расчета оптимального состава смешанного вяжущего из конкретных материалов.

Практическая значимость работы:

- разработаны рекомендации по использованию МБВГВ и гипсоке-рамзитобетонов на его основе при изготовлении стеновых блоков для ограждающих конструкций;

- разработаны рекомендации по производству монолитных бетонных работ в различных условиях, включая зимние, с использова-внием в качестве вяжущего МБВГВ;

- определены возможные компоненты известковокремнеземистой добавки, методика подбора ее состава и технология приготовления;

- предложена методика подбора состава бетона на основе МБВГВ с заданными свойствами;

- подана заявка на изобретение по составу многокомпонентного бесклинкерного водостойкого гипсового вяжущего (заявка N 940222 35/33 от 10.06.1994 г.) ;

- экономическая эффективность производства МБВГВ обусловлена снижением затрат электроэнергии в 1,15-5 ра:< и топлива в 3-3,5 раза относительно других широко распространенных вяжущих веще-

ств.

Автор защищает :

- составы многокомпонентного бесклинкерного водостойкого гипсового вяжущего с использованием комплексной известковокремне-земистой добавки;

- результаты исследований по комплексной•оценке влияния коли-личества добавки, соотношения сао/зю^, способа приготовления и условий выдерживания на физико-механические свойства материала на основе МБВГВ;

результаты исследования физико-химических процессов, протекающих при твердении многокомпонентного бесклинкерного водостойкого гипсового вяжущего ;

- результаты исследования физико-механических свойств и долговечности гилсокерамзитобетона на основе МБВГВ;

- разработанную технологии гипсокерамзитобетона для наружных стен на основе многокомпонентного бесклинкерного водостойкого гипсового вяжущего ;

- результаты производственных испытаний стеновых блоков, изготовленных из гипсокерамзитобетона на основе МБВГВ.

Апробация работы. Результаты исследований по отдельным разделам диссертационной работы докладовались и обсуждались на :

- научно-технических конференциях Ростовской-на-Дону государственной академии строительства 1993-1995 гг.;

- Международной научно-технической конференции "Эффективные технологии и материалы для стеновых и ограждающих конструкций" (Ростов-на-Дону, 1994г.)

- Международной конференции "1ЬаигП. 12" (Веймар, 1994г.);

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в пяти публикациях и заявке N 940222 35/33 от 10. 06.1994 г.) ;

Структура и обЪем работ ы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора, 5 глав, основных выводов, списка использованных источников. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, включающего 42 рисунка, 25 таблиц, 132 наименования литературных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ литературных данных показывает, что в настоящее время наметились три основные направления повышения водостойкости изделий на основе гипсового вяжущего :

- уменьшение растворимости затвердевшего (двуводного) гипса;

- изменениё капиллярно-пористой структуры гипсового камня с целью уменьшения водопроницаемости и водопоглощения;

- поверхностная гидрофобизация, пропитка и поверхностная защита материалами, препятствующими водонасыщению гипсовых изделий.

Представляется, что более перспективны первые два пути, так как в этих случаях повышаются водостойкость материала по всему объему и его эксплуатационная надежность независимо от случайных повреждений поверхности изделия или конструкции.

Повышению водостойкости изделий на основе гипсового вяжущего . посвящены исследования A.B. Волженского, A.B. Ферронской, П.И. Баженова, М.А. Матвеева, K.M. Ткаченко, Р. В. Иванниковой,

П.П. Будникова, Г. И. Логинова, М. П. Элинсона и др.

Одним из путей реализации этой задачи является введение в гипс, совместно с известью или цементом, гидравлической добавки, повышающей водостойкость изделия за счет одновременного снижения растворимости гипса и уменьшения водопроницаемости гипсового камня. В настоящее время известно эффективное композиционное гипсовое вяжущее, в состав которого наряду с гипсом входят портландцемент и пуццолановая добавка, а также смешанные бесклинкерные гипсовые вяжущие. В качестве гидравлических добавок используются: пепел, трасс, пемза, диатомит, опока, зола, цемянка, доменные шлаки, которые не нашли широкого практического применения для получения смешанного водостойкого гипсового вяжущего вследствие низкой долговечности изделий и весьма разнообразного химического состава добавок.

Выполненный анализ состояния вопроса и научно-исследовательских работ, посвященных проблеме повышения водостойкости гипсовых изделий, позволяет сформулировать рабочую гипотезу: получение гипсобетона, обладающего достаточной стойкостью к эксплуатационным воздействиям, может быть достигнуто за счет уменьшения растворимости затвердевшего гипса в сочетании с получением внутри композиции труднорастворимых низкоосновнпх гидросиликатов кальция, затрудняющих проникновение влаги извне в гипсовый камень. Одним из путей реализации этого механизма служит поиск относительно недорогой добавки, приготовленной из достаточно распространенных компонентов, комплексное изучение ее свойств и разработка технологий приготовления и применения многокомпонентного бесклинкерного водостойкого гипсового вяжущего (МБВГВ) и бетона

на его основе в строительстве. В этой связи малоизучен такой кремнеземосодержащий материал, как микрокремнезем. Являясь сопутствующим продуктом производства феррокремниевых сплавов, он обеспечивает при использовании не только технико-экономический, но и экологический эффект.

При разработке МБВГВ и керамзитобетона на его основе применялись гипсовые вяжущие марок Г4-Г20 заводов Санкт - Петербурга, Воронежской области и АО "Донгипс"; в качестве минеральных добавок использовались микрокремнезем Стахановского и Челябинского заводов и керамзитовая пыль из фильтров Ростовского завода легких заполнителей; известь Белокалитвенского и Канонищенского комбинатов активностью от 75% до 90%, карбидный ил Новочеркасского завода синтетических продуктов активностью 75%-9о$.

В качестве заполнителей использовались рядовой и фракциони-рованныи керамзитовый гравий насыпной плотностью 500 кг/м ; ке-рамзитовыи песок насыпной плотностью 700 кг/м ; песок для строительных работ с модулем крупности Мк= 1,25.

Замедлителем схватывания служил тетраборнокислый натрий ТБН.

Для получения бетонной смеси с осадкой конуса 0К= 5 - 6 см использовались пластифицирующие добавки 1СТМ Архангельского целлюлозно-бумажного комбината и суперпластификатор С-3 Новомосковского ПО "Оргсинтез" и Рубежанского химического комбината "Заря".

В работе использованы современные методы физико - химических исследований: рентгенофазовый и дифференциально-термический анализы, электронная микроскопия, ртутная порометрия. Применялись методы математического планирования экспериментов и статисти-

ческая обработка их результатов на ЭВМ. При изучении свойств МБВГВ и бетонов на его основе использовались методы испытаний, регламентированные нормативными документами, а также приборы и оборудование, прошедшие госповерку и удовлетворяющие требованиям действующих стандартов.

Для разработки технологии получения МБВГВ первоначально была исследована и оценена эффективность применения различных компонентов известковокремнеземистой добавки (ИКД). Установлено, что наиболее эффективным является следующий состав вяжущего (в массовых процентах): 78 - 85% гипса, 9 - 12?? микрокремнезема, 710% оксида кальция. Кроме того, в состав вяжущего входит суперпластификатор С-3 и замедлитель схватывания тетраборат натрия ТБН. Выявлено, что оптимальной дозировкой суперпластификатора является З...А% от массы используемого микрокремнезема; ТБН вводится в количестве до 0,64% от массы вяжущего. Коэффициент водостойкости затвердевшего МБВГВ достигает 0,93 без уменьшения прочности относительно образцов на основе гипсового вяжущего.

На основе выявленных закономерностей влияния состава ИКД на свойства изделий на основе МБВГВ проведена оптимизация и предложен метод расчета оптимального состава МБВГВ. Установлена зависимость оптимальной дозировки ИКД (Ч) от активности (А) используемого гипса:

0 = 25-0,04А. (I)

Методом ртутной порометрии установлено, что поровая структура МБВГВ существенно отличается от структуры исходного двуво-дного гйпса: основной размер пор затвердевшего МБВГВ составляет 0,01- 0,5 мкм против 0,6 - 2,5 мкм для гипсового камня, количес-

тво открытых пор в 1,5...3 раза меньше (рис. I).

С помощью рентгенофазового, электронно-микроскопического и термических методов анализа идентифицированы новообразования, включающие тоберморитоподобные низкоосновные малорастворимые гидросиликаты кальция, уплотняющие структуру материала на основе МБВГВ и повышающие его водостойкость.

В результате исследования свойств затвердевшего МБВГВ была выявлена зависимость коэффициента размягчения от величины открытой пористости : Кр= I - 0,014 П0- Подобные зависимости для воздушных вяжущих были предложены профессором А.Н. Юндиным и позволяют прогнозировать водостойкость строительных материалов на основе различных вяжущих.

Установлены закономерности влияния условий твердения на физико - механические свойства затвердевшего МБВГВ. Показано, что после укладки смеси в форму возможны несколько вариантов выдерживания изделий из МБВГВ: твердение в нормальных , естественно-сухих условиях, тепловлажностная обработка.

Выявлено, что наиболее оперативно по времени и эффективно для повышения водостойкости пропаривание изделий в течение 12-16 часов, но этот метод не всегда доступен и технически сложен. Практически одинакового коэффициента размягчения можно достичь выдерживанием образцов МБВГВ в нормальных условиях или среде с повышенной влажностью в течение 7-14 суток с последующим "дозреванием" на воздухе. При твердении образцов в естественно-сухих условиях коэффициент размягчения изделий ниже, но его значение и в этом случае не меньше 0,7. Поэтому для получения водостойких изделий пригоден любой из вышеперечисленных способов.

°-24к'йл/г ; Т^Ч. I ! :

рч^ | '¡Гипс.вяж I

о.1б-1-^чг-уН-;-;-

! МББГВ |\ \ !

о -;-]-1- ■ ^-1-

.0.01 0.1 I 10 100 Б.мкм

Рис. I. Интегральная пористость материала

На основе МБВГВ с помощью расчетно-экспериментального метода были подобраны составы конструкционно-теплоизоляционного керам-зитобетона на плотном и пористом заполнителе (табл.I.).

Разработанные на основе МБВГВ керамзитобетоны по своим показателям: класс бетона В5 - ВЮ, марка по средней плотности до вХЗОО, коэффициент размягчения не ниже 0,8 отвечают требованиям к материалам для ограздаждащих конструкций в малоэтажном строительстве (табл.2.).

Использование разработанного МБВГВ вместо гипсового вяжущего позволяет значительно сократить расход вяжущего, а при необходимости понижать марку используемого для получения бетона требуемого класса гипса в составе МБВГВ. Бетоны равных классов на основе гипсоцементнопувдоланового вяжущего (ГЦПВ) также требуют повышенного относительно МБВГВ расхода вяжущего.

Выявлена зависимость теплофизических свойств керамзито-бетонов на основе МБВГВ от структуры МБВГВ - камня. Повышенная доля мелких закрытых пор в материале на основе МБВГВ способст-

УГ^Л/Г ! '¡Гипс.вяж

1 ! МБВГВ * \ у

XV

0.01 0.1 I 10 100 ь.

Рис. I. Интегральная пористость материала

Таблица I

Составы керамзитобетонов на основе гипсовых вяжущих

Наименование и шифр вяжущего Класс бетона по прочности при сжатии Г! Расход материалов на I м бетонной смеси смеси

вяжущ., кг воды, л керамз., кг керамз. песок,кг кварц, песок,кг

Гипсовое В 7,5 490 315 350 260 .

вяжущее-1

ГВ-2 В 10 350 220 460 - 430

МБВГВ-I В 7,5 330 210 460 350 -

МБВГВ-2 В 10 350 220 460 - 430

ГЦПВ В 7,5 510 375 290 290 -

ВГВНВ* В 7,5 315 200 430 330 -

Таблица 2

Основные свойства керамзитобетонов на основе гипсовых вяжущих

Шифр бетона Класс бетона по прочности при сжатии Средн. плотн. бетона, кг/м3 Предел прочности при сжатии через 28 суток в сухом состоянии, МПа Коэф. раз- мягч. Моро-зост., кол-во циклов

ГВ-1 В 7,5 1200 . 10,5 0,38 15

ГВ-2 В 10 1300 12,4 0,37 25

МБВГВ-1 В 7,5 1200 10,4 0,94 100

МБВГВ-2 В 10 1300 14,8 0,80 125

ГЦПВ В 7,5 1180 10,8 0,73 45

ВГВНВ* В 10 1180 И,9 0,94 75

* - по литературным данным

вует снижению количества теплоты, передаваемой конвекцией и излучением. Коэффициент теплопроводности керамзитобетонов на основе МБВГВ с маркой по средней плотности до 01300 не превышает

величины 0,315 Вт/ м°С (при допустимом в малоэтажном строительстве значении 0,54). Установлена зависимость между коэффициентом теплопроводности бетонов на гипсовых вяжущих (л) и средней плотностью бетона (р); она носит линейный характер и может описы-

О,'¿5

0,3

0Д5

0,2

• -X- • У >

* И •jOO 0 0 • / ^ Ф я 0

0 • , ■ f * / / •• ' /• x »Г »O 0 ¡f^ a a w •• J F^v'. v. x ^ a ■

о " >5 Ж ■ / ° , о/"»/ rL-^-—^^ t' " • 0 i

A A m 4

' 700

В 00

300

1000 1100

1200 ¡¡C>KrJM

3 ■

Рис. 2. Зависимости коэффициента теплопроводности легких бетонов от плотности: керамзигобетоя (I), перлитобетон (2), шлакопемзо-бетон (3), аглопоритобетон (4), керамзитоперлитобетон (5) по данным различных авторов и керамзитобетоны на основе гипсовых вяжущих по формуле (2)~ (6).

ваться уравнением:

х = 0,035 + 0,215 р (2)

Экспериментальные результаты исследования зависимости коэффициента теплопроводности керамзитобетона на основе МБВГВ от средней плотности попадают в область значений этой величины для ке-рамзитобетонов по данным других авторов (рис. 2.), а предварительное прогнозирование коэффициента теплопроводности керамзи-тобетона на основе МБВГВ на начальном этапе может быть произведено по предложенной формуле (2).

Выявлены взаимозависимости физико-механических свойств ке-рамзитобетонов на основе МБВГВ. Исследования прочности бетонов на растяжение при изгибе (1?и) и растяжение при раскалывании (йр) показали, что отношение ви / нр находится в пределах 1,4-1,6, что подтверждается также результатами испытаний бетонных образцов на трещиностойкость. Керамзитобетоны на основе МБВГВ имеют более высокие, по сравнению с бетонами равного состава на гипсовом вяжущем показатели: прочность при сжатии (в 1,1...1,3 раза), на растяжение при раскалывании (в 1,8...1,9 раза), на растяжение при изгибе (в 1,1...1,2 раза).

По результатам экспериментов были рассчитаны значения безразмерного коэффициента "а" в формуле Фере, связывающей прочности бетонов на сжатие и растяжение. Для керамзитобетонов на основе МБВГВ и гипсового вяжущего коэффициент "а" равен соответственно 0,304-0,321 и 0,209-0,229. Таким образом, при равной прочности на сжатие, прочность на растяжение у бетонов на МБВГВ примерно на 40% вьппе, чем у гипсобетонов.

Установлено, что кинетика водопоглощения керамзитобетонов на

основе МБВГВ значительно замедленна, а полное водопоглощение в 1,5-2 раза ниже.

Параметры деформирования керамзитобетона на основе МБВГВ соответствуют среднему уровню цементных бетонов равного класса (табл. 3).

Таблица 3

Деформативные характеристики керамзитобетонов на основе

гипсового вяжущего и МБВГВ

Шифр состава Прочность при сжат, исж, МПа* Ср.плотность р,кг/м Модуль упругости, МПа Коэфф. упру-, гости Предельн. сжимаемость, х Ю-5

Гипсовое(ГВ-2) 4,47 1400 11175 0,38 105

МБВГВ-2 11,82 1400 13218 0,58 180

МБВГВ-I 9,9 1300 9740 0,64 160

МБВГВ-3 7,8 1400 11907 0,52 126

* - в водонасыщенном состоянии

Значение условного критического коэффициента интенсивности напряжений, характеризующего трещиностойкость бетона, составляет, в зависимости от технологических параметров, 80-12055 для бетонов на основе МБВГВ и 55-65? для гипсокерамзитобетона в сравнении с цементным бетоном того же класса.

Мера ползучести керамзитобетонов на основе МБВГВ находится на уровне меры ползучести цементных бетонов равного класса и в 2,1...2,3 раза ниже, чем у керамзитобетонов на основе полуводного гипса. Установлена зависимость усадочных деформаций в бе-

тоне на основе МБВГВ от условий его твердения. Наименьшую усадку (в 3,8 раз меньше усадки бетонов равного состава на гипсовом вяжущем) имеют пропаренные образцы.

Проведенная комплексная оценка долговечности керамзитобето-нов на основе МБВГВ позволила выявить высокую стойкость к замораживанию-оттаиванию (100...125 циклов), стойкость к нагреванию -остыванию, увлажнению-высушиванию (более 100 циклов). Результаты исследования водонепроницаемости бетона на основе МБВГВ показали, что величина сопротивления водопроницанию по методике ЦНШЭП жилища (ии= 1,51) в 3,2 раза превышает необходимое нормативное сопротивление и в 2,6 раза больше, чем сопротивление водопроницанию керамзитобетона на основе гипсового вяжущего.

Таким образом, результаты исследования физико-механических свойств бетона на основе МБВГВ позволили установить, что прочностные и деформативные характеристики керамзитобетона на основе МБВГВ соответствуют среднему уровню портландцементных бетонов равного класса. Сравнение физико - механических свойств керамзитобетонов равного класса на основе различных гипсовых вяжущих и портландцемента позволило выявить повышенную водо- и морозостойкость бетона на основе МБВГВ, соответствующую требованиям, предъявляемым к бетонам ограждающих конструкций. На основе выявленных закономерностей влияния состава МБВГВ йа физико-механические свойства бетонов предложена методика подбора состава бетона на основе МБВГВ с заданными свойствами.

Опытно-промышленная апробация разработанных составов керамзитобетона на основе МБВГВ подтвердила рекомендации, вытекающие из полученных данных и показала целесообразность и технико-эко-

номическую эффективность их применения в качестве материала для ограждающих конструкций в современном строительстве. Энергозатраты на производство МБВГВ в 1,15..5 раз ниже, чем на известь и цемент. Кроме того экономический эффект обусловлен снижением материалоемкости производства и высокой оборачиваемостью форм и опалубки, возможностью уменьшения толщины стен за счет относительно невысокой плотности и теплопроводности керамзитобетона на основе МБВГВ по сравнению с цементными бетонами.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны составы и технология многокомпонентного бесклинкерного водостойкого гипсового вяжущего (МБВГВ), прочность изделий на основе которого в водонасыщенном состоянии превышает аналогичную прочность исходного гипса в 2.5...3 раза с коэффициентом размягчения до 0,93.

2. Выявлены закономерности влияния состава известковокремнезе-мистой добавки (ИКД) на свойства МБВГВ. Оптимальное соотношение между микрокремнеземом и оксидом кальция sío2 / Cao в составе ИКД составляет 1,1-1,2. Определены пределы оптимальных дозировок замедлителя схватывания тетрабората натрия ТБН (0,62.. .0,6556 от.массы вяжущего) и суперпластификатора С-3 в количестве 3...4% от массы используемого микрокремнезема.

3. Установлены аналитические зависимости: оптимальной дозировки ИКД (Q) от активности (А) используемого гипса: Q = 25-0,04А; коэффициента размягчения затвердевшего МБВГВ от величины открытой пористости (П0): Кр= I - 0,014 П0-

4. На основе выявленых закономерностей влияния состава ИКД на

свойства МБВГВ предложена методика расчета оптимального состава МБВГВ из конкретных компонентов. Получены математические модели, описывающие зависимость прочности в водонасы-щенном состоянии коэффициента размягчения Кр, величины открытой пористости П0 и соотношения открытой и общей пористости от основных рецептурных факторов: количества вводимой известковокремнеземистой добавки, соотношения Сао/ /sío2 и марки используемого гипса.

5. Методом ртутной порометрии установлено, что поровая структура МБВГВ существенно отличается от структуры исходного двуводного гипса: основной размер пор затвердевшего МБВГВ составляет 0,01- 0,5 мкм против 0,6 - 2,5 мкм для гипсового камня, количество открытых пор в I.5...3 раза меньше. С характером поровой структуры связана повышенная долговечность созданного материала и бетонов на его основе.

6. С помощью рентгенофазового, электронно-микроскопического и термических методов анализа идентифицированы новообразования, включающие тоберморитоподобные низкоосновные малорастворимые гидросиликаты кальция, уплотняющие структуру материала на основе МБВГВ и повышающие его водостойкость.

7. Разработанные на основе МБВГВ керамзитобетоны по своим показателям: класс бетона В5 - BIO, марка по средней плотности до Dl300, коэффициент размягчения не ниже 0,8 отвечают требованиям к материалам для ограждаждающих конструкций в малоэтажном строительстве.

Выявлены взаимозависимости физико-механических свойств ке-рамзитобетонов на основе МБВГВ. Показано, что они имеют бо-

лее высокие, по сравнению с бетонами равного состава на гипсовом вяжущем, показатели:

- прочность при сжатии (в 1,1...1,3 раза);

- на растяжение при раскалывании (в 1,8.....1,9 раза);

- на растяжение при изгибе (в 1,1...1,2 раза).

- кинетика водопоглощения керамзитобетонов на основе МБВГВ значительно замедленна, а полное водопоглощение в 1,5 - 2 раза ниже.

Установлено, что при равной прочности при сжатии, прочность на растяжение у бетонов на основе МБВГВ на 40% выше в сравнении с гипсобетоном. Параметры деформирования керамзитобетона на основе МБВГВ соответствуют среднему уровню цементных бетонов равного класса, что позволяет при необходимости изготовлять из таких бетонов и железобетонные конструкции при обеспечении сохранности арматуры. Значение условного критического коэффициента интенсивности напряжений, характеризующего трещиностойкость бетона, составляет, в зависимости от технологических параметров, 80-120% для бетонов на основе МБВГВ и 55-65% для гипсокерамзитобетона в сравнении с цементным бетоном того же класса.

8. Установлена зависимость теплофизических свойств керамзитобетонов на основе МБВГВ от структуры МБВГВ-камня. Коэффициент теплопроводности керамзитобетонов на основе МБВГВ с маркой по средней плотности до Б1300 не превышает величины 0,315 Вт/ м°С (при допустимом в малоэтажном строительстве значении 0,54). Выявлена зависимость между коэффициентом теплопроводности бетонов на гипсовых вяжущих (л) и средней

плотностью бетона (р); она носит линейный характер и может описываться уравнением: л = 0,035 + 0,215 р 9. Установлена зависимость усадочных деформаций в бетоне на основе МБВГВ от условий его твердения. Наименьшую усадку (в 3,8 раз меньше усадки бетонов равного состава на гипсовом вяжущем) имеют пропаренные образцы.

10. Обоснована возможность проведения бетонирования в зимних условиях без использования дополнительного теплового воз-• действия и ухудшения физико-механических свойств бетонов

на основе МБВГВ с возможностью распалубливания конструкций через 3-4 часа.

11. Показано, что керамзитобетоны на основе МБВГВ обладают повышенной долговечностью: стойкость к замораживанию-оттаиванию 100...125 циклов, стойкость к нагреванию-остыванию, увлажнению-высушиванию более 100 циклов, величина сопротивления водопроницанию 1,51 в 3,2 раза превышает необходимое нормативное сопротивление и в 2,6 раза больше, чем сопротивление водопроницанию керамзитобетона на основе гипсового вяжущего.

12. Предложена методика подбора состава бетона с заданными свойствами на основе МБВГВ. Опытно-промышленная апробация разработанных составов керамзитобетона показала целесообразность и технико-экономическую эффективность их применения в качестве материала для ограждающих конструкций в современном строительстве. Энергозатраты на производство МБВГВ в 1,15..5 раз ниже, чем на известь и цемент. Кроме того, экономический эффект обусловлен снижением материало-

емкости производства и высокой оборачиваемостью форм и опалубки, возможностью уменьшения толщины стен за счет относительно невысокой плотности и теплопроводности керамзитобе-тона на основе МБВГВ по сравнению с цементным бетоном. Основные положения диссертации опубликованы в следующих ра-

тва //Прочность и долговечность строительных материалов.- Рос-тов-н/Д: Рост. гос. акад. стр-ва, 1994.- С.21-25.

2. Айрапетов Г.А., Панченко А.И., Нечушкин А.Ю. Технология гипсокерамзитобетона повышенной долговечности для наружных стен //Эффективные технологии и материалы для стеновых и ограждающих конструкций: Материалы международной научно-технической конференции. -Ростов-н/Д, 1994,- С.3-6.

3. Айрапетов Г.А., Панченко А.И., Несветаев Г.В., Нечушкин А.Ю. Гипсокерамзитобетон для ограждающи*' конструкции/Строительные материалы, 1995- N8.- С.27-28.

4. Panchenko А. I., Nesvetaev G.V., Nschushkyn A.U. Gypsum concrete with heightened environmental rssistance.12 Ibausil. Weimar, 1994. II5-II9.

ЛР 020818. Подписано в печать 10.10.95. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Ксерокс. Уч. - изд. л. 1,0. Тираж 60 экз. С 30&

ботах:

I. Нечушкин А.Ю. Водостойкий гипс для жилищного строительс

Редакционно-издательский центр Ростовской-на-Дону государственной академии строительства. 344022, Ростов н/Д, Социалистическая, 162