автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Теплоизоляционный пенобетон на модифицированных пеноцементных смесях

На правах рукописи

ЧЕРНОСИТОВА ЕЛЕНА СЕРГЕЕВНА

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ПЕНОБЕТОН НА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПЕНОЦЕМЕНТНЫХ СМЕСЯХ

05.23.05 - строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород 2005

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

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Шахова Любовь Дмитриевна

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки Российской Федерации Сахаров Григорий Петрович

кандидат технических наук, доцент Евтушенко Евгений Иванович

Ведущая организация - ОАО «ВНИИстром им. П.П. Будникова» (г. Москва).

Защита состоится «22» декабря 2005 г. в 10— часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 при Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ, Гк 242.

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

Автореферат разослан «21» ноября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета __

доктор технических наук [ -—»—-—Г.А. Смоляго

11Ш/С/

-з-

ОБЩАЯ ХАРАКЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В связи с повышением требований к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций зданий, установленным СНиП И-З-79**, большое внимание в нашей стране стало уделяться созданию и применению в строительстве эффективных утеплителей. К их числу можно отнести теплоизоляционный неавтоклавный пенобетон. Он сочетает в себе хорошие строительно-технические свойства, долговечность, экологическую чистоту, пожарную безопасность и ряд других преимуществ. Возможность монолитной заливки на фоне тенденции к увеличению доли монолитно-каркасного домостроения предопределяет рост потребности в этом материале.

В настоящее время превалирует промышленный выпуск теплоизоляционного пенобетона марки 0400, в то время как для повышения эффективности теплозащиты необходим материал более низкой плотности. Часто получаемый пенобетон характеризуется низким уровнем стабильности основных характеристик. Все это обусловливает актуальность расширения номенклатуры, повышения качества и увеличения объемов производства теплоизоляционного пенобетона.

Диссертационная работа выполнялась в рамках фанта Т-02-12.2-1582 «Теоретические разработки эффективных пенобетонов с комплексными добавками с использованием синтетических пенообразователей» и научно-технической программы Минвуза РФ № 02.01.128 «Разработка новых видов пенообразователей и малоэнергоемкой технологии многокомпонентных пенобетонных смесей и изделий на их основе» на 2003-2005 гг.

Цели и задачи работы. Разработка составов и технологических приемов получения теплоизоляционного пенобетона с улучшенными показателями качества на модифицированных пеноцементных смесях.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- выявление факторов, обусловливающих устойчивость пеноцементной смеси до момента затвердевания и формирование заданной структуры и свойств пенобетона;

- обоснование реологических параметров пеноцементной смеси, обеспечивающих ее транспортирование с минимальным разрушением поризованной структуры.

- изучение процессов гидратации, протекающих в пеноцементной смеси в присутствии пенообразователей различной природы;

- определение основных требований к сырьевым материалам и добавкам-стабилизаторам структурной прочности пеноцементной смеси и пенобетона;

- получение математических моделей влияния состава и технологических факторов на процесс формирования структуры и свойства теплоизоляционного пенобетона;

РОС. НАЦИОНАЛЬНА/« ; £К(: п НАТЕКА

- определение оптимальных режимов твердения пенобетона;

- подготовка нормативно-технологических документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований в промышленных условиях;

- апробация полученных результатов в производственных условиях и определение физико-механических характеристик изготовленных теплоизоляционных пенобетонов.

Научная новизна. Установлена взаимосвязь физико-химических процессов структурообразования в пеноцементной смеси и основных физико-механических свойств теплоизоляционного пенобетона.

Выявлено, что равновесное состояние пеноцементной смеси до момента затвердевания определяется поверхностным натяжением пенной пленки о и предельным напряжением сдвига цементного раствора межпоровых перегородок, при этом устойчивость пеноцементной смеси и формирование заданной структуры и свойств пенобетона обеспечиваются применением пенообразователей с повышенным значением поверхностного натяжения, созданием избыточного давления внутри воздушных пор и увеличением предельного напряжения сдвига матрицы из цементного раствора.

Установлены закономерности изменения реологических характеристик пеноцементной смеси: с увеличением сдвиговых усилий в смесях с разным водосодержанием происходит изменением соотношения между их упругими и вязкопластичными свойствами, с увеличением скорости сдвига вязкость пеноцементной смеси уменьшается. При В/Ц свыше 0,6 пеноцементные смеси проявляют свойства вязкоупругопластичного тела, которое до определенного значения сдвиговых усилий проявляет упругие свойства, а свыше - пластичные. При В/Ц ниже 0,6 у пеноцементных смесей преобладают пластичные свойства. Вязкость неразрушенной пеноцементной смеси зависит от ее воздухосодержания и не зависит от вида пенообразователя.

Установлен характер влияния вида используемого пенообразователя на прочность пенобетона, заключающийся в изменении морфологии гидратных новообразований за счет разной адсорбционной способности ПАВ. При взаимодействии цемента с раствором пенообразователя из природного сьфья наблюдается формирование плотной кристаллической структуры цементного камня, что объясняется более низкой адсорбционной способностью высокомолекулярных пептизированных белков. В присутствии синтетических пенообразователей из-за их высокой адсорбционной способности происходит формирование гелеобразных новообразований с размытыми гранями и сеткой из длинных нитевидных кристаллов, вероятно, кальциевых солей алкилсульфатов. Адсорбция пенообразователей происходит в основном на алюмосодержащих

минералах цемента, поэтому, чем выше содержание в исходном цементе С3А, тем ниже прочность пенобетона при всех прочих равных условиях.

Получены графоаналитические зависимости основных физико-механических свойств пенобетона от состава и способа ввода минеральных компонентов в смесь, позволяющие прогнозировать свойства материала.

Практическое значение работы. Установлено, что физико-механические свойства пенобетонов формируются на ранней стадии структурообразования и зависят в первую очередь от вида применяемого пенообразователя. Показано, что прочность пенобетонов на синтетических пенообразователях на 15-20% ниже, а теплопроводность на 4-5% выше аналогичных показателей для пенобетонов на пенообразователях из природного сырья. Улучшить показатели пенобетона на синтетических пенообразователях возможно путем модифицирования пеноцементной смеси вводом минеральных добавок и повышения давления внутри газовых пузырьков.

Предложены составы и способ получения пенобетонов марок по средней плотности 0200, 0250, ЭЗОО, 0350 с прочностью от 0,3 до 0,5 МПа, коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии от 0,053 до 0,09 Вт/(м°С), сопротивлением паропроницаемости от 0,62 до 0,34 мг/м-ч-Па.

Разработан комплект технической документации: технические условия на теплоизоляционный пенобетон и технологический регламент на его производство. Выпущена опытно-промышленная партия теплоизоляционных пенобетонов на синтетическом анионактивном пенообразователе «Пеностром» с минеральной добавкой на ООО «СОТИМ плюс» (г.Ст. Оскол, Белгородской области).

Внедрение результатов исследования. Технологические параметры и составы пеноцементных смесей апробированы в ООО «СОТИМ плюс» (г. Старый Оскол); при техническом содействии автора была выполнена теплоизоляция кровель из монолитного пенобетона марки по средней плотности ОЗОО.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований используются в учебном процессе (лекционных курсах, УНИРС и при выполнении квалификационных работ) при подготовке инженеров строительного материаловедения.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации вошли в труды Международного конгресса «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиидустрии» (Белгород, 2003, 2005); Международных научно-практических конференций «Ячеистые бетоны в современном строительстве» (С.-Петербург, 2004), «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии» (Ростов-на-Дону, 2004), «Поробетон-2005» (Белгород, 2005); Международной научно-практической Интернет-конференции «Современные аспекты создания систем менеджмента

качества и сертификации в строительстве» (Белгород, 2004); Международной научно-технической конференции «Композиционные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2004); Международного научно-практического семинара «Теория и практика производства и применения ячеистого бетона в строительстве» (Днепропетровск, 2005); Всероссийской научно-практической конференции «Современные тенденции развития строительного комплекса Поволжья» (Тольятти, 2005).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 15 научных статьях, в том числе в журналах с внешним рецензированием («Строительные материалы», «Цемент и его применение»). Получено положительное решение на выдачу патента РФ «Способ получения ячеистого бетона».

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы из 168 наименований и приложений. Общий объем диссертации 252 страницы машинописного текста, включающего 81 рисунок, 53 таблицы, 38 страниц приложений.

На защиту выносятся:

- результаты исследований влияния вида пенообразователей, минералогического состава цемента и вида минеральной добавки на стабильность, реологические характеристики пеноцементной смеси и формирование структурной прочности теплоизоляционного пенобетона;

- рекомендации по повышению стабильности пеноцементной смеси путем модифицирования минеральными добавками и изготовления при избыточном давлении, выбору сырьевых материалов и технологических приемов для производства теплоизоляционных пенобетонов;

- характер влияния пенообразователей различной природы на процессы гидратации цемента и отдельных клинкерных минералов;

- математические модели зависимости основных свойств теплоизоляционного пенобетона от состава и технологических параметров приготовления пеноцементной смеси;

- результаты исследований строительно-технических свойств полученного теплоизоляционного пенобетона;

- результаты промышленной апробации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Опыт применения теплоизоляционного пенобетона в ограждающих конструкциях свидетельствует, что этот материал позволяет улучшить их теплозащитные свойства и снизить стоимость возведения. Однако присущие пенобетону недостатки (низкие прочностные характеристики, значительные деформации усадки и др.) сужают область его рационального использования. Среди основных проблем технологии теплоизоляционного пенобетона можно выделить: выбор сырьевых материалов; определение реологических характеристик смеси, обеспечивающих ее перекачивание к месту заливки без разрушения

структуры и значительного уплотнения пеномассы; обеспечение устойчивости пеноцементной смеси во времени после заливки с учетом высоты заливаемого слоя и пористости материалов несущих конструкций. Это обусловливает необходимость совершенствования, как самого материала, так и технологии его изготовления.

Значительный вклад в развитие экспериментально-теоретических основ технологии пенобетона сыграли работы ученых Ю.М.Баженова, А.Т.Баранова, С.А.Гусенкова, А.С.Коломацкого, И.Т.Кудряшева, А.А.Лаукайтиса, В.А.Мартыненко, У.К.Махамбетовой, Л.В.Моргун, Ш.М.Рахимбаева, В.А.Пинскера, Ю.В.Пухаренко, Г.П.Сахарова, Л.Б.Сватовской, И.Б.Удачкина, Т.А.Уховой, Ю.Д.Чистова и др. Их труды позволили вплотную подойти к созданию теплоизоляционного пенобетона с обеспечением требуемой прочности, низкой плотности и теплопроводности.

При выполнении работы применяли современные методы исследований: РФА, ДТА, электронную микроскопию, анализ гранулометрии частиц на лазерном анализаторе Мкгозкег, а также стандартные методы, методы математического планирования эксперимента и статистической обработки результатов испытаний.

Технологические приемы получения стабильной пеноцементной смеси определяли на основе описания физико-механических процессов формирования поризованной структуры, с помощью уравнений термодинамики и феноменологической модели, предложенной Штакельбергом Д.И. (рис.1). В этой модели мы заменили водную пленку на пенную и применительно к ней сформулировали условия равновесного состояния пеноцементной смеси до момента ее затвердевания:

Р^ + Рх + Рг) (1),

где Р„ = 2а/г определяет избыточное давление (давление Лапласа) воздуха внутри пузырька радиусом г с поверхностным натяжением о; Р, - капиллярное давление пенной пленки;

Рх - —Т]с — =4ятй - давление, обусловленное упруговязкими свойствами дг

цементного раствора, находящегося в межпоровом пространстве: г|с -напряжение сдвига, т0 - предельное напряжение сдвига;

Р\\ — - ^ ЗУ. давление вязкого деформирования, действующего по всей V аI

поверхности поры: ц„ - объемная вязкость, V- объем, г - время.

Рис. 1. Поризованная дисперсная система как периодическая коллоидная структура по Штакелъбергу

Следовательно, до момента затвердевания равновесное состояние

пеноцементной смеси зависит от поверхностного натяжения пенной пленки о, а также предельного напряжения сдвига цементного раствора, находящегося в межпоровом пространстве. Эти характеристики обусловливают формирование определенной структуры и свойств пенобетона.

Результаты исследования поверхностного натяжения пенообразователей различной природы (рис. 2) свидетельствуют, что пенообразователи природного происхождения («Уни-пор», «Неопор») снижают поверхностное натяжение воды почти в два раза меньше, чем синтетические пенообразователи, такие как «Пеностром» и «Морпен». Поэтому пеноцементные смеси на белковых пенообразователях будут характеризоваться большей устойчивостью. В случае же использования синтетических пенообразователей при прочих равных условиях за счет уменьшения работы по образованию новых поверхностей (<гсЫ), снижения избыточного давления внутри пузырька (2а/г), противодействующего давлению цементного раствора, устойчивость пеноцементной смеси ниже. Поэтому, при изготовлении пенобетона на синтетических ПАВ необходимо предусматривать технологические приемы по увеличению стабильности смеси, которые смогут компенсировать слабую «несущую способность» самой пенной пленки.

Упругопластичные характеристики цементного раствора, зависят от

водоцементного отношения и природы ПАВ, присутствующего в воде затворения. Молекулы ПАВ оказывают гидрофобизи-рующее воздействие на частицы цемента. При низких значениях В/Ц этот эффект более заметен; с ростом же содержания воды в системе подвижность цементного теста, затворенного растворами разных ПАВ, отличается незначительно, что связано со снижением объемной концентрации молекул ПАВ в системе. Причем подвижность теста, затворенного раствором синтетического пенообразователя (ПО) несколько больше, чем с ПО на основе природных белков.

Концентрация ПО. % ^•■■^Пеиостром "^О^^Неопор ~»"Уиипор ■ 11 X Морпен

Рис. 2. Изотермы поверхностного натяжения пенообразователей различной природы

—♦—■ода

-» ■ ра-р ПО "Пеностром" а ра-р ПО "Уннпор"

Рис. 3. Растекаемость цементного теста в зависимости от вида затворителя и В/Ц

Результаты определения реологических характеристик пенодементной смеси (рис. 4), выполненные щ капиллярном вискозиметре, пошали, что с увеличением В/Ц смеси происходит изменение характера ее течения под действием различных сдвиговых усилив - . \

0,Я7

(1,2г 0,29 0,36 0,72 Нялрюконис синига. Па

— В/Ц=0,4 ---д---В/Ц-0-,5

---В/Ц =0,6 -■-В/Ц=0,7

о.гч а,зб Напряженно сдвига, ГТп

--»—В/Ц=0,5

-В/Ц-0,6

ПО «Унипор»

ПО «Пеностром»

Рис 4. Зависимость относительной деформации пеноцементяой смеси от напряжения сдвига

При В/Ц выше 0,6 пеноцементные смеси проявляют свойства вязко-упруго-пластичного теста, при В/Ц до 0,6 у пеноцементных смесей преобладают пластичные свойства. С увеличением скорости сдвига вязкость пенодементной смеси уменьшается.

Таблица I - Условная вязкость пеноцементных смесей

Характери- В/Ц=0,5 В/Ц=0,6

стика ПО ПО ПО ПО

«Пеностром» «Унипор» «Пеностром» :Унитюр»

Плотность 380 333 524 447

смеси, кг/м'

Условная 8,1 8,83 3,9 4,12

вязкость

0,4 0,5 0,6 0,7

. ПО Унипор - - - - ПО Пеностром

Рис 5 Зависимость условной вязкости пенобетонной смеси от В/Ц

Показано (табл. 1, рис.5), что условная вязкость практически неразрушенной структуры пеноцементной смеси зависит только от упру-гопластичных свойств цементного раствора в межпоровом пространства и его газонаполненности и не зависит от природы пенообразователя.

Таким образом, при перекачивании пеноцементных сме-сфй к месту заливки создаваемый перепад давления должен соответствовать участку течения практически неразрушенной структуры, на котором вязкость постоянна. Для пено-бетонов с разными значениями

- В/Ц-0,5 ПО Укипор

- В/Ц-«,б ПО Укипор

■ -Л--ВЯН1 7 ПО Укипор

—• -—В/Ц-0,5 ПОПеностро* —*-В/Ц-0,7 ПО Пвиостро/1

I, МИ1

проектной плотности должны соблюдаться свои режимы перекачивания, при средней плотности пеноцементной смеси 300-400 кг/м3 напряжение сдвига должно быть 0,3-0,4 МПа, 600-700 кг/м3 - 0,5-0,7 МПа.

Исследования кинетики струк-турообразования" пеноцементной смесей показали, что на начальном этапе этот процесс определяется В/Ц и природой используемого пенообразователя. При одинаковых В/Ц пластическая прочность смесей на белковом пенообразователе, определенная методом выдергивания рифленой пластины, выше, чем на ПО «Пеностром» (рис.6). Причем низкая стабильность изготовленных в лабораторных условиях смесей, на синтетическом пенообразователе, не позволяла провести эксперимент до конца из-за их осадки.

Результаты физико-механических испытаний пенобетона свидетельствуют о еще более существенном влиянии природы пенообразователя на конечные свойства получаемого материала (рис. 7)- при одинаковых значениях В/Ц материал, полученный на природных пенообразователях, имел более низкие значения плотности. В то же время примерно равноплотные образцы, изготовленные на разных пенообразователях, имели разный прочностные характеристики: прочность пенобетона на синтетическом пенообразователе была примерно на 10-15% ниже, чем на природном. Для объяснения полученных различий были проведены исследования процессов гидратации в поризованном цементном камне.

ооооооооооооооо

а № N П И —Г^ О П '-О О Г-)

— — —

Рис. 6. Кинетика структурообразования пеноцементной смеси в зависимости от В/Ц

В/Ц 0,45 0 5 0 55 0 6 0,45 0,7 0

Рис. 7. Влияние природы пенообразователя и В/Ц на физико-механические характеристики пенобетона

Методами рентгенофазового и дифференциально-термического анализа существенных отличий в качественном и количественном составе продуктов гидратации цемента в присутствии пенообразователей различной природы обнаружено не было. На основе микроснимков (рис.8-10), полученных при исследований процессов гидратации под микроскопом (увел. *1000), было установлено, что активные молекулы синтетических ПО адсорбируются на гидратных новообразованиях и диспергируют их. Значительной диспергации под воздействием синтетического ПО были подвержены как исходные фазы, так и продукты гидратации С3А. Образующийся в их составе Са(ОН)2 представлен рыхлыми кристаллами шарообразной формы (рис. 10а). Это не позволяет образовать сцепленный гидратный каркас, в отличие от препаратов, содержащих высокомолекулярные ПАВ (пенообразователи природного происхождения), где процессов диспергации гидратных новообразований было отмечено меньше. При взаимодействии цемента с раствором ПО «Неопор» наблюдалась плотно сформировавшаяся кристаллическая структура из игольчатых кристаллов эттрингита. Это объясняется более низкой адсорбционной способностью высокомолекулярных пеггтизированных белков. Выявленные особенности процессов гидратации и морфологии образующихся кристаллогидратов обусловливают несколько пониженную прочность пенобетона на синтетических пенообразователях. На основе результатов кристаллооптического исследования были составлены сравнительные схемы

а) ПО «Пеностром» б) ПО «Неопор» Рис 8 Продукты и схемы гидратации С3А.

I - исходная фаз», 2 • дробление исходной фады, 3 - игольчэтые новообразования; 4 - субмжфосколические продукты тярагаши 5 - гексагональные кристаллы; 6-реликты С^А. 7 - кубические кристаллы. (У вел *1000)

а) ПО «Пеностром» б) ПО «Неопор» Рис 9 Продукты и схемы гидратации С|АР

I-исходная фаза 2 - гидратаая пленка, 3- игольчатые новообразования, 4 - лласпгнчгпмгольчатые новообразования, 5 - дробление исходной фазы. 6 - гексагональные новообразования из раствора 7—куб новообразования, 8 - гексагоналыше кристаллы н зерна, 9 - переход кубических кристаллов в гексагональные. (Увел «1000)

взаимодействия клинкерных минералов с растворами пенообразователей (рис.8-10).

Исследования теплоизоляционных свойств пенобетона показали, что коэффициент теплопроводности материала определяется его макроструктурой, которая зависит от рецептурно-технологических факторов, в частности В/Ц и природы пенообразователя. Визуальные наблюдения показали, что пенобетон на природных пенообразователях имеет более равномерное распределение пор по размерам и меньший средний размер ячеек, в то время как в пенобетоне на синтетическом пенообразователе чаще встречаются крупные поры и соединяющие их каналы в межпоровых перегородках.

Сравнительный анализ экспериментальных и теоретических значений коэффициента теплопроводности пенобетона, проведенный с использованием математических моделей зависимости коэффициента теплопроводности - А.; Вт/м °С, от плотности - у0, г/см3, и размера пор - А, мм, пенобетона, полученных на основе уравнения ЧудновскогоА.Ф.:

а) ПО «Пеностром б) ПО «Неопор» Рис 10 Продукты и схемы гидратации СзБ

(У«я*1000)

А,=0,022([0,81 ■ ^ _£. +0,215(с1-0,14)]

0.14

(2),

свидетельствует об их согласованности (рис. 11).

ОД 0,3 0.4 0.5

Плотность, г/смЗ

.изоо

.0500

Диаметр пор, мм —М00 __0700

Рис. 11. Соответствие расчетных и экспериментальных данных по теплопроводности пенобетона

* результаты иорюния, теоретические значения теплопроводности для структур ячеистого бетона 1-е размером пор 0,1 мм, 2 • с размером пор 2 мм

Рис.12. Влияние размера пор на теплопроводность пенобетона разных плотностей

Графические зависимости, представленные на рис 12, отражают существенное влияние размера пор на теплопроводность пенобетона при низких плотностях, и еще раз подтверждают необходимость формирования мелкопористой структуры с равномерным распределением замкнутых пор для получения материала с высокими теплоизоляционными свойствами. Требуемый вид пористой структуры и присущие ему теплоизоляционные свойства можно получить с помощью определенных рецептурно-технологических приемов: водоцементного отношения, природы пенообразователя, вида и количества минеральных компонентов и др.

Для совершенствования технологии пенобетона были проведены исследования по выбору сырьевых материалов, в том числе пластифицирующих добавок и добавок-ускорителей схватывания и твердения, последовательности смешивания компонентов и режимов твердения материала.

Результаты, полученные на промышленной установке, показали, что одной из основных характеристик вяжущего при изготовлении пенобетона является тонкость помола: после замены портландцемента ПЦ500-Д0 на цемент ПЦ55О-Д0 при прочих равных условиях средняя плотность пенобетона понизилась с 0500 до 0400. Это объясняется более высоким содержанием в цементе ПЦ550 частиц размером до 44 мкм (рис. 13), что позволило сформировать более однородную мелкопористую структуру пеноцементного камня с тонкими межпоровыми перегородками.

Изучено влияние минералогического состава цемента на свойства пенобетона: с повышением содержания С3А в цементе плотность и прочность получаемого пенобетона возрастает. Причем это влияние сильнее выражено при использовании синтетического пенообразователя. При содержании С3А в цементе порядка 12 маес% плотность пенобетона на ПО «Пеностром» в 1,5-1,8 раз выше, чем у образцов на белковом пенообразователе.

Рис. 13. Кривые распределения частиц цементов по размерам: а) - дифференциальное распределение, б) - интегральное распределение

Наблюдаемый прирост прочности пенобетона с увеличением содержания в цементе С3А меньше, чем прирост плотности. Это связано с дефектностью структуры получаемого материала (рис. 14).

й М

2 1,2

е •

а 0,8 - 4- -

> пеностром Iунипор

& 0,6 С

0,4 0,2 0

||||

ГлТЛ

«.г

11«)

4-1-3-*-

ч-

1111 Ч-1-I—и-

п:

■ I I <

-и -(.I I

■ ■

' г- 1---

I 1

—I—

0 2 4 б 8 10 12 И Содержание СЗА, мае %

0 2 4 6 8 10 12 14 Содержание СЗА, мае %

а) б)

Рис.14. Зависимость плотности (а) и прочности (б) пенобетона на разных пенообразователях от содержания в цементе С3А

На основе полученных результатов испытаний были сформулированы требования к вяжущему для изготовления теплоизоляционного пенобетона, которые включают показатели вещественного и минералогического состава цемента, тонкость помола и потери при прокаливании.

В качестве ускорителей схватывания и твердения наилучшие результаты показали добавки оксидов и гидроксидов металлов, образующих жесткие основания, ввод которых способствовал увеличению прочности пенобетона. При этом плотность материала во всех рассмотренных композициях была за границей плотностей для теплоизоляционных пенобетонов.

В качестве пластифицирующих добавок использовали широко применяемые в технологии тяжелых бетонов суперпластификаторы. Однако их ввод в пеноцементную смесь, как в рекомендуемых производителем, так и в минимально необходимых для обеспечения требуемой подвижности цементного теста количествах не позволял получить пенобетон с однородной мелкопористой структурой; зачастую происходило практически полное разрушение пеноцементной смеси.

Выбор минеральных добавок для пенобетона производили с учетом их влияния на технологические свойства пеноцементной смеси и характеристики готового материала. Были опробованы армирующие добавки и добавки-наполнители разных модификаций, содержащие оксид кремния. Показано, что использованные добавки существенно изменяют реологические свойства пеноцементных смесей. Оказываемое влияние обусловлено поверхностными свойствами добавок, размером частиц и активностью - способностью адсорбировать на своей поверхности ионы Са2*: активность молотого асбеста составляет 80, микрокремнезема - 60,

перлита - 50 мг в пересчете на СаО на 1 г добавки. Все исследованные добавки ускоряют структурообразование пеноцементной смеси (рис. 15) за счет активного поглощения воды из раствора и армирования ее волокнами с большой поверхностью сцепления, способствуют повышению устойчивости и улучшению ее пористой структуры.

Пеиобетонная смесь —•—без добавки

—с добавкой )•/• асбеста молетого —й— с добавкой ]% перлита

кру пион фракции —X—с добавкой 1% перлита

мелкой фракции ■—ж—с добавкой

микр окремиеэема —•—с добавкой базальтового волокна 210 240 270 Время, мин

Рис.15. Пластическая прочность пенобетонных смесей с разными видами добавок

Результаты определения адсорбции молекул пенообразователей на частицах различных добавок обусловили необходимость выбора технологических приемов ввода этих добавок в пеноцементную смесь. Были исследованы 4 способа ввода добавки, наилучшие результаты показали способы, последовательность смешения компонентов в которых можно обозначить соответственно: I Пена + (Ц + Д), II (Раствор ПО + Д) + Ц.

По результатам исследований предложена минеральная добавка, наиболее эффективная в условиях Белгородской области. Высокая активность предложенной добавки способствует образованию повышенного количества продуктов гидратации на начальных сроках твердения

пеноцементной смеси, что подтверждается дифференциально-термическим методами анализа.

рентгенофазовым и

2 3 4 5 6 Количество добавки, %

2 3 4 5 6 Количество добавки, %

Рис. 16. Физико-механические характеристики пенобетона, с минеральной добавкой в возрасте 3 мес. (В/Ц=1,0)

С течением времени эффект от ввода добавки усиливается; в сравнении с бездобавочным составом прирост прочности пенобетона с содержанием I масс. % предложенной добавки в трехмесячном возрасте составил 19%, а увеличение плотности —9%.

Методом математического планирования эксперимента были подобраны оптимальные составы пеноцементных смесей с предложенной добавкой.

Основные характеристики плана проведения эксперимента представлены- в табл. 2. При его реализации получены математические модели зависимости физико-механических свойств пенобетона от количества вводимой добавки и технологических факторов его изготовления: способа ввода добавки, В/Ц, природы пенообразователя.

Таблица 2 - Основные характеристики плана эксперимента

Характеристика Исследуемые факторы

Водоцементное отношение X Количество ВВОДИМО^ добавки, У, масс %

ПО «Унипор» ПО «Пеностром»

Основйой уровень (центр плана) 0,7 (*„) 0,675 Схо) 1,05 (у„)

Интервал варьирования 0,1 Ш 0,075 Ш 0,95 (Лу)

Нижний уровень 0,6 0,6 0,1

Верхний уровень 0,8 0,75 2,0

Разработаны оптимальные условия ввода добавки для получения более «качественного» с точки зрения коэффициента конструктивного качества (ККК) пенобетона. На разработанные составы и последовательность вводы сырьевых компонентов получено положительное решение № 2004112123 с приоритетом от 20.04.2004г.

Исследования по выбору оптимального режима твердения показали, что более благоприятными режимами твердения пенобетона являются режимы без изотермического прогрева с продолжительной предварительной выдержкой (1 сут), за время которой цементный камень межпоровых перегородок успевает набрать достаточную прочность, чтобы препятствовать расширению воздуха в воздушных порах при нагреве. В случае использования термосных условий твердения пенобетона подвод тепла извне не требуется; для ускорения твердения пенобетона будет достаточно теплоты, выделяющейся лри гидратации цемента. Для монолитного теплоизоляционного пенобетона, изготавливаемого на строительной площадке, рекомендуется укрывать поверхность массива во избежание пересыхания и охлаждения в процессе твердения.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований были апробированы на промышленной установке предприятия ООО «Сотим плюс». С целью повышения стабильности пеноцементную смесь на синтетическом пенообразователе изготавливали при избыточном давлении. Была выпущена опытная партия теплоизоляционного

пенобетона с минеральной добавкой объемом 10,5 м3 и разработан комплект технической документации на теплоизоляционный пенобетон. Применение рекомендуемых технологических приемов позволило получить пенобетон с равномерной мелкопористой структурой и требуемыми теплозащитными свойствами. Основные показатели выпущенного пенобетона марки D200 следующие: средняя плотность 185 кг/м3, прочность 0,34 МПа, коэффициент теплопроводности 0,053 Вт/м °С, сорбционная влажность 5,6%. При непосредственном участии и техническом содействии автора была выполнена теплоизоляция кровель из пенобетона марки по средней плотности D300; объем выполненных работ составил около 2000 м3.

Предложен способ улучшения основных физико-механических свойств пенобетона (прочность, водопоглощение, усадка при высыхании) путем гидрофобизации его поверхности.

Разработана калькуляция себестоимости полученного материала. Технико-экономические расчеты показали эффективность выпуска теплоизоляционного пенобетона с минеральной добавкой, в том числе с гидрофобизированной поверхностью, для монолитной изоляции.

Экономический эффект от использования теплоизоляционного пенобетона в сравнении с другими материалами аналогичного назначения (газобетон, керамзит, пеноплекс), составляет от 5 до 155 руб на 1м2 возводимой конструкции при обеспечении нормативного значения сопротивления теплопередаче.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны и экспериментально подтверждены технологические приемы получения теплоизоляционных пенобетоиов естественного твердения марок по средней плотности от D200 до D350 на модифицированных пеноцементных смесях, которые основаны на взаимосвязи процессов физико-химического структурообразования пеноцементной смеси и физико-механических свойств готового материала.

2. Выявлены факторы, позволяющие повысить устойчивость пеноцементной смеси и обеспечить требуемые технологические и технические свойства пенобетона со средней плотностью от 200 до 350 кг/м3. Их реализация заключается в применении высокопрочных цементов с содержание трехкальциевого алюмината до 6%, использовании пенообразователей с высоким поверхностным натяжением, создании избыточного давления в воздушном пузырьке, модифицировании пеноцементных смесей тонкодисперсными минеральными добавками, содержащими активный микрокремнезем, обеспечении условий транспортирования полученной пеноцементной смеси, предупреждающих значительное разрушение поризоваиной структуры.

3. Выявлен характер изменения реологических характеристик пеноцементной смеси. Показано, что соотношение между упругими и пластичными свойствами смеси зависит от водоцементного отношения и величины сдвиговых усилий, с увеличением которых вязкость пеноцементной смеси уменьшается; вязкость неразрушенной пеноцементной смеси зависит только от воздухосодержания и не зависит от вида пенообразователя. Создаваемый при перекачивании пеноцементных смесей к месту заливки перепад давления должен соответствовать участку течения практически неразрушенной структуры, на котором вязкость постоянна.

4. На основании рентгенофазового, дифференциально-термического и кристаллооптического методов анализов установлено, что фазовый состав новообразований в пенобетоне не зависит от природы пенообразователя. Причиной различия в прочности пенобетонов на пенообразователях разной природы является различие в морфологии гидратных новообразований. При взаимодействии цемента с раствором природного пенообразователя наблюдается формирование плотной кристаллической структуры, что объясняется более низкой адсорбционной способностью высокомолекулярных пептизированных белков. В присутствии синтетических пенообразователей происходит формирование гелеобразных новообразований с размытыми гранями и сеткой из длинных нитевидных кристаллов, вероятно, кальциевых солей алкилсульфатов.

5. Сформулированы требования к вяжущему для изготовления пенобетонов низкой плотности на синтетических пенообразователях: используемый цемент должен быть бездобавочным, с содержанием трехкальциевого алюмината до 6 мас.% и высокой дисперсностью (содержание частиц до 45 мкм не менее 75 мас.%). Минеральные добавки, используемые для модифицирования пеноцементных смесей с целью обеспечения требуемых реологических характеристик, должны быть тонкодисперсными и активными.

6. С использованием методов математического планирования эксперимента и статистической обработки полученных результатов были подобраны оптимальные составы и технологические параметры получения теплоизоляционных пенобетонов различной средней плотности. Для пенобетона на белковом пенообразователе оптимальной является область, соответствующая применению минеральной добавки в количестве 1,2-2 масс.% при В/Ц 0,65-0,75, на синтетическом - 0,8-2,0 масс.% при В/Ц 0,60,68; при способе ввода добавки в раствор пенообразователя, который характеризуется новизной и значительными отличиями от существующих аналогов.

Предлагаемый способ производства пенобетона за счет оптимизации процесса формирования структуры на этапе смешения компонентов позволяет повысить устойчивость пеноцементной смеси, получить

мелкодисиерсную пориС1ую структуру, чем самым улучшить геплофизические характеристики пенобетона.

7 Показано, чю для теплоизоляционных пенобетонов с высоким расходом цемента наиболее благоприятными условиями твердения являются режимы без изотермического прогрева с продолжительной предварительной выдержкой, за время которой цементный камень межпоровых перегородок успевает набрагь достаточную прочность для сопротивления расширению воздуха в порах при нагреве. Эти условия обеспечиваются при термосном твердении материала

8 Разработаны технические условия на теплой юляциониый пеиобеюи марок по средней плотности от D200 до D350 кг/м3 и технологический регламент на ею изготовление. Результаты исследований апробированы предприятием ООО «СОТЫМ плюс» (г Старый Оскол) и испольюваны при утепления кровель объем залитого пенобетона марки D300 за 2004 г составил около 2000 м3.

Основное содержание диссертации отражено в опубликованных работах:

1 Черноситова ЕС. Влияние пористой структуры пенобетона на его геплоггроводносгъ (Шахова ДД, Хрулев И.Б) // Мат. Меяедушр. кошрее. «Современные технологии в промышленности строительных материалов и аройидцустрии» Вес шик БГТУ №5 - Белгород. Изд-во БГГУ, 2003. Ч 1 -С. 195-198

2 Черноситова Е.С. Теплоизоляционный пенобетон на синтетических пенообраюватслях (Шахова ЯД. Самборский С А) // Сб док л Междунар научно-практ конф «Ячеистые бетоны в современном строительстве» С. -Петербург, 2004. - С. 17-21.

3 Черноситова Е.С. Получение сверхлегких пенобетонов. (Шахова Л.Д, Самборский С.А) // Тр 3-й Междунар. научно-практ конф «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии»- Ростов-на Дону И ¡д-ю РГСУ, 2004 -Т.2.- С. 708-710.

4. Черноситова Е.С. Получение пенобетонов на гидрофобных песках / (Шахова Л Д Хребтов А Е) // Тр 3-й Междунар научно-практ конф «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии»- Ростов-на Дону Изд-во РГСУ, 2004 -Т.2 -С.711-714.

5. Черноситова Е С Актуальные проблемы нормативной базы пенобетонов / (Шахова Л Д V/ Тр Междунар научно-нракг Интернет конф. «Современные аспекты создания систем менеджмента качества и сертификации в строительстве». - Белгород: БГТУ им В.Г Шухова. 2004

6. Черноситова Е.С Фазовый состав и микроструктура истошного порисованного камш (Шахова Л Д., Нестерова Л Л) // Цемент и его применение-2005 -№1 -С.60-62

7 Черноситова Е С Роль цемента в технологии пенобетона (Шахова Л Д. Рахимбаев 111М . Самборский С А ч) //Строительные материалы, 2005. №1. с 42-44

8. Черноситова Е С Ускорение твердения пежк'Зетонов (Шахова Л Д.) // Строительные материалы -2005. - №5 -С 1-5.

0 Псрносигова ВС Влияние природы пенообразователя на устойчивость пенооетонных смесей (Шахова Л Д) // Тр Междунар научно-практической конф «Поробетон-2005», Белгород. 2005 - С 119-127

10 Черноситова Е С Применение математического планирования эксперимента при получении теплоизоляционного пенобетона (Шахова Л Д) // В Тр Всероссийской гетшо-практической конфеернции «Современные тенденции развития строительного комплекса» - Тольятти. 2005 - С. 96-98.

11 Чсрноситова Е С Схемы гидратации основных клинкерных минералов в присутствии пенообразователей (Шахова Л Д, Нестерова Л Л) // Материалы Междунар. научно-практ конф. «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии»' Вестник БГТУ №9. 2005 - С. 258-261.

1 ? Черноситова Е С Прибор и методик! для изм^кния реологических свойств пенобетонных садесеч в производственных и нолевых условиях < Рахиадбаев Ш М . Шахова Л Д. Твердочдебов Д В.) // "Материалы Междунар научно-практ конф «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии»: Вестник БГТУ №9, Белгород - С 291-293.

11 Черноситова Е С Реологические характеристики пенобетонных смесей / (Шарова ПД) // Тр (1-го Междунар научно-практ. семинара «Теория и практика производства и применения ячеистого бетона в строительстве» -Днепропетровск, 2005.

14 Черноситова ЕС Влияние минеральной добавки на реологические характеристики пснобстоннои смеси (Шахова Л.Д) // Юбилейная Международная ваучно-пракг конф «Композиционные строительные материалы Теория и практика» - Пенза, 2004.

15 Черноситова ЕС Способ получения ячеистого бетона (Шахова ЛД. Храпов А,Е)/Положи» ельное решены; № 2004112123 от 20.04 2004г.

ЧЕРНОСИТОБА ЕЛЕНА СЕРГЕЕВНА

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ПЕНОБЕТОН НА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПЕНОЦЕМЕНТНЫХ СМЕСЯХ

Авшрсферич диссертация на соискание ученой степени кандидат а технических наук

05.23 05 строительные материалы и изделия

Подписано в печать _ _ 20(Ъ I Форма] 60\84/) 6 Уыт-печл - 1,0 Уч-шдл 1,18 Тираж 100 до Зам >. Л1»УЛ Отсчаишо в пто1 рафии 1>Г1 У иы В Г ГРУ4 <я'<» 30801? . порог л л Костюкова 1(

»24 229

РНБ Русский фонд

2006-4 23395

Введение.

1 Обзор литературных источников.

1.1 Пенобетон — перспективный строительный материал.

1.2 Применение теплоизоляционного пенобетона в строительстве.

1.3 Преимущества и недостатки современных ячеистых бетонов.

1.4 Технологические особенности получения теплоизоляционного пенобетона.

1.5 Выбор материалов.

1.6 Проблемы нормативной базы пенобетонов.

Выводы по главе.

2 Сырьевые материалы, методики исследований и приборы,

0 используемые в работе.

2.1 Характеристика сырьевых материалов.

2.2 Методы исследований. Приборы и оборудование.

2.2.1 Подготовка сырьевых материалов и изготовление образцов.

2.2.2 Методики оценки характеристик технической пены.

2.2.3 Методы физико-механических испытаний.

2.2.4 Методы исследования процессов гидратации

2.2.4.1 Микроскопические исследования.

2.2.4.2 Рентгенофазовый анализ.

2.2.4.3 Дериватографический анализ.

2.2.5 Статистическая обработка данных и планирование эксперимента.

3 Получение теплоизоляционного пенобетона на пенообразователях различной природы.

3.1 Термодинамические аспекты получения поризованного цементного камня.

3.2 Влияние водоцементного отношения и природы применяемого пенообразователя на свойства пеноцементной смеси и характеристики получаемого материала.

3.2.1 Поверхностное натяжение пенообразователей разной природы.

3.2.2 Реологические характеристики пеноцементных смесей.

3.3 Физико-механические характеристики пенобетона.

3.4 Процессы гидратации в поризованном цементном камне.

3.4.1 Исследование продуктов гидратации методом РФА.

3.4.2 Дифференциальный термический анализ продуктов гидратации.

3.4.3 Исследование продуктов гидратации с помощью кристаллооптического метода.

3.5 Теплофизические характеристики теплоизоляционных пенобетонов.

Выводы по главе.

4 Совершенствование технологии теплоизоляционного пенобетона.

4.1 Выбор вяжущего для производства теплоизоляционного пенобетона.

4.2 Изучение возможности применения добавок ускорителей твердения и пластифицирующих добавок в технологии пенобетона.

4.2.1 Применение добавок-ускорителей схватывания.

4.2.2 Влияние добавок-ускорителей на свойства пенобетона.

4.2.3 Применение пластифицирующих добавок.

4.3 Выбор минеральных добавок.

4.3.1 Адсорбция и активность.

4.3.2 Исследование продуктов гидратации пенобетона с минеральной добавкой.

4.3.3 Влияние добавок на реологические характеристики пеноцементной смеси.

4.3.4 Выбор способа ввода добавок в пеноцементную смесь.

4.3.5 Подбор оптимальных составов смесей для получения теплоизоляционного пенобетона с помощью математического планирования эксперимента.

4.4 Режимы твердения.

Выводы по главе.

5 Опытно-промышленная апробация полученных результатов и оценка строительно-технических свойств теплоизоляционного пенобетона.

5.1 Получение теплоизоляционного пенобетона в промышленных условиях.

5.2 Оценка строительно-технических свойств пенобетона.

5.2.1 Физико-механические свойства.

5.2.2 Тепло-физические свойства пенобетона.

5.2.3 Водопоглощение, паропроницаемость, сорбционная влажность.

5.2.4 Улучшение показателей качества пенобетона путем обработки его поверхности пленкообразующими составами.

5.2.5 Деформативные свойства.

6 Расчет экономической эффективности производства теплоизоляционного пенобетона с минеральной добавкой.

После ввода в действие с 1 сентября 1995 г изменения № 3 к СНиП П-3-79* «Строительная теплотехника», устанавливающим более высокие требования к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций зданий, большое внимание в нашей стране стало уделяться созданию новых видов эффективных теплоизоляционных материалов. Одним из направлений этой работы является совершенствование технологии производства неавтоклавного пенобетона.

Этот материал широко применяется в строительстве зарубежом: в Германии, Голландии, а также в Скандинавских странах. В Чехии блоки из пенобетона называют «биоблоками», поскольку в качестве сырья для их производства используются экологически чистые компоненты, а поровая структура материала способствует созданию комфортного микроклимата в помещениях.

Пенобетон удовлетворяет основным критериям, сформулированным в ф докладе комиссии экспертов Европейского союза о перспективах развития строительства в Европе до 2025 г, которым должны отвечать прогрессивные строительные материалы. К их числу относят:

- минимальное изъятие природных ресурсов при изготовлении и максимальное использование попутных продуктов;

- экономичность, высокая прочность и долговечность;

- сочетаемость с другими видами материалов;

- экологическая безопасность при производстве и эксплуатации;

- перерабатываемость для строительных и иных нужд.

Действительно, пенобетон сочетает в себе многие из вышеперечисленных свойств. Возможность монолитной заливки на фоне тенденции к увеличению доли монолитно-каркасного домостроения предопределяет рост потребности в этом материале. Однако выпуск пенобетона, особенно низких плотностей, сопряжен с рядом трудностей: пеноцементная смесь не всегда устойчива, часто дает осадку, получаемый материал неоднороден по свойствам. Поэтому в настоящее время превалирует промышленный выпуск пенобетонов марки по плотности D600-D900, в то время как для повышения эффективности теплозащиты необходим материал более низкой плотности.

Актуальность данной работы обусловлена необходимостью повышения качества, расширения номенклатуры и увеличения производства теплоизоляционного пенобетона.

Диссертационная работа выполнялась в рамках гранта Т-02-12.2-1582 «Теоретические разработки эффективных пенобетонов с комплексными добавками с использованием синтетических пенообразователей» и научно-технической программы Минвуза РФ № 02.01.128 «Разработка новых видов пенообразователей и малоэнергоемкой технологии многокомпонентных пенобетонных смесей и изделий на их основе» на 2003-2005 гг.

Инициатором и руководителем работы является к.т.н., доцент Л.Д. Шахова. Автор выражает глубокую благодарность своему учителю.

Автор благодарит за помощь и поддержку при выполнении работы заведующего кафедрой «Технология цемента и композиционных материалов» д.т.н., проф. В.К. Классена, заведующего кафедрой «Менеджмент качества и сертификация», руководителя ИЦ «БелГТАСМ-сертис», к.т.н., проф. A.M. Степанова и сотрудников вышеуказанных кафедр, а также директора предприятия ООО «Сотим» С.А. Самборского.

Целью работы является разработка составов и технологических приемов получения теплоизоляционного пенобетона с улучшенными показателями качества на модифицированных пеноцементных смесях.

Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи: выявление факторов, обусловливающих устойчивость пеноцементной смеси до момента затвердевания и формирование заданной структуры и свойств пенобетона;

- обоснование реологических параметров пеноцементной смеси, обеспечивающих ее транспортирование с минимальным разрушением поризованной структуры.

- изучение процессов гидратации, протекающих в пеноцементной смеси в присутствии пенообразователей различной природы;

- определение основных требований к сырьевым материалам и добавкам-стабилизаторам структурной прочности пеноцементной смеси и пенобетона;

- получение математических моделей влияния состава и технологических факторов на процесс формирования структуры и свойства теплоизоляционного пенобетона;

- определение оптимальных режимов твердения пенобетона;

- подготовка нормативно-технологических документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований в промышленных условиях;

- апробация полученных результатов в производственных условиях и определение физико-механических характеристик изготовленных теплоизоляционных пенобетонов.

Научная новизна

1. Установлен характер взаимосвязи физико-химических процессов структурообразования в пеноцементной смеси и основных физико-механических свойств теплоизоляционного пенобетона.

2. Выявлено, что равновесное состояние пеноцементной смеси до момента затвердевания определяется поверхностным натяжением пенной пленки и предельным напряжением сдвига цементного раствора межпоровых перегородок, при этом устойчивость пеноцементной смеси и формирование заданной структуры и свойств пенобетона обеспечиваются применением пенообразователей с повышенным значением поверхностного натяжения, созданием избыточного давления внутри воздушных пор и увеличением предельного напряжения сдвига матрицы из цементного раствора.

3. Установлены закономерности изменения реологических характеристик пеноцементной смеси: с увеличением сдвиговых усилий в смесях с разным водосодержанием происходит изменением соотношения между их упругими и вязкопластичными свойствами, с увеличением скорости сдвига вязкость пеноцементной смеси уменьшается. При В/Ц свыше 0,6 пеноцементные смеси проявляют свойства вязкоупругопластичного тела, которое до определенного значения сдвиговых усилий проявляет упругие свойства, а свыше - пластичные.

При В/Ц ниже 0,6 у пеноцементных смесей преобладают пластичные свойства. Вязкость неразрушенной пеноцементной смеси зависит от ее воздухосодержания и не зависит от природы пенообразователя.

4. Установлен характер влияния природы используемого пенообразователя на прочность пенобетона, заключающийся в изменении морфологии гидратных новообразований за счет разной адсорбционной способности ПАВ. При взаимодействии цемента с раствором пенообразователя из природного сырья наблюдается формирование плотной кристаллической структуры цементного камня, что объясняется более низкой адсорбционной способностью высокомолекулярных пептизированных белков. В присутствии синтетических пенообразователей из-за их высокой адсорбционной способности происходит формирование гелеобразных новообразований с размытыми гранями и сеткой из длинных нитевидных кристаллов, вероятно, кальциевых солей алкилсульфатов. Адсорбция пенообразователей происходит в основном на алюмосодержащих минералах цемента, поэтому, чем выше содержание в исходном цементе С3А, тем ниже прочность пенобетона при всех прочих равных условиях.

5. Получены графоаналитические зависимости основных физико-механических свойств пенобетона от состава и способа ввода минеральных компонентов в смесь, позволяющие прогнозировать свойства материала.

Практическое значение работы

Установлено, что физико-механические свойства пенобетонов формируются на ранней стадии структурообразования и зависят в первую очередь от природы применяемого пенообразователя. Показано, что прочность пенобетонов на синтетических пенообразователях на 15-20% ниже, а теплопроводность на 4-5% выше аналогичных показателей для пенобетонов на пенообразователях из природного сырья. Улучшить показатели пенобетона на синтетических пенообразователях возможно путем модифицирования пеноцементной смеси вводом минеральных добавок и повышения давления внутри газовых пузырьков.

Предложены составы и способ получения пенобетонов марок по средней плотности 0200, 0250, 0300, 0350 с прочностью от 0,3 до 0,5 МПа, коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии от 0,053 до 0,09 Вт/(м °С), сопротивлением паропроницаемости от 0,62 до 0,34 мг/м-ч-Па.

Разработан комплект технической документации: технические условия на теплоизоляционный пенобетон и технологический регламент на его производство. Выпущена опытно-промышленная партия теплоизоляционных пенобетонов на синтетическом анионактивном пенообразователе «Пеностром» с минеральной добавкой на ООО «СОТИМ плюс» (г.Ст. Оскол, Белгородской области).

На защиту выносятся:

- результаты исследований влияния вида пенообразователей, минералогического состава цемента и вида минеральной добавки на стабильность, реологические характеристики пеноцементной смеси и формирование структурной прочности теплоизоляционного пенобетона;

- рекомендации по повышению стабильности пеноцементной смеси путем модифицирования минеральными добавками и изготовления при избыточном давлении, выбору сырьевых материалов и технологических приемов для производства теплоизоляционных пенобетонов;

- характер влияния пенообразователей различной природы на процессы гидратации цемента и отдельных клинкерных минералов;

- математические модели зависимости основных свойств теплоизоляционного пенобетона от состава и технологических параметров приготовления пеноцементной смеси;

- результаты исследований строительно-технических свойств полученного теплоизоляционного пенобетона;

- результаты промышленной апробации.

Внедрение результатов исследования

Технологические параметры и составы пеноцементных смесей апробированы в ООО «СОТИМ плюс» (г. Старый Оскол); при техническом содействии автора была выполнена теплоизоляция кровель из монолитного пенобетона марки по средней плотности 0300.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований используются в учебном процессе (лекционных курсах, УНИР и при выполнении квалификационных работ) при подготовке инженеров специальностей 270106 — «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», 240304 - «Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов».

Апробация работы

Результаты исследований и основные положения диссертации вошли в труды Международного конгресса «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2003, 2005); Международных научно-практических конференций «Ячеистые бетоны в современном строительстве» (С.-Петербург, 2004), «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии» (Ростов-на-Дону, 2004), «Поробетон-2005» (Белгород, 2005); Международной научно-практической Интернет-конференции «Современные аспекты создания систем менеджмента качества и сертификации в строительстве» (Белгород, 2004); Международной научно-технической конференции «Композиционные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2004); Международного научно-практического семинара «Теория и практика производства и применения ячеистого бетона в строительстве» (Днепропетровск, 2005); Всероссийской научно-практической конференции «Современные тенденции развития строительного комплекса Поволжья» (Тольятти, 2005).

Публикации

Результаты исследований опубликованы в 14 научных статьях, в том числе в журналах с внешним рецензированием («Строительные материалы», «Цемент и его применение»). Получено положительное решение на выдачу патента РФ «Способ получения ячеистого бетона».

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы из 168 наименований и приложений. Общий объем диссертации 252 страницы машинописного текста, включающего 81 рисунок, 53 таблицы, 38 страниц приложений.

Общие выводы

1. Разработаны и экспериментально подтверждены технологические приемы получения теплоизоляционных пенобетонов естественного твердения марок по средней плотности от Б200 до Б350 на модифицированных пеноцементных смесях, которые основаны на характере взаимосвязи процессов физико-химического структурообразования пеноцементной смеси и физико-механических свойств готового материала.

2. Выявлены факторы, позволяющие повысить устойчивость пеноцементной смеси и обеспечить требуемые технологические и технические свойства пенобетона со средней плотностью от 200 до 350 кг/м3. Их реализация заключается в применении высокопрочных цементов с содержание трехкальциевого алюмината до 6%, использовании пенообразователей с высоким поверхностным натяжением, создании избыточного давления в воздушном пузырьке, модифицировании пеноцементных смесей тонкодисперсными минеральными добавками, содержащими активный микрокремнезем, обеспечении условий транспортирования полученной пеноцементной смеси, предупреждающих значительное разрушение поризованной структуры.

3. Выявлен характер изменения реологических характеристик пеноцементной смеси. Показано, что соотношение между упругими и пластичными свойствами смеси зависит от водоцементного отношения и величины сдвиговых усилий, с увеличением которых вязкость пеноцементной смеси уменьшается; вязкость неразрушенной пеноцементной смеси зависит только от воздухосодержания и не зависит от вида пенообразователя. Создаваемый при перекачивании пеноцементных смесей к месту заливки перепад давления должен соответствовать участку течения практически неразрушенной структуры, на котором вязкость постоянна.

4. На основании рентгенофазового, дифференциально-термического и кристаллооптического методов анализов установлено, что фазовый состав новообразований в пенобетоне не зависит от природы пенообразователя. Причиной различия в прочности пенобетонов на пенообразователях разной природы является различие в морфологии гидратных новообразований. При взаимодействии цемента с раствором природного пенообразователя наблюдается формирование плотной кристаллической структуры, что объясняется более низкой адсорбционной способностью высокомолекулярных пептизированных белков. В присутствии синтетических пенообразователей происходит формирование гелеобразных новообразований с размытыми гранями и сеткой из длинных нитевидных кристаллов, вероятно, кальциевых солей алкилсульфатов.

5. Сформулированы требования к вяжущему для изготовления пенобетонов низкой плотности на синтетических пенообразователях: используемый цемент должен быть бездобавочным, с содержанием трехкальциевого алюмината до 6 мас.% и высокой дисперсностью (содержание частиц до 45 мкм не менее 75 мас.%). Минеральные добавки, используемые для модифицирования пеноцементных смесей с целью обеспечения требуемых реологических характеристик, должны быть тонкодисперсными и активными.

6. С использованием методов математического планирования эксперимента и статистической обработки полученных результатов были подобраны оптимальные составы и технологические параметры получения теплоизоляционных пенобетонов различной средней плотности. Для пенобетона на белковом пенообразователе оптимальной является область, соответствующая применению минеральной добавки в количестве 1,2-2 масс.% при В/Ц 0,65-0,75, на синтетическом - 0,8-2,0 масс.% при В/Ц 0,6-0,68; при способе ввода добавки в раствор пенообразователя, который характеризуется новизной и значительными отличиями от существующих аналогов.

Предлагаемый способ производства пенобетона за счет оптимизации процесса формирования структуры на этапе смешения компонентов позволяет повысить устойчивость пеноцементной смеси, получить мелкодисперсную пористую структуру, тем самым улучшить теплофизические характеристики пенобетона.

7. Показано, что для теплоизоляционных пенобетонов с высоким расходом цемента наиболее благоприятными условиями твердения являются режимы без изотермического прогрева с продолжительной предварительной выдержкой, за время которой цементный камень межпоровых перегородок успевает набрать достаточную прочность для сопротивления расширению воздуха в порах при нагреве. Эти условия обеспечиваются при термосном твердении материала.

8. Разработаны технические условия на теплоизоляционный пенобетон марок по средней плотности от Э200 до Э350 кг/м и технологический регламент на его изготовление. Результаты исследований апробированы предприятием ООО «СОТИМ плюс» (г. Старый Оскол) и использованы при утеплении кровель: объем залитого пенобетона марки ЭЗОО за 2004 г составил около 2000 м .

1. Ухова Т.А. Перспективы развития производства и применения ячеистых бетонов / Т.А. Ухова // Ячеистые бетоны в современном строительстве: Сб. докладов, междунар. науч.-практ. конф. СПб., 2004. - С. 29-33.

2. Казаков Ю.Н. Малоэтажные градостроительные комплексы с энергосберегающими строительными системами и ячеистыми бетонами. / Ю.Н. Казаков // Ячеистые бетоны в современном строительстве: Сб. докладов, междунар. науч.-практ. конф. СПб., 2004. - С. 54-61.

3. Вылежагин В.П. Стены здания в несъемной опалубке из теплоизоляционного пенобетона / В.П. Вылежагин, В.А. Пинскер // Ячеистые бетоны в современном строительстве: Сб. докладов, междунар. науч.-практ. конф. СПб., 2004. - С. 6-9.

4. Пинскер В.А. Состояние и проблемы производства и применения ячеистых бетонов / В.А. Пинскер // Ячеистые бетоны в современном строительстве: Сб. докладов, междунар. науч.-практ. конф. СПб., 2004. - С. 1-5.

5. Кондратьев В.В. Структурно-технологические основы получения «сверхлегкого» пенобетона: Автореферат дис. . канд. техн. наук / В.В. Кондратьев. Казань, 2003. - 22 с.

6. Курнышев P.A. Особо легкий поробетон: Автореферат дис. . канд. техн. наук. М, 2004 - 23 с.

7. Елистраткин М.Ю. Ячеистый бетон на основе ВНВ с использованием отходов КМА: Автореферат дис. . канд. техн. наук / М.Ю. Елистраткин. -Белгород, 2004 22 с.

8. Донченко О.М. Конструкции наружных стен гражданских зданий из пенобетона / О.М. Донченко, И.А. Дегтев, Ю.С. Пириев // Вестник БГТУ им. В .Г.Шухова. 2003. - № 4. - С. 78-84.

9. Young J.F. High performance densified cement pastes, mortars and concretes (DSP cements) // Advanced in cement chemistry: Proceedings of the International Colloquium held in Mogilani 18-19 September 1997. Kracow, 1997. - P. 5-19.

10. Свинарев A.B. Опыт применения монолитного пенобетона при строительстве и реконструкции зданий и сооружений / A.B. Свинарев, В.В. Тысячук // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. 2003. - № 4. с. 62-66.

11. Васильев В.Д. Опыт многоэтажного и малоэтажного строительства с использованием установок ООО «АДС СОВБИ» / В.Д. Васильев // Ячеистые бетоны в современном строительстве: Сб. докладов, междунар. науч.-практ. конф. СПб., 2004. - С.40-42.

12. Сахаров Г.П. Теплоизоляционный поробетон неавтоклавного твердения / Г.П. Сахаров, P.A. Курнышев // Стены и фасады — актуальные проблемы строительной теплофизики: Сб. докл. VII научно-практ конф. — М.:НИИСФ, 2003.-С. 153-156.

13. Чернаков В.А. Закономерности изменения основных тепло- и механофизических свойств пеноматериалов в зависимости от композиционной цементной матрицы: Автореферат дис. . канд. техн. наук / В.А. Чернаков. — СПб, 2004.-40 с

14. СНиП П-22-81 Каменные и армокаменные конструкции. М.: Стройиздат, 1983. -39 с.

15. Kearsley Е.Р. The use of foamed concrete for affordable development in Third World Countries // Concrete in Service of mankind: International congress. — Dundee, Scotland. -1996. pp. 233-243.

16. ГОСТ 25485-89 Ячеистые бетоны. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1990.-27 с.

17. Махамбетова У.К. Современные пенобетоны / У.К. Махамбетова, Т.К. Солтанбеков, З.А. Естемесов. СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 1997. -161 с.

18. Хархардин А.Н. Теория прочности и структуры твердых пористых тел / А.Н. Хархардин // Научно-теоретический журнал: тематический выпуск «Пенобетон». 2003. -№4. - С. 42-53.

19. Хархардин А.Н. Структурная топология пенобетона / А.Н. Хархардин // Известия ВУЗов: «Строительство». — 2005. №2. — С. 18-25.

20. Kearsley E.P. Porosity and Permeability of foamed concrete / E.P. Kearsley, P.J. Wainwright // Cement and Concrete research. 2001. - Volume 31. - pp. 805-812.

21. Neville A.M. Properties of concrete. 4th Edition. - Essex.: Longman Group Limited.-1995.

22. Афанасьев Н.Ф. Добавки в бетоны и растворы / Н.Ф. Афанасьев, М.К. Целуйко. Киев .: Будивэльник, 1989.-128 с.

23. Хархардин А.Н.Фрактальная размерность поризованных тел // А.Н. Хархардин, B.C. Лесовик // Перспективы синергетики в XXI веке: Сб. докл. Междунар. Научн. конф. Белгород.: Изд-во «Белаудит». -2003. — 41 — С.189-194.

24. Меркин А.П. Технологические пути снижения материалоемкости силикатных и железобетонных изделий. Обзорная информация ВНИИЭСМ / А.П. Меркин.- М., 1975, с. 49.

25. Шумков А.И Формирование структуры ячеистых материалов / А.И. Шумков // Изв. ВУЗов: Строительные материалы и архитектура. 1966. - № 5.

26. Сахаров Г.П. Образование оптимальной структуры ячеистого бетона / Г.П. Сахаров, П.В. Корниенко // Строительные материалы. 1973. - № 10.

27. Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных материалов / Ю.П.Горлов, А.П. Меркин, А.А. Устенко. -М.: Стройиздат, 1980.

28. Меркин А.П. О критериях микроструктуры силикатного камня бетона и технологических приемах ее направленного формирования / А.П. Меркин, М.И. Зейфман // В сб. трудов МИСИ. вып. 141. - 1977.

29. Sereda P.I. Structure formation and development in hardened cement pastes / P.I. Sereda, R.E. Fieldman, V.S. Ramachandran // 7th International congress on the chemistry of cement. — P., 1980.

30. Баженов Ю.М. Технология бетона / Ю.М. Баженов. — М.: Высш. школа, 1987.-413 с.

31. Таубе П.Р. Исследования процесса твердения вяжущих в присутствии поверхностно-активных веществ / П.Р. Таубе, Вернигорова В.Н., Н.А. Козлова и др.//Сб. докл. «Твердение цемента». Уфа. -1974.

32. Proceeding of concrete «Pore structure and properties of materials». -Prague.-1975.-Vol 11.

33. Бахтияров К.И. Исследования влияния качества пористой структуры и межпустотного материала на физико-механические свойства ячеистого бетона: Автореф. дис. канд. техн. наук / К.И. Бахтияров, 1966. 13 с.

34. Коломацкий С.А. Теплоизоляционный пенобетон на высокодисперсных цементах: Дисс. канд. техн. наук / С.А. Коломацкий. Белгород, 2001. - 155 с.

35. Мартыненко В.А. Ячеистые и поризованные легкие бетоны / В.А. Мартыненко. Днепропетровск.: «Пороги», 2002. - 172 с.

36. Силаенков Е.С. Долговечность изделий из ячеистых бетонов / Е.С. Силаенков. -М.: Строииздат, 1986. 176 с.

37. Прошин А.П. Технология и оборудование по производству малоэнергоемких композиций на основе пенобетона для ограждающих конструкций/ А.П. Прошин, В.А. Береговой, А.А. Краснощеков и др.// Вестник БГТУ им. В .Г.Шухова. -2003. №4.- С.39-42.

38. Сухов В.Г. Некоторые направления совершенствования технологии неавтоклавных пенобетонов / В.Г. Сухов, Ю.П. Трифонов// Вестник БГТУ им. В .Г.Шухова. 2003. - № 4. - С.60-61.

39. Сахаров Г.П. Поробетон и технико-экономические проблемы ресурсоэнергосбережения /Т.П. Сахаров, В.П. Стрельбицкий // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. 2003. - № 4. - С. 25-32.

40. Румянцев Б.Н. Пенобетон. Проблемы развития / Б.Н. Румянцев, Д.С. Критарасов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. -2002. -№1. С.14.

41. Удачкин И.Б. Ключевые проблемы технологии пенобетона / И.Б. Удачкин, В.М. Смирнов // Ячеистые бетоны в современном строительстве: Сб. докладов, междунар. науч.-практ. конф. СПб., 2004. - С. 22-28.

42. Пухаренко Ю.В. Перспективы применения ячеистого фибробетона в строительстве / Ю.В. Пухаренко // Ячеистые бетоны в современном строительстве: Сб. докладов, междунар. науч.-практ. конф. СПб., 2004. - С. 65-66.

43. Моргун JI.B. Механизм формирования пониженной проницаемости в фибробетонах слитной и ячеистой структур / Л.В. Моргун // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. 2003. - № 4. - С. 84-88.

44. Моргун В.Н. Структурообразование и свойства фибропенобетонов неавтоклавного твердения с компенсированной усадкой: Автореферат дисс. . канд. техн. наук / В.Н. Моргун. Ростов-на-Дону, 2004 . - 22 с.

45. Kearsley Е.Р. The effect of fibre reinforcing on the properties of foamed concrete / E.P. Kearsley, H.F. Mostert // Role of concrete in sustainable development: Proceeding of international symposium. Dundee, Scotland. - 2003. - pp. 557-566.

46. Хархардин A.H. Дисперсное армирование пенобетона // A.H. Хар-хардин, B.C. Лесовик, М.В. Сопин // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. -2005. — №9- С.237-241.

47. Ребиндер П.А. Понизители твердости в бурении / П.А. Ребиндер, Л.А. Шнейдер, К.Ф. Жигач. -М.: Изд-во АН СССР, 1944. 200 с.

48. Розенфельд Л.М. Исследования пенокарбоната / Л.М. Розенфельд. М.: Гос. изд-во лит-ры по строительству и архитектуре, 1955. - 95 с.

49. Леви Ж.П. Легкие бетоны / Ж.П. Леви. М. Госстройиздат., 1958.

50. Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий: Уч. для ВУЗов по спец. «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» / Ю.П. Горлов. М.: Высш. Шк., 1989. — 384 с.

51. Горяйнов К.Э. Технология теплоизоляционных материалов и изделий / К.Э. Горяйнов, С.К. Горяйнова. М.: Стройиздат, 1982. - 376 с.

52. Кудряшов И.Т. Ячеистые бетоны (виды, свойства, применение)/ И.Т. кудряшов, В.П. Куприянов. -М.: Стройиздат, 1959. -186 с.

53. Пинскер В.А. Физическая основа параболической зависимости между объемной массой и прочностью ячеистого бетона / В.А. Пинскер//Строительные материалы. 1965. - № 8. - С. 31-32.

54. Силаенков Е.С. Напрасно отвернулись от однослойных стен / Е.С. Силаенков // Строительные материалы. 1999. - №9. - С. 38-39.

55. Кругляков М.П. Пены и пенные пленки / М.П. Кругляков, Д.Р. Ексе-рова. М.: Химия, 1990. - 432 с.

56. Кудряшев И.Т. Ячеистые бетоны (виды, свойства, применение) / И.Т. Кудряшев, В.П. Куприянов. М.: Госстройиздат, 1959. -186 с.

57. Тарасов A.C. Индустриальное производство пенобетонных изделий / A.C. Тарасов, B.C. Лесовик, A.C. Коломацкий // Тр. Междунар. научно-практической конф. «Поробетон-2005», Белгород, 2005. С. 119-127.

58. Балясников В.В. Пенобетон на модифицированных синтетических пенообразователях: Автореферат дис. . канд. техн. наук / В.В. Балясников. — Белгород, 2003 .-19 с.

59. Слюсарь A.A. Коллоидно-химические аспекты пластификации пенобетонных смесей /A.A. Слюсарь, К.А. Лахнов // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. 2003. - № 4 - С. 89-95.

60. Мальцев Н.В. Повышение устойчивости к осадке теплоизоляционных пенобетонных смесей на природных песках и пожарных пенообразователях: Автореферат дис. .канд. техн. наук / Н.В. Мальцев. — Ростов-на-Дону, 2004.-27 с.

61. Пат. 2205162 РФ МКИ4 С 04 В 38/10 Способ получения пенобетона с использованием белкового пенообразователя / А.Ю. Винаров, Д.П. Соколов, Е.С. Шитиков, Б.В.Бурмистров. 2003.

62. Пат. 2197451 РФ МКИ4 С 04 В 38/10 Способ получения сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного пенобетона / И.М. Баранов. — 2003.

63. Пат. 2078749 РФ МКИ4 С 04 В 40/00. Способ получения ячеистого бетона/ Т.А.Ухова, Т.В. Букреева, Л.А.Тарасова. БИ № 13. - 1997.

64. Пат.2133722 РФ МКИ4 С 04 В38/10, 40/00. Способ получения высокопрочного ячеистого бетона / Т.А.Ухова, Л.А.Тарасова. -БИ№ 21. — 1999.

65. WO 90115036 РСТ С 04 В 38/10 Method of production lightweight foamed concrete / Takaya Kezsou. 1991. - № 9.

66. Pat. 3835851 РСТ С 04 В 38/10 Verfahren zur Herstellung Von Kunstli chen Steinen.-1991.-№5.

67. Поплавский Я.М. Резательная технология изготовления конструкций из ячеистого бетона/Я.М. Поплавский//Бетон и железобетон. 1988. - №7 - С.12-14.

68. Удачкин И.Б. Теплосберегающие стеновые материалы на основе неавтоклавных ячеистых бетонов /И. Б. Удачкин, В.И. Удачкин // Вестник БГТУ им. В .Г.Шухова. 2003. -№ 4. - С. 14-25.

69. Мартыненко В.А. Запорожский ячеистый бетон: Монография / В.А. Мартыненко, А.Н. Ворона. Днепропетровск: «Пороги», 2003. - 95 с.

70. Розенфельд Л.М. Автоклавный пеношлакобетон / Л.М. Розенфельд.-М.: Госстройиздат, 1958.т

71. Трифонов Ю.П. Новые технологии и установка непрерывного приготовления пенобетона под давлением / Ю.П. Трифонов, В.Г. Сухов // Строительные материалы. 1999. - №7-8. - С.32.

72. Теплоизоляционные и стеновые изделия из безавтоклавного пенобетона / С.А. Гусенков, В.И. Удачкин, С.Д. Галкин и др. // Строительные материалы. -1999. -№4. — С. 10-12.

73. Удачкин И.Б. Безавтоклавная технология пенобетонных блоков «Сиблок» / И.Б. Удачкин, А.Г. Шашков // Строительные материалы. 1993. -№5.-С.5-8.

74. Рахимбаев Ш.М. Реологические свойства пеноцементных систем с добавкой анионного пенообразователя /' Ш.М. Рахимбаев, Л.Д. Шахова, Д.В. Твердохлебов // Вестник БГТУ им. В.ГШухова. 2003. - № 4. - С. 6-14.

75. Большаков В.И. Вопросы химии и химической технологии / В.И. Большаков, В.А. Мартыненко // Строительные материалы. — 2001. — №3. С. 35-39.

76. Шахова Л.Д. Пенообразователи для ячеистых бетонов / Л.Д. Шахова,

77. B.В. Балясников. Белгород, 2002. - 147 с.

78. Махамбетова У.К. Требования к качеству современной пены / У.К. Махамбетова, З.А. Естемесов// Вюник ПДАБтаА. — Дншропетровськ. -2003.-№3-5.-С. 99-106.

79. Шахова Л.Д. Поверхностные явления в трехфазных дисперсных системах / Л.Д. Шахова // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2003. - №4. - С. 53-59.

80. Кучкин Е.Г. Особенности производства пенобетона и современное обо-рудование/Е.Г. Кучкин//Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. —2003. №4. —1. C. 115-117.

81. Мурог В.Ю. Влияние домола цемента на прочность бетонных изделий // В.Ю. Мурог, П.Е. Вайтехович / Строительные материалы. 2004. — №6. - С.36-37.

82. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов / Е.Г. Аввакумов. Новосибирск.: Наука, 1986. — 305 с.

83. Молчанов В.И. Активация минералов при измельчении / В.И. Молчанов.- М.: Недра, 1988. 208 с.

84. Коломацкий A.C. Процессы твердения цемента в пенобетоне // A.C. Ко-ломацкий // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. -2003. №4.- С.138-145.

85. Рахимбаев Ш.М Закономерности влияния твердой фазы на физико-механические характеристики из пенобетона / Ш.М. Рахимбаев, В.Н. Тарасенко, Д.В. Твердохлебов // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. 2003. - № 5. - С. 119-122.

86. Шахова Л.Д. Пенобетоны на гидрофобных цементах / Л.Д. Шахова, А.Е. Хребтов, А.Ю. Рубан//Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. -2003. № 5-С. 420-423.

87. Махамбетова У.К. Новые пенообразователи для цементных смесей / У.К. Махамбетова // Цемент. 1996. - № 4. - С. 36-37.

88. Шумков А.И. Формирование структуры ячеистых материалов /

89. A.И. Шумков//Изв. ВУЗов. Строительные материалы и архитектура. 1996. -№5.

90. Сахаров Г.П. Образование оптимальной структуры ячеистого бетона / Г.П. Сахаров, П.В. Корниенко /Строительные материалы. 1973. - № 10.

91. Механизм структурообразования пенобетона и пути улучшения его свойств / В.И. Мартынов, В.Н. Выровой, А.Н. Герега и др.// Вюник ПДАБтаА. -Дншропетровськ. 2003. -№ 3-4-5. - С. 96-99.

92. B.М. Бондарева, У.К. Махамбетова, В.К. Султанбеков, Э.А. Естемесов // Цемент. -1998.-№5-6.-С. 35-36.

93. Мартыненко В.А. Использование добавок в технологии ячеистого бетона / В.А. Мартыненко // Химические и минеральные добавки в цементы и бетоны: Сб. Междунар. науч.-практ. конф. -Запорожье: Будиндустрия, 2002.-С.43-50.

94. Мартыненко В.А. Влияние комплексных добавок на технологические свойства пенобетонной смеси / В. А. Мартыненко, А.И. Гордашко, Ю.А. Любезная // Вюник ПДАБтаА. Дншропетровськ. - 2002. - № 6. - С. 36-44.

95. Бараненко В.А. Свойства пенобетонной смеси с комплексными добавками «Релаксол» / В.А. Бараненко, В.А. Мартыненко // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. 2004. -№ 4. - С. 96-101.

96. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии / ДА. Фридрихсберг . Л.: Химия, 1974.

97. Бутт Ю.М. Практикум по химической технологии вяжущих материалов / Ю.М. Бутт, В.В. Тимашев.- М.: Высш. Шк., 1973. 504 с.

98. Горшков B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ / B.C. Горшков, В.В. Тимашев, В.Г. Савельев-М: Высш. Шк., 1981.-335 с.

99. Рамачандран B.C. Применение дифференциально-термического анализа в химии цемента / Пер. с англ.; Под ред. В.Б. Ратинова. — М.: Стройиздат, 1977. 407 с.

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

101. Пригожин И. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур / И. Пригожин, Д. Кондепуди. М.: Мир, 2002. - 461 с.

102. Штакельберг Д.И. Термодинамика структурообразования водно-силикатных дисперсных материалов / Д.И. Штакельберг. -Рига.: Зинатне, 1984 200с.

103. Измайлова В.Н. Развитие представлений о роли структурно-механического барьера по Ребиндеру в устойчивости дисперсий,стабилизированных белками / В.Ы. Измайлова, Г.П. Ямпольская, З.Д. Туловская //Коллоидный журнал. 1998.-Т.60, №5.-С. 598-612.

104. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. М.: Наука, 1978.

105. Абрамзон A.A. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение / A.A. Абрамзон, Л.П. Зайченко, С.И. Файнгольд. Л.: Химия, 1988.-200 с.

106. Гиббс Дж. Термодинамика. Статистическая механика. М.:Наука, 1982.-584 с.

107. Пивинский Ю.Е. Реология дилатантных и тиксотропных дисперсных систем / Е.Ю. Пивинский. СПб.:РИО СПбГТИ, 2001.-174 с.

108. Рахимбаев Ш.М. Регулирование технических свойств тампонажных растворов / Ш.М. Рахимбаев. Ташкент.: Изд-во «Фан», 1976. — 160 с.

109. Шахова Л.Д. Исследование влияния природы пенообразователя на процесс гидратации C3S в присутствии гипса микроскопическим методом / Л.Д. Шахова, Т.И. Черная, Л.Л. Нестерова // Тр. НГАСУ. Новосибирск: НГАСУ, 2002. -Т.5, вып. 2 (17). - С. 102-107.

110. Тейлор X. Химия цемента / Пер с анг. — М.: Мир, 1996. — 560 с.

111. Вовк А.И. Физико-химические закономерности гидратации и твердения пластифицированных цементных систем: Автореф. дис. . докт. техн. наук / А.И. Вовк. — М., 1994.

112. W 118. Young J.F. A review of the mechanism of set retardation in portland cementpastes containing organic admixtures /Cement and Concrete Research. 1972. - vol. 2.-pp. 415-433.

113. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны / В.Г. Батраков. М.: Стройиздат, 1990.-400с.

114. Young J. F. Effect of Organic Compounds on the Interconversions of Calcium Aluminate Hydrates / J. Amer. Ceram. Soc. — 1970, 53. pp. 65-69.

115. Chatteiji S. Studies in early stages of paste hydration of cement compounds / S. Chatteiji, J. Jeffeiy // J. Amer. Ceram. Soc. 1962. - № 45. - pp. 536 - 543.

116. Knofel D. The pore structure of rapid-hardening cements / D. Knofel, J.F. Wang // Zement-Kalk-Gyps. 1994. -№9. - pp. 548-552.

117. Warlaven J.C. Defined performance concrete: a promising development // Ibausil 15 International Baustoffiagung 24-25 September. Weimar (Bundes republic Deutscland). - 2003. - Band 2.- pp. 1291-1299.

118. Quantative analysis of hydrated cements and cementitious materials / T. Fullmann, G. Walenta, E. Bermejo, K-L. Serivener // Ibausil 15 International Baustoffiagung 24-25 September. Weimar (Bundes republic Deutscland). - 2003. -Band 1.-pp. 1409-1417.

119. Людвиг У. Исследования механизма гидратации клинкерных минераллов // В тр. шестого междунар. конгресса по химии цемента. М.: Стройиздат. - 1976. -Т.2, Кн. 1. - С. 104-121.

120. Бутт Ю.М. Химическая технология вяжущих материалов / Ю.М. Бутт, М.М. Сычев, В.В. Тимашев. М.: Высш. шк., 1980. -472 с.

121. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение / И.А. Рыбьев. М.: Высшая школа, 2002. - 201 с.

122. Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов / А.Ф. Чудновский. М.: Гос. изд-во физ-мат. лит-ры, 1962.-456 с.

123. Миснар А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций / Пер. с фран. М.: Мир, 1968. - 463 с.т

124. Бабушкин В.И. Пенобетонные смеси ускоренного твердения на безгипсовом цементе / В.И. Бабушкин, Е.В. Кондращенко / Вестник БГТУ им. Шухова. 2003. - №4. - С. 69-73.

125. Рамачандран B.C. Наука о бетоне / B.C. Рамачандран. М.: Стройиздат, 1991.-453с.

126. Stark U. Using the COULTER LS 130 laser diffraction analyzer for testing and research work on building materials // Zement-Kalk-Gyps. 1993. — №8.-pp. 458-462.

127. Тимашев В.В. Технология асбестоцементных изделий / В.В. Тимашев, Ю.С. Гризак. М.: Стройиздат, 1979. - 335 с.

128. Steinour Н.Н. The setting of Portland cement / Portland Cement Association Research Department Bull. 1958. - p. 124.

129. Рахимбаев Ш.М. К вопросу о влиянии органических веществ на сроки схватывания портландцемента / Ш.М. Рахимбаев, С.М. Баш //ЖФК. М. - 1968. -№ 12.-С.43-51.

130. Ратинов В.Б. Добавки в бетон / В.Б. Ратинов, Т.Н. Розенберг. М.: Стройиздат, 1989.

131. Ратинов В.Б Химия в строительстве / В.Б. Ратинов, Ф.М. Иванов. М.: Стройиздат, 1969.

132. Сватовская Л.Б. Использование энергетических резервов твердых фаз с помощью некоторых добавок / Л.Б. Сватовская // Цемент. 1996.—№ 3.

133. Plowman С., Cabrera J.G.//Cement and concrete research.- № 14.-1984.-p.238.

134. Ramachandran V.S. Superplasticizer / Ed. S.N. Ghosh // Cement and Concrete Science and Technology. New Delhi.: ABI Books. - 1992. - Vol 1. -pp. 345-375.

135. Дерягин Б.В. Теория устойчивости коллоидных тонких пленок / Б.В. Дерягин. М.: Наука, 1986.

136. Дементьев А.Г. Структура и свойства пенопластов / А.Г. Дементьев, О.Г. Тараканов. -М.: Химия, 1983. 176 с.

137. Моргун JI.B. Эффективность применения фибробетона в современном строительстве / JT.B. Моргун // Строительные материалы. — 2002.-№3.-С. 16-17.

138. Лаукайтис A.A. Прогнозирование некоторых свойств ячеистого бетона низкой плотности / A.A. Лаукайтис // Строительные материалы. -2001.-№4.-С. 27-29.

139. Применение природного и техногенного сырья для получения композиционных материалов / Л.Л. Масленникова, Л.Б. Сватовская, В Л. Соловьева, В.А. Чернаков // Цемент. 2002. -№6. — С.65-69.

140. Щукин Е.Д. Коллоидная химия / Е.Д. Щукин, A.B. Перцов, Е.А. Амелина. М.: Изд-во Моск. Ун-та. - 1982. - 348 с.

141. Практикум по коллоидной химии (Коллоидная химия латексов и ПАВ) / Р.Э. Нейман, В.Н. Вережников, А.П. Кирдеева и др. М.: Высшая школа, 1971. — 175 с.

142. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии / С.С. Воюцкий. М.: Химия, 1988.-200 с.

143. Практикум по коллоидной химии (Коллоидная химия латексов и ПАВ) / Р.Э. Нейман, В.Н. Вережников, А.П. Кирдеева и др. М.: Высшая школа, 1971. — 175 с.

144. Гранковский И.Г. Структурообразование в минеральных вяжущих системах. Киев.: Наук, думка, 1984. - 300 с.

145. Kondo R. Kinetics and Mechanisms of the Hydration of Cements / R. Kondo, S. Ueda. Tokyo. -1968. - Vol. 2. - pp. 203-248.

146. Kearsley E.P. Ash content for optimum strength of foamed concrete / E.P. Kearsley, P.J. Wainwright // Cement and concrete research. 2002. - Vol. 32. -pp. 241-246.

147. Саутин С.Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии / С.Н. Саутин. — JL: «Химия», 1975. 47 с.

148. Бесцементные автоклавные песчаные поризованные бетоны для жилых домов / В.А. Пинскер, В.Н. Орищенко, В.П. Чумак и др. // Бетон и железобетон. -1993. -№ 12.-С. 17-19.

149. Кривенко П.В. Жаростойкий газобетон на основе щелочного алюмосиликатного связующего / П.В. Кривенко, Т.Ю. Ковальчук // Строительные материалы. — 2001. № 7. - С. 26-28.

150. Миронов A.C. Ускорение твердения бетона. Пропаривание бетона в заводских условиях / A.C. Миронов, JI.A. Малинина. — М.: Гостройиздат, 1961.-224 с.

151. Труды Международной конференции по проблемам ускорения твердения бетона при изготовлении сборных железобетонных конструкций (РИЛЕМ). М.: Стройиздат, 1968. - 400с.

152. Феднер Л.А. Роль цемента в формировании свойств бетонных смесей и бетонов/Л.А.Феднер, Ю.В.Никифоров//Цемент и его применение.-2001.-№6.-С. 29-31.

153. Роль цемента в технологии пенобетонов / Л.Д. Шахова, Ш.М. Рахимбаев, Е.С. Черноситова, С.А. Самборский // Строительные материалы.-2005.-№1. С. 42-44.

154. Справочник по химии цемента /Под ред. Б.В. Волконского и Л.Г. Судакаса. -Л.: Стройиздат, 1980. 181 с.

155. Кравченко И.В. О структуре цементного камня при ускоренном про-паривании / И.В. Кравченко, М.Т. Власова // Труды НИИЦемента, 1960. № 8.

156. Тарасенко B.B. Теплоизоляционные и конструкционно-теплоизоляционные пенобетоны с комплексными добавками: Автореф. дис. . канд. техн. наук / В.В. Тарасенко. Белгород, 2001. - 21 с.

157. Миронов С.А. Некоторые обобщения по теории и технологии ускорения твердения бетона / С.А. Миронов // В Тр. Междун. Конф. по проблемам ускорения твердения бетона при изготовлении сборных железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1968. — С. 91 -97.

158. Кобидзе Т.Е. Получение низкоплотного пенобетона для производства изделий и монолитного бетонирования / Т.Е. Кобидзе, В.Ф. Коровяков, С.А. Самборский // Строительные материалы. 2004. — №10.

159. Гидрофобный вспученный перлит / A.A. Пащенко, М.Г. Воронков, А.А.Крупа, В.А. Свидерский. -Киев.: Наукова думка, 1977. 122 с.

160. СНиП П-3-79** Строительная теплотехника. — М.: Изд-во стандартов, 1998.-37 с.