Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология тугоплавких неметаллических материалов

Диссертационная работа:

Митина Наталия Александровна. Получение прочного неавтоклавного газобетона путем регулирования состава и свойств исходных смесей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.11.- Томск, 2003.- 213 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/3929-9

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 6

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПОРИЗОВАННОМ БЕТОНЕ КАК ЭФФЕКТИВНОМ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОМ МАТЕРИАЛЕ 11

1.1 Основные характеристики и технологические особенности получения неавтоклавного газобетона 15

1.1.1. Ячеистые бетоны: свойства и особенности получения 16

1.1.2. Технико-экономическая и экологическая эффективность производства и применения

газобетона неавтоклавного твердения 32

1.2. Проектирование составов газобетонных смесей 35

1.3. Анализ основных технологических факторов, влияющих на качество газобетонных изделий 39

1.3.1. Механизм формирования пористой структуры газобетонов 40

1.3.2. Реологические свойства газобетонной смеси и ее устойчивость 42

1.3.3. Способы регулирования реологических параметров при производстве неавтоклавного газобетона

1.3.3.1. Влияние водотвердого отношения 45

1.3.3.2. Виброформование 46

1.3.3.3. Добавки, влияющие на реологические свойства газобетонной смеси 48

1.4. Твердение газобетонной смеси и оптимизация процессов, происходящих при этом 51

1.4.1. Современные представления о твердении цемента

1.4.2. Использование объемных фазовых характеристик системы цемент-вода при исследовании процессов гидратации и твердения газобетонных смесей 56

1.4.3. Взаимодействие цемента с водой и химический состав новообразований 57

1.4.4. Влияние различных добавок на гидратацию и твердение цементной и газобетонной смесей

1.4.4.1. Влияние гипса на процессы гидратации и твердения 60

1.4.4.2. Роль эттрингита в формировании прочности и устойчивости цементной и газобетонной смесей 63

1.4.4.3. Влияние микрокремнезема 66

1.4.4.4. Водорастворимые полимеры неионогенного типа 67

1.4.4.5. Ускорители твердения 68

1.5. Предпосылки исследований 70

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ 73

2.1. Характеристика сырьевых материалов 73

2.1.1. Вяжущее 73

2.1.2. Кремнеземистый компонент - кварцевый песок 74

2.1.3. Известь 74

2.1.4. Алюминиевая пудра 75

2.1.5. Добавки 75

2.2. Методики проведения исследований 76

2.2.1. Расчет состава газобетонной смеси 77

2.2.2. Методика определения реологических свойств газобетонной смеси 80

2.2.3. Методика исследования процессов гидратации цемента и твердения газобетонной смеси 81

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ГАЗОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ 86 3.1. Физико-химические основы создания высокопористой структуры материала 86

3.2. Регулирование реологических характеристик газобетонной смеси

3.2.1. Изменение реологических характеристик газобетонной смеси на ранних сроках твердения 91

3.2.2. Влияние температуры газобетонной смеси на ее реологические свойства 96

3.2.3. Влияние различных добавок на изменение реологических свойств газобетонной смеси 3.2.3.1. Влияние добавки полуводного гипса 99

3.2.3.2. Влияние добавки микрокремнезема 102

3.2.3.3. Влияние ускорителей твердения 106

3.3. Выводы 111

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТВЕРДЕНИЯ ГАЗОБЕТОННОЙ СМЕСИ 113

4.1. Формирование межпоровой перегородки газобетона 113

4.2. Использование объемных фазовых характеристик в исследовании процессов происходящих при получении газобетона 1

4.2.1. Закон постоянства объемного фазового состава дисперсных систем 116

4.2.2. Диаграмма изменения фазового состава газобетонной смеси 124

4.3. Описание процесса поризации газобетонной смеси с помощью объемных фазовых характеристик 124

4.4. Проектирование состава газобетонных смесей с использованием объемных фазовых характеристик 127

4.5. Исследование процессов гидратации и твердения газобетонной смеси с добавками и без них 4.5.1. Влияние поливинил ацетатной дисперсии на процессы твердения газобетонной смеси 133

4.5.2. Влияние гипса на процессы твердения газобетонной смеси 135

4.5.3. Влияние микрокремнезема на процессы твердения газобетонной смеси 137

4.5.4. Влияние ускорителей твердения на процессы твердения газобетонной смеси 13 8

4.5.4.1. Хлористый кальций 139

4.5.4.2. Сульфат алюминия 1

4.5.5. Влияние комплексной модифицирующей добавки на процессы твердения газобетонной смеси 141

4.5.6. Роль эттрингита в формировании прочной межпоровой перегородки газобетона 142

4.5.7. Прочность газобетона неавтоклавного твердения 149

4.6. Фазовые диаграммы процесса твердения газобетонной смеси 151

4.7. Структурообразования в твердеющей межгодовой перегородке 158

4.8. Выводы 161

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НЕАВТОКЛАВНОГО ГАЗОБЕТОНА 164

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 171

ЛИТЕРАТУРА 174

ПРИЛОЖЕНИЯ 192 

Введение к работе:

Актуальность темы. Проблемы энергосбережения и экологической безопасности поставили перед многими отраслями народного хозяйства ряд неотложных задач, среди которых решающую роль играет создание новых теплоизоляционных материалов и производств, обеспечивающих их выпуск. Особенно остро в таких материалах нуждаются регионы Сибири с их суровыми климатическими условиями. Кроме того, изменение требований по теплоизоляции зданий к 2000г. еще более обострило вопрос разработки, производства и применения в конструкциях современных теплоизоляционных материалов. Основными требованиями потребителей сегодня являются не только низкая плотность и высокая прочность материалов, но и простота технологии изготовления и небольшая стоимость изделий.

Наиболее эффективными теплоизоляционными материалами, отвечающими этим требованиям, являются ячеистые бетоны, в частности газобетоны, которые обладают низким коэффициентом теплопроводности и изготовляются из дешевого исходного сырья.

В настоящее время производство ячеистых бетонов основано на автоклавном способе тепловой обработки изделий. Вместе с тем, повышается интерес к неавтоклавным ячеистым бетонам вследствие более низких экономических затрат на производство. В перечень сниженных затрат на получение ячеисто-бетонных изделий без автоклавной обработки входят такие технологические операции как прием и переработка сырья; дозирование компонентов; тепловлажностная обработка: снижается расход электроэнергии, пара, ниже потребность в рабочей силе, а также в несколько раз снижается металлоемкость оборудования.

Одним из основополагающих свойств теплоизоляционных материалов является пористость, которая, в основном, и определяет величину коэффициента теплопроводности. Газобетон относится к высокопористым материалам. Непосредственно " в технологии газобетонных изделий формирование пористой структуры материала происходит на стадии формования, которая является весьма ответственной технологической операцией. В процессе вспучивания и структурообразования газобетонных смесей необходимо строгое соблюдение принципа соответствия скоростей газовыделения и увеличения реологических свойств смеси. В связи с этим весьма большое значение приобретает регулирование реологических свойств смеси, а именно вязкости и предельного напряжения сдвига, непосредственно в период интенсивного газовыделения. Оптимизация реологических характеристик газобетонной смеси в момент вспучивания может осуществляться путем увеличения значений пластической вязкости и уменьшения значений предельного напряжения сдвига и пластичности по Воларовичу. Это дает возможность стабилизировать процесс вспучивания газобетонной смеси и создать материал с оптимальной пористой структурой.

Основным недостатком газобетона неавтоклавного способа твердения является низкая степень гидратации вяжущего, в отличие от автоклавного способа производства, при котором твердение газобетонной смеси происходит как в результате гидратации вяжущего при повышенных температуре и давлении, так и в результате гидротермальной реакции взаимодействия диоксида кремния (кварцевый песок) и оксида кальция (известь). Специфика технологии безавтоклавного газобетона требует повышенного расхода цемента, при гидратации и твердении которого в режиме пропаривания (t=80-85°C) формируется конечная прочность изделий за счет высокого химического потенциала системы цемент-вода. Низкая степень гидратации цемента, которая является следствием плохой закристаллизованное™ продуктов гидратации, может быть причиной усадки неавтоклавных газобетонов в процессе эксплуатации. Преодолеть данный недостаток можно за счет использования ускорителей гидратации и твердения, активных минеральных добавок и снижения начального водотвердого отношения с помощью ПАВ.

Диссертационная работа выполнялась с 1998 по 2002гг. Цель работы: Разработка составов и научно-обоснованных приемов получения газобетона неавтоклавного твердения.

В соответствии с намеченной целью решались следующие задачи работы:

1. исследование состава и свойств сырьевых материалов;

2. исследование реологических свойств газобетонной смеси;

3. изучение влияния полимерных и минеральных добавок на реологические свойства газобетонной смеси;

4. исследование процессов гидратации и твердения газобетонной смеси с полимерными и минеральными добавками;

5. получение газобетона неавтоклавного твердения с заданными свойствами и с использованием различных добавок и выявление закономерностей, позволяющих оперативно корректировать составы в производственных условиях.

Научная новизна:

1. установлена возможность использования объемных фазовых характеристик - объемной концентрации твердой, жидкой и газообразной фаз и закона постоянства, фазового состава дисперсной системы для исследования процессов поризации и твердения газобетонной смеси;

2. установлено, что оценку реологических свойств газобетонной смеси в период поризации, длительность которого составляет 30-45 мин, целесообразно проводить с помощью показателя пластичности по Воларовичу. При значениях пластичности в пределах 0,32 - 0,70 с"1 достигаются оптимальные реологические свойства газобетонных смесей, т.е. высокая вязкость и низкое предельное напряжение сдвига, обеспечивающие устойчивость смеси в процессе поризации. Введение модифицирующих добавок способствует достижению оптимальных реологических свойств газобетонной смеси;

3. установлено, что особенностью получения газобетона является образование значительного количества гидроалюминатов кальция, присутствие которых отрицательно сказывается на прочности изделий. Связывание примерно 50% образующихся гидроалюминатов кальция с помощью добавки коллоидной суспензии двуводного гипса, приготовленной на основе полуводного, в результате чего образуется эттрингит с игольчатой формой кристаллов, что позволяет сформировать прочную межпоровую перегородку за счет ее микроармирования. Кроме того, образовавшиеся кристаллы эттрингита повышают устойчивость газобетонной смеси в процессе ее поризации;

установлено, что повышение прочности газобетона и уменьшение его усадки связано с увеличением объемной концентрации твердой фазы в процессе гидратации цемента до значений близких к исходной величине свободного порового пространства, что достигается введением тонкодисперсных добавок и ускорителей процесса гидратации цемента; установлено, что добавка хлорида кальция в количестве 2% от массы цемента положительно влияет на образование эттрингита, а также длина его игольчатых кристаллов в присутствии СаСЬ увеличивается в размере до 5мкм.

Практическая ценность работы.

Предложены составы газобетонных смесей, позволяющие получать неавтоклавный газобетон с объемным весом 300-900 кг/м3 с прочностными показателями, сопоставимыми с прочностью автоклавного газобетона;

установлены оптимальные количества добавок: полуводного гипса, необходимого для приготовления гипсовой суспензии, - на 1 г алюминиевой пудры необходимо 4.66 г гипса; микрокремнезема- 3% от массы цемента; хлорида кальция- 2% от массы цемента, обеспечивающие устойчивость смеси в процессе поризации и необходимую прочность изделий; 3. предложена новая методика расчета состава газобетонных смесей с плотностью в пределах 300-900 кг/м с использованием объемных фазовых характеристик дисперсных систем;

4. предложено графическое изображение изменений фазового состава в процессе поризации и твердения газобетонной смеси, позволяющее проследить траекторию развития указанных процессов во времени и эффективность действия вводимых добавок.

Апробация работы. Диссертационная работа и отдельные ее части обсуждались на III, IV, V, VI, VII Международном научно-техническом симпозиуме «Геология и освоение недр», г.Томск, 1999-2003 гг., на Международном научно-техническом семинаре «Нетрадиционные технологии в строительстве», Томск, 1999г., на Международном симпозиуме «KORUS -2002», г.Новосибирск.

Публикации. По материалам работы опубликовано 14 работ в виде тезисов, докладов и статей в специализированных журналах, в том числе получен приоритет по заявке на изобретение.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов по работе, списка используемой литературы. Работа изложена на 213 страницах машинописного текста, содержит 23 таблиц и 44 рисунка. 

Подобные работы
Барсуков Сергей Викторович
Особенности процессов получения портландцементного клинкера из золосодержащих сырьевых смесей
Строкова Юлия Игоревна
Технология получения оксинитридных керамических материалов в системах "Ti-Al-O-N" и "Ga-Al-O-N" сжиганием смесей грубодисперсных порошков металлов в воздухе
Третьякова Наталья Сергеевна
Состав, получение и свойства алюмомагнезиальных цементов
Спицын Валерий Владимирович
Разработка состава и исследование свойств тампонажного цемента низкотемпературного твердения
Алешунина Елена Юрьевна
Анионный состав и вяжущие свойства силикатных растворов
Вольф Анна Владимировна
Влияние фазового состава цементирующей связки на свойства автоклавного газозолобетона
Чумаченко Наталья Генриховна
Регулирование свойств керамических заполнителей для бетона изменением состава сырьевой смеси
Твердохлебов Денис Владимирович
Влияние компонентного состава на реологические и другие технологические свойства пеноцементных смесей
Топтыгин Андрей Михайлович
Исследование физико-химических свойств шлаковых расплавов, разработка составов утепляюще-рафинирующих шлакообразующих смесей для промежуточного ковша и их внедрение в производство
Аль-Матлуб Талал Меджид
Совершенствование методов повышения смазывающей способности буровых растворов путем регулирования их рецептурного состава с целью уменьшения сил сопротивления в наклонных скважинах

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net