- •ВВЕДЕНИЕ
- •Г Л А В А 1. КЛАССИФИКАЦИЯ, НОМЕНКЛАТУРА, ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СТРУКТУР И СВОЙСТВА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
- •1.1. Классификация строительных материалов из ячеистых бетонов
- •1.2. Номенклатура строительных материалов из ячеистых бетонов
- •1.3. Принципы создания эффективных теплозащитных структур
- •1.3.1. Основные понятия о теплопередаче
- •1.3.2. Технологические способы создания современных теплозащитных структур
- •1.3.3. Конструктивные способы создания современных теплозащитных структур
- •1.4. Сырьевые материалы и их свойства
- •1.4.2. Кремнеземистые компоненты
- •1.4.3. Газообразователи
- •1.4.4. Пенообразователи
- •1.4.5. Корректирующие добавки и вода затворения
- •1.4.6. Сырьевая база Омской области для производства ячеистых бетонов
- •1.5. Способы активации сырьевых материалов и смесей при получении эффективных ячеистых бетонов
- •Г Л А В А 2. ТЕХНОЛОГИИ ЭФФЕКТИВНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЕНОБЕТОНОВ
- •2.1. Теоретические основы поризации кремнеземвяжущей массы механическим способом
- •2.2. Технология строительных материалов и изделий из неавтоклавного пенобетона
- •2.2.1. Производство пенобетонных блоков «Сиблок»
- •2.2.2. Технология пенобетона «ВНИИстром»
- •2.2.4. Производство пенобетона на технологическом комплексе ПБК–Р
- •2.3. Технология получения автоклавного пенобетона
- •2.4. Производство пенобетона по технологии «Новостром»
- •2.5. Современные технологии производства строительных материалов и изделий из пенобетона
- •2.5.1. Производство двухслойных стеновых блоков из бетонов различной плотности
- •2.5.5. Производство пенобетона «Экстрапор»
- •2.5.6. Вакуум-формовальная технология ячеистых бетонов
- •2.5.7. Технология пенобетона способом «обжатие – релаксация»
- •2.5.9. Пенобетоны сухой минерализации
- •Г Л А В А 3. ТЕХНОЛОГИИ ЭФФЕКТИВНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ ГАЗОБЕТОНА
- •3.1. Теоретические основы поризации массы химическим способом порообразования
- •3.2. Технологии газобетона неавтоклавного твердения
- •3.3. Технологии материалов и изделий из газобетона автоклавного твердения
- •3.3.1. Производство газобетонных изделий на новосибирском заводе «Сибит»
- •3.3.3. Технология газобетона на омском комбинате пористых материалов «Вармит»
- •3.5.1. Материалы и изделия переменной плотности
- •3.5.2. Производство газобетонных изделий способом автофреттажа
- •3.5.3. Способ получения эффективных изделий в закрытой форме
- •3.5.4. Производство сухих газобетонных смесей
- •4.1. Проектирование состава ячеистых бетонов
- •4.1.2. Расчет состава пеногазобетона
- •4.2. Расчет и подбор технологического оборудования
- •4.2.1. Расчет технологического оборудования
- •4.2.2. Технологическое оборудование
- •4.3.1. Способы снижения водопоглощения
- •4.3.2. Отделка поверхности изделий из ячеистого бетона
- •4.4. Реконструкция предприятий силикатных изделий
- •Библиографический список
предопределяется химическим составом и свойствами используемого стекла, дисперсностью шихты, видом и количеством вводимого газообразователя, а также параметрами процесса вспенивания шихты.
Насыпная плотность пеностекла составляет 180 – 210 кг/м3, плотность в зерне – 220 – 360 кг/м3, объем межзерновых пустот – 43,4 – 44,7%, пористость зерен – 84,9 – 92,3%, предел прочности при сжатии в ци-
СибАДИячеистой смеси. Нарушение этого соответствия приводит к ухудшению свойств готовых изделий. В технологии пенобетона важнейшим правилом является хорошая стойкость пены как на воздухе, так и в цементном тесте и соответствие начала разрушения пены с началом структурообразования и достижением ячеистой смесью определенной пластической прочности. В этом случае не будет происходить осадка пенобетонной смеси и увеличение средней плотности пенобетона. Если для изготовления пенобетона применяется вяжущее высоких марок без добавок с короткими сроками схватывания, то, как правило, не возникает проблем с получением устойчивой пенобетонной массы. Однако при использовании цементов с пониженной активностью, и особенно в случае получения пенобетона с низкой средней плотностью, необходимо осуществлять следующие мероприятия: активация цементного теста; использование ускорителей твердения цемента и применение полимерных добавок на основе акриловых сополимеров, которые после отвердевания модифицируют упрочняют структуру материала; использование при необходимости волокнистого наполнителя; применение стабилизаторов пены и пенобетонной смеси, роль которых могут выполнять акриловые сополимеры, а также оптимальное время выдержки растворной смеси перед смешиванием ее с пеной. В таком случае можно получать безусадочные смеси на исходных сырьевых материалах пониженного качества [42].
линдре – 0,3 – 1,1 МПа, водопоглощение по массе – 5 – 17%, размер гранул Dmin = 5 мм; Dmax = 40 мм, коэффициент формы зерен – 1,1 – 1,28, морозостойкость после 15 циклов по потере массы – 5,0 – 6,9%, теплопроводность в насыпном состоянии при 20 С – 0,085 Вт/(м· С).
1.5. Способы активации сырьевых материалов и смесей при получении эффективных ячеистых бетонов
Для получен я эффективных ячеистых бетонов с пониженной средней
плотностью прочностью, удовлетворяющей требованиям нормативных документов, пр меняют различные способы активации сырьевых компонентов.
При получен |
газо етонных изделий очень важно соответствие |
между окончанием |
вспучивания и началом структурообразования |
35
Активацию сырьевой смеси можно осуществить совместным тонким |
|||||
помолом известково-цементно-песчаной смеси с последующим |
|||||
применением комплексной вибрации при смешивании и формовании. |
|||||
Использование этих технологических приемов в значительной степени |
|||||
устраняет недостатки исходных сырьевых материалов. Комплексная |
|||||
вибрация существенно сокращает время вызревания массивов перед их |
|||||
разрезкой и позволяет перейти на непрерывный конвейерный способ |
|||||
производства этих изделий [43]. |
|
|
|
||
Основные параметры, влияющие на структуру ячеистого бетона и |
|||||
степень совершенствования технологического процесса, представлены |
|||||
уравнен ем, |
предложенным |
К.А. |
Глуховским, |
Н.А. Крыловым |
и |
.М. Пол щуком, которое определяет зависимость прочности цементного |
|||||
камня от времени, т.е. характеризует процесс твердения: |
|
||||
|
R = K1 · n0 · Fс · (1 – e – t), |
(1.2) |
|||
где K1 – коэфф ц ент пропорциональности; n0 – количество взаимодейст- |
|||||
вующих атомов; Fс – прочность отдельной связи; t – время протекания |
|||||
процесса; – степень подвижности каждого атома. |
|
|
|||
Теорет ческая зав симость R(t) уравнения |
(1.2) представлена |
на |
|||
рис. 1.8 кр вой 1, а экспериментальная – кривой 2. |
|
|
|||
|
Прочность |
|
|
|
|
|
R28 |
|
|
|
|
|
0,63R28 |
|
|
|
|
|
|
1/ |
Время |
|
|
|
Рис. 1.8. Зависимость прочности бетона от времени при |
|
|||
СибразличныхАспособах активацииДИсмеси: |
|||||
|
1 – теоретическая кривая по уравнению; 2 – экспериментальная |
|
|||
|
при твердении в естественных условиях; 3 – идеальная теорети- |
|
|||
|
ческая; 4 – при гидротермальной обработке; 5 – при воздейст- |
|
|||
|
вии механических колебаний в процессе структурообразования; |
|
|||
|
6 – при воздействии электрических колебаний высокой частоты; |
|
|||
|
7 – совместное воздействие электрических и механических коле- |
|
|||
|
баний; 8 – гидротермальная обработка совместно с воздействием |
|
|||
|
механических колебаний |
|
|
|
36
Управление процессом структурообразования заключается в определении таких способов внешнего воздействия, которые бы могли изменить основные параметры процесса Fc, n0 и . Для ускорения процесса твердения необходимо или увеличить кинетическую энергию атомов, или уменьшить величину потенциального барьера, это возможно при использовании тепловой, механической или электрической энергии.
СибАДИПри применении тепловой энергии повышается подвижность атомов, так как при повышении температуры увеличивается кинетическая энергия атома, ампл туда колебаний возрастает и атом относительно легко преодолевает потенц альный барьер. Однако, несмотря на простоту и широкое пр менен е, такой способ имеет ряд существенных недостатков. Технолог я тепловой обработки бетона несколько препятствует достижен ю макс мальной прочности. Это происходит потому, что повышен е температуры приводит к ускорению процесса твердения, а следовательно, к резкому возрастанию потенциальных барьеров, которые тормозят дальнейш е д ффузионные процессы и образование новых связей. В этом случае о разование новых кристаллических соединений привод т к торможен ю процесса диффузии, так как в твердом теле явления процесса протекают со значительно меньшей скоростью.
Эффект механической энергии имеет принципиальное отличие от тепловой и заключается в том, что механические колебания увеличивают подвижность атомов за счет возрастания их кинетической энергии при постоянной величине потенциальных барьеров. Тепловая энергия вызывает увеличение скорости процесса структурообразования бетона, возрастание потенциальных барьеров при одновременном повышении кинетической энергии атомов и не повышает конечной прочности, в то время как механическая энергия, наоборот, несколько затормаживая начальный этап структурообразования, приводит к увеличению числа связей и повышает конечную прочность бетона (см. рис. 1.8, кривые 4 и 5). Приведенные зависимости также далеки от идеальной (кривая 3 на рис. 1.8), хотя в случае применения механической энергии предельная прочность значительно возрастает.
При использовании электрической энергии воздействие переменного электрического поля вызывает повышение температуры ускорение химических реакций. Но ускорение реакций определяется вынужденными колебаниями (переходами) отдельных атомов или ионов аналогично тому, как это происходит при воздействии механических колебаний высокой частоты. Таким образом, применение электрической энергии в виде электромагнитного переменного поля является одним из эффективных способов активации смесей, так как ее использование позволяет не только увеличить подвижность атомов, но и резко повысить температуру, т.е. ускорить процесс структурообразования (см. рис. 1.8, кривая 6).
37
Наиболее эффективным средством управления процессами структурообразования является применение механической и электрической энергий, первая из которых дает возможность повысить прочность, а вторая позволяет достигнуть предельной прочности за минимальное количество времени.
Переход отечественных заводов, производящих изделия из ячеистого
СибАДИ
бетона, на высококачественные исходные сырьевые материалы и использование ими различных способов активации дает возможность управлять процессами структурообразования и позволит вырабатывать продукц ю с качественными показателями.
|
Контрольные вопросы и задания |
|
1. |
Как м образом классифицируют ячеистые бетоны по средней плотности и |
|
|
назначен ю? |
|
2. |
Как класс ф ц руют ячеистые етоны по виду вяжущего и способу твердения? |
|
3. |
Какова номенклатура строительных материалов и изделий из ячеистых |
|
|
бетонов? |
|
4. |
Переч сл те в ды передачи тепла. |
|
5. |
Что называют теплопроводностью? |
|
6. |
Что называют конвекцией? |
|
7. |
Что называют излучением? |
|
8. |
Какие существуют технологические способы создания теплозащитных |
|
|
структур? |
|
9. |
Какие существуют современные конструктивные способы создания |
|
|
теплозащитных структур? |
|
10. |
Каковы основные виды вяжущих веществ, применяемых в производстве |
|
|
изделий из ячеистых бетонов и требования к ним? |
|
11. |
Каковы основные виды кремнеземистых компонентов и требования к ним? |
|
12. |
Назовите основные виды и требования, предъявляемые к газообразователям. |
|
13. |
Назовите основные виды пенообразователей и требования к ним. |
|
14. |
В чем заключаются свойства технических пенообразователей (кратность, |
|
|
устойчивость, синерезис и др)? |
|
15. |
Назовите виды корректирующих добавок в технологии ячеистых бетонов. |
|
16. |
Назовите виды сырьевых компонентов в Омской области |
основные |
|
требования к ним. |
|
17. |
Какова технология отбора сухой золы на Омской ТЭЦ? |
|
18. |
Каковы способы активации сырьевых компонентов? |
|
38