Исследование интенсивности газовыделения и реакционной способности алюминиевой пудры ПАП-1 при одновременном введении газообразователя с частично гидратированной газобетонной смесью в ячеистобетонную композицию - Статья
Влияние введения частично гидратированной газобетонной смеси на интенсивность газовыделения, реакционную способность дисперсного газообразователя и физико-механические свойства газобетона. Технические свойства и реакционной способности алюминиевой пудры.
При низкой оригинальности работы "Исследование интенсивности газовыделения и реакционной способности алюминиевой пудры ПАП-1 при одновременном введении газообразователя с частично гидратированной газобетонной смесью в ячеистобетонную композицию", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Ячеистый бетон - это искусственный пористый материал на основе минеральных вяжущих и кремнеземистого компонента, содержащий равномерно распределенные поры и капилляры. В частности, газобетон - материал, полученный вспучиванием газом, выделившимся в результате реакции, представленной формулой (1). При этом между металлическим алюминием и гидратом окиси кальция, выделяющимся при гидролизе минералов клинкера вяжущего, происходит химическая реакция с выделением молекулярного водорода [1,2,3]. Лабораторный эксперимент проводился на приборе, регистрирующем газовыделение, - ПГВ-2. В качестве газообразователя использовали наиболее широко применяемую добавку в технологии газобетона - пудру алюминиевую ПАП-1, которая соответствует требованиям ГОСТ 5494-95 «Пудра алюминиевая.Исходя из проведенных исследований и сличительных испытаний, авторы делают вывод, что наилучшие результаты по кинетике газовыделения показали лабораторные пробы, имеющие в своем составе смесь дисперсного газообразователя с частично гидратированной газобетонной смесью. Сравнительный анализ результатов производили по следующим основным показателям: средняя плотность в сухом состоянии и предел прочности при сжатии. В состав С№1 вводился чистый дисперсный газообразователь, а в состав С№2 вводилась смесь газообразователя с частично гидратированной газобетонной смесью [10].
Введение
Ячеистый бетон - это искусственный пористый материал на основе минеральных вяжущих и кремнеземистого компонента, содержащий равномерно распределенные поры и капилляры. Пористость ячеистого бетона составляет до 85-90 % объема. В частности, газобетон - материал, полученный вспучиванием газом, выделившимся в результате реакции, представленной формулой (1).
При этом между металлическим алюминием и гидратом окиси кальция, выделяющимся при гидролизе минералов клинкера вяжущего, происходит химическая реакция с выделением молекулярного водорода [1,2,3].
(1)
Основная часть
Целью работы является - изучить влияние частично гидратированной смеси на реакционную способность алюминиевой пудры ПАП-1. Лабораторный эксперимент проводился на приборе, регистрирующем газовыделение, - ПГВ-2. Общий вид прибора и его основные части представлены на рис. 1.
Для определения параметров кинетики газовыделения необходимо стабилизировать условия опыта. В качестве газообразователя использовали наиболее широко применяемую добавку в технологии газобетона - пудру алюминиевую ПАП-1, которая соответствует требованиям ГОСТ 5494-95 «Пудра алюминиевая. Технические условия» [4,5]. Некоторые технические свойства пудры ПАП-1 приведены в таблице №1.
Таблица №1 Некоторые технические свойства алюминиевой пудры ПАП-1
Показатель Значение
Кроющая способность на воде, см2/г ?7000
Остаток на сите №008, % 0,98
Содержание жировых добавок, % ?3,6
Содержание влажности, % ?0,2
В качестве реакционной среды используется известковое молоко с плотностью 1,05±1,2 г/см3, температура реакционной среды и скорость перемешивания поддерживаются постоянными на заданном уровне.
Для определения параметров кинетики газовыделения в реакционную емкость (рис. 2) прибора ПГВ-2 заливается известковое молоко, которое автоматически нагревается до заданной температуры. Прибор герметизируется, а затем в реакционную емкость добавляется требуемое количество суспензии газообразователя и проводится регистрация температуры парогазовой среды t2[i] и изменение внутреннего объема прибора Vп[i]. После окончания реакции газовыделения рассчитываются значения объема выделившегося Н2, приведенные к условиям t=20ОС, при атмосферном давлении Ратм=101325 Па [6,7]. Объем выделившегося водорода можно найти по известной формуле (2).
VH2[i]= (2)
Кривая кинетики газовыделения часто имеет сигмоидный вид (рис. 3).
Рис. 2. - Схема прибора для измерения газовыделения газобетонной смеси ПГВ - 2 (вид сбоку): 13 - электронагревательный элемент; 14 - мешалка и устройство ввода суспензии газообразователя; 15 - пересыщенный раствор щелочи; 16 - термометр
В качестве частично гидратированной газобетонной смеси использовали отход ячеистобетонного производства - горбушку, срезаемую с массива блока. Этот слой образуется после окончания процесса вспучивания и набора требуемой пластической прочности структуры [8]. Он представляет собой частично гидратированную цементную систему, содержащую кристаллы гидратных новообразований, состоящих в основном из гидроалюминатов кальция [9].
При помощи прибора ПГВ-2 со специальной реакционной емкостью были получены колонки результатов таблицы №2, при математическом пересчете построен график (рис. 3).
Таблица №2 Результаты замеров реакционной способности алюминиевой пудры ПАП-1
Время, мин Объем выделившегося газа Объем выделившегося газа Объем выделившегося газа Объем выделившегося газа
0 0 0 0 0
0,25 0 20 0 0
0,5 10 40 10 10
0,75 40 60 70 60
1 60 100 160 180
1,25 80 120 240 230
1,5 85 135 280 260
1,75 85 140 300 270
2 85 140 320 280
2,25 85 140 340 285
2,5 85 140 350 290
2,75 85 140 350 300
3 85 140 350 300
Рис. 3. - График реакционной способности алюминиевой пудры ПАП-1
Кинетика выделения газа замерялась при введении чистого дисперсного газообразователя и одновременном введении дисперсного газообразователя с частично гидратированной газобетонной смесью (G) в разной дозировке. газовыделение алюминий пудра реакция
Вывод
Исходя из проведенных исследований и сличительных испытаний, авторы делают вывод, что наилучшие результаты по кинетике газовыделения показали лабораторные пробы, имеющие в своем составе смесь дисперсного газообразователя с частично гидратированной газобетонной смесью. Перенося результаты исследования на реальные производственные замесы, были получены физико-механические характеристики образцов бетона размером 10х10х10, отобранных из массива.
Сравнительный анализ результатов производили по следующим основным показателям: средняя плотность в сухом состоянии и предел прочности при сжатии. Результаты физико-механических испытаний исследуемых составов сведены в таблицу №3.
В состав С№1 вводился чистый дисперсный газообразователь, а в состав С№2 вводилась смесь газообразователя с частично гидратированной газобетонной смесью [10].
Таблица №3 Результаты физико-механических испытаний образцов газобетона
Наименование показателя Наименование состава
С№1 С№2
Средняя плотность в сухом состоянии, кг/м3 634 603
Предел прочности при сжатии, МПА 1,7 2,4
Исходя из полученных данных физико-механические характеристики состава С№2 выглядят предпочтительнее состава С№1.
Список литературы
1. PFA Utilization, Central Electricity Generating Board, Gibbons, Wolverhampton, 1972. pp. 4-6.
2. Удачкин И.В., Гончаров Ю.В. Эффективные способы повышения водозащитных свойств ячеистого бетона. М.: Стройиздат. 1980. С. 22-26.
3. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Основы бетоноведения. С. Петербург: ООО «Строй-Бетон». 2006. 690 с.
4. Стельмах С.А., Щербань Е.М., Халюшев А.К., Холодняк М.Г., Нажуев М.П., Галкин Ю.В. Влияние технологических факторов на свойства неавтоклавного газобетона // Инженерный вестник Дона, 2017, № 2. URL: ivdon.ru/magazine/archive/N2y2017/4125.
5. Баранов А.Т. Улучшение свойств ячеистого бетона // Бетон и железобетон. 1981. №8. С. 9-10.
6. Баженов Ю.М. Новому веку - новые бетоны // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2000. №2. С. 10-11.
7. Шуйский А.И. Оптимизация процессов структурообразования и повышения качества газобетонных изделий: дис. … канд. тех. наук: 05.23.05. Ростов-на-Дону, 1983. С. 98-100.
8. Nelson R.L., Ronald E., Barnett P.E. Autoclaved aerated concrete // Council for Masonry Research. 1997. №Vol. 9, No 1. pp. 1-4.
9. Шуйский А.И., Стельмах С.А., Щербань Е.М., Халюшев А.К., Холодняк М.Г., Шаталов А.В. Влияние структурирующей добавки на физико-механические свойства неавтоклавного газобетона // Инженерный вестник Дона, 2017 №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4126.
10. Явруян Х.С., Холодняк М.Г., Шуйский А.И., Стельмах С.А., Щербань Е.М. Влияние некоторых рецептурно-технологических факторов на свойства неавтоклавного газобетона // Инженерный вестник Дона, 2015, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2015/3431.
References
1. PFA Utilization, Central Electricity Generating Board, Gibbons, Wolverhampton, 1972. pp. 4-6.
2. Udachkin I.V., Goncharov Yu.V. Effektivnye sposoby povysheniya vodozashchitnykh svoystv yacheistogo betona [Effective ways to improve waterproof properties of cellular concrete]. M.: Stroyizdat. 1980. pp. 22-26.
3. Dvorkin L.I., Dvorkin O.L. Osnovy betonovedeniya [Bases of concrete studies]. S. Peterburg: OOO «Stroy-Beton». 2006. 690 p.
5. Baranov A.T. Beton i zhelezobeton. 1981. №8. pp. 9-10.
6. Bazhenov Ju.M. Stroitel"nye materialy, oborudovanie, tekhnologii XXI veka. 2000. №2. pp. 10-11.
7. Shujskij A.I. Optimizacija processov strukturoobrazovanija i povyshenie kachestva gazobetonnyh izdelij [Optimization of the processes of structure formation and improvement of the quality of aerated concrete products]: dis. ... kand. teh. nauk: 05.23.05. Rostov-na-Donu, 1983. pp. 98-100.
8. Nelson R.L., Ronald E., Barnett P.E. Council for Masonry Research. 1997. №Vol. 9, No 1. pp. 1-4.
