Исследование технологии устройства специальных сооружений из стеклоцемента в условиях Узбекистана - Диссертация

Дальнейший рост объемов промышленного и гражданского строительства определяет увеличение потребности в гидроизоляционных и защитных покрытиях, устраиваемых, в основном из рулонных материалов, позволяющих механизировать технологический процесс только на 10-12 %. Технология совмещенного нанесения широко применяемых в строительстве материалов, таких, как цемент и стекловолокно, позволяет получить качественно новый комплексный материал - дисперсно-армированный стеклоцемент для устройства защитных конструкций и сооружений позволяющий существенно повысить степен их механизации. Целью диссертационной работы является совершенствование технологии и средств механизации устройства различных защитных конструкций и сооружений из стеклоцемента, дисперсно-армированных рубленым стекловолокном, с нанесением их методом пневмораспыления в совмещенном факеле. Совершенствование технологии и выбор основного технологического оборудования для совмещенного нанесения исходных материалов при устройстве стеклоцементных защитных конструкций и сооружений, дисперсно-армированных рубленым стекловолокном. Объектом исследований является комплекс организационно технологических мероприятий в строительстве, обеспечивающих высокий уровень выполнения всех технологических процессов при устройстве защитных покрытий, сооружений и опалубок на основе цементных вяжущих, дисперсно и равномерно армированных рубленым стекловолокном.Но уже сегодня в ТАСИ созданы составы на основе гипсоглиноземистого цемента, армированного стекловолокном, для устройства кровель и полов, отделочных и гидроизоляционных покрытий, для сельскохозяйственного строительства, например для устройства конструкции животноводческих производственных зданий и т.д. Фуриловый спирт; солянокислый анилин (ГОСТ 24211-91); хлористый кальций (ГОСТ 450-90); стекложгут рассыпающийся (ГОСТ 17139-2000). После освоения промышленностью выпуска щелочестойкого стекловолокна изделия из стеклоцемента или стеклополимерцемента можно будет изготавливать на щелочестойком стекловолокне с использованием в качестве вяжущего обычного портландцемента или шлакопортландцемента. Стеклоцемент и стеклополимерцемент обладают высокими физико-механическими показателями - прочностью на изгиб (15-30 МПА) и предельной растяжимостью (до 0,7-0,9мм/м), что позволяет изготавливать из этих материалов бескаркасные тонкостенные облегченные сооружения - блок-боксы. Указанные свойства материалов получают за счет применения расширяющегося гипсоглиноземистого цемента, добавок, вводимых в воду затворения (фурилового спирта, солянокислого анилина, хлористого кальция) и особенно за счет дисперсного армирования цементного камня рубленым стекловолокном.Перемешивания составляющих водорастворимых добавок следует осуществлять в следующем порядке: с начала раствор хлористого кальция плотностью 1,026 вводят в раствор солянокислого анилина с массовой долей 15% фурилового спирта. Сроки выдержки готовой жидкости затворения перед соединением ее с цементом, оказывают существеное влияние на прочность и деформации расширения полимерцемента (см табл. Если жидкость затворения сразу же после приготовления смешать с цементом, то прочность при сжатии полимерцементного камня снизится, а разупрочнение структуры приведет к увеличению деформации расширения. При постоянном расходе солянокислого анилина (15%) и хлористого кальция (1%) фуриловый спирт оказывает замедляющее действие на формирование структуры твердеющего полимерцемента. В результате изучения фурилового спирта на процессы структурообразования цементных суспензий установлено, что для получения наилучших прочностных и деформативных характеристик цементного камня оптимальной добавкой является 10% фурилового спирта от жидкости затворения (табл.1.5.).Модуль упругости, Н/см2 при растяжении ……………………………………. Предел прочности, Н/см2 при растяжении ……………………………………..Гипсоглиноземистый цемент, используемый для приготовления стеклоцемента и стеклополимерцемента, нельзя смешивать с портландцементом, так как даже не большие добавки портландцемента к гипсоглиноземистому цементу вызывают расширение полимерцементного камня, армированного стекловолокном, в связи с чем покрытие коробится. Схема структуры материала при раздельном и совместном нанесении связующих и стекловолокна а - раздельное нанесение; б - совместное нанесение; 1 - основание; 2 - слой полимерцементного теста; 3 - слой нитей рубленого стекложгута; 4 - нити рубленого стекловолокна, равномерно распределенные по объему и сечению в полимерцементном тесте При формировании армированного покрытия раздельным способом поочередно наносят слои связующего толщиной 1-1,5мм и рубленого стекловолокна. При нанесении последующего армированного слоя в местах избыточного расположения нитей измельченного стекложгута они останутся не смоченными компаундом, в связи с чем на покрытии образуются не только комки армирующего материала, но и неровности поверхности и пустоты в покрытии. Если огрунтовки и мастики наносят по сухому основанию, то водные (битумно-полимерные и холодные а

Оглавление

Введение

Глава 1. Критический обзор выполненных научных исследований и разработок по технологии устройства защитных покрытий и сооружений из стеклоцемента

1.1 Изучение применяемых материалов для изготовления защитных покрытий и сооружений

1.2 Анализ конструкций сооружений из стеклоцемента

1.3 Изучение и анализ существующих технологий устройства защитных покрытий и сооружений из стеклоцемента

Выводы по главе

Глава 2. Теоретические исследования нанесения компонентов конструкций сооружений из стеклоцемента

2.1 Исследование основных физико-механических и технологических характеристик при нанесении цементного вяжущего, дисперсно-армированного рубленым стекловолокном

2.2 Исследование основных физико-механических и технологических процессов при нанесении цементного вяжущего, дисперсно-армированного рубленым стекловолокном

2.2.1 Принятый метод экспериментального исследования

2.2.2 Полученные экспериментальные результаты

2.2.3 Анализ полученных данных

2.3 Исследование технологических параметров подачи вяжущих по трубопроводу на основе их реологических свойств

2.3.1 Принятые методы исследований

Дальнейший рост объемов промышленного и гражданского строительства определяет увеличение потребности в гидроизоляционных и защитных покрытиях, устраиваемых, в основном из рулонных материалов, позволяющих механизировать технологический процесс только на 10-12 %.

Актуальность работы. Технология совмещенного нанесения широко применяемых в строительстве материалов, таких, как цемент и стекловолокно, позволяет получить качественно новый комплексный материал - дисперсно-армированный стеклоцемент для устройства защитных конструкций и сооружений позволяющий существенно повысить степен их механизации.

Целью диссертационной работы является совершенствование технологии и средств механизации устройства различных защитных конструкций и сооружений из стеклоцемента, дисперсно-армированных рубленым стекловолокном, с нанесением их методом пневмораспыления в совмещенном факеле.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие основные задачи: 1. Теоретическое обоснование нанесения компонентов покрытия в совмещенном факеле;

2. Исследование основных физико-механических процессов, протекающих при рубке и распылении стекловолокна, пневмораспылении вяжущего, образовании совмещенного факела при одновременном нанесении исходных материалов покрытия;

3. Исследование влияния свойств исходных материалов, режимов их нанесения, процентного насыщения вяжущего рубленым стекловолокном, длины стекловолокна, равномерности распределения рубленого стекловолокна по объему вяжущего на физико-механические и эксплуатационные свойства получаемого покрытия;

4. Совершенствование технологии и выбор основного технологического оборудования для совмещенного нанесения исходных материалов при устройстве стеклоцементных защитных конструкций и сооружений, дисперсно-армированных рубленым стекловолокном.

5. Разработка Рекомендации по технологии устройства стеклоцементных конструкций и опалубок.

Объектом исследований является комплекс организационно технологических мероприятий в строительстве, обеспечивающих высокий уровень выполнения всех технологических процессов при устройстве защитных покрытий, сооружений и опалубок на основе цементных вяжущих, дисперсно и равномерно армированных рубленым стекловолокном.

Предметом исследований служат методы и модели на методологической основе - реологические соотношения на всех стадиях технологических процессов, в том числе при подачи цементного вяжущего и рубленого стекловолокна.

В исследованиях использованы методы ретроспективного и логического анализов, методы математического моделирования, практические расчеты с использованием компьютерной техники.

Цементный камень, равномерно армированный стекловолокном, обладает высокими свойствами на растяжение при изгибе (24 МПА), что позволяет использовать его в качестве конструкционного материала, а повышенные трещиностойкость и плотность дают возможность использовать стеклоцемент для устройства защитных покрытий.

Технология совмещенного получения покрытий позволяет механизировать производственный процесс на 80-85 %. При изготовлении конструкций из стеклоцемента исключается применение дефицитной стальной арматуры и устройство гидроизоляции. Применение напрягающего цемента с ограниченными величинами деформаций свободного линейного расширения обеспечивает получение из стеклоцемента покрытий повышенной трещиностойкости и механической прочности.

На основе данной технологии можно получить: - стеклоцементную, гидроизоляцию повышенной трещиностойкости дисперсно-армированной стекловолокном для резервуаров, хранилищ жидких материалов, плавательных бассейнов, очистных сооружений и защиту бетонных и железобетонных подземных конструкций;

- облицовку ограждающих конструкций, подвесных потолков, малых архитектурных форм;

- самонесущие своды-оболочки пролетом 12 м, исключающие применение стальной арматуры и устройство гидроизоляции, для устройства подсобных помещений.

Вид гидроизоляции, способ устройства облицовок и малых архитектурных форм устанавливается проектом.

Гидроизоляционные и защитные покрытия устраиваются по бетонной, кирпичной поверхности после того, как материал сооружения наберет не менее 65 % проектной прочности.

Защитные покрытия из стеклоцемента допускается устраивать при температуре окружающего воздуха не менее 5 0С, освещенности поверхности не менее 150 лк и пятикратной вентиляции помещения в течение часа при обеспечении относительной влажности не менее 50 %. Влажность защищаемой поверхности не ограничивается. Полученное покрытие после окончания нанесения в порядке технологического ухода за конструкцией в течение суток дважды увлажняется водой.

При устройстве гидроизоляционных покрытий должны соблюдаться требования главы КМК 3.03.01-98 «Несущие и ограждающие конструкции» и главы КМК 2.03.10-95 «Крыши и кровли».

Первоначальные исследования по положению совмещенного пневмонанесения многокомпонентных составов позволяет решить практические вопросы в выборе оптимальных технологических режимов нанесения и конструирования технологического оборудования. При этом выведены аналитические зависимости изменения скорости нанесения рубленого стекловолокна и дробления вяжущего в факеле от исходного давления сжатого воздуха в подводящей системе. Также исследован технологический процесс режимов совмещенного пневмонапыления и физико-механические свойства получаемых покрытий и установлены оптимальные параметры исходных материалов.

В процессе работы над диссертацией использованы труды зарубежных ученых, изучавших в комплексе организационно-технологические мероприятия в частности технологию строительного производства, моделирования.

Существенное значение для диссертанта имели работы П.А.Ребиндера, Н.Н.Завражина, В.Б.Белевича, В.А.Бородина, Н.Б.Базарбаева и др.

Научная новизна результатов исследования: - Разработаны некоторые положения теории совмещенного пневмонанесения компонентов цементного вяжущего и рубленого стекловолокна;

- Определены технологические требования к исходным материалам и найдены оптимальные соотношения вяжущего и армирующего материала в зависимости от физико-механических свойств получаемых покрытий и сооружений.

Практическая значимость диссертации состоит в том, что теоретические положения и методологические принципы использованы для решения прикладных задач в технологии устройства защитных покрытий, конструкций, сооружений и опалубок на основе цементного вяжущего, дисперсно-армированных рубленым стекловолокном, в выборе оптимальных технологических режимов нанесения и конструирования технологического оборудования.