Подбор состава неавтоклавного газобетона пониженной плотности - Курсовая работа

В состав дипломной работы входят: пояснительная записка 71 с., 23 табл., 13 рис., 24 источников; Для исследования использовали следующие материалы: портландцемент М400Д0, наполнитель (гранитный отсев, тальковый отсев, молотый известняк), содосульфатный отход (производства глинозема), алюминиевая пудра ПАП-1. Так же были проведены сравнительные испытания, при помощи которых было определено влияние режима и способа гидромеханической активации, влияние вида цемента, активизирующей добавки и качества наполнителя на свойства конечного продукта.В настоящей работе использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 10178-85. Технические условия». Введ. 01.01.87. М.: Изд-во стандартов, 1985. ГОСТ 125-79. Технические условия.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. 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 перечень сниженных затрат на получение ячеистобетонных 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. 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. 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).В данном разделе будут рассмотрены сведения о происхождении газобетона.Изделия из них наилучшим образом адаптированы к сложным климатическим и экономическим условиям России и имеют ряд важных достоинств: невысокая средняя плотность, низкая теплопроводность, пониженное водопоглощение, стойкость при пожаре. Все виды ячеистых бетонов имеют высокие санитарно-гигиенические свойства стенового ограждения, так как не содержат вредных для здоровья человека химических и синтетических веществ, имеют хорошую обрабатываемость и др. В 1914г. американцами Эйлсуортом и Дайером были применены в качестве газообразователя порошки алюминия, цинка и некоторых других металлов, которые при взаимодействии с Са(ОН)2 выделяли водород и действовали как вспучивающие добавки. Для производства газобетонных изделий плотностью 500 кг/м3 применялся портландцемент, тонкодисперсный кремнеземистый заполнитель в виде молотого кварцевого песка и алюминиевая пудра в качестве газообразователя. К началу 70-ыхгодов прошлого столетия заводы «Itong» и «Siporex» действовали в различных странах с различными климатическими условиями : Англии, Дании, Латвии, Финляндии, Бельгии, Польши, Франции, Германии и других странах [6].Третье направление получения ячеистого бетона состоит в смешении пены с цементно водной суспензии.Ячеистые бетоны являются разновидностью легкого бетона, его получают в результате затвердевания вспученной при помощи порообразователя смеси вяжущего, кремнеземистого компонента и воды. При вспучивании исходной смеси образуется характерная «ячеистая» структура бетона с равномерно распределенными по объему воздушными порами.По своей сути, ячеистый бетон - это искусственный строительный материал с пористой (ячеистой) структурой, для производства которого применяется минеральные вяжущие вещества и кремнеземистые наполнители. В частности, бетоны данного типа активно используются для утепления железобетонных и чердачных перекрытий, для создания теплоизоляционного слоя в многослойных стеновых конструкциях. Жаростойкие виды ячеистого бетона нашли свое применение в качестве теплоизоляции для промышленного оборудования, работающего в условиях температуры до 700 ?С. Загородные дома, коттеджи, таунхаусы, построенные с использованием данных блоков, имеют тепло-защитные характеристики, значительно превышающие у домов из кирпича или бетонов другого вида. В зависимости от функционального применения различают ячеистые бетоны следующих типов: теплоизоляционный вид - ячеистый бетон, применяемый в качестве теплоизоляционного строительного материала.

Содержание

Нормативные ссылки

Перечень условных обозначений и сокращений

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Исторические сведения

1.2 Ячеистые бетоны

1.2.1 Виды ячеистого бетона

1.3 Неавтоклавные теплоизоляционные и конструкционно-теплоизоляционные материалы

1.3.1 Физико-механические свойства неавтоклавных ячеистых бетонов

1.4 Физико-химические процессы формирования пористой структуры ячеистого бетона

1.4.1 Структура межпоровых перегородок

1.5 Физико-химические процессы твердения неавтоклавного ячеистого бетона

1.6 Предварительная водная и механохимическая активация

1.7 Влияние температуры

1.8 Достоинство и недостатки неавтоклавного газобетона

1.9 Цели и задачи исследования

2. Характеристика сырьевых материалов и методы исследования

2.1 Исходные сырьевые материалы

2.1.1 Свойства цемента

2.1.2 Гипсовый камень

2.1.3 Содосульфатный отход

2.1.4 Наполнитель для газобетона

2.1.5 Порообразующая добавка

2.1.6 Вода

2.2 Методика исследования

2.3 Лабораторные установки

2.4 Методы определения основных свойств газобетона

3. Экспериментальная часть

3.1 Базовый состав неавтоклавного газобетона и его характеристики

3.2 Подбор состава для производства неавтоклавного газобетона

3.3 Исследование влияние химической добавки на свойства неавтоклавного газобетона

3.4 Влияние количества алюминиевого порошка на свойства неавтоклавного газобетона

3.5 Исследование влияния температуры воды на свойства неавтоклавного газобетона

3.6 Сравнения свойств неавтоклавного газобетона с использованием разного наполнителя

Заключение

Библиографический список

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 ячеистобетонных 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 (1 = 80-85 °С) формируется конечная прочность изделий за счет высокого химического потенциала системы цемент-вода. Низкая степень гидратации цемента, которая является следствием плохой закристаллизованности 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.

Цель работы - Разработка составов и научно-обоснованных приемов получения газобетона неавтоклавного твердения.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: -выполнить аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по проблеме производства неавтоклавного газобетона;

-исследовать состав и свойства сырьевых материалов;

-изучить влияние вида и количества активных добавок на физико-механические свойства газобетона.

-исследование процессов твердения газобетонной смеси с изменением температурного режима;

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

Научная новизна работы: Установлено, что введение большого количества активных добавок таких как, сульфат натрия (Na2SO4), карбонат натрия (Na2CO3) и содосульфатного отхода негативно сказывается на качестве газообразовании и скорости набора прочности.

-введение в качестве активной добавки содосульфатного отхода в количестве 1% способствует повышению RH среды и ускоряет сроки схватывания .

2.Установлено, что увеличение удельной поверхности наполнителей, способствуют улучшению макроструктуры газобетона и тем самым уменьшению плотности продукта.

Практическая ценность работы: -использовать в качестве минеральной добавки в составе неавтоклавного газобетона содосульфатный отход, введение которого способствует повышению RH среды, что благоприятно сказывается на процессе газообразования

-для ускорения реакции вспучивания рекомендуется использовать повысить температуру от 50 до 60 ОС

-предложен рецепт состава смеси для получения газобетона пониженной плотности включающий на 1м3: Цемент 120 кг; Отсев (известняка) 115 кг; Молотый гипсовый камень 12 кг; ССО 0,6 кг; ПАП 1 - 0,4 кг; Вода 131 л.

Апробация работы.

Публикации по работе. нет

Структура и объем магистерской диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных выводов, библиографического списка из 24 наименований. Работа изложена на 71 странице машинописного текста, включая 13 рисунков и 23 таблиц.