Властивості і технологія пінобетону, модифікованого оксидами заліза - Автореферат

Метою досліджень є одержання пінобетону з високою міцністю при стиску і зниженими усадкою та проникністю шляхом удосконалювання його структури, складу, властивостей і параметрів виробництва за рахунок застосування комплексної добавки, що складається із поліспирту та речовини, що містить залізо. вивчити вплив на властивості ніздрюватого цементного каменю комплексної добавки, що складається із поліспирту та речовини, що містить залізо; Обєкт досліджень - закономірності формування властивостей і технологія пінобетону, що містить комплексну добавку, яка складається із поліспирту та речовини, що містить залізо. Предмет досліджень - пінобетон, що містить комплексну добавку, яка складається із поліспирту та речовини, що містить залізо. уперше доведено, що модифікація структури пінобетону комплексною добавкою, яка складається із поліспирту та речовини, що містить залізо, що полягає в утворенні на внутрішній поверхні пор бетону міцного прошарку кальцієвих солей поліспирту та збільшення в цементному камені кількості новотворів, які містять значну кількість хімічно звязаної води, призводить до підвищення міцності при стиску та зниження усадки та проникності пінобетону;Виходячи з аналізу інформації про структуру пінобетону, який, за даними Фридрихсберга Д. А., являє собою затверділу піну, впливу структурних характеристик вяжучих систем, що твердіють, на властивості штучного каменю, а також про способи управління мікро-і макроструктурою цементів, у тому числі таких, що модифіковані залізом, дозволили висунути робочу гіпотезу, яка полягає у наступному: модифікація структури пінобетону комплексною добавкою, що складається із поліспирту та речовини, яка містить залізо, дозволить одержати пінобетони, що володіють високою міцністю та зниженими проникністю та усадкою за рахунок утворення на поверхні його пір кальцієвих солей поліспирту та зменшення ступеня адсорбції піноутворювача на поверхні частинок цементу. Дослідами встановлено, що його введення до складу дисперсної системи «піноутворювач - вода» призводить до збільшення кратності піни, а його введення до системи «портландцемент - піноутворювач - вода», призводить до збільшення кратності цементного тіста, тобто відношення обєму спіненого цементного тіста до його обєму без піноутворювача. В умовах експерименту найбільше збільшення обєму (найбільша величина кратності) та найбільша стійкість спостерігається у системи «портландцемент - піноутворювач - залізовмісний компонент комплексної добавки - органічна складова комплексної добавки», яка містить в якості органічної складової комплексної добавки пропандіол-1,2,3 (рис. Оптимальний за ступенем збільшення обєму системи «портландцемент - комплексна добавка - піноутворювач - вода» склад комплексної мінерально-органічної добавки характеризується вмістом мінерального компонента у кількості 0,5…1,2% від маси цементу, поліспирту - 0,2…0,5% від маси системи «портландцемент - мінеральний компонент комплексної добавки». В умовах експерименту введення в цемент комплексної мінерально-органічної добавки приводить до зменшення величини відкритої пористості цементного каменю, отриманого в результаті його твердіння (рис.Теоретично обґрунтовано й експериментально доведено, що мінеральні комплекси, що містять залізо, та поліспирти підвищують фізико-механічні властивості пінобетонів, які отримують в наслідок твердіння дисперсної системи «портландцемент - заповнювач - піноутворювач - вода». Установлена доцільність застосування для отримання ніздрюватого бетону шляхом спінювання, комплексної мінерально-органічної добавки, що представляє собою суміш поліспирту і мінерального комплексу, що містить залізо. При цьому всі компоненти комплексної добавки сприяють підвищенню фізико-механічних властивостей бетону, а ефект від їхнього комплексного використання перевищує сумарний ефект від застосування кожного з них. Уперше встановлено, що модифікація структури ніздрюватого портландцементного каменю комплексною мінерально-органічною добавкою знижує його проникність й усадку та підвищує міцність при стиску за рахунок збільшення утримання в ньому закритих пір, а також збільшення кількості новотворів, які містять значну кількість хімічно звязаної води. Установлено, що застосування в бетоні комплексної добавки, що представляє собою систему «мінеральний комплекс, що містить залізо, - поліспирт» приводить до зменшення на 20…35% впливу на властивості бетонної суміші й бетону підвищених позитивних температур, що проявляється у зменшенні усадки бетону та зміни його міцності.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Теоретично обґрунтовано й експериментально доведено, що мінеральні комплекси, що містять залізо, та поліспирти підвищують фізико-механічні властивості пінобетонів, які отримують в наслідок твердіння дисперсної системи «портландцемент - заповнювач - піноутворювач - вода».

2. Установлена доцільність застосування для отримання ніздрюватого бетону шляхом спінювання, комплексної мінерально-органічної добавки, що представляє собою суміш поліспирту і мінерального комплексу, що містить залізо. Оптимальний вміст комплексної добавки в бетоні становить 0,5...0,8% від маси цементу. При цьому всі компоненти комплексної добавки сприяють підвищенню фізико-механічних властивостей бетону, а ефект від їхнього комплексного використання перевищує сумарний ефект від застосування кожного з них.

3. Уперше встановлено, що модифікація структури ніздрюватого портландцементного каменю комплексною мінерально-органічною добавкою знижує його проникність й усадку та підвищує міцність при стиску за рахунок збільшення утримання в ньому закритих пір, а також збільшення кількості новотворів, які містять значну кількість хімічно звязаної води. При цьому оптимальним є співвідношення між складовими добавки 3:1 = «мінеральний комплекс, що містить залізо : поліспирт»

4. Доведено, що міцність ніздрюватого бетону, отриманого на портландцементі, із застосуванням комплексної мінерально-органічної добавки, на 30…100% вище міцності, а деформативність на 18...24% нижче деформативності пінобетону, отриманого без добавок. При цьому на 20…35% зменшується вплив на міцність бетону, як вмісту заповнювача так і води.

5. Установлено, що застосування в бетоні комплексної добавки, що представляє собою систему «мінеральний комплекс, що містить залізо, - поліспирт» приводить до зменшення на 20…35% впливу на властивості бетонної суміші й бетону підвищених позитивних температур, що проявляється у зменшенні усадки бетону та зміни його міцності.

6. За допомогою планування експерименту отримані математичні залежності міцності цементного каменю від складу й вмісту комплексної добавки, міцності бетону від його складу.

7. Визначено основні параметри технологічних операцій готування бетонної суміші, що містить комплексну добавку. Ці параметри дозволяють одержувати бетон із заданими властивостями і визначати його склад застосуванням удосконаленого методу проектування складів бетону, що з враховує наявності в його складі комплексної добавки.

8. Установлено, що в початковий термін твердіння догляд за покладеним бетоном доцільно проводити закриттям форми (опалубки) щільною кришкою. Доведено, що цей метод догляду за покладеним бетоном забезпечує збільшення його однорідність по перетину виробу й знижує кількість відкритих пор.

9. Дослідно-промислова перевірка застосування розробленого бетону й технології його виробництва, укладання й догляду за ним у виробничих умовах підтвердила вірогідність і ефективність отриманих результатів. При цьому річний економічний ефект склав 223884 грн. у цінах 2007 р.

1. Шишкина А. А. Пено-газобетоны для реконструкции жилых домов старой застройки / А. А. Шишкина, А. А. Шишкин, В. А. Ковальчук // Будівельні конструкції. Міжвідомчий науково - технічний збірник. - 2005. - Вып. 63. - С. 315-320.

(отримано експериментальні дані властивостей пінобетону, модифікованого залізовміщуючими мінеральними комплексами)

2. Шишкина А. А. Пористые бетоны повышенной прочности для строительства в сейсмических районах / А. А. Шишкина, А. А. Шишкин // Будівельні конструкції. Міжвідомчий науково - технічний збірник. - 2008. - Вып. 69. - С. 523-528.

(отримано експериментальні дані властивостей пінобетону, модифікованого залізовміщуючими мінеральними комплексами)

3. Шишкина А. А. Пено- и газобетоны для защиты сталежелезобетонных конструкций от термических воздействий / А. А. Шишкина, А. А. Шишкин. О. Б. Настич // Будівельні конструкції. Міжвідомчий науково - технічний збірник. - 2008. - Вып. 70. - С. 222-229.

(отримано експериментальні дані властивостей пінобетону, модифікованого залізовміщуючими мінеральними комплексами)

4. Шишкина А. А. Пенобетоны с повышенными физико-механическими свойствами / А. А. Шишкина // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. - 2008. - Вып. 2008-1(69). - С. 48-57.

5. Шишкина А. А. Пенобетоны для ремонта зданий и сооружений / А. А. Шишкина // Будівельні конструкції. Міжвідомчий науково - технічний збірник. - 2009. - Вып. 72. - С. 385-391.

6. Шишкина А. А. Пенобетоны повышенной прочности / А. А. Шишкина // Збірник «Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка». - 2008. - № 1(31). - С. 38-41.

7. Шишкина А. А. Влияние комплексной добавки на свойства пен при производстве пенобетона / А. А. Шишкина // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. - 2009. - 2009-1(75). - С. 65-71.

8. Шишкина А. А. Пенобетоны с повышенными физико-механическими свойствами / А. А. Шишкина // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2009. - Вып. 35. - С. 395-400. у інших виданнях: 1. Шишкина А. А. Пенобетоны повышенной прочности / А. А. Шишкина // Матеріали V міжнародної наукової практичної конференції «Динаміка сучасної науки». - 2009. - Том 14 «Фізика. Будівлі та архітектура» - С. 74-77.