Неавтоклавный пенобетон с комплексом минеральных модификаторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат наук Нецвет Дарья Дмитриевна

• Нецвет Дарья Дмитриевна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Нецвет Дарья Дмитриевна

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................................................................................................................................5

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА..............................................................................................................................................................12

1.1 Эффективность применения ячеистых бетонов в строительстве....................12

1.2 Современные подходы к повышению деформативной устойчивости неавтоклавного пенобетона..........................................................................................................................................................24

1.3 Опыт использования фибровых наполнителей в технологии ячеистых бетонов............................................................................................................................................................................................29

1.4 Комплексное применение портландцемента и сульфатов кальция в качестве вяжущих для ячеистых композитов................................................................................................39

1.5 Выводы................................................................................................................................................................................................................45

2 СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ............................48

2.1 Сырьевые материалы....................................................................................................................................................................48

2.1.1 Синтез ангидрита .................................................................................5..2..

2.1.2 Технология получения кварцевой суспензии..................................................................52

2.2 Методы исследований................................................................................................................................................................54

2.3 Выводы................................................................................................................................................................................................................56

3 СОСТАВ И СВОЙСТВА ВЯЖУЩЕГО, МОДИФИЦИРОВАННОГО ДИСПЕРСНЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ДОБАВКАМИ,

ДЛЯ НЕАВТОКЛАВНЫХ ЯЧЕИСТЫХ КОМПОЗИТОВ....................................................58

3.1 Теоретические принципы повышения эффективности

пенобетона неавтоклавного твердения......................................................................................................................58

3.2 Структуризация методологии исследования......................................................................................64

3.3 Свойства комплексного вяжущего

на основе наноструктурированной суспензии..............................................................................................6'7

3.4 Влияние комплекса дисперсных добавок на свойства вяжущего

как матрицы пенобетона....................................................................................................................................................................74

3.5 Расчет прогнозируемой прочности вяжущего

с дисперсными минеральными добавками........................................................................................................89

3.6 Особенности структурообразования в системе

«цемент - кварцевая суспензия - ангидрит - активатор» 94

3.7 Выводы................................................................................................................................................................................................................105

4 СОСТАВ И СВОЙСТВА ПЕНОБЕТОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСА МИНЕРАЛЬНЫХ МОДИФИКАТОРОВ........................................................107

4.1 Свойства дисперсной фибры

как компонента ячеистобетонной смеси................................................................................................................107

4.2 Особенности минерализованных пенных систем......................................................................117

4.3 Влияние волокнистого компонента на свойства матрицы..........................................134

4.4 Подбор составов и оценка свойств неавтоклавного пенобетона

с комплексом минеральных модификаторов..................................................................................................145

4.5 Структурные особенности пенобетона с комплексом минеральных модификаторов....................................................................................................................................................................................................161

4.6 Выводы................................................................................................................................................................................................................167

5 ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОБЕТОНА

С КОМПЛЕКСОМ МИНЕРАЛЬНЫХ МОДИФИКАТОРОВ........................................171

5.1 Технология производства неавтоклавного пенобетона

с комплексом минеральных модификаторов..................................................................................................171

5.2 Технико-экономическая эффективность производства неавтоклавного пенобетона с комплексом минеральных модификаторов....................................................................................................................................................................................................176

5.3 Внедрение результатов исследования............................................................................................................1 83

5.4 Выводы................................................................................................................................................................................................................1 85

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................................................................................................................1 86

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................................................................................................1 89

ПРИЛОЖЕНИЯ......................................................................................................................................................................................................2 21

Приложение А. Протокол измерений теплоты гидратации составов

вяжущего......................................................................................................................................................................................................................222

Приложение Б. Протокол измерений пористости образцов цементного

камня в зависимости от состава...................................................................... 228

Приложение В. Титульный лист рекомендаций по использованию комплекса минеральных модификаторов при производстве

неавтоклавного пенобетона............................................................................. 237

Приложение Г. Титульный лист стандарта организации............................. 238

Приложение Д. Титульный лист технологического регламента на производство блоков на основе неавтоклавного пенобетона

с комплексом минеральных модификаторов................................................. 2 3 9

Приложение Е. Акт выпуска опытной партии.............................................. 240

Приложение Ж. Справка о внедрении результатов в учебный процесс..... 2 41

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Неавтоклавный пенобетон с комплексом минеральных модификаторов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Решение проблемы оптимизации строительства и улучшения теплотехнических характеристик зданий и сооружений требует внедрения энергоэффективных строительных материалов, сочетающих

многофункциональность и невысокую стоимость. К таким материалам относится неавтоклавный пенобетон, применяемый во многих регионах России с разными климатическими условиями.

Несмотря на высокие теплофизические характеристики неавтоклавного пенобетона, проблема получения прочного долговечного композита с оптимальной поровой структурой все еще актуальна. Получение высоких показателей качества ячеистого материала можно добиться комплексной модификацией смеси за счет использования активных минеральных компонентов, обеспечивающих с одной стороны увеличение стабильности и жизнеспособности ячеистобетонной смеси, а с другой - повышение комплекса физико-механических показателей качества готового массива.

Работа выполнена при финансовой поддержке: Минобрнауки РФ в рамках государственного задания № 7.872.2017/ПЧ; гранта президента РФ МК-5980.2018.8; ФЦП ИР № RFMEFI58317X0063.

Степень разработанности темы. В отечественной и зарубежной литературе достаточно подробно освещены аспекты и возможные способы повышения качества пенобетона неавтоклавного твердения. В частности, для этой цели показана возможность использования композиционных цементных и альтернативных бесцементых (гипсовых, геополимерных,

высококонцентрированных и др.) вяжущих, введения активных и/или дисперсных компонентов, применения химических стабилизаторов пены, комплексных способов поризации и др. Обоснована эффективность микроармирования ячеистых бетонов на основе различных вяжущих для снижения усадочных деформаций при твердении. Работами, выполненными ранее в БГТУ им. В.Г. Шухова, доказана возможность использования ультрадисперсных компонентов, полученных

активацией природного сырья в воде с получением суспензии, в качестве активной добавки при получении ячеистых композитов различного типа твердения.

Тем не менее, несмотря на существенный объем эмпирических данных о влиянии состава пенобетона на его свойства, открытыми остаются вопросы комплексного воздействия композиций, включающих минеральные компоненты различного состава, дисперсности и морфоструктуры, на структурообразование пенобетона неавтоклавного твердения на всех технологических этапах его получения.

Цель и задачи работы. Целью работы является разработка научно-обоснованного технологического решения, обеспечивающего получение неавтоклавного пенобетона с комплексом минеральных модификаторов, обладающего повышенными эксплуатационными свойствами при пониженном расходе цемента.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

- обоснование возможности использования композиции из минеральных дисперсных (кварцевая суспензия, ангидрит) и волокнистых (базальтового или стекловолокна, отход производства минеральной ваты) компонентов как модификаторов ячеистобетонной смеси и пенобетона;

- изучение особенностей структурообразования при твердении вяжущего с комплексом модификаторов как матрицы ячеистого композита;

- выявление механизма стабилизации минерализованной пены с комплексом модификаторов;

- разработка составов и изучение свойств теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона неавтоклавного твердения с комплексом минеральных модификаторов;

- подготовка нормативной документации для реализации теоретических и экспериментальных исследований. Промышленная апробация.

Научная новизна работы. Обосновано и экспериментально подтверждено технологическое решение, обеспечивающее получение неавтоклавного пенобетона с повышенными эксплуатационными свойствами за счет комплекса минеральных

модификаторов различного состава и морфоструктуры. Модификаторы (кварцевая суспензия и ангидрит как дискретные компоненты; базальтовое или стекловолокно как протяженная структура) выступают регулятором процессов структурообразования ячеистобетонной смеси и пенобетона на ее основе за счет стабилизации массива на микро- и макроуровнях гетеропористой системы, что обеспечивает повышение ее структурной стойкости, а также формирование разноразмерных сферических и многогранных замкнутых пор. При этом полидисперсность твердой фазы многокомпонентной матрицы ячеистого композита и пуццолановая активность минеральных компонентов обеспечивают формирование плотнейшей упаковки частиц в межпоровом пространстве и упрочнение матрицы композита. Все это позволяет получить ячеистый массив с повышенными физико-механическими и технико-эксплуатационными свойствами при сниженном расходе цемента.

Установлены закономерности влияния минеральной композиции из кварцевого модификатора, ангидрита и фибры на процессы гидратации и структурообразования при твердении цементного камня. Введение добавок при сниженном расходе цемента в зависимости от вида волокна обеспечивает: интенсификацию гидратации в ранние сроки на 30 %; увеличение подвижности цементного теста, выражаемой снижением начальной вязкости системы, на 10-20 %; уплотнение структуры затвердевшего камня при перераспределении пористости; изменение морфологии и состава цементирующих новообразований, что в совокупности обеспечивает повышение прочности вяжущего в 1,25 раза при сниженной доле клинкерной составляющей на 20 %.

Предложен механизм стабилизации пены комплексом минеральных модификаторов, заключающийся в реализации адсорбционно-сольватного и структурно-механического факторов воздействия. Фибра как протяженная структура при введении в пенную массу в результате процессов первичной адсорбции молекул воды на ее поверхности ввиду ее гидрофобности способствует формированию ламелей, выступающих барьерными каналами между пенными пузырьками, обеспечивая таким образом препятствие их коалесценции.

Дисперсные частицы ангидрита и минерального кварцевого модификатора, ориентированно осаждаясь на границе раздела фаз, выступают твердым эмульгатором, обеспечивая уплотнение пенной пленки. Избыток твердых частиц модификаторов, не адсорбированных на пузырьках, за счет высокой дисперсности и повышенной плотности их упаковки способствует заполнению и сужению каналов Плато-Гиббса с образованием пробок в объеме пенной системы, что замедляет течение межпленочной жидкости, обеспечивая увеличение жизнеспособности пены.

Теоретическая и практическая значимость работы. Расширены и дополнены теоретические представления о начальном структурообразовании пенобетонов неавтоклавного твердения, получаемых на основе портландцемента, при введении регулятора - комплекса минеральных добавок, состоящего из кварцевой суспензии, ангидрита и волокна - обеспечивающего формирование стабильной гетеропористой полиморфной ячеистой структуры, а также интенсификацию твердения массива, уплотнение и упрочнение матрицы композита, что позволяет получать материалы с повышенными теплоизоляционными свойствами при сохранении требуемой прочности.

Разработаны составы теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного пенобетона неавтоклавного твердения со сниженным расходом цемента с использованием кварцевого модификатора, ангидрита и дисперсных волокон (базальтовой или стеклянной фибры), позволяющие получить изделия с марками по плотности D400-D600 и классами по прочности В1-В3,5.

Предложена модернизация технологии получения пенобетонных блоков неавтоклавного твердения с учетом использования комплекса минеральных модификаторов различной морфоструктуры.

Методология и методы исследования. Методология исследования основана на многофакторном анализе совместного функционирования элементов в системе «состав - технология - свойства». Для изучения сырьевых компонентов и ячеистых композитов на их основе применен комплекс методов исследования с использованием современного высокотехнологичного оборудования, что

позволило получить обоснованные и достоверные результаты. Исследования базируются на физико-химических методах, включающих лазерную гранулометрию; калориметрию; реометрию с использованием ротационного вискозиметра; оптическую и электронную микроскопию; рентгенофазовый анализ и др. Стандартизированные характеристики готовых материалов определяли в соответствии с нормативными документами.

Положения, выносимые на защиту:

- обоснование возможности использования композиции из минеральных дисперсных и волокнистых компонентов как модификаторов ячеистобетонной смеси и пенобетона;

- механизм стабилизации минерализованной пены с комплексом минеральных модификаторов;

- закономерности влияния минеральной композиции из кварцевого модификатора, ангидрита и фибры на процессы гидратации и структурообразования при твердении цементного камня;

- структурные и реотехнологические особенности ячеистобетонной системы с использованием комплекса минеральных модификаторов как компонентов смеси;

- оптимальные составы, характеристики и технологические основы производства неавтоклавного пенобетона с комплексом минеральных модификаторов. Результаты апробации.

Степень достоверности полученных результатов обеспечена выполнением экспериментальных исследований на высоком техническом уровне с учетом требований нормативной документации на современном аттестованном и поверенном оборудовании. Все результаты подкреплены существенным объемом теоретических и экспериментальных исследований. Полученные данные имеют высокую воспроизводимость и сходимость и не противоречат общепринятым данным и работам других авторов.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на: Межрегиональной научно-технической конференции молодых ученых, специалистов и студентов ВУЗов «Научно-

практические проблемы в области химии и химических технологий» (Апатиты, 2016); Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы строительства и жизнеобеспечения: безопасность, качество, энерго- и ресурсосбережение» (Якутск, 2016); Международной научно-технической конференции молодых ученых (Белгород, 2016-2018); Международной научно-практической конференции «Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона» (Саратов, 2017, 2018); Международном молодежном форуме «Образование. Наука. Производство» (Белгород, 2018); Международной научно-практической конференции «Инновации в строительстве - 2018» (Брянск, 2018).

Внедрение результатов исследований. Апробация технологии получения блоков из пенобетона неавтоклавного твердения с комплексом минеральных модификаторов в промышленных условиях осуществлялась на базе Опытно-промышленного цеха наноструктурированных композиционных материалов БГТУ им. В.Г. Шухова и на действующей линии по производству пенобетона на ООО «Экостройматериалы» (г. Белгород).

Для внедрения результатов работы разработаны следующие технические документы: рекомендации по использованию комплекса минеральных модификаторов при производстве неавтоклавного пенобетона; стандарт организации СТО 02066339-038-2018 «Неавтоклавный пенобетон с комплексом минеральных модификаторов. Технические условия»; технологический регламент на производство блоков на основе неавтоклавного пенобетона с комплексом минеральных модификаторов.

Теоретические положения, результаты научно-исследовательской работы и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлениям 08.03.01 - «Строительство», 22.03.01 -«Материаловедение и технологии материалов»; магистров по направлению 08.04.01 - «Строительство».

Публикации. Основные положения работы изложены в 13 публикациях, в том числе: 3 - в журналах, входящих в перечень рецензируемых научных изданий,

рекомендованных ВАК; 1 работа в издании, индексируемом базой данных Scopus, 1 - работа в издании, индексируемом базой данных Web of Science, 1 монографии.

Личный вклад. Автором проведено теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение эффективности совместного использования дисперсных минеральных модификаторов и микроармирующих волокон при получении эффективных неавтоклавных ячеистых композитов. Выполнен комплекс экспериментальных исследований и последующая обработка и анализ полученных результатов. Принято участие в апробации результатов работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа включает введение, пять глав, заключение, список литературы и приложения. Диссертация изложена на 241 странице машинописного текста, включающего 48 таблиц, 55 рисунков, список литературы из 299 источников, 7 приложений.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Эффективность применения ячеистых бетонов в строительстве

Строительство, являясь одной из ключевых и наиболее динамично развивающихся отраслей промышлености, во многом определяет пути решения социальных, экономических и технических задач развития экономики России. В настоящее время строительная отрасль Российской Федерации обеспечивает вклад в ВВП страны на уровне около 7 %. Для увеличения её удельного веса требуются количественные и качественные преобразования, способствующие более эффективному решению задач наращивания объемов строительства жилья, реализации масштабных инфраструктурных проектов, открывающие возможности для развития промышленно-экономического потенциала государства в целом [1].

Важным условием достижения поставленных целей является повышение эффективности строительства за счет внедрения инновационных технологий и материалов [1, 2]. При разработке и совершенствовании строительных материалов следует учитывать следующие факторы: ограниченный объем ресурсной базы, постоянный рост стоимости сырьевых компонентов и готовых изделий, ужесточение требований к теплотехническим характеристикам зданий и приближение их к нормам Евросоюза ЕпЕУ-2000 [3]. Один из данных факторов, а именно улучшение теплотехнических характеристик композитов определяет создание благоприятного микроклимата в помещении и повышение комфортности жилья.

В наши дни существует широкий спектр способов теплоизоляции и повышения теплотехнических свойств ограждающих конструкций зданий: использование эффективных кладочных растворов, современных теплоизоляционных материалов, усовершенствование оконных профилей и др. [419]. Однако, для достижения максимального эффекта необходимо, в первую очередь, решать задачу снижения теплопотерь через ограждающие конструкции.

При проектировании зданий учитывают климат местности, в которой оно будет возводиться, что определяет толщину стеновой конструкции. В связи с этим определяется потребность в теплоизоляционных материалах, которые должны удовлетворять экологическим требованиям, климатическим условиям применения, иметь доступную сырьевую базу и рациональную технологию производства [20, 21].

При применении многих традиционных материалов и однородных конструкций руководствуются требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» [22]. Согласно документу нормативные значения сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций увеличены в 3,5 раза. В связи с чем толщина стен по теплотехническому расчету получается необоснованно завышенной.

На основании данных литературных источников [7-11, 15-19, 23-26], наиболее применяемыми теплоизоляционными материалами в наши дни являются минераловатные изделия, газонаполненные пластмассы (пенопласты), вспученные минеральные теплоизоляционные материалы (ячеистые бетоны, пеностекло), отличающие своими основными характеристиками.

Из всех упомянутых выше теплоизоляционных материалов особое внимание стоит уделить ячеистым бетонам ввиду их высоких экологических и технико-эксплуатационных показателей. К данным материалам относят пенобетон, газобетон и пеногазобетон автоклавного и неавтоклавного твердения. В последние годы объемы их производства и применения увеличиваются, что объясняется их высокими теплотехническими, физико-механическими и экологическими показателями [27-38]. Сферы применения данных материалов пересекаются, но у каждого из них есть своя ниша, обусловленная целесообразностью и особенностями каждого из них. Для уточнения терминологии и отличий существующих видов ячеистых бетонов, важно привести определения вышеупомянутых материалов.

Ячеистыми бетонами принято называть искусственные камневидные пористые строительные материалы с равномерно распределенными воздушными

ячейками (порами), занимающими 20-90 % объема получаемого материала [39]. В качестве сырьевых материалов применяют вяжущее, кремнеземистый компонент, порообразователь, воду и химические добавки.

Газобетон - разновидность ячеистого бетона, получаемого путем вспучивания смеси в результате химической реакции основных компонентов смеси и алюминиевого газообразователя [39]. При взаимодействии с щелочным компонентом, содержащимся в вяжущем или специально вводимого в смесь, алюминиевая суспензия образует большое количество пузырьков, наполненных водородом, благодаря которым и формируется пористая структура материала. Отметим, что производство газобетона возможно только в заводских условиях и требует значительных энергетических затрат.

Пенобетон, как автоклавного, так и неавтоклавного твердения, производят введением в рабочий раствор вяжущего устойчивой технической пены. Пена приготавливается путем активации в пеногенераторе водного раствора пенообразователя (синтетической или протеиновой природы) оптимальной концентрации. Способ минерализации пены зависит от выбранной технологии производства. Изготовление пенобетона возможно как в закрытых цехах, так и на открытых строительных площадках в непосредственной близости от места применения.

Пеногазобетон производят путем поризации смеси одновременно за счет введения пены и за счет реакции газообразования. Данная технология позволяет получать материалы с наиболее высокими показателями пористости, однако требует контроля большего количества факторов.

В связи с тем, что предметом исследования в данной диссертационной работе является пенобетон неавтоклавного твердения, рассмотрим его основные характеристики, достоинства, недостатки и сферы применения.

Историю пенобетона можно начинать отсчитывать с XIX века. Уже тогда строители при получении растворов добавляли в них бычью кровь. При реакции с компонентами растворной смеси белок крови образовывал пену. В начале XX века учеными Российской империи, а позже и Советского Союза, проводились научные

исследования в области разработки пенобетона. Однако, несовершенство оборудования и обработки сырья, трудности в проведении технологических операций послужили преградой для масштабного производства и применения материала [40-44]. В наши дни технология пенобетона стала более рациональной и позволяет получать материал с требуемыми характеристиками [45-56].

Технология неавтоклавного пенобетона в условиях необходимости снижения объемов энергозатрат является одной из перспективных в связи с тем, что отсутствует необходимость в дополнительных технологических операциях, как при производстве автоклавных ячеистых материалов [45, 57-65]. Проблемной областью технологии пенобетона является получение стабильной пены необходимой кратности, которая удовлетворяет характеристикам применяемого вяжущего - минерализатора. Учеными, работающими в области повышения эффективности пенобетона, уже давно установлено, что выбор пенообразующей добавки (пенообразователя) определяет конечные теплотехнические, физико-механические, эксплуатационные характеристики получаемого материала [43, 53, 66-69].

В области изучения пенобетонов особое внимание заслуживают работы научных школ Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова [45, 70-83], Ростовского государственного строительного университета [84-92], Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I и Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет [93-97], а также других. Учеными поднимаются вопросы разработки новых технологий пенобетона [34, 47-53, 66], вяжущих веществ [98-123] и пенообразователей [46, 67, 124-132], проблемы, связанные с выбором оборудования для достижения высокого качества материала [46, 65, 67, 94, 130-132].

Пенобетон на основе портландцемента давно доказал свою эффективность и может быть использован как теплоизоляционный и теплоизоляционно-конструкционный материал [18, 27, 29, 32, 33, 133, 134]. Пенобетоны нашли применение практически во всех странах. Мировой опыт показал, что

технологические, технические и эксплуатационные характеристики пенобетона позволяют применять его в различных областях строительной отрасли. Вместе с тем, его экономическая эффективность также весьма высока.

Среди основных достоинств пенобетона можно выделить низкий вес материала и конструкций из него, что позволяет уменьшить нагрузку на фундаменты и, таким образом, снизить затраты на их обустройство. Низкий вес изделий обуславливает низкие затраты на транспортировку (рисунок 1.1).

Пенобетоны отличаются высокими показателями по паропроницаемости и низким коэффициентом теплопроводности. Материал не является преградой на пути движения пара и не нарушает влажностный режим в помещении и конструктивном слое, а также препятствует теплообмену, снижая затраты на обогрев зданий в холодное время года. Стоит также отметить и высокую устойчивость материала к воздействию влаги, высоких температур, микробиологических факторов - композит обладает высокими показателями долговечности, срок службы теплоизоляции на основе пенобетона сопоставим со сроком службы самого здания.

Легкая обрабатываемость материала и возможность использования как блоков, так и монолитного пенобетона определяют широкую номенклатуру изделий и их размеров. Пенобетонные блоки возможно получать как методом заливки в формы под размер изделия, так и заливкой массива, с последующей резкой на блоки. К достоинствам неавтоклавного пенобетона также относятся простота и доступность технологии и низкие производственные затраты (рисунок 1.1). В связи с чем существует большое количество производителей как сырьевых материалов (пенообразователей и вяжущего - традиционно применяют портландцемент), так и самих пенобетонных блоков.

Однако, пенобетон обладает рядом недостатков, среди которых наиболее существенными являются длительный набор прочности и образующиеся в результате этого усадочные деформации. С момента образования в пене начинают происходить процессы самопроизвольного разрушения, которые прекращаются при наборе композитом достаточной прочности. Для снижения деформаций важно,

чтобы пена обладала устойчивостью во времени, в течение которого вяжущее набирало бы прочность. Для цементных систем при этом важно учитывать, что для достижения максимальной прочности гидратация клинкерных минералов должна пройти в полной степени. Поэтому способы по сокращению времени схватывания могут иметь негативное влияние. Однако, для вяжущих с другими механизмами твердения выбор режима набора прочности будет обуславливаться спецификой происходящих процессов.

Рисунок 1.1 - Особенности пенобетонных изделий

При видимой простоте технологии процесс формирования макроструктуры ячеистого бетона трудно поддается управлению и регулированию. Это связано с необходимостью контролирования большого количества технологических

параметров: качества сырьевых материалов и точности их дозирования, водотвердого отношения системы и её реологических характеристик, температуры и рН среды, которые меняются в процессе изготовления и твердения изделий [135].

Современный уровень исследований в области повышения качества пенобетонов позволяет нивелировать недостатки за счет применения рецептурных и технологических приемов [43, 46, 55, 71]. Введение добавок-модификаторов, подбор и разработка пенообразующих добавок, контроль качества материалов и протекания технологических процессов позволяют добиться повышения эффективности производимых материалов.

Учитывая накопленный опыт производства и применения пенобетона можно утверждать, что ячеистый бетон прошел проверку временем, выдерживает сложные природно-климатические условия и является долговечным надежным теплоизоляционным материалам, производство которого возможно с использованием доступного сырья [31, 46, 56, 101].

Целесообразность проведения исследований с целью повышения качества пенобетонных изделий для дальнейшего внедрения в производство подтверждает и тот факт, что к 2020 году планируется увеличение объемов производства неавтоклавного пенобетона до 8 млн. м3 в год, автоклавного - до 15 млн. м3 в год [133].

Для повышения качества и эффективности производства материалов на основе ячеистых композитов ведущие научно-исследовательские и проектные организации ведут работу по сферам деятельности, отраженным в схеме (рисунок 1.2) [133].

В рамках выполняемого диссертационного исследования интерес представляют работы, направленные на повышение прочности, снижение усадки и ускорение твердения изделий, разработку низкотеплопроводных малоклинкерных и бесклинкерных композиционных вяжущих для производства теплоизоляционных материалов, а также на совершенствование производства ячеистого бетона низкой и средней плотности. Цель данных мероприятий - оптимизация состава, технологии и свойств материалов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нецвет Дарья Дмитриевна, 2019 год

- —

10 20 30 40 50 60 70 80 90

О, нм

Титульный лист рекомендаций по использованию комплекса минеральных модификаторов при производстве неавтоклавного пенобетона

Белгород 20^£ г.

Титульный лист стандарта организации

Титульный лист технологического регламента на производство блоков на основе неавтоклавного пенобетона с комплексом минеральных модификаторов

Акт выпуска опытной партии

Общество с ограниченной ответственноеiыо ООО «Экосгройматсриалы»

308501, Белгородская обл., Белгородский район, п. Дубовое, Заводская улица, 4Д ИНН 3102207289 КПП 310201001 ОГРН 1113ШКЮ906 ОКНО 67218754 р/с 40702810007000009435 ОТДЕЛЕНИЕ .Vs8592 СБЕРБАНКА РОССИИ Г.БЕЛГОРОД к/с 3010181010000000(^33 БИК 041403633 т. 57-57-61 (факс), e-mail: рспоМгпу'д mail.ru

УТВКР

' Дирекц»р

Окостройматериалы» A.B. Свинарев 20ifr.

АКТ

Выпуска опытной партнн изделий пенобетона нсавтоклавного твердении с комплексом минеральных модификаторов

г. Белгород

20

Комиссия в составе: представители от ООО «Экострон материалы» директор A.B. Свинарев представители oi БГТУ нм. В.Г. Шухова

канд. техн. наук, доцент В.В. Нелюбова аспирант Д.Д. Нецвет

участвовала в выпуске опытной партии блоков из пенобетона неавтоклавного твердения с комплексом минеральных модификаторов (кварцевая суспензия, ангидрит, волокно) на действующей линии по производству изделий.

Выпущенная партия использована для возведения гражданского здания на территории с. Ближняя Игуменка.

Представители от ООО «Экострой материалы»

Директор

Представители от БГТУ им. В.Г. Шухбва

Канд. техн. наук, доцент , ¿'¿ '¿Z Аспирант кафедры Ми'ГМ

A.B. Свинарев

B.В. Нелюбова Д.Д. Нецвет

Приложение Ж Справка о внедрении результатов в учебный процесс

Теоретические положения, результаты экспериментальных исследований и промышленной апробации, полученные при выполнении диссертационной работы Д.Д. Нецвет «Неавтоклавный пенобетон с комплексом минеральных модификаторов», используются в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 08.03.01 Строительство, профиль «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» и 22.03.01 Материаловедение и технологии материалов; магистров по направлению 08.04.01 Строительство, профиль «Наносистемы в строительном материаловедении», что отражено в рабочих программах дисциплин «Вяжущие вещества». «Модификаторы для композитов различного назначения» и «Технологические процессы производства строительных материалов».

Зав. кафедрой строительного материаловедения, I /

изделий и конструкций, B.C. Лесовик-

д-р техн. наук, профессор

Зав. кафедрой материаловедения , /у

и технологии материалов, ' В.В.Строкова

д-р техн. наук, профессор (

УТВЕРЖДАЮ

Проектор по образовательной

СПРАВКА

о внедрении результатов научно-исследовя ммьскон работы в учебный процесс