Высокоэффективный пенобетон с применением золы рисовой шелухи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат технических наук Данг Ши Лан

• Данг Ши Лан
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Данг Ши Лан

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

1.1. Развитие производства и применения пенобетона в современном строительстве.

1.2. Пути повышения эффективности и качества пенобетона.

1.3. Зола рисовой шелухи (ЗРШ) и ее применение в производстве строительных материалов.

1.4. Цель и задачи работы.

1.5. Исходные материалы и методики исследований.

Глава 2. Научные основы применения золы рисовой шелухи в производстве пенобетона.

2.1. Зола рисовой шелухи как активная минеральная добавка.

2.2. Способы получения активной золы рисовой шелухи (ЗРШ).

2.3. Обоснование выбора технологии пенобетона с добавкой ЗРШ.

Глава 3. Исследование влияния золы рисовой шелухи на свойства пенобетона.

3.1. Исследование влияния золы рисовой шелухи (ЗРШ) на свойства вяжущего.

3.2. Исследование процессов приготовления пенозолобетонной массы.

3.3. Формирование структуры пенозолобетона с ЗРШ.

3.4. Оптимизация состава пенобетона на основе портландцемента и золы рисовой шелуши.

Глава 4. Физико-механические и эксплуатационные свойства пенозолобетона.

4.1. Влияния золы рисовой шелухи на физико-механические свойства пенозолобетона.

4.2. Влияния золы рисовой шелухи на теплофизические и эксплуатационные свойства пенозолобетона.

Глава 5. Разработка технологии пенобетона с добавкой золы рисовой шелухи и ее технико-экономическая эффективность.

5.1. Разработка технологии пенозолобетона.

5.2. Опытно-промышленное опробование и технико-экономическая эффективность произволе 1ва и применения пенозолобетона.

5.2.1. Опытно-промышленное опробование.

5.2.2. Технико-экономический расчет эффективности производства и f- применения пенозолобетона.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Высокоэффективный пенобетон с применением золы рисовой шелухи»

Актуальность: Развитие производства строительных материалов неразрывно связано не только с увеличением объемов их выпуска, но и с интенсификацией производства, повышением качества, экономией энергоресурсов. При этом в материалах с гидравлическим твердением вяжущего многие из поставленных вопросов решаются за счет применения активных минеральных добавок, в частности, активного кремнезема. Для условий Вьетнама реальным путей получения активного кремнезема в промышленных масштабах является использование отходов при получении риса.

При выпуске более 30 мил.тонн риса образуются значительные объема рисовой шелухи (РШ), побочного продукта от процесса производства риса, который использовался только в качестве горючего для малых керамических печей или в качестве выгорающей добавки в производстве кирпича. В настоящее время из РШ получают золу рисовой шелухи (ЗРШ), обладающую высоким содержанием активного кремнезема. Эту золу в качестве активной минеральной добавки используют для получения бетонов отвечающих повышенным требованиям.

В настоящее время в СР Вьетнам интенсивно развивается производство стеновых материалов на основе пенобетона. Обладая рядом ценных свойств и простотой технологии пенобетоны для повышения эффективности требуют сокращения расхода вяжущего и улучшения показателей продукции по прочности, эксплуатационной стойкости, материалоемкости и другим. Использование активного кремнезема позволяет сократить расход клинкерной составляющий, повысить марку изделий, улучши 1ь ряд эксплуатационных показателей.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ МГСУ, плана НИР Министерства строительства СРВ и Института строительной науки и технологии Вьетнама.

Цель и задачи: Основной целью данной работы являекя получение высококачественного пенобетона с применением золы рисовой шелухи;

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- обосновать возможность использования в пенобетонах золы рисовой шелухи в качестве активной кремнеземистой добавки;

- установить требования к золе рисовой шелухи предназначенной для применения в пенобетонах;

- подобрать состовы и исследовать свойства пенобетонных смесей и пенобетонов с добавкой золы рисовой шелухи;

- разработать технологию получения пенобетона с добавлением золы рисовой шелухи, оптимазировать ее параметры;

- исследовать процессы, связанные с формированием макро- и микроструктуры пенозолобетона;

- изучить физико-механические,теплофизические и эксплуатационнные свойства пенозолобетона; выпольнить опытно-промышленную проверку результатов исследований и определить технико-экономическую эффективность пенобеюна с золой рисовой шелухи;

- разработать предложения по нормативно-технической документации;

Научная новизна работы: - обоснована возможность применения золы рисовой шелухи в качестве активной минеральной добавки с высоким содержанием активного кремнезема участвующего в образований низкоосновных гидросиликатов кальция, которая способствует улучшению структуры и таких эксплуатационных свойств пенобетонов, как водопоглощение, теплопроводность и другие.

- установлены закономерности влияния содержания золы рисовой шелухи на свойства пеномассы и пенобеюна;

- обоснованы принципы подбора составов и способа приготовления пенозолобетонной смеси с оптимальными структурными характеристиками;

- установлен механизм процесса структурообразования пенозолобетона с использованием метода последовательного наполнения пены;

- разработаны математические модели для рецептурного подбора состава пенозолобетон в зависимости от его назначения; установлены зависимости прочностных, теплофизических и эксплуатационных свойств пенозолобетона для стеновых изделий с учетом содержания юлы рисовой шелухи.

Достоверность результатов исследований: Подтверждается повторяемостью результатов при большом объеме экспериментов с использованием действующих государственных стандартов и проверенного оборудования при испытании, методов математического планирования эксперимента и статистической обработке данных современными физико-химическими анализами и физико-механическими испытаниями, а также опыно-промышленным опробованием на заводе строительных материалов в СР Вьетнам.

Практическая значимость: - получены высокоэффективные пенобетоны с применением золы рисовой шелухи с улучшенными свойствами: прочностью до 4,5 МПа и средней плотностью до 800 кг/м3.

- разработана технология получения стеновых материалов на основе пенобетона улучшенного качества с применением золы рисовой шелухи, обеспечивающие экономию клинкерных компонентов вяжущего до 30%.

Внедрение результатов исследований: Результаты исследований прошли опыно-промышленное опробование при выпуске партии стеновых материалов (блоков) на заводе "Строительные материалы нового века" в г. Шадьек СРВ.

- разработаны проекты технических условий и технологического регламента производства стеновых материалов на основе пенобетона с применением золы рисовой шелухи;

- выпущена опыно-промышленная партия стеновых блоков из пенозолобетона, подтвердившая рекомендации и закономерности полученные в работе.

Апробация работы; Основные результаты диссертационной работы доложены на международной конференции в рамках выставки «Отечественные строительные материалы» (30 января - 2 февраля 2006 г., Москва), на международной строительной неделе (14- 17 февраля 2006 г., Москва) и на юбилейных чтениях, посвященных 100-летию со дня рождения В.А. Китайцева (апрель 2006г. Москва), отражены в 3 публикациях.

На защигу выносятся: - теоретические положения о возможности применения золы рисовой шелухи в качес1ве активной миниральной добавки с высоким содержанием активного кремнезема, обеспечивающей повышение эффективности и качества пенобетона;

- составы и параметры получения высококачественного пенобетона с использованием золы рисовой шелухи;

- основные закономерности отражающие влияние добавки золы рисовой шелухи на свойства пенобетонной массы и пенобетона;

- технология приготовления пенобетона с использованием золы рисовой шелухи; основные эксплуатационные характеристики пенобетона с использованием золы рисовой шелухи;

- рекомендации по получению пенобетонов с использованием золы рисовой шелухи и результаты опробования;

- технико - экономическая эффективность применения отходов сельского хозяйства золы рисовой шелухи в производстве пенобетона в условиях Вьетнама.

Структура и объем диссертации: Диссертационная работа состой г из введения, пяти глав, общих выводов, списка лшературы и приложений. Работа изложена на 150 страницах машинописною текста, включающего 36 таблиц, 46 рисунков, списка литературы из 95 наименований и 3 приложений.

Заключение диссертации по теме «Строительные материалы и изделия», Данг Ши Лан

выводы.

1. Обоснована возможное 1Ь применения золы рисовой шелухи в качсаве активной минеральной добавки с высоким содержанием активною кремнезема участвующею в образований низкоосповиых Iидросиликаюв кальция, коюрая способствует улучшению структуры и таких эксплуатационных свойств пепобеюпов, как водопоглощеиие, теплопроводность и другие.

2. Получены высокоэффективные пепобеюны с применением золы рисовой шелухи с улучшенными свойствами: прочностью до 4,5 МПа и средней плотностью до 800 ю/м\

3. Разработана технология получения стеновых материалов на основе пенобетона улучшенною качества с применением золы рисовой шелухи, обеспечивающие экономию клинкерных компонентов вяжущего до 30%;

4. Установлено, чю ЗРШ повышает устойчивость и стабильность пены во времени. Наибольший эффект для стабилизации пены достигается ЗРШ, полученной при температуре 600°С при концентрации ПАВ в растворе 0,2.0,3% от массы воды.

5. Разработаны составы пеномассы и техполотические параметры изготовления ПЗБ прочностью 01 2,5 до 3,5 МПа при содержании ЗРШ в вяжущем до 30%.

6. Разработан способ приготовления пенозолоцеменшой массы предусматривающей приготовление водозольпой суспензия с ПАВ, ее вспенивание и последующую минерализацию цемешом и песчапными фракцими заполнителя. При эюм кратность пепозоломаесы составляет 3.4, падение кратности при минерализации не превышает 10%, средняя плошость массы регулируется параметрами пены и условиями минерализации.

7. Разработан ПЗБ предназначеный для изютовления самонесущих изделий и конструкций средней плотностью до 800 кг/м3 и пределом прочности при сжатии до 4,5МПа, который может быть использован при строительстве зданий в районах с повышенными температурой и влажностью.

8. С помощью математическою планирования экспериментов, получены мною факторные зависимости прочности и средней плошости от главных факторов.

9. Определение физико-механических и эксплуатационных показателей пенозолобеюнов с применением ЗРШ показало, что они по прочности при сжатии, водостойкости, линейной усадки превосходят значения образцов изюювленных без ЗРШ.

10. Опытно-промышленное опробование составов и технологии производства пепозолобетопов проведено на заводе строительных материалов в г.Шадъек СРВ с экономическим эффектов в пересчете на рубли РФ 176,6 тыс. на 1000 м1 при средней плотности ИЗБ 600 кг/м1 за счет сокращения расхода цемента и применения ЗРШ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Данг Ши Лан, 2006 год

1. Абрамзон A.A. Поверхностно-акзивные вещества, JI, Химия, 1981.

2. Ахундов А. А., Гудков Ю.В. Состояние и перспективы развития производава пенобетона. Сб. статей Вестник БПУ имени В.Г. Шухова №4.2003г.

3. Ахундов А. А. Удачкин В.И. Перепекiивы совершенствования технологии пенобетона. Строительные материалы,№4, 2002i.

4. Баженов Ю.М. Техноло1 ия бетона, М, АСВ, 2002г.

5. Ба1 раков В. Г. Модифицированные бетоны. Изд. 2-е, перерабоишпое и дополненное. Москва 1998, 768с.

6. Боженов П. И. Комплексное использование минеральною сырья для производства строительных материалов. М.-Л.,ГСИ, 1963.

7. Брюшков A.A. Газо- и пеиобегоны, Изда1ство инешгута прикладной минералогии, М., 1931г.

8. Баранов А. Т. Бужевич Г.А. Золобетон (ячеистый и плотный) ГСИ, 1960.

9. Волжепский А.В.Минеральные вяжущие вещееi на. М.: Стройиздат, 1986.- 464с.

10. Волженский A.B., Буров Ю.С., Гладких К.В. Бетоны и изделия из шлаковых и зольных ма1ериалов. М., СИ, 1969.

11. Волженский A.B., Иванов И.А., Bhiioi радов Б.П. Применение зол и топливных шлаков в произволе пзе ci рои юльпых ма1ериалов.-М.: Стройиздат, 1984.-255с.

12. Высоцкий С.А. Минеральные добавки для бетонов. Бетон и железобеюн. -1994 -№2, с 7-10.

13. Гаустам Танка Прасад. Применение золы рисовой шелухи при производстве дорожно-строительных материалов в Пепаие. Диссертция канд. тех. наук. Минск. 1995.14