Кафтаева маргарита владиславовна дефекты газобетона

Обновлено: 04.05.2024

Регулирование свойств мелкозернистых бетонов с пониженным содержанием воды Кафтаева, Маргарита Владиславовна

Кафтаева, Маргарита Владиславовна. Регулирование свойств мелкозернистых бетонов с пониженным содержанием воды : диссертация . кандидата технических наук : 05.23.05.- Белгород, 2000.- 184 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-5/1660-9

Введение к работе

Актуальность исследований

Расширение объемов работ по благоустройству городов и сел увеличивает потребность в выпуске таких строительных изделий, как элементы мощения, плиты бетонные тротуарные, камень бортовой бетонный, элементы фасадов зданий, кровельные материалы и др.

В связи с этим технология прессования изделий из бетонных смесей с низким содержанием воды получает все более широкое распространение в Российской Федерации. Научно-техническое обеспечение этой технологии в нашей стране находится в начальной стадии, что отрицательно влияет на качество и стоимость выпускаемой продукции.

Свойства цементных систем с малым содержанием воды в условиях высоких давлений и скоростей деформаций значительно отличаются от пластичных бетонных смесей традиционного состава, формуемых с применением виброобработки или без неё. Так, коренным образом отличаются их реологические свойства. Известный закон водоцементного отношения, установленный для пластичных смесей, в этих условиях действует иначе. В бетонных смесях с малым содержанием воды пластифицирующие, гидрофобизирующие и другие модифицирующие добавки ведут себя весьма своеобразно. Поэтому ігужньї специальные исследования в этом направлении.

Цель данной работы заключается в обосновании и разработке методов регулирования технических свойств особо жестких мелкозернистых бетонных смесей и бетонов.

Основные задачи исследования:

изучение влияния типа и расхода применяемого цемента, модуля крупности заполнителя, химических добавок, давления прессования изделий, условий твердения и других факторов на физико-механические свойства мелкозернистых бетонов с пониженным содержанием воды;

обоснование и разработка методов контроля технологических свойств бетонных смесей применительно к условиям производства;

совершенствование технологии изготовления элементов мощения, реализация этих методик в условиях производства;

разработка нормативно-технической и технологической документации на производство изделий из мелкозернистых бетонов с пониженным содержанием воды.

- Мелкозернистые бетонные смеси с низким содержанием воды
обладают слабо выраженными тиксотропными свойствами. По мере
уменьшения водоцементиого отношения и расхода цемента усиливаются
их дилатантные свойства, поэтому их виброобработка не дает такого
большого эффекта как у пластичных смесей. Указанными особенностями
реологических свойств цементно-песчаных смесей с низким содержанием
воды обусловлена и недостаточная эффективность существующих
анионактивных пластифицирующих добавок.

- Установлено, что в области водоцементиого отношения бетонной
смеси (В/Ц) 0,15. 0,25 и отношения цемента к песку (П/П) до 1:3,
механическая прочность прессованного камня слабо зависит от этих
факторов, что обусловлено нехваткой воды. Этим же объясняется
отрицательное влияние на механическую прочность мелкозернистых
прессованных бетонов гидрофобизирующей добавки.

Прочность мелкозернистых прессованных бетонов на основе портландцемента с минеральными добавками шлака выше, чем на чистоклинкерных вяжущих. Как показали исследования грансостава цементов с применением лазерного дифракционного анализатора дисперсности, при вводе шлака повышается содержание в цементе относительно грубой фракции, наличие которой обеспечивает более плотную упаковку частиц в бетоне.

Высолообразование на поверхности прессованных изделий из мелкозернистого бетона обусловлено выносом гидроксида кальция из порового пространства с последующей его карбонизацией, что приводит к образованию ватерита и далее кальцита.

Установлены закономерности кинетики твердения прессованного бетона с низким содержанием воды, что позволяет прогнозировать влияние состава бетонной смеси и технологических факторов на физико-механические характеристики в разные сроки твердения.

- Разработаны способы регулирования состава бетонных смесей с
низким содержанием воды в зависимости от характеристик составляющих
бетонной смеси и давления прессования, что позволяет повысить качество
и долговечность прессуемых изделий;

- установлены принципы выбора состава и оптимизации
дозировок модифицирующих добавок - пластификаторов и регуляторов
схватывания цементных систем с низким содержанием воды;

разработан способ поверхностной гидрофобизации изделий из прессованных бетонов, который позволяет предотвратить отрицательное действие гидрофобизатора на физико-механические свойства изделий. Кроме того, этот способ позволяет предотвратить высолообразование на поверхности прессованных изделий;

предложены способы контроля качества бетонной смеси для изготовления изделий методом прессования по её влажности, кинетики структурообразования, прочности при сжатии и изгибе. Данные рекомендации включены в технические условия и технологический регламент, утвержденные в установленном порядке;

разработана новая конструкция вибросита, для повышения качества мелкого заполнителя. Предложенная конструкция позволяет отсеивать глину в комках, меловые включения и другие загрязняющие примеси из песков любой влажности:

технико-экономическая эффективность внедрения разработок достигается за счет: оптимизации состава бетонных смесей в зависимости от требуемых свойств бетонных изделий путем регулирования исследованных в работе факторов; снижения объемов выпуска бракованной продукции, за счет стабилизации свойств бетонов; уменьшения расхода дорогостоящей гидрофобизирующей добавки при поверхностной гидрофобизации бетонов вместо объемной; внедрения неразрушающих методов контроля готовой продукции и, соответственно уменьшения трудозатрат на подготовку и испытание образцов для контроля качества продукции.

На защиту выносятся:

Закономерности и принципы регулирования важнейших свойств прессованных бетонов путем:

- выбора рационального состава и режима изготовления бетонов;

подбора добавок-модификаторов в зависимости от особенности их действия на свойства прессованных изделий;

поверхностной гидрофобизации готовых изделий с целью предотвращения их негативного воздействия при введении в массу бетона.

Способы контроля качества бетонных смесей и готовых изделий.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы были доложены на: XXX научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов, студентов Российских ВУЗов с участием проектных, строительных и производственных организаций (Пенза, 1999); научно-практической конференции - школе-семинаре молодых ученых и аспирантов «Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XXI века», посвященной 146-летию со дня рождения академика В.Г. Шухова (Белгород, 1999); Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика (Пенза 2000); шестых академических чтениях РААСН «Современные проблемы строительного материаловедения» (Иваново, 2000); Международной научно-практической конференции «Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века», (Белгород, 2000).

Публикации по теме работы

Основные результаты работы изложены в 8 научных публикациях, в том числе 7 статьях и 1 тезисах доклада.

Объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и основных выводов, изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит ЄО рисунков, 6 таблиц, список используемой литературы из^/с?6> наименований и Ч- приложений.

Проблемы производства и применения автоклавных ячеистых бетонов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Кафтаева Маргарита Владиславовна

Рассматриваются вопросы несоответствия регламентируемых свойств ячеистых бетонов автоклавного твердения фактическим параметрам. Установлено, что влажность ячеистых изделий после автоклавирования составляет более 40 %, а равновесная эксплуатационная влажность, указываемая в научных публикация в два три раза ниже фактических значений. Выявлены причины несоответствий, предлагаются способы их устранения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Проблемы производства и применения автоклавных ячеистых бетонов»

Кафтаееа М. В., канд. техн. наук, доц. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ АВТОКЛАВНЫХ ЯЧЕИСТЫХ

Рассматриваются вопросы несоответствия регламентируемых свойств ячеистых бетонов автоклавного твердения фактическим параметрам. Установлено, что влажность ячеистых изделий после автоклавирования составляет более 40 %, а равновесная эксплуатационная влажность, указываемая в научных публикация в два — три раза ниже фактических значений. Выявлены причины несоответствий, предлагаются способы их устранения.

Ключевые слова: ячеистые бетоны, автоклавирование, зависимость прочности от плотности. Равновесная и эксплуатационная влажность.

В последнее время появилось много публикаций, касающихся ячеистых бетонов автоклавного твердения, подавляющее большинство которых посвящено их рекламе. И совсем немного работ, содержащих результаты научных исследований [1 - 8], многие из которых не систематизированы и не могут служить источниками обобщений и выводов.

Начать необходимо с рассмотрения и обсуждения нормативной документации, введенной в последние годы: ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения. Технические условия» и ГОСТ 31360-2007 «Изделия стеновые неармированные из ячеистого бетона автоклавного твердения. Технические условия». Разработка и принятие этих документов для внедрения ячеистых материалов в строительство - бесспорный шаг вперед. Но, остается много вопросов, умалчивание которых не позволит в полной мере использовать все преимущества свойств ячеистых бетонов автоклавного твердения (газобетоносиликат).

Новый стандарт ГОСТ 31359-2007 на ячеистые бетоны автоклавного твердения, в отличие от нормативных документов старого поколения, расширяет диапазон конструкционно-теплоизоляционных стеновых материалов (к ним стали относить бетоны марки по плотности Б500), при этом должна гарантированно обеспечиваться прочность бетона и, соответственно, несущая способность стен зданий, поскольку из ячеистых блоков, имеющих класс бетона по прочности при сжатии В 2,5, уже проектируют и строят здания с несущими стенами высотой до пяти этажей. В то же время проектировщики, потребители, а также многие ученые-исследователи считают, что прочность бетонов напрямую зависит от их плотности и поэтому, изделия из бетона плотностью 500 кг/м3 не могут иметь высокую прочность. Практика произ-

водства показывает, что ячеистые бетоны автоклавного твердения при одной и той же марке по средней плотности, например Б500, можно изготовить с прочностью при сжатии, соответствующей диапазону пяти классов: от В 1,5 до В 5 и марок по морозостойкости от Б15 до Б75 и даже Б100. Это положительное обстоятельство новых технологий производства автоклавных ячеистых бетонов.

Еще один вопрос, требующий обсуждения - влажность ячеистых бетонов. Это очень важный параметр, по поводу которого до сих пор много споров и нет единства мнений. Например, в стандартах, действующих до 2007 года регламентировалась отпускная влажность изделий из ячеистых бетонов - не более 25%. Это стабилизировало свойства и гарантировало высыхание бетона и достижение нормируемого СНиП II—3— 79* значения сопротивления теплопередаче стен зданий из ячеистых блоков за достаточно короткий промежуток времени после возведения здания и пуска его в эксплуатацию. Большинство же предприятий, особенно тех, которые выпускают изделия по литьевой технологии, не могут обеспечить такую отпускную влажность, так как отгрузка изделий производится практически сразу после автоклавирования, с влажностью, как правило, более 40 %.

В новом стандарте ГОСТ 31360-2007 параметр «отпускная влажность» вообще отсутствует. Кроме того, возникает много дополнительных вопросов, по которым имеются разночтения, в том числе:

1. при какой влажности определять марку бетона по плотности:

- в сухом состоянии по ГОСТ 12730.2-78;

- при равновесной (эксплуатационной) влажности, указанной в СНиП 11-3-79* для различных регионов (8 или 12 %);

- при «равновесной» влажности 4 или 5 % указанной в приложении А ГОСТ 31360-2007;

- при, так называемой, равновесной эксплуатационной влажности, которая составляет по данным различных источников от 3 до 6 % 6.

2. Нормами не определено так же какое значение средней плотности принимать для отсчета влажности бетона: количество сухих веществ, заданное в расходе материалов на единицу объема (для современных бетонов этот параметр обычно на 30 - 40 кг меньше нормативного

значения средней плотности); или нормативную среднюю плотность бетона - 500 кг/м3.

Вначале необходимо понять какие же значения влажности приводятся в публикациях? Их величины: влажность после автоклавирования -35-40 % и значения равновесной влажности обычно отсчитываются от нормативной средней плотности бетона. Так, при марке по плотности ячеистого бетона D500 и массе образца-куба с размерами граней 100 мм после автоклава 675700 гр. расчетная влажность образца, по формуле из ГОСТ 12730.2-78 «Бетоны. Методы определения влажности» действительно 35-40 %:

шь-ш, 675(7001 — 500 , , =—---X 100% - --X 100% - 35 (40)%

масса образца бетона до сушки в г;

масса образца бетона после сушки, г.

Однако, известно, что фактический расход сухих веществ на единицу объема для гарантированного получения марки по плотности D500, задаваемый в программах управления производством современных заводов составляет 465 -480 кг/м3. Именно эти значения расхода материалов должны быть точкой отсчета для определения влажности ячеистого бетона и указываться в результатах научных исследований. И если с этой точки зрения рассматривать фактическую влажность материала, то оказывается, что она после автоклавирования составляет более 50% от массы сухих веществ в единице объема газобетона.

Рассмотрим значения равновесной влажности ячеистого бетона в процессе эксплуатации. Указываемые в публикациях значения (3-6 %). В каких регионах России можно получить такую

низкую равновесную влажность в наружных стенах зданий? Результаты натурных и лабораторных экспериментов показывают, что при расходе сухих веществ, например, 500кг/м3 высушить образец размерами 100 х100 х100 мм можно только до 3-4 % влажности по массе, но так как ячеистый бетон гигроскопичен, он мгновенно набирает парциальную влагу, которой в образце становится намного 6 %.

При марке по плотности ячеистого бетона D500 и влажности 3-6 % средняя плотность материала находится в диапазоне 515-530 кг/м3. Исходя из того, что фактический расход сухих веществ на единицу объема для гарантированного получения марки по плотности D500 современных заводов, как сказано выше, составляет 465-480 кг/м3, при пересчете влажности образца по массе, пользуясь ранее приведенной формулой, получаем:

515(530) - 465 (480)

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В результате проведенных исследований автором установлено, что если расход сухих компонентов на 1 м3 бетона равен его средней плотности, например, 500 кг/м3, то при проведении испытаний стандартными методиками ГОСТ 7076- 99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме» коэффициент теплопроводности материала будет выше требуемого по

нормативу значения, в частности Хфакт-* Хтр (0,12 Вт/м • °С). Этому способствует химически связанная (неудаляемая) вода в бетоне, которой, по утверждениям многих авторов, находится не менее 10 % от массы бетона. Именно поэтому, устанавливаемые на предприятиях нормы расхода сухих компонентов бетона (вяжущие: цемент, известь, гипс и наполнитель (песок, зола и т.п.)) ниже нормируемой средней плотности бетона, в частности для марки бетона по средней плотности D 600 - 565-580 кг/м3; D 500 - 465480 кг/м3; для D 400 - 370-380 кг/м3. Опыт производства ячеистых бетонов, как по литьевой, так и ударной технологии показывает, что для обеспечения нормативных теплотехнических параметров бетонов, можно рекомендовать учитывать химически связанную воду в количестве

7 % от массы бетона и, исходя из этого, назначать нормы расхода сухих веществ на единицу объема при формовании ячеистых массивов га-зобетоносиликата, в частности: для D 600 - 558 кг/м3; Б 500 - 465 кг/м3; для D 400 - 372 кг/м3. Это позволит гарантировать выпуск бетонов требуемых стандартами марок по средней плотности и теплотехнические показатели изготавливаемых на предприятиях бетонов.

Таким образом, при значительном отличии установившихся значений расхода сухих веществ на единицу объема на разных предприятиях, многие результаты научных исследований, приводимые в публикациях, относятся к частным условиям производства и не могут быть без поправок использованы или обобщены для других технологий и производств.

Для стабилизации марки по плотности, теплотехнических и других, не менее важных показателей бетона предприятиям-

производителям газобетоносиликата в расходах сухих веществ на единицу объема бетона было бы правильно учитывать 7 % химически связанной воды.

Значения равновесной влажности ячеистых бетонов автоклавного твердения должны быть тщательно изучены в отношении расхода сухих компонентов на единицу объема и установлены для каждого предприятия и региона.

Необходимо проведение дальнейших исследований для определения зависимостей: плотность - состав - прочность - влажность -теплопроводность для ячеистых бетонов автоклавного твердения с целью прогнозирования и обеспечения стабильности их свойств в процессе эксплуатации.

1. Царегородцев, С. Наружные стены из ячеистых блоков / С. Царегородцев, В. Зенина // Технологии строительства. - 2003. - № 2 (24). -С. 18 - 19.

2. Трамбовецкий, В.П. Ячеистый бетон в современном строительстве / В.П. Трамбовецкий // Технологии бетонов. - 2007. - № 2 (13). -С.30 - 31.

3. Редько, Ю.Б. Определение теплотехнических качеств легких покрытий из газобетона. / Ю.Б. Редько // Технологии бетонов. - 2010. - № 5 - 6 (46 - 47). - С.63 - 65.

4. Захарченко, П.В. Газобетон автоклавного твердения, модифицированный двуводным гипсом // П.В. Захарченко, Н.О. Щербина, Д.Г. Руд-ченко, Т.Д. Приходько // Технологии бетонов. -2011. - № 1 - 2 (54 - 55). - С.32 - 36.

5. Сахаров, Г.П. К вопросу о стабильности качества продукции заводов автоклавного ячеистого бетона / Г.П. Сахаров, С.Д. Лаповская, Т.Н. Волошина // Технологии бетонов. - 2011. -№ 3 - 4 (56 - 57). - С.20 - 21.

6. Сажнев, Н. Производство, свойства и применение ячеистого бетона автоклавного твердения / Н. Сажнев, Н. Шелег // Строительные материалы. - 2004. - № 3. - С. 2 - 6.

7. Сажнев, Н. П. Производство ячеистобе-тонных изделий: теория и практика / Н.П. Саж-нев [и др.]. - 3-е изд., доп. и перераб. // - Минск: Стринко, 2010. - 464 с.

8. Гринфельд, Г.И. Влажностное состояние современных конструкций из автоклавного газобетона в условиях эксплуатации. / Г.И. Грин-фельд, С.А. Морозов, И.А. Согомонян, П.С. Зырянов // Инженерно-строительный журнал. -2011. - №2(20). - С. 33 - 38.

О влиянии цемента на основные свойства автоклавных газосиликатов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Кафтаева Маргарита Владиславна, Рахимбаев Шарк Матрасулович, Комарова Наталья Дементьевна, Алекенова Раушан Алекеновна

Приведены результаты многолетних исследований авторов по влиянию портландцемента различного состава на свойства газосиликатов . Проанализированы вариации результатов испытаний в зависимости от вида и качества клинкерных составляющих. Представлены графические зависимости прочности ячеистого бетона от содержания цемента и активности заливочной смеси на различных видах цемента. Описаны апробированные зависимости параметров автоклавной обработки от свойств цемента, применяемого для производства газосиликатов . Показано, что добавление портландцемента в состав газосиликатной смеси положительно влияет на прочностные свойства изделий. Установлено, что при использовании портландцемента с минеральными добавками (шлака) ПЦ 42,5-Д20 или ЦЕМ II/А-Ш можно получать бетоны высокого класса по прочности при сжатии. Предложено ввести понятие суммарной активности газобетонной смеси по СаО с формулой расчета этого показателя, что позволяет стабилизировать технологические параметры автоклавного производства газосиликатов .

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE EFFECT OF CEMENT ON THE BASIC PROPERTIES OF AUTOCLAVE GAS-SILICATE

In the article the results of years of research by the authors on the effect of various Portland cement composition on the properties of gas-silicate . Analyzed the variations of test results depending on the type and quality of the clinker components. Presents a graphical dependence of the strength of cellular concrete from the cement content and the activity of potting mixes for different types of cement. Described tested according to the parameters of autoclaving on the properties of the cement used for the production of gas-silicate . It was shown that addition of Portland cement in the composition of the gas-silicate mixture has a positive effect on the strength properties of the products. Found that when using Portland cement with mineral additives (slag) 42,5 MI-D20 or CEM II/a-W, you can get the high concrete class on compression strength. It is offered to enter concept of total activity of gas-concrete mix on SAO with a formula of calculation of this indicator that allows to stabilize technological parameters of autoclave production of gas-silicates.

Текст научной работы на тему «О влиянии цемента на основные свойства автоклавных газосиликатов»

УДК 621.311 DOI: 10.17213/0321-2653-2015-4-107-111

О ВЛИЯНИИ ЦЕМЕНТА НА ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА АВТОКЛАВНЫХ ГАЗОСИЛИКАТОВ

THE EFFECT OF CEMENT ON THE BASIC PROPERTIES OF AUTOCLAVE GAS-SILICATE

Рахимбаев Шарк Матрасулович - д-р техн. наук, профессор, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород, Россия.

Алекенова Раушан Алекеновна - инженер-технолог ТОО «Базальт-А» Кандыагачский промышленный узел, г. Кан-дыагач, Республика Казахстан.

Rakhimbaev Shark Matrasulovich - Doctor of Technical Sciences, professor, Belgorod State Technological University named after. V.G. Shukhov, Russia.

Alekenova Raushan Adikovna - process-engineer LLP «Basalt-A» of Kandyagach industrial hub, Kandyagach, Kazakhstan Republic.

Приведены результаты многолетних исследований авторов по влиянию портландцемента различного состава на свойства газосиликатов. Проанализированы вариации результатов испытаний в зависимости от вида и качества клинкерных составляющих. Представлены графические зависимости прочности ячеистого бетона от содержания цемента и активности заливочной смеси на различных видах цемента. Описаны апробированные зависимости параметров автоклавной обработки от свойств цемента, применяемого для производства газосиликатов. Показано, что добавление портландцемента в состав газосиликатной смеси положительно влияет на прочностные свойства изделий. Установлено, что при использовании портландцемента с минеральными добавками (шлака) ПЦ 42,5-Д20 или ЦЕМII/А-Ш можно получать бетоны высокого класса по прочности при сжатии. Предложено ввести понятие суммарной активности газобетонной смеси по СаО с формулой расчета этого показателя, что позволяет стабилизировать технологические параметры автоклавного производства газосиликатов.

Ключевые слова: газосиликат; портландцемент с добавками шлака; минералогический состав; активность цемента по CaO.

In the article the results of years of research by the authors on the effect of various Portland cement composition on the properties of gas-silicate. Analyzed the variations of test results depending on the type and quality of the clinker components. Presents a graphical dependence of the strength of cellular concrete from the cement content and the activity ofpotting mixes for different types of cement. Described tested according to the parameters of autoclaving on the properties of the cement used for the production of gas-silicate. It was shown that addition of Portland cement in the composition of the gas-silicate mixture has a positive effect on the strength properties of the products. Found that when using Portland cement with mineral additives (slag) 42,5 MI-D20 or CEM II/a-W, you can get the high concrete class on compression strength. It is offered to enter concept of total activity of gas-concrete mix on SAO with a formula of calculation of this indicator that allows to stabilize technological parameters of autoclave production of gas-silicates.

Keywords: gas-silicate; slag Portland cement with additives; mineralogical composition; the activity of CaO cement.

Гидротермальный синтез, или обработка материалов при высоких температурах и давлениях в герметичных прочных сосудах - автоклавах, как и многие другие прогрессивные разработки, был осуществлен выдающимся русским ученым К.Д. Хрущевым в середине XIX в. Параллельно с Хрущевым французские исследователи Добре и Сенармон, американец Рау-ленд и Михаэлис в Германии работали над получением искусственных камней в автоклавах [1]. В результате была разработана технология производства автоклавных силикатных изделий, получаемых из извести и песка.

До относительно недавнего времени газосиликатные изделия получали, используя в качестве вяжущего только известь. Такие материалы имели повышенные плотности 800 - 1200 кг/м3 и низкие прочностные показатели, соответствующие классам по прочности

В 1,5 - В 2,5. Однако известно, что при добавлении в состав газосиликата цемента можно значительно улучшить эксплуатационные характеристики материала и получить более высокие прочности.

Первые и, пожалуй, наиболее полные исследования в области автоклавной технологии и свойств ячеистых бетонов в нашей стране относятся к тридцатым годам прошлого столетия. Большой научный вклад в вопрос о роли цементов в пено- и газосиликатных бетонах внесли М.Н. Гензлер, М.И. Иванов, Н.Н. Лес-синг [2, 3]. В результате проведенных ими работ был получен автоклавный пенобетон на портландцементе и молотом песке.

И.Т. Кудряшов [4 - 6] и др. в середине 30-х гг. ХХ в. установили, что по сравнению с неавтоклавным пенобетоном, автоклавный имеет ряд преимуществ: сокращение расхода цемента, снижение усадочных деформаций, повышение прочности бетона и сокращение времени его твердения.

Позже Г.Ф. Суворова (цит. по: [1]) установила, что для каждого минералогического состава цемента существует оптимальное значение давления автокла-вирования, при котором получаются наилучшие физи-

ко-механические показатели. Результаты испытаний, выполненных швейцарскими учеными, подтвердили результаты исследований Г.Ф. Суворовой. Было установлено, что прочность автоклавного камня зависит не от марки цемента по прочности при сжатии, а от его минералогического состава, тонкости помола, состава сырьевой смеси и режима автоклавной обработки. До настоящего времени ни одно из этих требований к цементам для производства газосиликатов не предъявляется.

В настоящее время исследований по влиянию цементов на свойства ячеистых автоклавных бетонов проводится мало, так как существует мнение о том, что оно несущественно [1, 7]. По этому поводу в научных журналах публикации появляются очень редко [7]. Наиболее полно информация о влиянии цемента на свойства газобетона приведена в книгах Н.П. Сажнева [8] и в работах авторов [9, 10].

Портландцемент, используемый для производства газобетонных изделий, должен соответствовать требованиям Г0СТ10178 «Портландцемент и шлако-портландцемент. Технические требования» и ГОСТ 31108 «Цементы общестроительные. Технические условия».

Нами проведен анализ результатов большого количества производственных испытаний, который показал, что в зависимости от вида и качества, а также соотношения извести и цемента могут в корне изменяться все главные физико-механические показатели газосиликатов.

Было проведено две серии экспериментов. Первая серия - для определения влияния количества цемента, вторая - вида цемента на прочность газосиликатов после их автоклавной обработки [11].

Лабораторные и производственные эксперименты в рамках первой работы проводились на базе предприятия Республики Казахстан ТОО «БазальтА» г. Кандыагаш Актюбинской обл., вторая серия исследований осуществлялась в основном на двух российских предприятиях по выпуску газосиликатных изделий ООО «Егорьевский завод строитель-

Новотроицкий 20,50 5,3 4,95 64,13 2,40 2,90 0,60 0,20 0,09 1,70

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Топкинский 20,39 5,10 4,23 62,70 1,80 2,95 0,88 0,33 0,01 1,88

Холсим (Рус) СМ 22,00 5,00 3,50 61,00 2,50 2,20 0,50 - 0,01 1,00

Себряковский 22,00 6,00 4,50 64,50 1,60 2,50 0,65 - 0,02 1,00

Среднии химическии состав портландцементов, применяемых в исследованиях, % по массе

ных материалов», г. Егорьевск, Московской обл., и заводе стеновых материалов «Поревит», г. Ялуторовск Тюменской обл., при этом были использованы портландцементы следующих российских производителей цемента: для первой серии экспериментов ОАО «Новотроицкий цементный завод», для второй - ООО «Топкинский цемент», ОАО «Холсим (Рус) СМ» (Щуровский цемент) и ООО «Себряковский цементный завод».

Химический и минералогический составы клинкеров приведены в табл. 1 и 2.

Исследования зависимости прочности при сжатии газобетона от содержания в составе заливочной смеси цемента были выполнены в производственных условиях. При этом, путем обработки большого количества экспериментов, получена показанная на рис. 1 зависимость. Все составы имели одну и ту же активность по СаО. Она полностью подтверждает зависимости, ранее полученные и показанные в книге Н.П. Сажнева [8] с поправкой на среднюю плотность газобетона.

Расчетный минералогический состав цементного клинкера

Наименование цемента Содержание минералов, %

C3S C2S C3A C4AF

Новотроицкий 65,00 15,00 7,00 15,00

Топкинский 62,9 13,86 7,07 13,16

Холсим (Рус) СМ 61,0 12,00 7,50 11,50

Себряковский 60,8 14,40 8,20 13,60

55 50 45 40 35 30

Содержание цемента в составе смеси, %

Рис. 1. Зависимость прочности при сжатии ячеистого бетона Б 600 от содержания цемента

Во второй серии экспериментов сроки исследования были значительно длиннее. Обработаны данные двух лет производства газобетонных блоков 2012 -2013 гг. на двух вышеуказанных предприятиях.

Нами установлено, что бетон, полученный на основе чистоклинкерного портландцемента, имеет более низкие основные физико-механические характеристики, чем на цементе с добавкой шлаков (рис. 2).

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

11,3 11,5 11,7 Активность смеси, %

Рис. 2. Зависимость прочности газобетонов от активности заливочной смеси на различных цементах: 1 - ЦЕМ I; 2 - ЦЕМ II

Установлено также, что повышению прочностных параметров газосиликатных бетонов, изготовленных с добавлением портландцемента ЦЕМ I, способствует увеличение продолжительности автоклавной обработки.

Приведенные на рис. 2 экспериментальные данные показывают, что при добавлении к сырьевой смеси чистоклинкерных портландцементов наблюдается ярко выраженный максимум прочности при активности смеси 11,5 %, тогда как использование портландцемента с минеральной добавкой (шлака) наблюдается пологая зависимость между указанными показателями, при этом в интервале активностей 11,1 - 11,5 % механическая прочность изделий находится практически на одном и том же уровне. Из этих данных следует важный практический вывод, что при использовании в составе заливочных смесей ЦЕМ 11/А-Ш механические свойства материала в меньшей степени зависят от активности сырьевой смеси. Рекомендовано при использовании в качестве цементной составляющей ЦЕМ 11/А-Ш уменьшать основность смеси на 0,5 %.

Установлено также, что основным фактором, влияющим на качество заливочной смеси и конечного продукта, является содержание в ней СаО, поэтому, кроме известных требований к составу и свойствам цементной составляющей газобетонной смеси, предлагается ввести показатель - активность цемента по СаО. Данный термин рекомендуется к использованию ввиду его общности с соответствующей характеристикой извести. Названный показатель чрезвычайно важен, так как он обязательно должен учитываться при проектировании сырьевых смесей. Это установлено и подтверждено многочисленными производственными экспериментами, позволившими вывести следующую формулу оптимального состава сырьевой смеси:

где Ссю.изв - содержание СаО в извести, %; Сею, цем -содержание СаО в цементе, %; СеаО, обр.шл - содержание СаО в обратном шламе, %; Ризв - масса извести в смеси, кг/м3; Рцем - масса цемента в смеси, кг/м3; Робршл - масса обратного шлама в смеси, кг/м3; Рсух -масса сухих компонентов в смеси, кг/м3.

Предложения по требованиям к портландцементу как к компоненту газосиликата

№ п/п Наименование показателя и ед. изм. Норматив

1 Тип цемента ЦЕМ I, ЦЕМ II

2 Класс по прочности Не ниже 42,5

3 Удельная поверхность по Блейну, м2/кг 330 395

4 Нормальная густота цементного теста, % 25 28

5 Конец схватывания, мин 140 180

6 Начало схватывания, мин 80 120

7 Активность по СаО (содержание СаО), % 58 68

8 СаОСвоб, % Не более 2

9 Содержание М^О, % Не более 5

10 БО3, % Не более 3,5

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

12 Клинкерные минералы

12.1 С3Б, % Не менее 50

12.2 С28, % Не более 25

12.4 С4АГ, % 10 15

Для обеспечения стабильности качества выпускаемых изделий на предприятиях целесообразно нормировать минералогический состав клинкера используемого портландцемента. Это позволит избежать нештатных ситуаций при применении портландцементов различных поставщиков, особенно зарубежных, что в последнее время практикуется все шире [12].

Перечень основных требований к портландце-ментам, предлагаемых автором, приведен в табл. 3.

Результаты приведенных исследований, а также практика производства ячеистых бетонов автоклавного твердения показывают:

- применение цемента в составе газобетонов положительно влияет на основные физико-механические и эксплуатационные характеристики газобетона;

- при использовании портландцемента с минеральными добавками (шлака) ПЦ 42,5-Д20 или ЦЕМ11/А-Ш можно получать бетоны высокого класса по прочности при сжатии.

В связи с этим предлагается расширить номенклатуру применяемых в производстве газобетонов портландцементов, разрешив применение цементов с добавлением шлака. Это позволяет повысить основные физико-механические показатели и значительно снизить себестоимость выпускаемой продукции.

1. Боженов П.И. Технология автоклавных материалов. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд., 1978. 368 с.

2. Гензлер М.Н., Линдеберг С.А. Пенобетонщик. М., 1936. 157 с.

3. Иванов И.А, Федынин Н.И. Производство и применение газозолобетонных панелей из шлакопортландцемента и зол электростанций Кузбасса // Материалы 2-й науч.-техн. конф. по вопросам химии и технологии ячеистых бетонов. Саратов, 1965. С. 136 - 149.

4. Кудряше в И.Т. Автоклавные ячеистые бетоны и их применение в строительстве. М.: Госстройиздат. 1940. 63 с.

5. Кудряшев И.Т., Кауфман Б.Н., Кривицкий М.Я., Розен-фельд Л.М. Заводы по производству изделий из ячеистого бетона. М.: Госстройиздат, 1951. 29 с.

6. Кудряшев И.Т., Куприянов В.П. Ячеистые бетоны. М., Госстройиздат, 1959. 181 с.

7. Пинскер В.А., Вылегжанин В.П. Пути экономии цемента при производстве ячеистых бетонов // Строительные материалы. 2008. № 1. С. 43.

8. Сажнев Н.П. [и др.]. Производство ячеистобетонных изделий: теория и практика: 3-е изд., доп. и перераб. Минск: Стринко, 2010. 464 с.

9. Кафтаева М.В. Теоретическое обоснование совершенствования автоклавной технологии производства энергоэффективных газосиликатов: автореф. дис. . д-ра. техн. наук: 05.17.11. Белгород, 2014. 38 с.

11. Рахимбаев Ш.М., Кафтаева М.В., Курбатов В.Л., Комарова Н.Д., Теличко А.В. О влиянии основности и пористости на прочностные характеристики силикатных материалов // Фундаментальные исследования. 2014. № 3 - 1. С. 35 - 38.

12. Курбатов В.Л., Римшин В.И. Практическое пособие инженера-строителя. М., 2012. 126 с.

Кафтаева Маргарита Владиславна

1. Кафтаева, М.В. К вопросу о рациональном применении тепловой обработки бетонов в среде продуктов сгорания природного газа / М.В. Каф- таева, Т.Г. Калачук // Серия Строительство и транспорт. Известия ОрелГТУ. Серия «Строительство. Транспорт». – 2007. – № 3-15. – С. 123-126.

2. Кафтаева, М.В. Сравнительные исследования реологических свойств цементного теста с различными суперпластификаторами / М.В. Каф- таева, Ш.М. Рахимбаев, Т.Г. Калачук, А.В. Черноусов // Известия ОрелГТУ. Серия Строительство. Транспорт.– 2007. – № 3-15. – С. 127 – 131.

3. Рахимбаев, Ш.М. О влиянии формы цементного кольца на его собственные деформации и напряжения. / Ш.М. Рахимбаев, М.В. Кафтаева // Строительные материалы.– 2009. – № 8. – С. 58 – 59.

4. Кафтаева, М.В. Проблемы производства и применения автоклавных ячеистых бетонов / М.В. Кафтаева // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова.– 2011. – № 4. – С. 33 – 35.

5. Кафтаева, М.В. О влиянии первичного и вторичного эттрингита на качество автоклавного газобетона / М.В. Кафтаева, И.Ш. Рахимбаев // Строительные материалы.– 2013. – № 7. – С. 45 – 47.

7. Кафтаева, М.В. Влияние добавок на состав гидросиликатной связки и свойства газобетонов автоклавного твердения / М.В. Кафтаева, Ш.М. Ра-химбаев // Бетон и железобетон.– 2013. – № 5. – С. 30 – 32.

9. Кафтаева, М.В. Влияние температуры и добавок на состав связующих и свойства силикатных материалов / М.В. Кафтаева, И.Ш. Рахимбаев // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10 (2). – С. 266 – 269.

12. Кафтаева, М.В. О влиянии основности и пористости на прочностные характеристики силикатных материалов / М.В. Кафтаева, Ш.М. Рахимба-ев, В.Л. Курбатов, Н.Д. Комарова, А.В. Теличко // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 3. – С.

13. Патент 2165312 от 20.04.2001 Грохот гирационный / Кафтаева М.В., Быков П.Н., Курбатов А.В.

17. Кафтаева, М.В. Исследование реологических свойств цементного теста с различными минеральными добавками. Образование, наука, производство и управление: сб. трудов международной практической конференции / М.В. Кафтаева, И.В. Колмыкова // Старый Оскол: СТИ МИСиС. – 2007. – Т. 3. – С. 245 – 250.

18. Кафтаева, М.В. Возникновение дефектов в газобетоне до его автоклавной обработки. Сб. тр. Научно-практической конференции «Современное производство автоклавного газобетона» / М.В. Кафтаева, Г. Маличенко // Санкт-Петербург, ноябрь 2011. – С. 40 – 46.

19. Кафтаева, М.В. Некоторые вопросы производства и применения ячеистых бетонов автоклавного твердения / М.В. Кафтаева, Д.В. Лужин, П.Н. Никитин // Технологии бетонов. – 2011. – № 9 – 10. – С. 22 – 23.

20. Кафтаева, М.В. К вопросу о выборе песков для автоклавных ячеистых бетонов в Республике Башкортостан / М.В. Кафтаева, П.Н. Никитин // Технологии бетонов. – 2012. – № 1 – 2. – С. 12 – 14.

22. Kaftaeva, М.V. Оn effect of anionic plasticizers on cement concrete plastic flow / 3rd International scientific conference «European Applied Scinces: modern approaches in scientific researches» / М.V. Kaftaeva, Т.G. Кalachuk, М.Т. Мakridina // 20 – 21 may 2013. Volume 2. Stuttgart, Germany – p. 33 – 35.

23. Kaftaeva, М.V. Оn effect of anionic plasticizers on cement concrete plastic flow. 31d International scientific conference «Applied Sciences and technologies in the United States and Europe common challenges and scientific find-ings» / М.V. Kaftaeva, Т.G. Кalachuk, М.Т. Мakridina // 29 june 2013, Volume 1. New York, USA. – p.197 – 199.

24. Кафтаева, М.В. Технологические линии по производству ячеистых бетонов автоклавного твердения / М.В. Кафтаева, О.А. Скороходова // Техно логии бетонов. – 2013. – № 5. – С. 21 – 26.

25. Кафтаева, М.В. К вопросу о фазовом составе гидросиликатного связующего автоклавного газобетона / М.В. Кафтаева, И.Ш. Рахимбаев // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 10 (3). – С. 370 – 372.

Читайте также:

Кафтаева маргарита владиславовна дефекты газобетона

Регулирование свойств мелкозернистых бетонов с пониженным содержанием воды Кафтаева, Маргарита Владиславовна

Проблемы производства и применения автоклавных ячеистых бетонов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Кафтаева Маргарита Владиславовна

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Кафтаева Маргарита Владиславовна

Текст научной работы на тему «Проблемы производства и применения автоклавных ячеистых бетонов»

О влиянии цемента на основные свойства автоклавных газосиликатов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

THE EFFECT OF CEMENT ON THE BASIC PROPERTIES OF AUTOCLAVE GAS-SILICATE

Текст научной работы на тему «О влиянии цемента на основные свойства автоклавных газосиликатов»

Кафтаева Маргарита Владиславна