УДК 666.97.035.56:621.926.087:678.058.2

На правах рукописи

Сактаганова Наргуль Амановна
Технология производства неавтоклавного ячеистого бетона

на основе тонкомолотых сухих смесей


РЕФЕРАТ

магистерской диссертации

на соискание академической степени магистра технических наук

по специальности 6М072900- Строительство

Республика Казахстан

Кызылорда, 2013 год

Работа выполнена на кафедре «Архитектура и строительное производство» Политехнического института Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата

Научный руководитель: Официальный оппонент: Ведущая организация

доктор технических наук, профессор К.А.Бисенов кандидат технических наук, доцент Р.А.Риставлетов Кызылординский государственный университет имени Коркыт Ата

Защита состоится «6 »_июня_ в __9⁰⁰__ часов в Кызылординском государственном университете имени Коркыт Ата по адресу: 240014, г.Кызылорда, проспект Абая 66, учебный корпус №5, Политехнический институт, ауд.№123

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата.

Общая характеристика работы

Структура и объем диссертационной работы.

Работа состоит из вве­дения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Объем диссертации включает 80 страниц пояснительной записи, 12 рисунка, 24 таблиц. Библиография включает 86 наименований печатных изданий.

Актуальность работы.

На современном этапе развития строительной индустрии и тенденции роста инвестиционной активности в строительном комплексе изделия из ячеистого бетона являются весьма перспективными строительными материа­лами т.к. при малой объемной плотности обладают достаточной прочностью, необходимой как для производства изделий конструкционного назначения, так и материалов с хорошими теплоизоляционными свойствами.

В этой связи приоритетным направлением развития строительной отрасли является внедрение новых высокоэффективных конкурентоспособных технологий строительных материалов, в том числе эффективных сухих строительных смесей для производства неавтоклавных ячеистых бетонов. Проблемы подбора и оптимизации составов, выбор сырья для производства сухих строительных смесей являются основополагающимися для предприятий-производителей. Они во многом определяют эффективность деятельности и конкурентоспособность на рынке стройматериалов. На сегодняшний день решение этой задачи является весьма актуальной.

Цель работы.

Основной целью данной работы является создание эффективного неавтоклавного ячеистого бетона на основе тонкомолотых сухих смесей для производства монолитной теплоизоляции и изделий по энергосберегающей технологии. В отличие от существующих материалов планируется значительное улучшение теплозащитных свойств, их прочности и атмосферостойкости. Теоретические и экспериментальные исследования будут направлены на создание и разработку составов и технологии неавтоклавного ячеи­стого бетона на основе тонкомолотых сухих смесей с использованием добавок ПАВ, а также энергосберегающей технологии изготовления изделий из них.

Основные задачи исследования:

- разработка и исследование рациональных составов ячеистобетонных масс с учетом особенностей химико-минералогического состава кремнеземи­стых заполнителей и эксплуатационных свойств неавтоклавного ячеистого бе­тона на основе тонкомолотых сухих смесей различного назначения;

• 
  исследование особенностей протекания процессов поризации (вспу­чивание и вызревание) неавтоклавных ячеистых бетонов на основе тонкомолотых сухих смесей с использованием добавки ПАВ;
  
• 
  оптимизация составов и технологических параметров получения дис­персно-армированного ячеистого бетона на основе тонкомолотых сухих смесей неавтоклавного твердения повы­шенной прочности;
  
• 
  разработка технологии и практических рекомендаций по изготовле­нию ячеистого бетона неавтоклавного твердения с использованием тонкомолотой сухой смеси.
  

Научная новизна работы:

- создание тонкомолотой сухой смеси, в состав которой вводятся поверхностно-активные порообразующие добавки (ПАВ) и в процессе приготовления которых происходит механо-химическая активизация сырьевых компонентов;

- применение тонкомолотой сухой смеси для изготовления ячеистых бетонов позволит получать ячеистые бетоны с равномерно распределенными мелкими сферическими порами, характеризующиеся пониженной теплопроводностью и повышенной прочностью;

- разработана технологическая схема производства неавтоклавного ячеистого бетона на основе тонкомолотой сухой смеси.

• 
  оптимизированы технологические параметры приготовления неавтоклавного ячеистого бетона на основе тонкомолотой смеси (Пред. патент №11825 «Сырьевая смесь для изготовления гидрофобного ячеистого бетона»);
  
• 
  разработан способ приготовления сухой смеси активизирующий механохимическую акивность (Пред. патент № 11311 «Способ приготовления газобетонной смеси»).
  

Апробация работы.

Диссертационная работа и ее отдельные части докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических конфе­ренциях преподавателей, аспирантов и магистрантов Кызылординского государст­венного университета (г. Кызылорда, 2003-2013г.г.).

Публикации по работе.

По материалу диссертационной работы в период учебы опубликована 1 работа в сборнике тезисов и докладов Международной конференций.

Во введении показана актуальность выполненной работы, ее научная новизна и практическая ценность.

В первой главе литературный обзор показал, что метод формирования оптимальной структуры ячеистого бетона базируется на следующих основных положениях, отражающих качественную зависимость свойств ячеистого бетона от его структуры:

- исходные смеси должны содержать минимальное количество воды с целью получения наиболее плотных стенок пор;

- газовые поры должны иметь наиболее плотную упаковку при максимальном отношении их объема к объему пор от испарения свободной воды;

- объем смеси должен быть достаточным для заполнения межпорового пространства.

Наиболее важным моментом формирования качественной макроскопористой структуры ячеистого бетона являются технологические способы ее получения.

Также важным фактором является определение оптимального состава сырьевой смеси и гранулометрического состава ее компонентов. Чтобы обеспечить устойчивость перегородок пор при минималь­но возможной их толщине в ячеистом бетоне малой плотности диаметр зерен компонентов сырьевой смеси должен быть примерно одинаков. Нет единого мнения по оптимальной гранулометрии сырьевых компонен­тов для ячеистых бетонов. Но большинство ученых придерживаются мнения, что оптимальные величины их удельной поверхности находится в интервале 3000...4000 см²/г.

В отличие от существующих материалов планируется значительное улучшение теплозащитных свойств, их прочности и атмосферостойкости. Теоретические и экспериментальные исследования будут направлены на создание и разработку составов и технологии неавтоклавного ячеи­стого бетона на основе тонкомолотых сухих смесей с использованием добавок ПАВ, а также энергосберегающей технологии изготовления изделий из них.

При изготовлении тонкомолотых сухих смесей происходит помол, облегчающий доступ свободного оксида кальция при затворении его водой, а также активации этих вяжущих за счет применения различных добавок-активизаторов. Такие эффективные вяжущие позволят получать высококачественные ячеистые бетоны с регулируемыми сроками нарастания пластической прочности. Отличительной особенностью тонкомолотых сухих смесей является то, что в него в процессе изготовления не вводят химические добавки. К преимуществам можно отнести: меньшую стоимость, возможность применения для его получения однокамерных шаровых мельниц, экологическую чистоту при его производстве, а также возможность использования при его изготовлении серийно выпускаемых технологических линий.

Таким образом, исследования влияния технологических факторов на формирование ячеистой структуры бетонов показали то, что изменяя составы смеси, тонкость помола сырьевых компонентов, вид и количество пенообразователей, температуру воды затворения и ее количество, а также режим твердения ячеистобетонной смеси, можно получить неавтоклавный ячеистый бетон с качественной макропористой структурой заданной плотности, при оптимальных прочностных и деформативных характеристиках.

При этом необходимо стремиться к получению ячеистого бетона с замкнутыми, равномерно распределенными порами сферической формы, которая является наиболее оптимальной формой компоновки пор для получения качественного ячеистобетонного изделия.

Во второй главе представлены характеристики основных сырьевых материалов, использованными в исследованиях, и методика исследований. Портландцемент М400, барханный песок, алюминиевая пудра ПАП-1, ПАВ – синтетический порошок.

Исследования проводились в лаборатории физико-химических исследований ЗАО «НИИСтромпроект" с применением электронной микроскопии, а также рентгенофазового, дериватографического и микроскопического метода анализа. Рентгенограммы снимались на установке ДРОН-УМ1, дериватограммы – на дериватографе системы «Paulik, Erdey».

При проведении экспериментов для получения математической зависимости свойств бетонной смеси и ячеистого бетона, в зависимости от изменения технологических факторов и для выявления эффекта их взаимодействия, эксперименты выполнялись с использованием математических методов планирования.

В третьей главе для оптимизации составов сухих смесей и исследования влияния отдель­ных компонентов на технологические и физико-механические свойства ячеи­стого бетона на основе сухих смесей использованы предварительные эксперименты, что позволило проводить опыты в максимальной близости к облас­ти оптимума. Для этой цели был применен двух-и трехфакторный планы планирования эксперимента.

Применение многокомпонентных сухих смесей для производства неавтоклавных ячеистых бетонов позволяет повысить их физико-механические свойства благодаря однородности сырьевых материалов, расширить сырьевую базу. При производстве ТМС можно так подобрать такое сочетание компонентов сырьевой смеси, при котором устраняются недостатки одних и усиливаются положительные влияния других, а также можно организовать дешевые предприятия по выпуску качественных изделий из неавтоклавных ячеистых бетонов на основе тонкомолотой смеси. В лабораторных условиях в шаровой мельнице производился совместный сухой помол всех компонентов до удельной поверхности 3000-4000г/см². Путем совместного помола всех компонентов сырьевой смеси в шаровой мельнице достигалась лучшая гомогенизация смеси, что способствует достаточно полному протеканию химических реакций и взаимодействие между компонентами во время твердения изделий.

Как видно из рисунка 1, кинетика нарастания пластической прочности в начальный период до 60 минут в бетонной смеси медленнее, чем в бетонной смеси с добавкой ПАВ на основе ТМС. Исследованиями установлено, что интенсивность набора пластической прочности ячеистобетонной смеси с добавкой ПАВ на основе ТМС ускоряется и выше, чем у ячеистобетонной смеси без добавки. Время резки массивов на изделия достигается ими практически одновременно и лежит в интервале порядка 150-180 минут, т.е. с точки зрения нарастания пластической прочности ячеистобетонной смеси оба удовлетворяют требования ГОСТа. Сокращение длительности выдержки изделий до тепловлажностной обработки позволяет увеличить цикл оборота форм в производственных условиях. Время резки ячеистобетонного массива на изделия в течение 3-х часов соответствует нормам, принятым на заводах по производству ячеистого бетона.

У состава на основе тонкомолотой смеси с добавкой ПАВ рост пластической прочности шел значительно быстрее, масса схватывалась и набирала пластическую прочность значительно интенсивнее. Это происходит за счет совместного тонкого помола всех сухих компонентов, в состав которых вводятся поверхностно-активные порообразующие добавки, и в процессе приготовления которых происходит механо-химическая активация сырьевых компонентов.

1 – НЯБ на основе ТМС; 2 – НЯБ (контрольный состав)

Рисунок 1 – Кинетика нарастания пластической прочности

В результате анализа рентгенограммы и дериватограммы образцов ячеистого бетона можно сделать следующие выводы:

- в условиях пропаривания, особенно запаривания, портландцемент активно взаимодействует кремнеземсодержащим заполнителем, что изменяет характер процесс твердениям;

- было установлено, что при взаимодействии C₃S и β-C₂S с SiО₂ песка в условиях гидротермальной обработки вместо двухкальциев гидросиликатов, дающих малопрочный кристаллический сросток, возникают волокнистые и пластинчатые гидросиликаты серии CSH(B) - тоберморит, и чем больше их образуется, тем выше прочность изделия. Кроме того, при введении песка ускоряется гидратация силикатов и увеличивается общее количество новообразований;

- при введении ПАВ (моющее средство "Sorti") увеличивается содержание гидратных новообразований, особенно высокоосновного - C₂SH(B);

- при тонком измельчении сырьевой смеси реакции взаимодействия компонентов сырьевой смеси протекают более полно, содержание минералов кремнеземистого компонента (кварц, полевые шпаты) уменьшается.

На рисунке 2.а – неавтоклавный ячеистый бетон (контрольный образец №1). Инертный заполнитель - песок, размеры обломочных зерен равен от 0,5-0,2 мм, где последние преобладают. Состав зерен - кварц, микрокварциты, полевые шпаты, единичные обломки сланцев, основных изверженных пород, амфибола, известняка.

На рисунке 2.б – неавтоклавный ячеистый бетон с добавкой ПАВ. Инертный заполнитель-песок, размеры и состав обломочных зерен аналогичны образцу №1, больше и более крупные обломки карбоната. Цементирующая масса - аналогична по составу и структуре, но более равномерно распределены и меньше по размеру газо-генерированные поры. На контакте с порами аналогичные образцу 1 по составу и размерам образования, но более широкие и лучше раскристаллизованные, встречаются чаще. Реакционные оторочки на контакте с зернами заполнителя, также встречаются сравнительно чаще и активнее развиты.

На рисунке 2.в – неавтоклавный ячеистый бетон на основе ТМС. Инертный заполнитель - обломки размером от 0,2 (единичные) до 0,03-0,05мм (большинство). Состав аналогичен вышеописанному, полиминеральных зерен нет. Реакционные оторочки на контакте с зернами заполнителя постоянны, инертные контакты со связующим редки. Цементирующая масса - аналогична по структуре образцу №2, но в составе относительно больше силикатов и алюмосиликатов кальция и меньше гидратов. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что строительные свойства ячеистого бетона в значительной степени определяются его средней плотностью, пористостью, фазовым составом цементирующей связки и рядом других факторов.

Известно, что низкоосновные гидросиликаты кальция, обеспечивают образцам из ячеистого бетона повышенную прочность, а высокоосновные -повышенную морозостойкость. Толщина цементирующей пленки между зернами кварца и полевого шпата также имеет значение: чем тоньше пленка цементирующей связки, тем прочнее бетон при прочих равных условиях.

Структура ячеистого бетона неоднородна. Затвердевший ячеистый бетон состоит из замкнутых и открытых макропор и межпоровых стенок, содержащих, в свою очередь, микропоры и микрокапилляры. В идеале поры должны иметь правильную сферическую форму, должны быть закрытыми и равномерно распределяться в объеме бетона. Однако, обычно в ячеистых бетонах наряду со сферическими присутствуют макропоры неправильной формы, с рваными краями, встречаются цепочки из 2-3 пор длиной 5-6мм. Поэтому физико-механические свойства ячеистого бетона зависят не только от величины пористости, но и от равномерности распределения пор по сечению, толщины и прочности межпоровых стенок, однородности пор и стенок. Можно полагать, что прочность ячеистого бетона при сжатии тем выше, чем более равномерна их структура.

Пористая структура ячеистого бетона создается за счет пузырьков водорода, выделяющегося при взаимодействии алюминиевой пудры со щелочными компонентами бетонной смеси по реакции:

2А1 + ЗСа (ОН)₂+6Н₂0 →ЗСаО*А1₂0₃ * 6H₂О+3H₂↑

Однако - наличие на поверхности алюминия защитной парафиновой пленки затрудняет перемешивание порошка с водой, распределение его по объему смеси и взаимодействия с компонентами бетонной смеси, вследствие чего уменьшается выход газа, поровая структура ячеистого бетона неоднородна, а его плотность повышена (рис3.а).

Введение поверхностно-активных веществ, к которым относится и применяемое в данной работе моющее средство "Sorti", способствует более полной реализации газообразующей способность алюминиевой пудры вследствие растворения парафиновой пленки и высвобождения частиц алюминия.

Равномерное распределение частиц алюминия в бетонной смеси способствует образованию более однородной поровой структуры, а возросшая реакционная способность алюминиевого порошка - увеличению объема выделяющегося газа и, как следствие, снижению плотности газобетона (рис 3.б). Кроме того, поризацию бетонной смеси в присутствии ПАВ можно рассматривать как комбинированную газопенную: одновременно с газообразованием по выше приведенной реакции происходит вспенивание поверхностно-активного вещества, сопровождающееся вовлечением воздуха в бетонную смесь в процессе ее перемешивания.

Создание более однородной поровой структуры, а также стабилизация стенок газовых пор с помощью пены, позволяющая газобетонной массе достичь такой пластической прочности, при которой уже невозможна ее осадка, способствуют небольшому (на15%) повышению прочности ячеистого бетона.

Дисперсность кремнеземистого компонента оказывает большое влияние на качество изделий из ячеистого бетона. Имеются данные о том, что при прочих равных условиях прочность изделий из автоклавного ячеистого бетона на молотом песке в 2-3 раза выше, чем на основе естественного мелкого песка. Значительное повышение прочности, в 1.5 раза, наблюдается при испытании образца, изготовленного из предварительно размолотой смеси до удельной поверхности 300-400м²/кг. Такое повышение прочности можно объяснить тем, что при увеличении удельной поверхности барханного песка (почти в 10 раз) и портландцемента более полно протекает гидратация клинкерных минералов и взаимодействие образующихся при этом гидратных новообразований с кремнеземом песка. При этом возрастает содержание гидросиликатов кальция серии CSH (В) - тоберморит, которые и являются носителями прочности в ячеистом бетоне (рис 3.в). Кроме того, при совместном помоле сырьевой смеси повышается степень ее гомогенизации, что способствует образованию однородной мелкопористой структуры ячеистого бетона.

В четвертой главе представлены основные физико-механические свойства неавтоклавного ячеистого бетона на основе тонкомолотых сухих смесей. В результате исследований были определены оптимальные составы и технологические параметры изготовления неавтоклавного ячеистого бетона на основе ТМС. При плотности 800кг/м³ прочность неавтоклавного ячеистого бетона составило 2,53 МПа.

Влажность ячеистого бетона при плотности 800кг/м³ после запаривания составила 18-20%. С увеличением влажности до 40-50% прочность газобетона значительно снижается.

Сорбция ячеистого бетона плотностью 800 кг/м³ протекало при влажности воздуха 98% и достигла 8-10%. Как показали эксперименты, сорбционное увлажнение ячеистого бетона зависит от его плотности и температурно-влажностных условий окружающей среды. Проанализировав полученные данные можно заключить, что водопогло­щение наиболее интенсивно происходит в течение первых двух часов эксперимен­та и через 144 часа значение последнего достигает 35% при плотности материала 800 кг/м3. Таким образом, для неавтоклавного ячеистого бетона на основе тонкомолотых смесей с добавкой ПАВ харак­терно меньшее значение водопоглощения.

Усадку устанавливают на образцах-призмах размером 40х40х160 мм. Значения усадочных деформаций образцов ячеистых бетонов составило 2,20 мм/м.

Морозостойкость определяли по методике ГОСТ 10060.1 - 95 "Бетоны. Базовый метод определения морозостойкости". Для испытания образцы после 28-суточного твердения в нормальных влажностных условиях подвергали по­переменному замораживанию и оттаиванию.

В результате проведенных испытаний ячеистого бетона установлены, что через первые 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания прочность всех образцов снизилась на 2-3%, через 35 циклов – 8% и через 50 циклов прочность снизилась на 13,5 %.

Для определения степени влияния влагосодержания на теплопровод­ность ячеистого бетона, эксперимент проводили на высушенных и увлажненных об­разцах.

Анализируя экспериментальные данные мож­но отметить, что теплоизоляционная эффективность ячеистого бетона характеризуется низкими значениями коэффициентов теплопроводности, чем ячеистый бетон той же плотности на основе тонкомолотых сухих смесей с добавкой ПАВ. Это обусловлено макропористой структурой газобетонов, преобладанием в структуре мелких замкнутых пор. Коэффициент теплопроводности для образца из неавтоклавного ячеистого бетона на основе ТМС составило 0,217Вт/(м*⁰С).

Для того чтобы предотвратить процесс поглощения водяных паров из воздуха и взаимодействие их с вяжущим, необходимо обеспечить герметичное хранение полученных сухих смесей. Как показывают проведенные испытания, при соблюдении условия хранения, основные показатели качества сухой смеси не изменяются в течение длительного времени.

Исследование свойств сухой смеси после 6 месяцев хранения показали, что вспениваемость растворной смеси снижается на 3%, а прочность ячеистого бетона уменьшилась на 3%. Следует отметить, что вопрос о недостаточном объеме ячеистой массы в дан­ном случае снимается при увеличении продолжительности приготовления по­следней.

В пятой главе приводятся результаты проведенных исследований и разработок составов неавтоклавного ячеистого бетона на основе тонкомолотых сухих смесей с добавкой ПАВ, которые были проверены в производственных условиях.

В качестве сырьевых компонентов использовались следующие материалы: портландцемент М400, барханный песок, алюминиевая пудра, ПАВ и вода. Из сухих компонентов была приготовлена тонкомолотая сухая смесь путем совместного помола этих компонентов в шаровой мельнице до удельной поверхности 3000 - 4000 см²/г.

а

б

в

а – НЯБ; б – НЯБ с добавкой ПАВ; в -НЯБ на основе ТМС Рисунок 2 – Микроструктура образцов неавтоклавного ячеистого бетона

а

б

в

а – НЯБ; б – НЯБ с добавкой ПАВ; в -НЯБ на основе ТМС Рисунок 3 – Макроструктура образцов неавтоклавного ячеистого бетона

Технологическая схема получения ТМС с добавкой ПАВ представлена на рисунке 4. По указанному способу была приготовлена тонкомолотая сухая смесь с добавкой ПАВ для производства неавтоклавного ячеистого бетона. Сущность способа заключается в следующем. В результате совместного помола в сухом состоянии всех сырьевых компонентов в шаровой мельнице барханного песка, цемента, поверхностно-активного вещества – синтетического порошка (моющее средство «Sorti» (ГОСТ 25644-96)) и алюминиевой пудры происходит интенсификация процесса механохимической активации сырьевых компонентов.

Частицы алюминиевой пудры равномерно распределяются в ячеистобетонной смеси, в результате чего, после затворения сухой смеси с водой затворения получается ячеистый бетон с качественной структурой – равномерно распределенными порами. А это, в свою очередь, улучшает физико-механические свойства ячеистого бетона.

Технологическая схема получения неавтоклавного ячеистого бетона на основе ТМС представлена на рисунке 5.

Мелкие стеновые блоки, изготовленные на основе тонкомолотой сухой смеси, удовлетворяют требованиям ГОСТ 25485-89.

Физико-технические свойства неавтоклавного ячеистого бетона на основе ТМС определялись на образцах с размерами 10х10х10 см. Образцы были выпилены из блоков ячеистобетонного массива.

Технико-экономический эффект по стоимости материалов составило

Э=20 000 м³ х 722,67= 14 453 000 тенге в год.

1 – бункер цемента; 2 – бункер барханного песка; 3 – бункер алюминиевой пудры; 4 – бункер поверхностно-активного вещества; 5 – шаровая мельница; 6 - пост упаковки; 7 - склад готовой продукции; 8 – дозаторы

Рисунок 4 – Технологическая схема получения сухих строительных смесей

для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона

Рисунок 5 – Технологическая схема приготовления мелких стеновых блоков из неавтоклавного ячеистого бетона на основе ТМС
Заключение

1. Оптимизированы технологические параметры, обеспечивающие получения ячеистого бетона на основе ТМС. Суть этого метода заключается в использовании тонкомолотых сухих смесей для изготовления ячеистого бетона. Применение многокомпонентных сухих смесей для производства неавтоклавных ячеистых бетонов позволяет повысить их физико-механические свойства благодаря однородности сырьевых материалов, расширить сырьевую базу. К преимуществам можно отнести: меньшую стоимость, возможность применения для его получения однокамерных шаровых мельниц, экологическую чистоту при его производстве, а также возможность использования при его изготовлении серийно выпускаемых технологических линий.

2. Результаты рентгено-фазовых исследований и дифференциально-термические анализов показали, что при введении ПАВ (моющее средство "Sorti") увеличивается содержание гидратных новообразований, особенно высокоосновного - C₂SH(B), а при тонком измельчении сырьевой смеси реакции взаимодействия компонентов сырьевой смеси протекают более полно.

3. Введение поверхностно-активных веществ, к которым относится и применяемое в данной работе моющее средство "Sorti", способствует более полной реализации газообразующей способности алюминиевой пудры вследствие растворения парафиновой пленки и высвобождения частиц алюминия. Кроме того, поризацию бетонной смеси в присутствии ПАВ можно рассматривать как комбинированную газопенную: одновременно с газообразованием по выше приведенной реакции происходит вспенивание поверхностно-активного вещества, опровождающееся вовлечением воздуха в бетонную смесь в процессе ее перемешивания.

4. Значительное повышение прочности, в 1.5 раза, наблюдается для образца, изготовленного из предварительно размолотой смеси до удельной поверхности 300-400м²/кг сырьевой смеси из портландцемента, барханного песка, алюминиевой пудры и моющего средства "Sorti". Такое повышение прочности можно объяснить тем, что при увеличении удельной поверхности барханного песка (почти в 10 раз) и портландцемента более полно протекает гидратация клинкерных минералов и взаимодействие образующихся при этом гидратных новообразований с кремнеземом песка. При этом возрастает содержание гидросиликатов кальция серии CSH (В) - тоберморит, которые и являются носителями прочности в ячеистом бетоне.

5. При совместном помоле сырьевой смеси повышается степень ее гомогенизации, что способствует образованию однородной мелкопористой структуры ячеистого бетона, в процессе приготовления которых происходит механо-химическая активизация сырьевых компонентов, характеризующихся пониженной теплопроводностью.

6. Исследования физико-механических свойств (плотность, прочность, усадка, морозостойкость, теплопроводность) показали, мелкие стеновые блоки, изготовленные на основе тонкомолотой сухой смеси, удовлетворяют требованиям ГОСТ 25485-89.

7. Технико - экономический эффект по стоимости материалов предлагаемой технологии производства неавтоклавного ячеистого бетона на основе тонкомолотой сухой смеси при годовой мощности 20 000 м³ Э = 20 000 м³ х 722,67= 14 453 000 тенге в год.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Бисенов К.А., Нагашыбаев Г.К., Досжанов М.Ж., Сактаганова Н.А. Способ приготовления газобетонной смеси // Сборник материалов Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии», Тула, 2001 г., 20стр.

2. Пред. патент РК №11311 на изобретение / Бисенов К.А., Нагашыбаев Г.К., Удербаев С.С., Сактаганова Н.А.; опубл. 2002г.

3. Пред. патент РК №11825 на изобретение / Бисенов К.А., Нагашыбаев Г.К., Удербаев С.С., Сактаганова Н.А.; опубл. 2002г.

4. Нагашыбаев Г.К., Сактаганова Н.А. Разработка технологических параметров получения неавтоклавного ячеистого бетона на основе тонкомолотых сухих смесей // Строительные материалы ХХI века. Технология и свойства. Импортозамещение. Материалы международной конференции. В двух книгах. Алматы, 2001 г, 77 стр.

5. Сактаганова Н.А. Разработка технологических параметров изготовления ячеистого бетона с добавкой нефтешлама // Научный журнал Министерства образования и науки «Поиск». Серия естественных и технических наук. №1, 2001г., 60 стр.

6.Бисенов К.А, Байтасов К.Н., Сактаганова Н.А. Исследование физико-химических свойств неавтоклавного газобетона на основе тонкомолотых смесей // Вестник НИИСТРОМПРОЕКТА. Научно-технический журнал №5-6 (20), Алматы, 2009 г., 100 стр.

7. Сактаганова Н.А. Современное состояние производства ячеистых бетонов на основе сухих смесей // Материалы VI международной нучно-практической конференции «HONORS HIGH SCHOOL – 2010», Болгария, 2010г., 79стр.

8. Сактаганова Н.А. Ячеистые бетоны и сухие смеси в современном строительстве // «Білім. Ғылым. Инновация: Өзекті мәселелері мен даму жолдары» Республикалық ғылыми-тәжірибелік конференция материалдары, Қызылорда, 2010 ж., 248 стр.

9. Бисенов К.А, Байтасов К.Н., Сактаганова Н.А. Физико-химические свойства газобетона на основе ТМС // Материалы VI международной нучно-практической конференции «NAUKA I WYKSZTAICENIE BEZ GRANIC – 2010», Польша, 2010г., 106 стр.

10. Сактаганова Н.А. Неавтоклавный ячеистый бетон на основе тонкомолотых сухих смесей // Материалы IX международной нучно-практической конференции «MODERNI VYMOZENOSTI VEDY – 2013», Прага, 2013г., 57 стр.

Сақтағанова Наргүл Аманқызы
6М072900 - Құрылыс мамандығы бойынша техника және технология магистрі академиялық дәрежесін алу үшін дайындаған

«Ұнтақталған құрғақ қоспалардың негізінде автоклавсыз ұялы бетонды өндіру технологиясы» тақырыбындағы диссертациялық жұмысына

ТҮЙІНДЕМЕ
Диссертацияның көлемі мен құрылымы:

Диссертация кіріспеден, 5 бөлімнен, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімі мен қосымшалардан тұрады. Диссертация көлемі 80 парақ жазба беттерден, 23 кестеден, 10 суреттен құралған. Библиографияға 88 атаудағы баспа материалдары кіреді.

Кілттік сөздер:

Автоклавсыз ұялы бетон, ұнтақталған құрғақ қоспа, тығыздық, беріктік, аязға төзімділік, жылуөткізгіштік, отыру деформациясы, бумен өндеу камерасы, беттік-белсенді заттар, кеуектік.

Зерттеудің өзектілігі:

Қазіргі таңда, құрылыс өндірісі саласы қарқынды даму барысында, құрылыс нысандарында ұялы бетоннан дайындалған материалдары мен бұйымдарды қолдану өте тиімді болып есептеледі. Зерттеулер нәтижесінде автоклавсыз ұялы бетон өндірісінің тиімділігі жоғары, пайдалану жолымен оның технологиясы екінші қайта жасауға, сонымен қатар автоклавты өңдеуді автоклавсызға ауыстыру, бұл сапа бойынша стандарт талаптарына сәйкестігін көрсетеді. Осымен байланысты, жоғарыда аталған жаңа тиімді құрамдардың жасалуы және ұнтақталған құрғақ қоспалар негізінде алынған автоклавсыз ұялы бетондардын технологияларының ғылыми және практикалық негіздемесінде қарастыру өзекті болып келеді.

Зерттеудің мақсаты:

Жұмыстың мақсаты ұнтақталған құрғақ қоспалар негізінде автоклавсыз ұялы бетонның өндіру технологиясын анықтау, сонымен қатар, автоклавсыз газды бетон негізінде келесі зерттеумен олардың негізгі құрылыс-техникалық қасиеттерін қолданып, жоғарыдағы аталған жағдайларға сәйкес баяндалған энергия сақтаушы технологияны жасау арқылы құрылыс заттар мен бұйымдар алу.

Зерттеу әдістері:

• 
  кремнеземді компоненттер мен шикізаттардың химиялық-минералогиялық қасиеттерін ескере отырып ұнтақталған құрғақ қоспалар негізінде үйлесімді құрамын талдау;
  
• 
  ұнтақталған құрғақ қоспалар негізінде дайындалған автоклавсыз ұялы бетондардың қуысты құрылымның қалыптасу жағдайын талдау;
  
• 
  жеткілікті деңгейде берік ұнтақталған құрғақ қоспалар негізінде дайындалған автоклавсыз ұялы бетондардың құрамын және технологиялық параметрлерін анықтау;
  
• 
  ұнтақталған құрғақ қоспалар негізінде дайындалған автоклавсыз ұялы бетондардың технологиялық әдістерді жетілдіру бағытын қарастыру.
  

Алынған нәтижелері, олардың жаңалығы, ғылыми және практикалық маңыздылығы:

• 
  жақсы жылу оқшаулау қасиетіне ие, механо-химиялық белсенді компонентер мен құрамында кеуек тудырушы белсенді заттары бар ұнтақталған құрғақ қоспаны алу технологиялық әдісі анықталды;
  
• 
  ұнтақталған құрғақ қоспа негізінде жеткілікті деңгейде берік және жақсы жылу оқшаулау қасиетіне ие, кеуектері біркелкі таралған ұялы бетонды алу мүмкіндік береді;
  
• 
  ұнтақталған құрғақ қоспа негізінде автоклавсыз ұялы бетонды өндіру технологиясы жасалды;
  
• 
  ұялы бетонды ұнтақталған құрғақ қоспалар негізінде алынатын технологиялық параметрлер анықталды (Алдын-ала патент №11825 «Гидрофобты ұяшықты бетонды даярлауға арналған шикізат қоспасы»);
  
• 
  қоспаның механохимиялық белсендірігін арттыратын ұнтақталған құрғақ қоспаны даярлау тәсілі жасалды (Алдын ала патент № 11311 «Газ-бетонды қоспа даярлау тәсілі»)
  

SUMMARY

Saktaganova A. Nargul

Technology of production of neautoclaved porous concrete on the basis of fine ground dry mixtures for academic degree of master of technique and technology on specialty 6М072900 - Construction
Volume and structure of dissertation: The dissertation consists of introduction, five chapters, conclusion, resources and appendix. The volume of the dissertation paper is page 80, 12 figures, 24 tables. The bibliography includes 86 literatures.

Keywords: 

Autoclaved aerated concrete, a dry mixture of fine grain, density, strength, frost resistance, thermal conductivity, shrinkage, steaming chamber, surfactants, steam curing, porosity.

The topicality of the research:

The need to create effective building materials due to the high performance level, using local natural and man-made materials that do not comply with the essential requirements of existing standards.

At the present stage of development of the construction industry and growth trends in investment activity in the construction industry products from cellular concrete are very promising as building materials with low bulk density have sufficient strength required for the production of products for constructional purposes, as well as materials with good thermal insulation properties. Comprehensive analysis of the studies revealed the direction of technology of porous concrete. In this context, the priority of the construction industry is the introduction of new highly competitive technologies of building materials, including technology neavtoklavnyh cellular concrete on the basis of fine ground dry mixes.

The object of the research:

The aim of this work is to create an effective non-autoclave aerated concrete based on fine grain dry mixes for the production of monolithic thermal insulation and energy-saving technology products.

In contrast to existing materials will significantly improve the thermal insulation properties, their durability and weatherability. Theoretical and experimental studies will be focused on the creation and development of structures and technology of non-autoclaved aerated concrete based on active fine powdered products using surfactant additives, as well as energy-saving technology of their products.

The methods of the research:

- research and development of rational structures of cellular concrete mass allowing for the chemical and mineralogical composition of siliceous aggregates and performance properties of autoclaved aerated concrete on the basis fine ground of dry mixes for various purposes.

- study on characteristics the processes porization (bloating and maturation) neavtoclaved cell concrete on the basis of fine ground of powdered products using surfactants additives.

- the optimization formulations and technological parameters receipt particulate-reinforced cellular concrete on the basis of fine ground dry mixes autoclave solidification strength.

- development of technologies and practical recommendations for the manufacture cellular concrete neavtoclaved solidification using a fine ground powder.

The results obtained, their novelty, scientific and practical significance:

- the creation of fine ground dry mixture, which is introduced in the surface-active porogenic additives (surfactants), and in the cooking process which is mechano-chemical activation of raw components characterized by low thermal conductivity;

- the use of fine ground dry mix for making cellular concrete will receive suitable for cellular concretes with a uniform distribution of small by spherical pores, characterized by an elevated heat-shielding properties and toughness;

- developed a technological scheme of production of autoclaved aerated concrete on the basis of fine ground powder;

- optimized technological parameters of cooking autoclaved aerated concrete on the basis mixture of fine ground (last the patent number 11825, "Raw material mixture for the manufacture of the hydrophobic of cellular concrete");

- method of preparation of dry mixture that activates the mechano chemical akivnost (last patent number 11311 "A method for preparing gas concrete mixture").