ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГАЗОБЕТОНА
Таблица 1. Себестоимость строительства 1 кв.м в домах разного типа в1996 г. по регионам России
Регион |
крупнопанельные 9-эт. дома |
кирпичные 9-эт. дома |
монолитные |
Московская обл. |
1992 |
1868 |
2268 |
Ленинградская обл. |
2275 |
3442 |
2888 |
Красноярский край |
2974 |
3336 |
- |
Иркутская обл. |
3945 |
3613 |
- |
Приморский край |
3025 |
3625 |
3395 |
Хабаровский край |
2838 |
3147 |
- |
Из таблицы 1 видно, что кирпич перестает быть материалом для избранных. Стоимость кирпичных домов почти не отличается от стоимости панельных, а подчас даже меньше. Кирпич хорош с точки зрения экологии, но обладает низкими теплозащитными свойствами. Плотность кирпича на 60-70% выше, чем у легких бетонов на пористых заполнителях и в 2,5-3 раза больше средней плотности ячеистых бетонов. Кроме того, применение ячеистых бетонов способствует снижению веса зданий и повышению эффективности труда в строительстве и в итоге приводит к снижению себестоимости 1 м2 жилья.
Согласно данным Академии инвестиций и экономики строительства Российской Федерации самым экономичным материалом для массового строительства в России признаны мелкие бетонные блоки, обладающие высокими теплоизоляционными свойствами. Америка производит их столько же сколько Россия кирпича.
Наружные стены жилых и промышленных зданий из ячеистого бетона на 20-40% легче стен из бетонных и железобетонных панелей и в 3-5 раз легче кирпичных, а их стоимость на 10-40% ниже.
Капиталовложения при организации производства изделий из ячеистого бетона также на 10-40% меньше, чем изделий из легких бетонов или кирпича. Эти показатели хаpaктеризуют эффективность применения изделий и конструкций из ячеистого бетона средней плотности 700 кг/м3 и прочности на сжатие 5 МПа.
При использовании бетонов марки 500 вместо 700 толщина конструкций может быть уменьшена еще на 25%.
Снижения себестоимости изделий можно достичь при максимальном вовлечении в производство многотоннажных техногенных отходов промышленных предприятий регионов. В городе Братске остро стоит проблема утилизации золунос ТЭЦ-7, которые образуются от сжигания Ирша Бородинских углей с подшихтовкой углями других месторождений. Данные по усредненному химическому составу золы и ее физическим хаpaктеристикам приведены ниже в таблице 2.
Таблица 2. Химический состав золы - унос ТЭЦ-7
Поле золы |
Содержание, % |
|||||
SiO2 |
Fe2O3 |
K2O |
Al2O3 |
CaO |
MgO |
|
1 |
7,81 |
7,81 |
0,593 |
13,7 |
14,8 |
2,64 |
2 |
46,9 |
8,85 |
0,701 |
15,0 |
21,75 |
3,795 |
Физические свойства золы - унос: истинная плотность - 2,75 г/см3, насыпная плотность -1,02 г/см3, остаток на сите № 008 - 1,03 %, пористость - 36 %, влажность - 1,3 %
Из хаpaктеристик, приведенных выше, следует, что золы Ирша - Бородинского месторождения являются высококальциевыми, но ожидать высокой скорости их структурообразования не приходится, т.к. поверхность зерен золы оплавлена и, следовательно, переход CaO в Ca(OH)2 затруднен. Если перемешивать золы в жестких смесях, содержащих кварцевый песок, возможна некоторая ее активация, тогда как смеси для приготовления газобетона по литьевой технологии требуют высокого водосодержания [1] и фактически представляют высококонцентрированные суспензии.
В работах, опубликованных нами ранее [3],показана эффективность применения лигниносодержащих отходов сульфатной переработки древесины в качестве воздухововлекающих добавок в строительные растворы и легкие бетоны на пористых заполнителях. Однако текучие смеси и суспензии с высокой концентрацией мелкодисперсных частиц не способствуют эффективному поверхностному натяжению систем, что даже в точке ККМ(критической концентрации мицеллообразования) ПАВов, не позволяет удерживать пузырьки воздуха в смесях.
В данной работе исследовался наиболее технологичный отход Братсккомплексхолдинга шлам холодного отстоя (ШХО).
Шлам холодного отстоя представляет собой сложный по составу, аморфный, полидисперсный, полифункциональный сополимер, состоящий на 90% из структурных фрагментов лигнина.
По данным Сибирского НИИ целлюлозы и картона, максимальная растворимость ШХО в растворах NaOH различных концентраций составляет 95%, нерастворимую часть (около 5%) представляют механические примеси, опилки и т.п.
Модификацию ШХО в промышленных условиях осуществляют по следующей схеме (см.рис. 1)
Сущность процессов, происходящих при щелочной обработке ШХО заключается в нейтрализации кислоты, с образованием щелочной среды pH=(10-11.5), в которой происходит растворение низкомолекулярной составляющей лигнина с образованием водорастворимых натриевых соединений, водные растворы которых, обладают ярко выраженными поверхностно активными свойствами. При оптимальных концентрациях их водные растворы имеют поверхностное натяжение в 2 раза меньше, чем у воды.
Таким образом, их эффективность аналогична широко известной добавке СНВ, при ее оптимальной дозировке.
Для оценки степени поризации цементнозольных суспензий исследовались смеси с различным содержанием золы и цемента. Замерялась средняя плотность смеси с добавкой: после приготовления, после пропаривания и в сухом состоянии. Влияние добавки ШХО на цементнозольные суспензии и продукты их гидратации показано на рис. 2.
Из данных представленных на рис. 2 видно, что введение ШХО с водой затворения в турбулентный смеситель, в котором перемешиваются цементно-зольные суспензии, позволяет снизить среднюю плотность смеси на 400 - 600 кг/м3. . Очевидно, что оптимальная дозировка ШХО - 0,
3 % от массы сухих компонентов, она позволяет обеспечить воздухововлечение в объеме 20-30%. Из-за снижения вязкости систем увеличивается диаметр расплыва смеси на вискозиметре Суттардах: в зависимости от В/Т на 3-4 см, что, безусловно, скажется положительно на способности смеси к газообразованию. Таким образом, при введении воздухововлекающих ПАВ на смесях с меньшей текучестью можно получать матрицу с меньшей плотностью.
В результате исследований пришли к выводу, что из-за невысокой гидравлической активности золы и пассивирующего действия ПАВ сроки схватывания цементных суспензий меньше, чем у тех которые содержат золу и ШХО. При введении алюминиевой пудры конец газовыделения не совпадает с началом структурообразования смеси.
Согласно данным, приведенным Глуховским и Руновой [1] эффективным ускорителем твердения цементно-зольных композиций может быть жидкое стекло, полученное из силикат-глыбы. Нами готовилось жидкое стекло на основе аморфного микрокремнезема - отхода цеха кристаллического кремния АООТ «Братский алюминиевый завод».
Стекло варили по методике, разработаной на кафедре СМиТ БрГТУ[2]. Для экспериментов готовили стекло с силикатными модулями 1-3 и средней плотностью 1,42-1,52 г/см3. Исследования показали, что значимое ускорение твердения наблюдается при введении жидкого стекла 5% от массы сухих компонентов. Механизм действия жидкого стекла, как ускорителя твердения можно объяснить двояко:
- Во-первых при увеличении щелочности среды ускоряется процесс гидратации цемента (рН жидкого стекла 13-14, рН цемента 10-11)
- Во вторых, жидкое стекло вступает во взаимодействие с золой и выделяющиеся низко-основные гидросиликаты кальция, являются цементирующими веществами для цемента и золы. Как показали предварительные исследования, взаимодействие жидкого стекла с золой начинается через 1-2 минуты после начала перемешивания.
Более высокие дозировки жидкого стекла от 5 до 10% не позволяют зафиксировать конец схватывания, т.к. он наступает пpaктически одновременно с началом структурообразования, что нежелательно. Содержание жидкого стекла 5% от массы сухих компонентов ускоряет реакцию газовыделения и повышает коэффициент использования алюминиевой пудры, что положительно сказывается на плотности образцов и коэффициенте качества [1].
Результаты иллюстрирует рис. 2. Образцы газобетона при средней плотности в сухом состоянии 1025-1058 кг/м3 имели прочность при сжатии 7,4-8,0 МПа, что достаточно для стеновых материалов. При средней плотности 650-690 кг/м3 прочность при сжатии составила 1,3-1,9 МПа. Коэфициент качества таких ячеистых бетонов 75-84, что позволяет сделать вывод об эффективности ячеистых бетонов, твердеющих в условиях ТВО. В автоклаве прочностные хаpaктеристики значительно возрастут.
Дополнительным резервом для повышения физико-механических хаpaктеристик гозобетонов явилось использование вибровспучивания взамен литьевой технологии. При использовании высоковязких смесей, водотвердое отношение которых на 50 - 55% меньше, чем у тех смесей которые вспучиваются без воздействия тиксотропии.
Формы вибрируют горизонтально направленными колебаниями с частотой 50 Гц (3000 сек-1) и амплитудой 0.1 см. образцы бетона, полученного по вибротехнологии имеют следующие хаpaктеристики - средняя плотность - 500700 кг/м3, прочность при сжатии 7,5 -10 МПа соответственно.
Список литературы:
- Глуховский В.Д.,Рунова Р.Ф, Шейнич В.А,Гелевера А.Т. - Основы технологии отделочных,тепло и гидроизоляционных материалов. - Киев:Вища школа, 1986
- Карнаухов Ю.П., Шарова В.В. Жидкое стекло из отходов кремневого производства для шлакощелочных и золощелочных вяжущих М.:«Строительные материалы №11.
- Патент № 2086519 МКИ 6С 04 В 38/10 БИ 10.08.97 № 22 «Пенообразователь для изготовления пенобетона», Косых А.В., Карнаухов Ю.П.,Синегибская А.Д. и др.
Рис. 1.Схема приготовления добавки ШХО
Рис. 2. Зависимость хаpaктеристик цементно-зольных суспензий и камня из них(состав Ц:З=1:3) от расхода ШХО
Статья в формате PDF 112 KB...
26 03 2024 0:54:39
Статья в формате PDF 119 KB...
25 03 2024 10:36:46
Статья в формате PDF 342 KB...
24 03 2024 11:34:46
Статья в формате PDF 100 KB...
23 03 2024 16:49:11
Статья в формате PDF 120 KB...
22 03 2024 10:28:46
Статья в формате PDF 151 KB...
21 03 2024 11:53:30
Статья в формате PDF 130 KB...
20 03 2024 21:13:29
Статья в формате PDF 126 KB...
19 03 2024 8:38:51
Статья в формате PDF 110 KB...
17 03 2024 2:11:16
Статья в формате PDF 138 KB...
16 03 2024 2:27:36
15 03 2024 5:33:42
Статья в формате PDF 807 KB...
14 03 2024 20:28:10
Статья в формате PDF 243 KB...
12 03 2024 22:20:56
Статья в формате PDF 134 KB...
11 03 2024 12:22:43
10 03 2024 15:56:53
Статья в формате PDF 387 KB...
09 03 2024 11:55:31
Статья в формате PDF 112 KB...
08 03 2024 22:47:28
Статья в формате PDF 143 KB...
07 03 2024 8:44:14
Статья в формате PDF 244 KB...
06 03 2024 20:28:17
Статья в формате PDF 119 KB...
05 03 2024 18:12:44
Статья в формате PDF 274 KB...
04 03 2024 23:16:11
Приведены новые положения теории зацепления, отражающие специфику цилиндрической винтовой пары «инструмент-деталь» ...
03 03 2024 8:19:36
Статья в формате PDF 136 KB...
01 03 2024 15:39:20
Статья в формате PDF 253 KB...
29 02 2024 21:55:27
Статья в формате PDF 243 KB...
28 02 2024 17:59:39
Статья в формате PDF 362 KB...
27 02 2024 9:19:28
Статья в формате PDF 244 KB...
25 02 2024 9:41:16
Статья в формате PDF 109 KB...
24 02 2024 7:32:38
Статья в формате PDF 129 KB...
23 02 2024 3:57:12
Статья в формате PDF 112 KB...
22 02 2024 7:25:46
20 02 2024 15:10:39
Статья в формате PDF 139 KB...
19 02 2024 5:32:12
Статья в формате PDF 135 KB...
18 02 2024 16:47:25
Статья в формате PDF 296 KB...
17 02 2024 17:41:46
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::