WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

КИСЕЛЕВ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПЕНОБЕТОН ДЛЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С ПОВЫШЕННОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ ПАРАМЕТРОВ

КАЧЕСТВА

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Томск - 2005

Работа выполнена в Томском государственном архитектурно-строительном университете

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Кудяков Александр Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Павленко Станислав Иванович

кандидат технических наук, доцент

Подласова Ирина Анатольевна

Ведущая организация - Новосибирский Государственный архитектурно-строительный

университет

Защита состоится 27 декабря 2005 г. в 14.00 час на заседании диссертационного совета Д 212.265.01 при Томском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 634003, Томск, Соляная пл., 2, корп. 5, ауд. 307. Тел. (8.3822) 65-42-61

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан "___" ноября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Скрипникова Н.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. С вводом в действие нормативов по теплозащите зданий (СНиП 23-02-2003), приближающих термическое сопротивление ограждающих конструкций зданий в России к нормам Европейских стран, актуальной стала проблема разработки и использования эффективных теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных строительных материалов из местного сырья, отвечающих современным установленным и потребительским требованиям (параметрам качества) на рынке. Одним из перспективных материалов является неавтоклавный пенобетон. Используя современные пенообразователи, управляя соотношением компонентов в смеси и технологическими приемами приготовления и формования изделий (в заводских условиях и на строительной площадке), можно получать пенобетоны в широком интервале средней плотности (от 300 до 1200 кг/м3), обладающие при требуемой прочности и долговечности (морозостойкости), низкими коэффициентом теплопроводности и стоимостью. Большим преимуществом пенобетона является возможность использования местного сырья.

Пенобетон в настоящее время получил свое второе рождение. Разрабатываются новые эффективные пенообразователи, структурообразующие добавки, технологические схемы, установки смесительные и генерирующие пену. Изменились требования к проведению технологических процессов и конечным параметрам качества продукции. С учетом необходимости повышения конкурентной способности пенобетонных конструкций необходимо, прежде всего, повысить стабильность основных характеристик материала. Анализ имеющихся данных испытаний промышленной продукции показывает, что стабильность (показатель изменчивости) по прочности на сжатие и средней плотности находится в пределах 15 – 25 %. Очевидно, что на сегодняшний день первоочередного решения требуют проблемы по совершенствованию составов и технологических процессов получения пенобетона. Совершенствованием одного технологического процесса не решить проблему стабильности параметров качества пенобетона. Необходим системный подход. Учитывая ориентацию Росстроя России на повышение качества в строительстве путем разработки и использования систем менеджмента качества по ГОСТ Р ИСО 9001-2001 (приказ №190 Росстроя России от 13.07.2005) технологические задачи по повышению стабильности качества пенобетона необходимо решать в рамках всего цикла жизнедеятельности продукции. Результаты исследований с такой постановкой задачи отсутствуют, что вызывает трудности при получении пенобетона с заданными свойствами. Актуальность выполняемой работы определяется необходимостью совершенствования технологии пенобетона по критерию повышения стабильности параметров качества продукции с использованием системной последовательности цикла жизнедеятельности продукции.

Работа выполнялась в рамках научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники»:

- подпрограмма «Межотраслевая программа сотрудничества Министерства образования Р.Ф. и Федеральной службы специального строительства Российской Федерации 2004-2005 гг.»;

- подпрограмма №211 «Архитектура и строительство» 2001-2002 гг., тема 02.04.054;

- гранту №12.2-833 «Разработка материалов для многослойных теплоэффективных конструкций из природного сырья и отходов промышленности применительно к условиям Западно-Сибирского региона».

Объект исследования – пенообразующие добавки и пенобетон на цементном вяжущем.

Предмет исследования – закономерности образования пены и пористой структуры пенобетона, влияние различных факторов на повышение стабильности параметров качества пенобетона.

Целью работы является разработка научно-обоснованных составов и технологических приемов получения пенобетонов с повышенной стабильностью параметров качества на минеральном сырье Западносибирского региона.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

- исследовать пенообразующую способность и стабильность различных пенообразующих добавок, а также их влияние на процессы структурообразования цементного камня;

- исследовать закономерности формирования пористой структуры пенобетона;

- исследовать влияние добавок (ускорителей твердения и пластификаторов) и технологических приемов на параметры качества пенобетона и их стабильность;

- разработать метод расчета состава пенобетона с использованием ЭВМ;

- разработать технологию производства пенобетонов в заводских условиях, в условиях строительной площадки и провести опытно-промышленные испытания и внедрение результатов работы.

Научная новизна работы состоит в установлении закономерностей повышения уровня и стабильности параметров качества пенобетона. При этом установлено:

- для пен средней кратности (5-10) размер пор и их расположение в объеме (упаковка), полученные в процессе пенообразования, практически не изменяются в смесителе при объединении с минерализаторами с удельной поверхностью 200 – 300 м2/кг (цемент, наполнители) при водотвердом отношении смеси 0,60 – 0,65, что позволяет управлять процессом формирования поровой структуры пенобетона на стадии получения пены и ее смешивания с другими компонентами;

- наибольшая стойкость и кратность пены обеспечивается при генерировании пор двух уровней по размеру: первый – 0,5 – 1,0 мм, а второй в 4 и более раза меньше, что позволяет повысить однородность поровой структуры и снизить показатель изменчивости по средней плотности до 2,2, а по прочности до 5,1.

- между наибольшим размером зерен заполнителя и проектируемой (требуемой) средней плотностью пенобетона (при достижении его максимальной прочности) установлена связь, что позволило разработать методику выбора заполнителя при проектировании состава пенобетона и технологию обогащения песка для его использования в технологии пенобетона.

Личный вклад автора состоит в получении экспериментальных результатов, изложенных в диссертационной работе, (не менее 70%), их анализе и обобщении. Роль научного руководителя заключалась к постановке вопросов, участию в обсуждении и анализе полученных научных результатов.

На защиту выносятся: совокупность установленных закономерностей по формированию поровой структуры и стабильности параметров качества пенобетона путем подбора его состава и использования научно-обоснованных технологических приемов, а именно:

- процессы повышения стабильности свойств пенобетона;

- критерии оценки эффективности пенообразующих добавок, результаты экспериментальных исследований по влиянию пенообразующих добавок на свойства цементного камня;

- результаты экспериментальных исследований по влиянию удельной поверхности минеральной составляющей, а также химических добавок на свойства пенобетона;

- способ подбора и составы пенобетона на основе местного минерального сырья;

- результаты опытно-промышленных испытаний и внедрения результатов работы.

Достоверность результатов и выводов по работе обеспечена методически обоснованным комплексом исследований с использованием современных средств измерений, применением математических методов планирования экспериментов и статистической обработкой результатов, а также опытными испытаниями и их положительным практическим эффектом.

Реализация работы:

Результаты исследований получили проверку при опытно-промышленных испытаниях и внедрении. На основе разработанных составов и технологических регламентов налажен выпуск неавтоклавного пенобетона в организациях: ОАО «ССМ» п. Копылово, ООО «Консенсус» г. Томск, ООО «СПК» г. Ханты-Мансийск, ООО «Бетта» г. Томск, ООО «Пенобетон-Сервис» г. Томск.

Разработаны 4 технологических регламента на производство неавтоклавного пенобетона различной плотности, с использованием отечественных синтетических пенообразователей:

- на производство монолитного пенобетона в ООО «Пенобетон-Сервис»;

- на производство изделий из неавтоклавного пенобетона на производственных площадях ООО «Консенсус»;

- на производство теплоизоляционных изделий из неавтоклавного пенобетона на производственных площадях ОАО «ССМ»;

- на производство теплоизоляционных изделий из неавтоклавного пенобетона на производственных площадях ООО «СПК».

Разработаны 4 технических условия:

- ТУ 2481-007-43992733-2003 «Пенообразователь Биолас 2»;

- ТУ 5760-001-76643640-2005 «Пенобетон монолитный»;

- ТУ 5832-038-02069295-2005 «Блоки стеновые из цементного пенобетона»;

- ТУ 5767-030-02069295-2004 «Изделия из теплоизоляционного пенобетона неавтоклавного твердения».

Результаты экспериментальных исследований, полученных при выполнении диссертационной работы, внедрены в учебный процесс для студентов специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы и результаты исследований представлены на:

- 2-ой Международной научно-технической конференции «Архитектура и строительство» (Томск, ТГАСУ, 2002 г.);

- межрегиональной научно-технической конференции "Строительство: материалы, конструкции, технологии" (Братск, 2003 г.);

- всероссийской конференции «100 лет архитектурно-строительному образованию в Сибири» (Томск, 2002 г.);

- 9-ой Международной научно-практической конференции «Качество – стратегия XXI века» (Томск, 2004 г.);

- 10-ой Международной научно-практической конференции «Качество – стратегия XXI века» (Томск, 2005 г.);

Публикации:

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 научных статьях и тезисах докладов.

Практическая ценность работы.

Разработанные составы и технологические приемы приготовления пенобетона позволяют получить пенобетон с плотностью 300-1200 кг/м3 с высокой степенью стабильности параметров качества.

Полученные результаты исследования по влиянию гранулометрического состава мелкого заполнителя на свойства пенобетона легли в основу технологии производства мелкого обогащенного песка в ОАО «Томская судоходная компания» г. Томск применительно к изготовлению пенобетона.

Разработан способ подбора состава неавтоклавного пенобетона с использованием синтетических пенообразователей и ускорителей твердения отечественного производства.

Структура и объем работы:

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы наименований и приложений. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 40 таблиц, 35 рисунков, приложения и список литературы из 115 наименований.

Автор выражает признательность коллективу кафедры строительных материалов и технологий, и лично к.т.н. доценту Н.П. Душенину, за консультации и критические замечания, учтенные при выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы и необходимость проведения исследований для получения пенобетона со стабильными параметрами качества, определена цель и задачи исследований, изложена научная новизна, практическая значимость работы и результаты ее реализации.

В первой главе на основе данных опубликованных работ Ю.М. Баженова, А.Т. Баранова, Ю.П. Карнаухова, С.А. Коломацкого А.П. Меркина, С.И. Павленко, Б.М. Румянцева, В.И. Соломатова, И.Б. Удачкина, Е.М. Чернышева, В.Ф. Черных по структуро- и порообразованию в цементных строительных композициях, рассмотрены различные способы получения и свойства пенобетона, его преимущества и недостатки по сравнению с другими теплоизоляционными материалами. Возросший значительный интерес к пенобетону неавтоклавного твердения вызван не только его потенциальными техническими и эксплуатационными характеристиками, но и простой, доступной технологией производства поризованных материалов и изделий с использованием местного сырья. Однако пенобетоны отличаются недостаточной стабильностью средней плотности, прочности и другими параметрами качества.

Параметры качества пенобетона зависят от стабильности свойств пенообразователя, мелкого заполнителя, вяжущего, технологии приготовления, условия твердения пенобетона (рис. 1). Следовательно, для решения проблемы повышения стабильности пенобетона необходим комплексный подход, предполагающий изучение влияния различных факторов на свойства пенобетона, и использование их для управления параметрами качества пенобетона в целом.

Рис. 1 Факторы, влияющие на стабильность свойств пенобетона.

Управление уровнем качества и стабильностью параметров пенобетона в рамках разрабатываемой технологии может быть осуществлено с использованием принципов системы менеджмента качества ГОСТ Р ИСО 9001-2001, а именно процессного подхода реализации цикла жизнедеятельности продукции.

Вторая глава диссертации посвящена характеристикам применяемых материалов и методикам проведения исследований.

В качестве вяжущего для приготовления пенобетонной смеси применялся портландцемент Топкинского цементного завода двух видов ПЦ 500-Д0 и ПЦ 400-Д20.

В качестве мелкого заполнителя использовались пески Томской области месторождений «Кудровское» и «Дикая коса».

При разработке составов и исследований пенобетонов применялись:

- пенообразователи ТЭАС, Neopor, ПО-1, Неолас, Биолас 2, Ареком 4 и ПБ 2000;

- пластификаторы С-3 и ЛСТ;

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»