Гранулированный наноструктурирующий заполнитель на основе сырья различного типа для легких бетонов

• Автор: Максаков, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 191 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Перспективы развития производства стеновых строительных материалов

1.2. Современные теплоизоляционные строительные материалы и требования к ним

1.3. Виды природного кремнеземного сырья, запасы и области его использования при производстве строительных материалов

1.4. Силикаты щелочных металлов и их применение

1.5. Выводы

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1. Методы исследований сырьевых и синтезированных материалов

2.1.1. Методы оценки фазового состава сырьевых и синтезированных материалов

2.1.2. Определение физикомеханических характеристик бетона

2.2. Применяемые материалы
2.2.1. Сырье для получения гранулированного заполнителя
2.2.2. Компоненты для получения бетона
2.3. Технология лабораторного синтеза гранулированного заполнителя
2.4. Выводы
3. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОСТАВА ГНЗ НА ОСНОВЕ СЫРЬЯ РАЗЛИЧНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ТИПОВ
3.1. Анализ активности сырьевых компонентов в щелочной среде
3.2. Разработка экспрессметода определения активности кремнеземного сырья как компонента ГНЗ
3.2.1. Экспрессметод определения активности кремнеземного сырья как компонента ГНЗ
3.2.2. Определение активности сырья различных типов
3.3. Подбор состава оболочки ГНЗ
3.4. Выводы
4. СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ В СИСТЕМЕ ЦЕМЕНТГНЗМЕЛКИЙ ЗАПОЛНИТЕЛЬ
4.1. Влияние характеристик ГНЗ на степень пропитки
мелкозернистого бетона
4.2. Особенности структурообразования цементных систем в присутствии полисиликатов натрия
4.3. Микроструктурные особенности цементного камня с использованием ГНЗ
4.4.Выводы
5. ТЕПЛОЭФФЕКТИВНЫЕ БЕТОНЫ НА ОСНОВЕ ГНЗ
5.1. Расчет состава бетона с использованием ГНЗ
5.2. Техникоэксплуатационные свойства легкого бетона в зависимости от состава ГНЗ
5.3. Особенности технологии производства мелкоштучных стеновых изделий на основе бетона с применение ГНЗ
5.3.1 Номенклатура выпускаемых изделий
5.3.2. Технология получения гранулированного заполнителя
5.3.3. Производство мелкоштучных стеновых изделий из конструкционнотеплоизоляционного бетона
5.4. Расчет стеновой конструкции с учетом эксплуатационных характеристик разработанного бетона
5.5. Техникоэкономическое обоснование и апробация результатов исследований
5.5.1 Техникоэкономическое обоснование
5.5.2 Расчет капитальных вложений
5.5.3 Расчет производственной программы
5.5.4 Затраты на производство и себестоимость продукции
5.5.5 Техникоэкономические показатели проекта
5.5.6. Апробация результатов исследований в промышленных
условиях и учебном процессе
5.6. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Повышение энергоэффективности строительства подразумевает минимизацию энергозатрат при производстве и использовании строительных материалов. В связи с этим легкий конструкционный и конструкционнотеплоизоляционный бетон, характеризующийся высокими показателями сопротивления теплопередаче, востребован на всей территории РФ. Важным компонентом такого бетона является легкий заполнитель, свойства которого во многом определяют конечные свойства композита. Расширение сырьевой базы для производства легких заполнителей, исключение высокотемпературных этапов их производства, обеспечение высоких показателей качества конечного продукта являются перспективными направлениями развития промышленности строительных материалов. В настоящее время активно ведутся исследовательские работы по повышению эффективности традиционных и созданию новых видов легких заполнителей для бетона.
В связи с этим актуальной является разработка легких заполнителей для получения бетонов с улучшенными теплофизическими характеристиками и пониженным водопоглощением, не требующих высоких энергозатрат при производстве.
Ранее была доказана принципиальная возможность получения гранулированного наноструктурирующего заполнителя ГНЗ пролонгированного действия на основе кремнеземного сырья без высокотемпературной обработки как самого заполнителя, гак и бетона на его основе. Однако остается открытым вопрос расширения спектра сырья и разработки критериев его рационального выбора для получения ГНЗ, который будет обладать наибольшей активностью, а образующиеся полисиликаты обеспечат формирование рациональной структуры композита в целом.
Актуальность


К ним относятся возрастающая потребность населения в индивидуальном жилье, ужесточение требований к тепловой защите зданий и сооружений, малоэтажность строительства, более низкая стоимость и сокращение сроков строительства. В последние два десятилетия произошел качественный скачок в технологии и свойствах стеновых материалов в связи с появлением новых видов бетонов высокотехнологичных, высокопрочных, малоусадочных и т. В настоящий момент растет применение новых классов добавок к бетонам, затрагивающих более глубокие механизмы структурообразования. Это, так называемые, нанодобавки или наномодификаторы. Такие частицы и их ансамбли приобретают иную физикохимическую и механохимическую активность, в силу чего могут принципиальным образом изменять процессы синтеза, структурообразования, менять термодинамическую и энергетическую обстановку в дисперсной системе, какой является бетонная смесь . Основными направлениями развития строительной отрасли России в ближайшем будущем является дальнейшая модернизация предприятий с ориентацией на производство энергоэффективных домов и расширение производства эффективных материалов и изделий для малоэтажного и индивидуального жилищного строительства и продукции общестроительного назначения с использованием местных строительных материалов и энергосберегающих технологий, а также зарубежного опыта . Таким образом, исходя из существующего состояния строительной отрасли, к перспективам развития стеновых материалов можно отнести расширение сырьевой базы с возможностью использования активности сырья повышение энергоэффективности технологий производства с максимальным снижением энергозатрат применение нанодобавок и наномодифицирующих компонентов для регулирования структурообразования и повышения эксплуатационных характеристик. Новые нормы термического сопротивления ограждающих конструкций, принятые с введением СНиП Тепловая защита зданий, привели к необходимости модификации традиционных конструкций стен из мелкоштучных материалов, либо к созданию новых материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, и, в первую очередь, теплоизоляционными. Проведем сравнение традиционно применяемых и современных стеновых теплоизоляционных материалов. Как известно, российскими заводами стройматериалов в основном производятся полнотелый керамический кирпич, силикатный кирпич, ячеистые бетоны, пустотелые блоки на цементе. Наибольшее количество среди мелкоштучных изделий см. При этом доля его производства, а, следовательно, и применения, постоянно снижается за счет остановки устаревших производств и ввода в эксплуатацию новых современных предприятий, как правило, на основе импортного оборудования, производящих высококачественный пустотный кирпич. Если сравнить керамический и силикатный кирпичи, то энергозатраты при эксплуатации зданий и масса стен при строительстве показывают, что они близки по значениям. При этом стоимость силикатного кирпича на ниже стоимости керамического. Но интенсивное использование силикатного кирпича в строительстве сдерживается изза снижения качества декоративных свойств лицевой поверхности кирпича в процессе длительной эксплуатации. Кроме того, интенсивное разрушение силикатного кирпича в процессе его эксплуатации в неблагоприятных условиях при достаточно коротком сроке их службы, заставляет возвращаться вновь к проблемам производства долговечных стеновых материалов . Поэтому спрос на силикатный кирпич постепенно снижается, коэффициент использования мощностей предприятий по его выпуску в настоящее время крайне невелик, многие предприятия остановлены. Наблюдается процесс переориентации предприятий на производство ячеистых безавтоклавных пенобстонных изделий, цементнопесчаных мелких блоков для малоэтажного строительства и другой продукции, имеющей рыночную перспективу, что обусловлено еще и резким возрастанием спроса на данные виды материалов. В частности, к ячеистым бетонам, как особо легким бетонам с большим количеством до от общего объема бетона мелких и средних воздушных ячеек размером до ,5 мм, относят нено и газобетоны .