Технологические принципы управления макроструктурообразованием газосиликата с использованием фактора давления внешней газовой фазы

• Автор: Резанов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 192 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1 Макроструктурообразованне, как фактор, определяющий свойства ячеистого силикатного бетона.

1.1 Состояние отрасли и актуальность выбранного направления исследований .

1.2 Краткий анализ процессов и факторов, определяющих качество макроструктуры ячеистого бетона.

1.3 О связи параметров макроструктуры и качественных характеристик ячеистых бетонов.

1.4 Классическая модель устойчивости газового пузыря, как прототип реальной ячеистой структуры
1.5 Баланс внутренних и внешних сил и условия формирования совершенной ячеистой структуры

1.6 Фактор давления внешней газовой фазы, как элемент управления

процессом порообразования

Выводы по главе

2 Методика выполнения работы.
2.1 Общие методологические основы исследований.
2.2 Этапы выполнения исследований
2.3Характеристики сырьевых материалов
2.4 Методики исследований
2.4.1 Стандартные методики исследований
2.4.1.1 Методика определения свойств сырьевых компонентов.
2.4.1.2 Методика определения физикомеханических свойств газосиликата .
2.4.2 Нестандартные методики исследований
2.4.2.1 Описание технологии изготовления массивов из газосиликата для стандартных и нестандартных испытаний образцов
2.4.2.2 Методика определения кинетики вспучивания бесконтактным методом
2.4.2.3 Методика определения кинетики газовыделения и нарастания пластической прочности в процессе поризации смеси
2.4.2.4 Методика определения воздухопроницаемости газосиликата
2.4.2.5 Методика определения основных характеристик макроструктуры ячеистых материалов.
3 Разработка методики фотоморфометрического анализа макроструктуры ячеистых бетонов.
3.1 Предпосылки к разработке методики.
3.2 Методика получения шлифов газосиликата и цифровых изображений макроструктуры
3.3 Разработка программного комплекса морфометрической идентификации параметров макроструктуры ячеистого бетона с использованием функционала МаВ.аЬ
3.3.1 Краткое описание морфометрических функций, заложенных в Ма1ЬаЬ
3.3.2 Морфометрическая идентификация параметров макроструктуры ячеистых бетонов избирательной декомпозицией
3.3.3 Морфометрическая идентификация параметров макроструктуры ячеистых бетонов в программе МОКРО программа морфомстричс
ской обработки и анализа изображений шлифов
3.4 Результаты апробации программы МОКРО
Выводы по главе 3.
4 Факторы управления процессом порообразования в технологии ячеистого силикатного бетона.
4.1 Рецептурнотехнологические факторы как общепринятый вариант
управления процессом формирования макроструктуры газосиликата
4.1.1 Краткий анализ рецептурных факторов и их ранжирование по
степени влияния на качество формирующейся макроструктуры
4.1.2 Постановка оптимизационного активного 3х факторного эксперимента методом БоксаУилсона.
4.2 Экспериментальные исследования тепловыделения поризующейся смеси в зависимости от продолжительности хранения применяемого
4.3 Исследование влияния давления внешней газовой фазы на основные характеристики газосиликата оптимальной рецептуры
4.3.1 Характеристики объекта исследований.
4.3.2 Исследование влияния давления внешней газовой фазы на основные характеристики газосиликата оптимальной рецептуры.
4.3.2.1 Влияние режимов приложения давления внешней газовой
фазы на основные характеристики получаемого газосиликата
4.3.2.2 Влияние величины давления внешней газовой фазы на основные характеристики газосиликата при статичном сс приложении.
4.3.2.3 Распределение внутрипорового и внешнего давлений газовой фазы по высоте поризуемой массы.
4.3.3 Исследование возможностей улучшения ячеистой структуры за счет фактора давления внешней газовой фазы в случае неоптимального протекания процесса порообразования.
4.3.3.1 Исследование возможностей улучшения физикомеханических свойств газосиликата за счет давления внешней газовой фазы
4.3.3.2 Определение значений величины избыточного внутрипорового давления в зависимости от режима поризации.
Выводы но главе 4.
5 Давление внешней газовой среды как фактор оперативного управления процессом порообразования.
5.1 Предпосылки к созданию автоматизированной системы управления процессом порообразования за счет фактора давления внешней газовой фазы.
5.1.1. Идентификация математической модели процесса газообразования как функции температуры смсси
5.1.2. Предпосылки к разработке системы автоматического управления процессом порообразования
5.2 Оценка результатов экспериментальнотеоретических изысканий
по улучшению качества газосиликата.
Выводы по главе 5.
6 Техникоэкономическая оценка практического внедрения результатов исследований.
6.1. Расчет сокращения производственых затрат при реализации предлагаемых технологических решений на предприятиях по производству газосиликатных блоков
6.2. Расчет снижения материальных затрат ог применения в строительстве газосиликатных изделий повышенного качества.
6.3 Суммарные показатели экономической эффективности от внедрения предлагаемых решений.
Основные выводы
Список использованных источников


Однако технологический регламент производств, работающих по литьевому методу, предъявляет высокие требования к качеству сырьевых материалов, в особенности к качеству извести, тонкости помола сырья и его чистоте. Не секрет, что в условиях морального и физического износа производственных мощностей, российские заводыпроизводители извести не всегда способны адаптироваться к таким высоким европейским требованиям и обеспечить постоянство качества выпускаемого продукта . И эти проблемы требуют пристального внимания и решения. Говоря об эффективности стеновых материалов, весьма актуальным выглядит и другой технический аспект рассматриваемой проблемы. Па центральное место выдвигается их способность препятствовать теплопередаче, которая является функцией плотности материала. С целью уменьшить коэффициент теплопроводности выпускаемых изделий перед производителями остро стоит задача понижения плотности ячеистых изделий без ухудшения физикомеханических показателей. Поэтому незначительное уменьшение плотности производимых изделий приводит к ощутимому падению прочностных показателей газосиликата. Основная причина такого падения заключается в механизмах формирования макроструктуры газосиликата в период его иоризации. От качества макроструктуры ячеистого бетона, которое характеризуется объемом пористости, распределением пор по размерам, толщиной межпоровых перегородок, наличием дефектов и др. На сегодня даже передовые предприятия с предельно высоким уровнем автоматизации технологического процесса терпят большие убытки, связанные с браком изделий на стадии формования, когда протекают ключевые физикохимические процессы, определяющие качество макроструктуры и как следствие свойств материала. При этом, не смотря на современные технологические и технические иностранные разработки, брак в первую очередь обусловлен жесткой привязкой технологии к характеристикам сырьевых материалов. И даже при полной автоматизации технологического процесса управление формованием осуществляется пассивно, за счет рецептурных факторов. В случае их отклонения от оптимума, возможности оперативного вмешательства в процесс формования по литьевой технологии на сегодня отсутствуют. Таким образом, в технологии производства газосиликата с пониженной плотностью, проблема повышения качества изделий наиболее актуальна. И главным образом, ее решение должно заключаться в формирования оптимальной макроструктуры на стадии порообразования. При этом, процесс получения оптимальной ячеистой структуры должен обеспечиваться оперативностью управления его состоянием. Для поиска решений обозначенной проблемы необходим анализ процессов и факторов, определяющих качество макроструктуры ячеистого бетона, который приводится ниже. Как известно, в технологии газосиликата одним из наиболее ответственных этапов является порообразование и стабилизация массы в период формирования ячеистой макроструктуры. На этой стадии протекают основные процессы, определяющие качество макроструктуры и физикотехнические характеристики получаемого газосиликата . Рассматривая явление вспучивания сырьевой смеси, необходимо выделить в нем 2 основных процесса, обусловливающих получение ячеистой структуры газовыдсленис за счет реакции взаимодействия алюминиевой пудры, вводимой в сырьевую смесь, с водой в щелочном растворе СаОН2 и изменение вязкопластичных свойств смеси в процессе гидратации извести и минералов цемента. При изучении механизма вспучивания большинство исследователей пришло к выводу о том, что для нормального процесса формирования ячеистой структуры необходимо обеспечить определенное соотношение между скоростью газообразования и изменением вязкости смеси. Лучшими условиями формования газосиликата следует считать совпадение периода максимального газовыделения с оптимальными значениями пластичновязких характеристик , . Синхронизация процессов в графическом изображении выражается наложением заштрихованных полей на диаграмме газовыделение пластическая прочность рисунок 1. На сбалансированность этих одновременно протекающих процессов оказывает влияние множество факторов рецептурного и параметрического характера. На рисунке 1. Рисунок 1. Объем вылепившегося га а V. Рисунок 1. Графики а и б рисунка 1.