Теплоизоляционный пенобетон на модифицированных пеноцементных смесях

• Автор: Черноситова, Елена Сергеевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 252 с. : ил.

Содержание
Введение.

1 Обзор литературных источников

1.1 Пенобетон перспективный строительный материал.

1.2 Применение теплоизоляционного пенобетона в строительстве

1.3 Преимущества и недостатки современных ячеистых бетонов

1.4 Технологические особенности получения теплоизоляционного пенобетона.

1.5 Выбор материалов.

1.6 Проблемы нормативной базы пенобетонов

Выводы по главе

2 Сырьевые материалы, методики исследований и приборы, используемые в работе.

2.1 Характеристика сырьевых материалов
2.2 Методы исследований. Приборы и оборудование.
2.2.1 Подготовка сырьевых материалов и
изготовление образцов
2.2.2 Методики оценки характеристик технической пены
2.2.3 Методы физикомеханических испытаний
2.2.4 Методы исследования процессов гидратации .
2.2.4.1 Микроскопические исследования.
2.2.4.2 Рентгенофазовый анализ
2.2.4.3 Дериватографический анализ
2.2.5 Статистическая обработка данных
и планирование эксперимента
3 Получение теплоизоляционного пенобетона на пенообразователях
различной природы.
3.1 Термодинамические аспекты получения поризованного цементного камня.
3.2 Влияние водоцементного отношения и природы применяемого пенообразователя на свойства пеноцементной смеси и характеристики получаемого материала.
3.2.1 Поверхностное натяжение пенообразователей разной природы.
3.2.2 Реологические характеристики пеноцементных смесей
3.3 Физикомеханические характеристики пенобетона.
3.4 Процессы гидратации в поризованном цементном камне
3.4.1 Исследование продуктов гидратации методом РФЛ.
3.4.2 Дифференциальный термический анализ продуктов гидратации
3.4.3 Исследование продуктов гидратации с помощью кристаллооптического метода.
3.5 Теплофизические характеристики теплоизоляционных пенобетонов.
Выводы по главе.
4 Совершенствование технологии теплоизоляционного пенобетона
4.1 Выбор вяжущего для производства теплоизоляционного пенобетона.
4.2 Изучение возможности применения добавок ускорителей твердения и пластифицирующих добавок в технологии пенобетона.
4.2.1 Применение добавокускорителей схватывания.
4.2.2 Влияние добавокускорителей на свойства пенобетона
4.2.3 Применение пластифицирующих добавок
4.3 Выбор минеральных добавок
4.3.1 Адсорбция и активность.
4.3.2 Исследование продуктов гидратации пенобетона с минеральной добавкой.
4.3.3 Влияние добавок на реологические характеристики пеноцементной смеси
4.3.4 Выбор способа ввода добавок в пеноцементную смесь
4.3.5 Подбор оптимальных составов смесей для получения теплоизоляционного пенобетона с помощью математического планирования эксперимента.
4.4 Режимы твердения.
Выводы по главе
5 Опытнопромышленная апробация полученных результатов и оценка строительнотехнических свойств теплоизоляционного пенобетона
5.1 Получение теплоизоляционного пенобетона в промышленных условиях.
5.2 Оценка строительнотехнических свойств пенобетона.
5.2.1 Физикомеханические свойства.
5.2.2 Теплофизические свойства пенобетона.
5.2.3 Водопоглощение, паропроницаемость, сорбционная влажность
5.2.4 Улучшение показателей качества пенобетона путем обработки его поверхности пленкообразующими составами
5.2.5 Деформативные свойства.
6 Расчет экономической эффективности производства теплоизоляционного пенобетона с минеральной добавкой
Общие выводы.
Библиографический указатель
Приложения.
Введение
После ввода в действие с 1 сентября г изменения 3 к СНиП П3 Строительная теплотехника, устанавливающим более высокие требования к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций зданий, большое внимание в нашей стране стало уделяться созданию новых видов эффективных теплоизоляционных материалов. Одним из направлений этой работы является совершенствование технологии производства неавтоклавного пенобетона.
Этот материал широко применяется в строительстве зарубежом в Германии, Голландии, а также в Скандинавских странах. В Чехии блоки из пенобетона называют биоблоками, поскольку в качестве сырья для их производства используются экологически чистые компоненты, а поровая структура материала способствует созданию комфортного микроклимата в помещениях.
Пенобетон удовлетворяет основным критериям, сформулированным в докладе комиссии экспертов Европейского союза о перспективах развития строительства в Европе до г, которым должны отвечать прогрессивные строительные материалы. К их числу относят
минимальное изъятие природных ресурсов при изготовлении и максимальное использование попутных продуктов
экономичность, высокая прочность и долговечность
сочетаемость с другими видами материалов
экологическая безопасность при производстве и эксплуатации
перерабатываемость для строительных и иных нужд.
Действительно, пенобетон сочетает в себе многие из вышеперечисленных
свойств. Возможность монолитной заливки на фоне тенденции к увеличению доли монолитнокаркасного домостроения предопределяет рост потребности в этом материале. Однако выпуск пенобетона, особенно низких плотностей, сопряжен с рядом трудностей пеноцементная смесь не всегда устойчива, часто дает осадку, получаемый материал неоднороден по свойствам. Поэтому в настоящее время превалирует промышленный выпуск пенобегонов марки по
плотности , в то время как для повышения эффективности
теплозащиты необходим материал более низкой плотности.
Актуальность


При ВЦ 0, к гелевой пористости добавляется контракциониая пористость, образовавшаяся в результате уменьшения объема воды и цемента при химической реакции соединения их молекул в процессе его гидратации. При ВЦ 0,5 в систему добавляются капиллярные и воздушные поры, образуемые при испарении избытка воды и в процессе приготовления пеноцементной суспензии. ВЦ. В тоже время из исследований известен факт увеличения прочности ячеистого бетона в 1, раза при увеличении ВЦ, который объяснялся тем, что при увеличении количества воды увеличивается подвижность раствора, что снижает вероятность слияния пор и обусловливает получение более качественной структуры макропор. В работе приводится теоретическое обоснование технологии получения пенобетона низкой плотности на основе исследований модели матрицы цементного камня и структуры высокопоризованного пенобетона. Рис. Результаты проведенного моделирования устанавливают влияние минимального расстояния между порами толщины межпоровой перегородки на их распределение в цементной матрице, определяющей плотность пенобетонного камня, от которой в свою очередь зависят многие другие характеристики. Согласно справочнику пенобетоны марок 0 0 имеют следующие характеристики звукоизоляции в зависимости от толщины слоя 0 мм дБ, 5 мм дБ 0 мм дБ 5 мм дБ. Коэффициент звукопоглощения пенобетона с объмной массой 0 кгм3 соизмерим со звукопоглощением специальной акустической штукатурки и равен дБ . Пенобетон является негорючим материалом. Его можно применять для изготовления конструкций всех классов противопожарной безопасности. Предел огнестойкости самонесущей стены, выполненной из блоков толщиной мм, составляет 0, а предел распространения огня принимается равным 0 см. Показателями долговечности пенобетона могут быть его морозостойкость и атмосфероустойчивость . Проведнные экспериментальные исследования, а также анализ качества конструкций из пенобетона эксплуатирующихся в течение многих лет в различных природноклиматических условиях показали, что морозостойкость пенобетона на выше морозостойкости легких бетонов на пористых заполнителях с равной объмной массой и прочностью. При этом прямое воздействие солнца, а также попеременное увлажнение и высушивание, не оказывают отрицательного влияния на его структуру и свойства. Однако для теплоизоляционного пенобетона плотностью до 0 кгм3, наиболее часто используемого для внутренней теплоизоляции, эти показатели не актуальны, поскольку в таких случаях с внешней средой пенобетон не контактирует. Ниже приведены основные физикотехнические характеристики теплоизоляционного пенобетона . Таблица 1. Прочность при сжатии в возрасте сут, МПа 0, 0,8. Традиционными недостатками ячеистых бетонов, независимо от принятой технологии, являются недостаточная физикомеханическая прочность, в частности низкая сопротивляемость растягивающим напряжениям и повышенная хрупкость, а также высокие деформации усадки. Несмотря на более высокий уровень развития технологий этого материала за рубежом, по информации проф. АЛО. Киселева , достичь таких же прочностей, как у автоклавного ячеистого бетона, пока не удается. Таблица 1. Неавтоклавные пснобетоны относительно малоэнергоемки и имеют ряд преимуществ по сравнению с другими теплоизоляционными материалами, однако указанные недостатки сужают области их эффективного применения. Из литературных источников известен ряд подходов к решению обозначенных проблем. Для снижения усадки в состав пенобетона вводят песок, керамзитовый, вермикулитовый и перлитовый песок и гравий, микрокремнезем повышают среднюю плотность, вводят пластификаторы, противоусадочные добавки, уменьшают ВЦ. Однако, как отмечают авторы , , такие меры не всегда эффективны для снижении усадки теплоизоляционного пенобетона плотностью ниже 0 кгм3 вследствие низкой несущей способности его пенного каркаса, часто сопровождаются резким уменьшением прочности. В качестве альтернативного решения предлагается использовать специальные виды вяжущих, способных компенсировать усадку пенобетона и повысить его прочность, особенно в ранние сроки твердения.