Ячеистый бетон неавтоклавного твердения на основе стеклобоя

• Автор: Шестеркин, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 196 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ4

ГЛАВА I. Состояние вопроса

1.1. Конструкционнотеплоизоляционные ячеистые бетоны 9

1.2. Современный опыт использования стеклобоя в производстве строительных материалов

1.3. Жидкое стекло как щелочной компонент вяжущего на основе

стеклбоя.

Выводы по главе 1

ГЛАВА II. Научные основы получения бетона ячеистой структуры на основе стеклобоя.

2.1. Влияние технологических факторов на процесс гидратации стекла.

2.2. Система растворимых щелочных силикатных связующих

2.2.1.Химические свойства жидких стекол.
2.2.2.Способы твердения жидкостекольных систем
2.3. Георетические предпосылки разработки состава и физико химические основы процессов гидратации и структурообразования смененного стекольного вяжущего ССВ
2.4. Формирование ячеистой структуры бетона
2.4.1.Способы получения ячеистой структуры
2.4.2. Теория прочности ячеистой структуры
Выводы по главе 2
Рабочая гипотеза.
ГЛАВА III. Разработка и исследование вяжущего на основе стеклобоя ССВ
3.1. Характеристика основных сырьевых материалов.
3.2. Основные методики проведения исследований.
3.3. Разработка состава смешанного стекольного вяжущего ССВ
3.3.1. Влияние дисперсности стеклобоя и жидкотвердого отноше
ния на прочностные показатели ССВ.
3.3.2. Влияние плотности и силикатного модуля жидкого стекла на основные свойства ССВ.
3.3.3. Влияние плотности и силикатного модуля жидкого стекла на кинетику процессов структурообразования ССВ.
3.4Влияние тепловой обработки на кинетику твердения и свойства ССВ
3.5. Модифицирование ССВ
3.5.1. Выбор эффективных модифицирующих добавок
3.5.2. Оптимизация состава модифицированного вяжущего МССВ
3.5.3. Микроструктурный и рентгенофазовый анализы ССВ
Выводы по главе 31
ГЛАВА IV. Технология ячеистого бетона на основе МССВ
4.1. Обоснование выбора пенообразователя.3
4.2. Подбор состава ячеистого бетона.0
4.3. Структурообразование и твердение ячеистого бетона6
4.3. Микроструктурный анализ макропористости ячеистого бетона9Выводы по главе 4.4
ГЛАВА V. Свойства ячеистого бетона на основе МССВ.
5.1. Прочность и деформативность
5.1.1. Прочность.6
5.1.2. Деформативность9
5.1.3. Деформации усадки.6
5.2. Теплофизические свойства
5.2.1. Теплопроводность9
5.2.2. Сорбция и капиллярный подсос2
5.4. Морозостойкость.6
Выводы по главе 59
ГЛАВА VI. Апробация результатов исследований и оценка техникоэкономической эффективности организации производства ячеистого бетона на основе стеклобоя.
6.1 .Опытная апробация технологии ячеистого бетона на основе стекло
боя. 1
6.2. Техникоэкономическое обоснование эффективности организации
производства ячеистого бетона на основе стеклобоя4
Общие выводы по диссертации8
Список литературы


Известна бетонная смесь па основе стекла, включающая дополнительно молотый кварцевый песок, крупный заполнитель и воду, твердеющая в условиях автоклава и имеющая прочность до 6 МПа и коэффициент кислото-стойкости до 0, []. А.П. Меркиным и Ю. П.Горловым были разработаны составы бесцемент-ных вяжущих на основе природных и искусственных стекол способных отверждаться в условиях гидротермальной обработки [, 0]. В МГСУ разработан состав и технология получения конструкционно-теплоизоляционного бетона ячеистой структуры на основе стеклобоя, способного отверждаться в условиях автоклава [, 4]. Как видно из приведенных примеров, подавляющее большинство составов вяжущих и бетонов на основе стеклобоя способны отверждаться в условиях автоклавирования. Учитывая высокую энергоемкость, а соответственно и стоимость подобных технологических операций и отказ в последнее время от автоклавной обработки, наиболее перспективным способом утилизации боя стекла на базе существующей индустрии строительных материалов является разработка составов вяжущих и бетонов на основе стеклобоя, способных отверждаться при атмосферном давлении с температурой изотермического цикла не превышающей 0°С. Еще более интересным и перспективным с точки зрения технологичности процессов бетонирования представляется исследование возможности получения вяжущего, способного отверждаться в нормальных температурновлажностных условиях и такие работы в последнее время уже ведутся. В Мордовском государственном университете, а также в Московском государственном университете путей сообщения под руководством В. И. Со-ломатова, В. Т.Ерофеева и др. С, так и в нормальных температурно-влажностных условиях. При этом материал имеет прочность до МПа, водостойкость - до 0,, кислотостойкосгь - до 0, [2, 4, 7]. С. Исследована возможность использования стеклобоя в составе цементов. Степень наполнения цемента стеклобоем до -% не ухудшает прочностных свойств вяжущего. Разработаны гипсовые композиции, включающие до % тонкомолотого стеклопо-рошка и пластифицирующую добавку. При этом гипсовая масса отличается повышенной подвижностью, прочность затвердевшей композиции в 1,5-1,8 раза превышает прочность бездобавочиого гипсового камня []. Из приведенных примеров видно, что составы на основе стеклобоя и едкой щелочи после неавтоклавного твердения характеризуются невысокими прочностными показателями и величиной водостойкости. Жидкое стекло как щелочной компонент вяжущего на основе стеклобоя. При затворении тонкодисперсного стеклобоя водой он не проявляет сколько-нибудь существенной активности. В связи с этим, для активизации стеклобоя необходимо введение в систему гидроксил-ионов извне вместе с водой за творения. В работе [] показано, что активность вяжущих аналогичных систем во многом зависит от вида аниона, вводимого в качестве щелочного компонента. ОН' анионом, СО 'з анионом, 'з анионом и 8Ю;"з анионом от ,2 МПа, ,6 МПа, ,2 МПа и ,6 МПа соответственно. Из этого ряда видно, что затворение системы силикат анионом дает максимальную прочность камня. В промышленности жидкие стекла (растворимые силикаты) получают из природного песка и соды. В отдельных случаях жидкое стекло производится в качестве побочного продукта основного производства [7] или как один из продуктов комплексной переработки минерального сырья []. Химический состав растворимых силикатов натрия полученных разными способами приведен в таблице 1. Таблица 1. Низкомодульный содовый ,8- ,4 . Химическая характеристика промышленных жидких стекол в соответствии с действующей технической документацией включает содержание основных оксидов (Si, R2O), их мольное соотношение (модуль), содержание примесных оксидов (AI2O3, Fe3, CaO, SO3) и плотность раствора. Содержание основных оксидов в промышленных натриевых жидких стеклах в пределах стандартной плотности приведено в таблице 1. Таблица 1. Снижение величины силикатного модуля до требуемых значений достигается введением едких щелочей как в емкости с готовым жидким стеклом, так и непосредственно в автоклав до начала растворения силикаг-глыбы (снижение модуля совмещается с варкой).