Диссертация (1141449), страница 41
Текст из файла (страница 41)
для ячеистых бетонов составила: наоснове супеси ААП-1 – 71,62 Бк/кг, на основе супеси ААП-2 – 64,12 Бк/кг, с добавкой 15 мас. % магнезиальной глины – 27,72 Бк/кг, на основе супеси КМА –68,7 Бк/кг, что ниже допустимой нормами радиационной безопасности НРБ–99,254которая для первого класса составляет 370 Бк/кг и соответствует требованиямГОСТ 30108–94.Таким образом, разработаны составы ячеистых бетонов на основе глинистых пород, соответствующие требованиям конструкционно-теплоизоляционных(D500 и D700), не уступающие по своим свойствам бетонам на традиционном сырье. Коэффициент теплопроводности ячеистого бетона в зависимости от среднейплотности находится в пределах 0,10–0,16 Вт/(м·°С), морозостойкость ячеистыхбетонов составляет не менее 25 циклов.
По радиационной безопасности ячеистыебетоны относятся к строительным материалам первого класса и могут быть использованы во всех видах строительства.5.1.4 Свойства газобетона на смешанном вяжущемДля повышения эксплуатационных свойств ячеистых бетонов возможна замена части извести на цемент. Для сравнительных испытаний готовили образцына основе известково-цементно-песчаного вяжущего (контрольные), известковопесчано-глинистого и известково-цементно-песчано-глинистого вяжущего. Использовался суглинок КМА пробы № 36.Известково-цементно-песчаное вяжущее (ИЦПВ) готовили совместным помолом извести, цемента и кварцевого песка в соотношении известь:цемент:песок= 1:0,8:0,6 до удельной поверхности 400 м2/кг.
Активность вяжущего составила 41мас. %. Песок для заполнителя измельчался до удельной поверхности порядка 250м2/кг. Соотношение вяжущего и заполнителя составляло 1:1,5. Образцы автоклавировали по режиму 1,5+6+1,5 ч при давлении 1 МПа.Образцы на основе известково-песчано-глинистого и известково-цементнопесчано-глинистого вяжущего автоклавировали при давлении 1 МПа по режиму1,5+2,5+1,5 ч. Состав ячеистого бетона и результаты испытаний приведены в таблице 5.9 и 5.10.Газобетон на основе традиционного сырья ИЦПВ имеет предел прочностипри сжатии 3,50 МПа.
Прочность образов на основе известково-песчано-255глинистого вяжущего и глинистой породы составляет 2,95 МПа (см. таблицу 5.9,состав 2). Введение в состав вяжущего цемента приводит к повышению прочности газобетона. При содержании в вяжущем 20 мас. % извести и 15 мас.
% цемента предел прочности при сжатии газобетона составляет 6,17 МПа, что на 76 %выше образцов на основе ИЦПВ.Таблица 5.9 – Физико-механические свойства ячеистого бетонана смешанном вяжущем *Состав№п/п1СредняяИзвесть,Цемент,плотность,мас. %мас. %кг/м3Контрольный (ИЦПВ)Rсж,МПаRсж,водонасыщ.МПаКоэффициентразмягчения7003,502,730,7822007102,952,330,7932057103,152,460,78415107103,252,570,79520107105,624,420,80620157106,175,060,82________*Номера составов повторяются в таблицах 5.10 и 6.3Таблица 5.10 – Морозостойкость ячеистого бетона на смешанном вяжущем№Потеря прочности (%) после попеременного замораживания-оттаивания, циклысостава15 циклов25 циклов35 циклов18,314,419,8212,718,424,3311,417,221,7411,116,620,6510,112,118,569,811,617,2Новообразования в газобетоне на смешанном вяжущем синтезируются какза счет взаимодействия извести с породообразующими минералами породы, так и256за счет гидратации цемента.
Это приводит к формированию прочной микроструктуры цементирующего соединения, увеличению прочности межпоровых перегородок, что обеспечивает высокие прочностные показатели газобетона.Полученный на основе известково-цементно-песчано-глинистого вяжущегогазобетон удовлетворяет требованиям теплоизоляционно-конструкционного. Морозостойкость составляет не менее 25 циклов. Значения коэффициентов размягчения свидетельствуют о том, что полученный материал обладает водостойкостью. Применение в составе вяжущего цемента повышает не только прочность, нои морозостойкость изделий.
При том необходимо учитывать, что дополнительноеиспользование в составе вяжущего цемента увеличивает себестоимость изделий.Поэтому производство газобетона на смешанном вяжущем должно быть экономически обосновано.Таким образом, использование смешанного вяжущего для производстваконструкционно-теплоизоляционных материалов на основе глинистых пород незавершеннойстадииминералообразованияпозволяетповыситьфизико-механические показатели газобетона, однако при этом увеличивается себестоимость производства.5.2 Теплоизоляционный автоклавный газобетон на основе глинистых породнезавершенной стадии минералообразованияРезультаты теоретических и экспериментальных исследований позволилисделать прогноз возможности повышения эффективности теплоизоляционных автоклавных материалов с использованием пород незавершенной стадии минералообразования. Актуальность этой темы объясняется тем, что в РФ на отоплениерасходуется энергии на 65 % больше, чем в странах ЕС.
На централизованноетеплоснабжение в РФ расходуется около 198 кВт-ч/м2/год, на децентрализованное– 263 кВт-ч/м²/год, а в среднем получается 232 кВт-ч/м²/год. Для стран ЕС наотопление жилых зданий расходуется в среднем 140 кВт-ч/м2/год. Например, в257Финляндии этот показатель составляет 185 кВт-ч/м²/год, а в Канаде – 130 кВтч/м²/год [440, 441].Из неорганических теплоизоляционных материалов наибольшее распространение получили автоклавные ячеистые бетоны, которые сочетают хорошиетеплоизоляционные свойства с такими важными для строительных материаловпоказателями как высокая прочность, морозоустойчивость, огнестойкость, биостойкость и т.д. По существующей классификации к теплоизоляционным относятячеистые бетоны со средней плотностью до 400 кг/м3.
Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов не превышает 0,108 Вт/м·°С.Наиболее эффективным теплоизоляционным материалом является газосиликат, получаемый из сырьевой смеси, состоящей из кремнеземистого компонента и вяжущего на основе цемента и извести или одной извести (до 25 мас.
%). Изделия на основе известкового вяжущего без цемента отличаются малойплотностью и низкой теплопроводностью. Однако технология производства такихматериалов отличается высокими затратами энергии. Кроме этого такие материалы обладают более низкой прочностью, что создает проблемы при транспортировке, так как даже небольшие механические воздействия приводят к разрушениютеплоизоляционных плит.
Кроме этого по этой причине необходимо соблюдатьмеры предосторожности при монтаже теплоизоляции.Использование в качестве сырья глинистых пород незавершенной стадииминералообразования позволит обеспечить синтез полиминерального состава цементирующего вещества оптимальной микроструктуры и, соответственно, высокие эксплуатационные показатели изделий.5.2.1 Свойства теплоизоляционных материалов в зависимостиот состава исходного сырьяС использованием изучаемого глинистого сырья получены теплоизоляционные материалы со средней плотностью 400 и 350 кг/м3 (Таблица 5.11 и рисунок2585.35). Изучаемую породу предварительно измельчали до удельной поверхности300 и 350 м2/кг. Состав сырьевой смеси (соотношение кремнеземистого компонента к вяжущему) выбирался таким образом, чтобы получить максимально возможную прочность.
Для получения материалов со средней плотностью 400 и 350кг/м3 водотвердое отношение (В/Т) соответствовало условию обеспечения расплыва растворной смеси по Суттарду соответственно 25 и 28 см при температуре35–40 °С. Изделия подвергались автоклавной обработке при давлении 1 МПа порежиму 1,5+5+1,5 ч.Предел прочности при сжатии известково-песчаных контрольных образцовдля марки по средней плотности D400 составил 1,8 МПа (Таблица 5.11, Рисунок5.35).
При использовании в качестве сырья глинистых пород прочность теплоизоляционных материалов повысилась. Максимальная прочность 2,4 МПа обеспечивается при использовании в качестве сырья супеси ААП-2, что выше прочностиизвестково-песчаных материалов на 33 %. Минимальное повышение прочности(11 %) обеспечивает супесь ААП-1.Предел прочности при сжатии известково-песчаных теплоизоляционныхматериалов для марки по средней плотности D350 составил 1,5 МПа (см. таблицу5.11 и рисунок 5.35). Максимальное повышение прочности (34 %), как и для изделий марки D400, обеспечивает супесь ААП-2, минимальное (14 %) – супесь ААП1.Таким образом, получены теплоизоляционные материалы с высокими теплоизолирующими свойствами.
Коэффициент теплопроводности изделий на основе известково-песчано-глинистого вяжущего составляет в сухом состоянии 0,065–0,09 Вт/м°С, что ниже теплопроводности газобетона на основе традиционногоизвестково-кремнеземистого сырья. Коэффициент теплопроводности известковопесчаных образов газобетона составил 0,09–0,1 Вт/м°С. Предел прочности присжатии теплоизоляционных материалов на основе известково-песчано-глинистоговяжущего на 11–34 % выше, чем на основе традиционного известково-песчаногосырья.259Таблица 5.11 – Состав и свойства теплоизоляционных ячеистых бетоновна основе глинистого сырьяОтношение наполнителяк вяжущему (С)Содержание СаОакт, мас.
%––601,5164037,5–––––22,51,51640–37,5––––22,51,51640––37,5–––22,51,51640–––60–––1,51640––––60––1,51645–––––55–1,5180,540,500,640,600,620,570,620,570,620,570,600,550,620,573504003504003504003504003504003504003504001,51,801,72,151,552,051,652,251,62,001,852,401,652,201111,511,011,511,511,511,50,090,100,080,090,0650,080,070,090,0650,080,0750,090,070,09259Песок кварцевый–Коэффициенттеплопроводности,Вт/(м·°С)Супесь КМА–Класс по прочности, BСупесь ААП-2–Прочность при сжатии,МПаСупесь ААП-1–Марка по среднейплотности, DМонтмориллонитгидрослюдистокварцевая40В/Т растворной смесиОпоковиднаяПесок кварцевыйПесок кварцевыйПесок кварцевыйПесок кварцевыйСупесьААП-1СупесьААП-2СупесьКМАМагнезиальная глинаПородаИзвестьСостав вяжущего, мас.
%Предел прочности при сжатии, МПа260DРисунок 5.35 – Предел прочности при сжатии теплоизоляционныхматериалов рациональных составов в зависимости от вида сырьяВ теплоизоляционных материалах на основе традиционного сырья образуются низкоосновные гидросиликаты кальция (экзотермический эффект 820 ºС иотражения 3,054; 1,82 Å на рентгенограмме) (Рисунок 5.36, кривая 1).лов на основе глинистых пород, как и в конструкционно-теплоизоляционных,представлен низкоосновными гидросиликатами кальция, тоберморитом и гидрогранатами (см.
рисунок 5.36, а и б, кривые 3–7).Экзотермический эффект низкоосновных гидросикикатов кальция в сравнении с контрольными образцами сдвигается в область более высоких температур(840–850 ºС), что свидетельствует о повышении основности гидросиликатовкальция. Рефлексы 11,481–11,632 Å на рентгенограммах принадлежат тобермориту.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
