Регистрация / Вход
Прислать материал

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВОВ СЛОИСТОГО ПОРИСТОГО ГРАВИЯ И БЕТОНА НА ЕГО ОСНОВЕ

Сведения об участнике
ФИО
Новикова Виктория Игоревна
Вуз
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Раздел области наук
Строительные материалы
Тема
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВОВ СЛОИСТОГО ПОРИСТОГО ГРАВИЯ И БЕТОНА НА ЕГО ОСНОВЕ
Резюме
Объектом исследования являются сырьевые материалы - отходы промышленности и безобжиговый слоистый пористый гравий, полученный на их основе.Научная новизна работы в том, что разработана технология производства безобжигового гравия путем создания ядра из бумажной макулатуры, полученного грануляцией, с последующим окатыванием в механически активированной сырьевой смеси. При формировании заполнителя и предотвращения гниения ядра-сердцевины обоснована технология покрытия поверхности разрезанного жгута бумажной макулатуры тончайшим слоем жидкого стекла при первичной грануляции и позволяющая подсушенному ядру выдерживать нагрузки накатывания при вторичной грануляции.
Ключевые слова
строительные материалы, заполнитель, микрокремнезем, гравий, энергоэффективность, гранулирование, теплоизоляция
Цели и задачи
Целью работы является разработка и исследование составов безобжигового слоистого пористого гравия и бетона на его основе. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
- комплексное изучение сырьевых материалов, пригодных для получения искусственного слоистого пористого заполнителя;
- разработка способа получения безобжигового слоистого пористого заполнителя с регулируемыми показателями основных свойств;
- исследование технологических параметров гранулирования материалов “ядра” и “оболочки” слоистого гравия;
- установление взаимосвязи – “состав - параметры гранулирования – свойства заполнителя”;
- разработка составов и технологических приемов получения безобжиговых слоистых пористых заполнителей на ГЦПВ;
- исследование свойств безобжигового слоистого пористого заполнителя;
- определение основных свойств легких бетонов, изготовленных на безобжиговом слоистом пористом заполнителе.
Введение

 Развитие промышленного производства пористых заполнителей из промышленных отходов позволит значительно повысить экономическую эффективность в подотрасли, сократить выбросы промышленных отходов в отвалы, организовать безотходные производства, снизить стоимость конструкций и повысить эффективность строительства. Актуальность и перспектива данной работы заключается в потребности строительной индустрии в лёгких недорогих теплоизоляционных материалах, на основе промышленных отходов.Научно-практическая значимость работы заключается в разработке составов, энергосберегающей технологии слоистого пористого заполнителя на основе отходов - бумажной макулатуры и микрокремнезема, с применением  двухступенчатого гранулирования.

Методы и материалы

В качестве методов исследований применялись - рентгенофазовый анализ, электронная микроскопия, метод трехфакторного планирования эксперимента, стандартные методы исследования заполнителей и легких бетонов. 

Основными сырьевыми компонентами для получения оболочки являются: бездобавочный портландцемент, портландцемент с добавками, высокопрочный сепарированный гипс, трепел и  микрокремнезем. Использование микрокремнезема позволяет получать из рядовых материалов бетоны с высокими эксплуатационными характеристиками и уникальными конструкционными возможностями (бетоны, известные в мире как High Performance Concrete). Для изготовления ядра-сердцевины используют отходы брянской типографии, которые представляют собой обрезки бумаги.В качестве технологическй связки используется раствор жидкого стекла. 

Основными сырьевыми материалами для производства бетона являются: вяжущее, состоящее из портландцемента или портландцемента с добавками и микрокремнезема; крупный заполнитель, в качестве которого применялся разрабатываемый слоистый пористый гравий М МКД0, МКД20, ТД0, ТД20; мелкий заполнитель: пески – кварцевый, молотый и керамзитовый; вода техническая, суперпластификатор С-3.

 

Описание и обсуждение результатов

Теоретически обоснована и практически доказана возможность получения  безобжиговых слоистых пористых заполнителей с уменьшенной насыпной плотностью  и  низкой  теплопроводностью при  утилизации техногенных отходов путем  первичной грануляции для создания из бумажной макулатуры хорошо формуемой минимальной массы “полого” ядра-сердцевины, обработанного 10 % раствором жидкого стекла и способного выдержать нагрузки накатывания при вторичной грануляции.

Разработаны и оптимизированы параметры получения гранул слоистого пористого заполнителя на основе промышленных отходов, заключающиеся в создании единого материала “ядро-оболочка”, которое обеспечивается не только физическим сцеплением, но и хемосорбционными связями. Установлена зависимость “составы – параметры грануляции – свойства заполнителя”. 

Разработаны составы, выбраны и изучены технологические приемы получения слоистых пористых заполнителей на гипсоцементнопуццолановых вяжущих.

Проведенные исследования показали, как качество гранул, скорость их образования и гранулометрический состав зависят от диаметра чаши гранулятора и от параметров его работы. Параметры работы гранулятора должны подбираться опытным путем в процессе отладки производства.

По полученным показателям прочности и плотности в качестве оптимального состава для слоистого пористого гравия следует принять состав МКД0.

Полученные результаты испытаний позволяют установить: прочность и насыпная плотность гранул слоистого пористого гравия подвергнутых сушке закономерно возрастают.

Анализ построенных номограмм показывает, что имеет место прямая зависимость между варьируемыми факторами и выходными свойствами.

Методом математического планирования эксперимента установлено, что для получения слоистого пористого гравия наиболее оптимальным, с точки зрения получения оптимальных свойств, является состав смеси для гравия включающий 25 % портландцемента, время гранулирования 5 мин, и угол наклона гранулятора – 55о.

На безобжиговом слоистом пористом гравии и ГЦПВ возможно получение легкого бетона марок 25 и 35 плотностью от 810 до 940 кг/м3.

Наибольшее водопоглощение имели образцы изготовленные на керамзитовом песке – 37,6 %, и наименьшее - на кварцевом песке – 32,6 %.

Наибольшую плотность имеют образцы изготовленные на молотом песке, она равна 940 кг/м3‚ а наименьшую на керамзитовом песке – 810 кг/м3.

 Наибольшую теплопроводность имеют образцы на кварцевом песке и заполнителе ТД0 и ТД20 – 0,29 Вт/(м·оС); наименьшую на керамзитовом песке и заполнителе МКД0 – 0,22 Вт/(м·оС). С увеличением плотности с 810 до 940 кг/м3   прочность легкого бетона увеличивается на 7 %.

Физико-механические испытания полученных бетонов показали, что по своим свойствам они не уступают бетонам на традиционных заполнителях.

Используемые источники
1 Баженов, Ю.М. Технология бетона [Текст]: учеб. / Ю.М. Баженов - М.: Изд-во АСВ, 2002 - 500 с., ил.
2 Онасенко, Ю.А., Песчанская, В.В. Высокотемпературные процессы фазообразования в системе «цемент «Gorkal-70» —микрокремнезем» [Текст]/ Technology audit and production reserves.-2013.- № 1/2(9), С.25-28.
3 Ласман, И.А., Макарова, Л.Ю. Снижение насыпной плотности безобжигового слоистого гравия [Текст] / И.А. Ласман, Л.Ю. Макарова // Вклад ученых специалистов в национальную экономику: матер. регион. научн.-техн. конф., / Брянская гос. инженер.- техн. академия.-Брянск, 2003.– С.75-79.
4 Орентлихер, Л.П., Ласман, И.А. Безобжиговый пористый гравий для лёгких бетонов [Текст] / Л.П. Орентлихер, И.А. Ласман // Жилищное строительство.- 2001. - №3.- С.24-25.
Information about the project
Surname Name
Novikova Viktoriya
Project title
Development and research composition of layered porous gravel and concrete based on its
Summary of the project
Object of research are the raw materials - waste industry and layered porous gravel, which is prepared without calcination. The scientific novelty of the work that is developed chemically bonded gravel production technology by creating a core of waste paper produced by granulation, followed by balling in a mechanically activated raw material mixture. In forming the aggregate and prevent rotting core grounded surface coating technology of cut tow waste paper thin layer of liquid glass in the primary granulation and allowing the dried core withstand rolling in the secondary granulation.
Keywords
building materials, aggregates, silica fume, gravel, energy efficiency, granulation, thermal insulation