Состав пенобетона с применением комплекса термостойких материалов

Состав пенобетона с применением комплекса термостойких материалов

В работе приведены результаты проведенных исследований по подбору состава и исследования свойств нового теплоизоляционного материала на базе пенобетона с добавкой жидкого стекла и стеклобоя, предназначенного для изоляции строительных объектов и технологического оборудования от высоких температур.

Интенсивное развитие промышленности, внедрение новых технологий наряду с решением важнейших проблем жизнедеятельности человека, сопровождается пожарами, авариями вплоть до техногенных катастроф. Развитие новых технологий вызывает всё более опасные аварийные ситуации, которые требуют' всё более совершенных средств защиты людей, борющихся с этими опасными для жизни ситуациями. Поэтому в настоящее время актуальной является проблема разработки новых конструкционных материалов и изделий теплозащитного и огнестойкого назначения, которые могли бы использоваться в качестве защитных экранов [1].

В качестве исследования были выбраны неорганические леноматериалы. Уступая по теплоизолирующей способности органическим материалам с ячеистой и волокнистой структурой, неорганические леноматериалы по химической и пожарной безопасности при производстве и дальнейшей их эксплуатации более предпочтительны.

К одним из огне- и термостойким ячеистым материалам относятся материалы на основе жидкостекольных композиций, которые хорошо себя зарекомендовали при производстве огнеупорных и жаростойких тяжелых бетонов. Это объясняется тем, что продукты их твердения при дегидратации не претерпевают существенных структурно-объемных изменений; сохраняют первоначальную прочность, мало изменяющуюся при резких сменах температуры. Поэтому разработка пенобетонных материалов с добавлением в их состав жидкого стекла и других модифицирующих добавок является актуальной [2].

Цель данной научной работы - теоретическое обобщение, научное обоснование и практическая разработка технологии нового теплоизоляционного материала со средней плотностью не выше 800 кг/м3 на базе пенобетона с добавкой жидкого стекла и стеклобоя для изоляции строительных объектов и технологического оборудования от высоких температур, возникающих при пожарах или авариях.

Известна сырьевая смесь для получения ячеистого бетона (пенобетона), включающая, мае. %: цемент (портландцемент) 30,0-31,0; пенообразователь 0,15-0,25; воду 33,0-34,0; мелкозернистый заполнитель (зола ТЭС) - остальное [3].

Задача изобретения состоит в повышении теплостойкости пенобетона, полученного из сырьевой смеси.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для получения пенобетона, включающая портландцемент, пенообразователь, мелкозернистый заполнитель, воду, дополнительно содержит жидкое натриевое стекло, молотый бой листового стекла, в качестве пенообразователя - пенообразова-тель ПБ-2000, в качестве мелкозернистого заполнителя - кварцевый песок, при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 52,06-57,73; пенообразователь ПБ-2000 0,24-0,25; кварцевый

песок 7,99-18,56; жидкое натриевое стекло 0,75-3,91; молотый бой листового стекла 2,00-10,31; вода 23,96-24,75.

Составы сырьевой смеси для получения пенобетона приведены в табл. 1.

Для приготовления сырьевой смеси для изготовления пенобетона подготавливают и дозируют сырьевые компоненты: портландцемент, пенообразователь ПБ-2000 (соответствующий требованиям ТУ 2481-185-05744685-01, плотностью 1000-1200 кг/м3, pH 7-10, кратность пены рабочего раствора с объемной долей пенообразователя 4 %, устойчивость пены не менее 360 с), кварцевый песок крупностью не более 0,63 мм, бой листового стекла предварительно раз-молотого до крупности не более 0,63 мм, жидкое натриевое стекло (плотностью 1300-1500 кг/м3 и модулем 2,6-3), воду.

Кварцевый песок, молотый бой силикатного стекла, портландцемент смешивают в отдельной емкости. В другой емкости в течение 5 минут. Взбивают однородную пену из 1 %-го рабочего раствора пенообразователя ПБ-2000 с добавлением жидкого натриевого стекла.

Таблица 1

Состав сырьевой смеси для получения пенобетона

Состав

Ns Содержание компонентов, мас.

%:

Портландце¬

мент Кварце¬

вый

песок Жидкое

Натриевое

стекло Молотый бой листо-вого стекла Пенообра¬

зователь

ПБ-2000 Вода Термо-стой¬

кость

пенобетона,

теплосмены*

1 52,06 10,01 3,65 10,01 0,24 24,03 14

2 55,91 7.99 3,91 7.99 0,24 23,96 12

3 52,06 18,02 3,65 2,00 0,24 24,03 10

4 55,91 14,38 3,91 1,60 0,24 23,96 10

5 53.63 10,31 0.75 10,31 0.25 24,75 22

6 57.73 8,24 0.80 8,24 0,25 24.74 16

7 53,63 18,56 0,75 2,06 0,25 24.75 25

8 57,73 14,83 0,80 1,65 0,25 24.74 19

9 52,85 14,23 2,22 6,10 0,24 24,39 14

10 56,80 11,37 2.38 4,87 0.24 24,34 10

11 54.83 9,14 2.28 9.14 0.24 24,37 12

12 54,77 16,43 2,39 1,83 0,24 24,34 12

13 54,00 12,60 3,76 5,40 0,24 24,00 16

14 55,69 12,99 0,75 5,57 0,25 24,75 23

15 54,83 12,80 2.28 5,48 0,24 24,37 19

*Примечание: теплостойкость пенобетона определена по ГОСТ 20910-90 "Бетоны жаростойкие. Технические условия"

После приготовления пены в нее постепенно вводят смесь из сухих ком-оппонентов, продолжая постоянно взбивать массу. После приготовления пенобетонной смеси её заливают в предварительно смазанные маслом металлические формы и оставляют до затвердевания.

Полученный из предложенной сырьевой смеси пенобетон теплостоек, устойчив к образованию трещин при перепадах температур.

Основные выводы по работе:

1 разработан состав пенобетона с применением комплекса термостойких материалов, включающих бой стекла и жидкое стекло, который может быть использован в качестве защитных экранов для изоляции строительных конструкций от воздействия высоких температур, возникающих при пожарах, авариях на производстве, сбоях в работе технологического оборудования

с помощью плана трохфакторного эксперимента разработана математическая модель взаимосвязи состава пенобетона с характеристиками готового изделия и определено наиболее оптимальное содержание каждого из компонентов в составе для получения пенобетона с заданными свойствами: П/Ц = 0 335, количество стеклобоя - 10% (от массы песка), количество жидкого стекла - 1% (от массы цемента).

исследованы физические, тепловые и физико-механические свойства полученного пенобетона повышенной теплостойкости при различном соотношении трех факторов в его составе П/Ц отношения (изменялось в пределах 0.285-0,385) количество стеклобоя (изменялось в пределах 10%-50% от массы песка); количество жидкого стекла (изменялось в пределах 1%-5% от массы цемента).

найдено, что у пенобетона разработанного состава повышается предел прочности при сжатии, снижается водопоглощение и увеличивается теплостойкость

На основе полученных результатов можно сделать вывод, что исследуемый пенобетон с добавками стеклобоя и жидкого стекла обладает лучшими физико-механическими характеристиками по сравнению с пенобетонами, которые широко используются в настоящее время

По результатам исследований получен патент РФ на изобретение N«2471753 «Сырьевая смесь для получения пенобетона».

ЛИТЕРАТУРА

Демехин В.Н . Мосалхов И Л Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре - М Академия ГПС МЧС России. 2003. - 656 с.

2 Кривицкий М Я и др. Ячеистые бетоны -М НИИЖБ. ЦНИИСК. 1972.-136 с.

3. SU № 1244124 1986

Технологические процессы и комплексы в строительстве

УДК 691.328: 666.015.45

Количество показов: 1105