УМК. Эффективные технологии производства строительных материалов, изд. Методические указания по самостоятельной работе студентов 7480 8 Методические указания по организации и выполнению курсовых проектов (работ)
 Скачать 2.13 Mb.
|
|
Тема №8 . (4 часа). Современные энерго- и ресурсосберегающие теплоизоляционные материалы из местного сырья Строительство как приоритетноая отрасль, занимает одно из первых мест по использованию материальных ресурсов. Современный размах строительства ставит задачу решения вопросов экономного и рационального использования ресурсов, прежде всего, реализации имеющихся резервов, т.е. создание малоотходных и энергосберегающих технологий с использованием отходов промышленности. Осуществление этих задач приводит, в первую очередь, к экономии дорогостоящих материальных ресурсов, а во-вторых, отказа от ввоза их из других регионов. В связи с этим, в современных условиях актуальным является изыскание возможности использования местных ресурсов для получения импортнозаменяемых материалов, отвечающих техническим требованиям и способствующих улучшению экологической обстановки. Для выполнения этих задач необходимо расширить номенклатуру строительных материалов путем использования энерго- и ресурсосберегающих строительных материалов на основе местных сырьевых ресурсов и отходов различных производств и прогрессивных технологий их производства. Современные здания обладают большими возможностями по повышению их тепловой эффективности на базе формирования теплового и воздушного режима, оптимизации потоков теплоты и массы как в помещениях, так и ограждающих конструкциях. Энергоэффективное строительство с каждым годом приобретает все большее развитие. Главным оружием в борьбе за энергосбережение и снижение теплопотерь является правильно выбранный теплоизоляционный материал. Поэтому роль теплоизоляционных материалов при обеспечении энергоэффективности зданий велика. Применение теплоизоляционных материалов позволяет уменьшения толщины и веса стен и ограждающих конструкций и уменьшения основных строительных материалов (цемента, металла, кирпича). Уменьшение веса конструкции особенно актуальна в сейсмических районах, так как при этом уменьшаются сейсмические нагрузки, связанные с весом зданий. При выборе эффективных теплоизоляционных материалов необходимо учитывать их теплоизоляционные свойства, технологические особенности, экологическую безопасность, стоимость, объём их производства в стране и другие факторы. Поэтому при выборе эффективных теплоизоляционных материалов необходим комплексный подход, с учётом их социальной, экономической и экологической значимости. В связи с этим весьма актуальны исследования эффективных теплоизоляционных материалов (особенно с исползование местного сырья и отходов) для обеспечения энергоэффективности зданий На кафедре проведены исследования с целью изучения вопроса использования отходов сельского хозяйства и промышленности для улучшения теплоизоляционных свойств гипса и получения на их основе отделочной плиты. Как известно, большое распространение в строительстве в качестве теплоизоляционного материала получили плиты из гипса. Они применяются для оштукатуривания стен и потолков помещений. Благодаря гипсовому раствору обеспечивается хорошая звуко и теплоизоляция. Применяется гипс главным образом для производства гипсовых и гипсобетонных строительных изделий, применяемых для внутренней части зданий (теплоизоляционных плит, сухой штукатурки, перегородочных плит и панелей и ряда других), а также для изготовления известково-гипсовых штукатурных растворов для внутренних стен зданий. В производственных условиях для уменьшения расхода в состав гипса в качестве лёгких наполнителей используют искусственные пористые заполнители – перлит, вермикулит, аглопорит, пенополистирол и др. Для замены искусственных пористых заполнителей (относительно дорогих) в состав гипса (марки Г-5) в раствор, нами добавлены специальные добавки - органические наполнители: отходы сельского хозяйства (костра кенафа, стебли хлопчатника) и промышленности (рисовая лузга, древесная стружка). Костра кенафа – отходы переработки стеблей кенафа (однолетнее волокнистое растение). Рисовая лузга – волокна длиной 6-8 мм, шириной 3-4 мм и толщиной 0.3-0.5 мм, промышленные отходы переработки риса. Волокна хлопчатника – волокна длиной 1-2 мм, толщиной 25 мкр, получаются в результате измельчения стеблей хлопчатника. Испытания на огнестойкость теплоизоляционного гипса с органическими наполнителями проводились на образцах-плит с размером рёбер 150х60х10мм. Оценку горючести производили по потере массы образцом более пятиминутного действия огня. Результаты показали, что разработанный теплоизоляционный композиционный гипс на основе отходов сельского хозяйства и промышленности относится к группе трудно горючих материалов. РАЗДЕЛ 6 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ КЫРГЫЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ И. РАЗЗАКОВА Методические указания «Влияние химических добавок на технологические и физико-механические свойства тяжелого бетона» к выполнению лабораторных работ по дисциплине “Эффективные технологии строительных материалов, изделий и конструкций” для магистрантов направления 750500 “Строительство”, программа “Строительное материаловедение” Бишкек -2023 УДК 666.982.2 Рецензент: к.т.н., доцент, зав. лабораторией ОсОО “Шерой” Мелибаев С.Ж. Составитель: к.т.н., и.о. доцентСарбаева Н.М. Методические указания «Влияние химических добавок на технологические и физико-механические свойства тяжелого бетона» к выполнению лабораторных работ по дисциплине“Эффективные технологии строительных материалов, изделий и конструкций” предназначены для магистрантов по направлению 750500 “Строительство”, программа “Строительное материаловедение” / Н.М. Сарбаева / КГТУ им. И. Раззакова. – Бишкек: Изд. Калем, 2023. – 12 с. В методическом указании представлены составы тяжелого бетона с различными химическими добавками, улучшающие его технологические и физико-механические свойства, а также позволяющие сократить расход цемента и сроки тепловой обработки. Приведены методики оценки влияние различных химических добавок на свойства смесей и бетона. Рассмотрено на заседании кафедры ПЭСМИК и одобрено к печати: протокол №5 от 02.12.2023 г. ©Сарбаева Н.М.,2023 © КГТУ им. И.Раззакова, 2023 «ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА» (занятие на 6 часов) Цель работы: определить влияние различных добавок на свойства смеси и тяжелого бетона. Содержание работы: В процессе выполнения лабораторной работы студент должен: - Изучить виды добавок к тяжелым бетонам; - Оценить влияние добавки на свойства смеси и тяжелого бетона. Необходимые приборы и оборудования: - Весы настольные, циферблатные; - Мерная металлическая посуда; - Пресс гидравлический P 50; - Формы металлические для кубов с ребром 100 мм (ГОСТ 22685-89 Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия. ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам); - Лопатки; - Линейки металлические; - Цилиндры мерные металлические объемом 1; 5; 10л; - Мензурки; - Виброплощадка (ГОСТ 10180-1-81); - Стандартный конус для определения подвижности бетонной смеси (ГОСТ 10180-2014); Общие сведения Современное производство монолитных и сборных конструкций из тяжелого бетона не обходится без использования более прогрессивных технологических приемов с целью получения бетонов высоких прочностных марок. Одновременно с изменением важных характеристик бетонных смесей, достигается и значительная экономия цемента в результате использования различных добавок в бетон. Добавки для бетонов − природные или искусственные продукты, вводимые в составы бетонов при их изготовлении с целью улучшения технологических свойств смесей, физико-механических свойств бетонов и снижения их стоимости. Согласно ГОСТ 24211-2008 добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей, в зависимости от назначения подразделятся на классы, приведенные ниже. Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей: - пластифицирующие; - суперпластифицирующие; - водоредуцирующие: - стабилизирующие; - регулирующие сохраняемость подвижности; - увеличивающие воздухо- (газо) содержание. Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов: - регулирующие кинетику твердения (ускорители, замедлители); - повышающие прочность; - снижающие проницаемость; - повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре; - повышающие морозостойкость; - повышающие коррозионную стойкость; - расширяющие. Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства: - противоморозные для «холодного» бетона, для теплого» бетона; - гидрофобизирующие; - фотокаталитические. Минеральные добавки. Минеральные добавки в зависимости от характера взаимодействия с продуктами гидратации цемента подразделяют на типы; - тип I - активные минеральные; - тип II - инертные минеральные. Активные минеральные добавки подразделяют на следующие группы: - обладающие вяжущими свойствами; - обладающие пуццолановой активностью; - обладающие одновременно вяжущими свойствами и пуццолановой активностью. В данной лабораторной работе используются добавки компании ВASF (We chemistry) – лидера мировой химической отрасли, которая в настоящее время является крупнейшим в мире производителем химических добавок продуктов и систем для строительной промышленности. ВASF – это огромный ассортимент высокотехнологических добавок, разработанный специально для бетонных смесей и сборного бетона. К числу добавок ВASF входят: Master X-Seed 100 – это искусственная суспензия кристаллических гранул (наночастицы), разработанная для ускорения процесса гидратации в раннем возрасте бетона (3-6 часов). Master X-Seed 85 – комплексная пластифицирующая, воздухововлекающая добавка для строительных и кладочных растворов, обладающая эффектом замедления схватывания. MasterAir 71 – воздухововлекающая добавка, предназначенная для увеличения износостойкости бетонных структур, предотвращающая повреждения, возникающие по причине частой смены температурных циклов. MasterAir 200B – воздухововлекающая добавка в бетон которая формирует постоянные определенного размера и оптимально размешенные мелкие поры в затвердевшем бетоне, тем самым увеличивая стойкость бетона к переменным циклам оттаивания замораживания. MasterСast 787 – пластификатор нового поколения для жестких смесей, специально разработанный для производства пустотных плит и перекрытий и мелкоштучных бетонных изделий. В своем составе не содержит хлора и повышает морозостойкость бетона. MasterСast 705 – пластификатор нового поколения на основе поликарбоксилат эфира для изготовления готовых бетонных изделий, специально разработанный для производства пустотных плит бетонных перекрытий, не содержит в своем составе хлора и повышает морозостойкость бетона. MasterСlenium 116W – понижающий воду гиперпластификатор для реопластичных бетонных растворов, на основе поликарбоксилатэфирной смолы вместе с противоморозной добавкой, обеспечивающий высокий набор сил ранней прочности. MasterGlenium SKY 608 – добавка в бетон на основе поликарбоксилатных эфиров значительно увеличивает раннюю и конечную прочность бетона, а также увеличивает время сохранения подвижности бетонной смеси без замедления ранней прочности. Новое поколение суперпластификаторов для производства товарного бетона, разработана на концепции полного контроля характеристик бетонной смеси. MasterGlenium АСЕ 430 – добавка представляет собой сверхразжижитель, без хлора, на основе нового поколения поликарбоксилат эфира. Оптимизирует производство бетонных элементов заводского изготовления с реодинамичными свойствами. Master Pozzolith 501 HE используется при производстве бетонных смесей и растворов различных классов подвижности для бетонирования в холодное время года при отрицательной температуре окружающей среды. Предотвращает замерзание бетонной смеси при транспортировке и бетонировании монолитных железобетонных конструкций до начала тепловой обработки или выдерживания методом «термоса». MasterRheobuild 872 W используется при производстве товарных бетонных смесей и растворов различных классов подвижности для бетонирования в холодное время года при отрицательной температуре окружающей среды. Обеспечивает смеси лучшую удобоукладываемость при снижении содержания воды. MasterSuna SBS 3077 - пластификатор для бетона и раствора, придает текучесть бетонной смеси, уменьшает количество воды и оказывает эффект замедлителя схватывания, не содержит хлора, пригоден для применения в любых условиях. Порядок выполнения работы В работе используется готовые номинальные составы тяжелого бетона разных марок. Расход используемой добавки берутся 1 % от массы цемента. Для составов рекомендуется использовать из выше перечисленных добавок ВASF. Готовые составы товарного тяжелого бетона класса В30, В25, В 22,5 с добавками ВASF приведены ниже: Нормы расхода материалов для приготовления товарного бетона В15 П3F75W3 Расчет на 1 м 3 бетона: Цемент – 290 кг Песок – 910 кг Щебень – 1040 кг Вода – 160 кг Добавка – 2,9 кг Σ = 2440 кг Нормы расхода материалов для приготовления товарного бетона В30 П3F150W6 Расчет на 1 м 3 бетона: Цемент – 500 кг Песок – 980кг Щебень – 780 кг Вода – 140 кг Добавка – 5,0 кг Σ=2400 кг Нормы расхода материалов для приготовления товарного бетона В25 П3F75W3 Расчет на 1 м 3 бетона: Цемент – 390 кг Песок – 810 кг Щебень – 1040 кг Вода – 160 кг Добавка – 3,9 кг Σ=2400 кг Нормы расхода материалов для приготовления товарного бетона В22,5 П3F75W3 Расчет на 1 м 3 бетона: Цемент – 350 кг Песок – 860 кг Щебень – 1040 кг Вода – 150 кг Добавка – 3,5 кг Σ=2400 кг На первом занятии проводят оценку качества заполнителей (щебня и песка) согласно нормативным документам ( Межгосударственный стандарт ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия), (ГОСТ 8736-2014 Межгосударственный стандарт. Песок для строительных работ. Технические условия). Затем для готовых составов бетона выбираются добавки и приготавливается смеси (без и с добавками). При этом корректируется расход воды с учетом вводимой с добавки. Определяют подвижность и плотность бетонной смеси, формуются образцы (ГОСТ 10181-2014 Межгосударственный стандарт. Методы испытаний). Для каждого состава изготавливается по три образца. На следующем занятии определяют плотность, прочность при сжатии бетонных образцов (ГОСТ 10180-2012. Межгосударственный стандарт. Методы определения прочности по контрольным образцам). Методы определения прочности по контрольным образцам, а также морозостойкость ускоренным методом (ГОСТ 10060-2012 Межгосударственный стандарт. Методы определения морозостойкости). Работа выполняется звеньями студентов по 3-5 человека. По полученным данным испытаний пишутся выводы. Методика выполнения работы Опытные образцы из бетона, с введенными в него добавками в контрольные сроки испытываются на сжатие до разрушения. Испытанию подвергаются три образца каждого состава. Предварительно определяются размеры и площадь сечения образца S см 2 Опорные грани выбираются так, чтобы сжимающая нагрузка была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в форму. Выбранные грани помечаются мелом. Опытный образец помещают на нижнюю плиту пресса, тщательно центрируя по его оси. Нагрузка при испытании должна возрастать плавно со скоростью 0,4-0,6 МПа/см 2 в секунду. Предел прочности при сжатии определяют (как среднее арифметическое пяти испытаний) по формуле: где Р – разрушающая нагрузка, (кгc); S – площадь поперечного сечения образца, (см 2 ). Полученное значение R сж бетона приводится к пределу прочности образцов стандартного размера 150х150х150 мм путем умножения на коэффициент β, значение которого для образца – куба ребром 100 мм равно 0,95. Результаты испытаний заносятся в таблицу 1,2,3. Таблица 1 – Влияние добавки №1 на ускорения процесса гидратации в раннем возрасте бетона № состава Класс бетона Название добавки Время затвердевания, час Прочность при сжатии, Мпа без добавки с добавкой 1 В15 2 В22,5 3 В25 4 В30 Таблица 2 – Влияние добавки №2 на свойства смеси и прочность бетона № состава Класс бетона Название добавка Подвижность, см Прочность при сжатии, МПа без добавки с добавкой без добавки с добавкой 1 В15 2 В22,5 ) ( , S P R СЖ 8 3 В25 4 В30 Таблица 3 – Влияние добавки №3 на реологические свойства смеси и физико-механические бетона № состава Класс бетона Используемая добавка Подвижность, см Прочность при сжатии, МПа без добавки с добавкой 1 В15 2 В22,5 2 В25 3 В30 Затем на основании результатов испытаний бетонных смесей опытных образцов необходимо строить графики зависимости между используемыми добавками и прочности образцов без добавки и с добавками, между классами бетонов и подвижности бетонных смесей. Контрольные вопросы: 1. Какие бывают химические добавки для бетона. Стандартная классификация добавок для бетона. 2. Для чего нужны добавки, применяемые в бетоне 3. Виды химических добавок ВASF, особенности и применение. 4. Охарактеризуйте добавки для быстрого твердения бетона 5. Какие добавки ВASF были использованы в работе и какие результаты получены? Методические указания «Влияние добавок на технологические и физико-механические свойства тяжелого бетона» к выполнению лабораторных работ по дисциплине “Эффективные технологии строительных материалов, изделий и конструкций” для магистрантов направления 750500 “Строительство”, программа “Строительное материаловедение” Составители: Сарбаева Н.М. Рецензент: Мелибаев С.Ж. Редактор А.Б.Аманкулова Подписано в печать _________ Формат ________. Объем ______ усл. печ. л._________ Бумага офсетная. Тираж _____ экз. Заказ _____ КЫРГЫЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ.И.РАЗЗАКОВА Издательство «Калем» 720020, г. Бишкек ___________________ |