Автор: Г. И. Овчаренко
В монографии изложены закономерности применения высококальциевых зол от сжигания канско-ачинских углей при получении газобетонов. Рассмотрены особенности фазообразования в цементно-зольных системах с химическими добавками.

 Показаны статистические взаимосвязи между составом, свойствами зол и газобетонов на их основе. Разработаны эффективные технологии газозолобетонов, позволяющие производить их как при автоклавных, так и неавтоклавных условиях твердения. Технологии внедрены на многочисленных малых производствах г. Барнаула. Книга может быть полезной инженерно-техническим и научным работникам, аспирантам и студентам строительных вузов.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Высококальциевые золы тэц в строительных материалах
1.1 Разновидности зол ТЭЦ, их состав и свойства
1.1.1 Высококальциевые золы ТЭЦ
1.1.2 Особенности гидратации и твердения высококальциевых буроугольных зол
1.1.3 Статистические взаимосвязи между составом и свойствами буроугольных зол
1.2 Технологии производства золосодержащих ячеистых бетонов
1.2.1 Актуальные вопросы производства ячеистых бетонов
1.2.2 Свойства ячеистых бетонов и факторы их обусловливающие
1.2.3 Использование техногенных отходов в производстве ячеистого бето
1.2.4 Технологии ячеистых бетонов на основе высококальциевых зол
Выводы к главе 1
2 Статистические взаимосвязи свойств высококальциевых зол ТЭЦ и методы исследования материалов
2.1 Методика испытания сырьевых материалов
2.1.1 Рациональный химический анализ
2.1.2 Определение основности золы
2.1.3 Фазовый состав зол и золоцементных вяжущих
2.1.4 Физико-химические и строительно-технические свойства сырьевых материалов
2.2 Подготовка и изготовление материалов
2.2.1 Методика изготовления и испытания газобетона
2.3 Характеристика применяемых материалов
2.3.1 Характеристика высококальциевых зол
2.3.2 Характеристика портландцемента
2.3.3 Характеристика песка
2.3.4 Характеристика извести
2.3.5 Характеристика активных минеральных добавок
2.3.6 Химические добавки
2.4 Статистические взаимосвязи состава и свойств высококальциевых зол
2.4.1 Линейные зависимости между составом и свойствами зол
2.4.2 Двух- и многопараметрические зависимости между составом и свойствами золы
2.5 Разработка экспресс методов оценки состава и свойств высококальциевых зол
2.5.1 Определение содержания свободного оксида кальция
2.6.2 Определение основности ВКЗ
2.5.3 Определение содержания сульфатной серы
2.5.4 Определение потерь при прокаливании (ППП)
3 Особенности формирования фазового состава в зольных и золо-цементных композициях с химическими добавками
3.1 Рентгенофазовый анализ
3.2 Дифференциально-термический анализ
3.3 Инфракрасная спектроскопия
3.4 Микроструктура золо-цементного камня
Выводы к главе 3
4 Особенности формирования газобетонного массива на основе высококальциевой золы
4.1 Закономерности поведения бездобавочной газозоломассы на стадии её приготовления и формования
4.2 Корректировка технологии и свойств зольного газобетонного сырца
4.2.1 Группа “коротких” зол
4.2.2 Группа “длинных” зол
4.3 Особенности формирования газобетонного массива на основе золо-цементной композиции
4.3.1 Роль химических добавок в технологии золоцементного газобетона
4.3.2 Особенности вспучивания газобетонного массива в золо-цементных композициях с химическими добавками
4.3.3 Кинетика развития пластической и ранней прочности в золо-цементных композициях с химическими добавками
Выводы к главе 4
5 Закономерности изменения свойств золосодержащего неавтоклавного газобетона
5.1 Технология изготовления неавтоклавного газобетона на основе высококальциевой золы
5.1.1 Долговечность пропариваемого газобетона
5.2 Газобетон с добавкой высококальциевой золы
5.2.1 Долговечность газобетона с добавкой золы
5.3 Неавтоклавный золо-цементный газобетон с химическими добавками
5.4 Закономерности изменения строительно-технических свойств неавтоклавного цементно-зольного газобетона с химическими добавками
5.4.1 Плотность неавтоклавного цементно-зольного газобетона
5.4.2 Теплопроводность неавтоклавного золо-цементного газобетона
5.4.3 Прочность при сжатии и изгибе неавтоклавного золо-цементного газобетона
5.4.4 Собственные деформации газобетона
5.4.5 Морозостойкость ячеистого бетона
5.5 Экономическая эффективность производства
Выводы к главе 5
6 Технология изготовления автоклавного газобетона на основе высококальциевой золы
6.1 Корректировка прочности газобетона
6.2 Деформации при тепловлажностной обработке
6.3 Влияние режима тепловлажностной обработки на трещинообразование зольного камня
6.4 Долговечность автоклавного газобетона
Выводы к главе 6
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Ячеистые бетоны к 2000 году стали главным стеновым материалом для малоэтажного и каркасного строительства в ряде регионов Росси. Этому способствовало благоприятное сочетание свойств материала, технологии его изготовления и технологии строительства из него. Наибольшее распространение получило изготовление автоклавных и неавтоклавных газобетонных стеновых блоков по ГОСТ 21520-89. Так, например, в Барнауле и пригороде около 80% всех малоэтажных зданий (коттеджи, индивидуальные дома, надворные постройки) за последние 10 лет построены из газобетонных блоков с облицовкой их силикатным кирпичом. Это обеспечивает минимизацию затрат на стеновые материалы при приемлемой архитектурной выразительности и требуемой теплозащите зданий (часто и без дополнительного использования пенополистирольного утеплителя).
Кроме сочетания положительных свойств у газобетона, повсеместное его применение обусловлено, в том числе, и возможностью эффективного изготовления стеновых блоков в цехах многочисленных малых предприятий, достаточно устойчиво работающих в рыночных условиях. Так, например, в Алтайском крае блоки из неавтоклавного газобетона только в Барнауле изготавливаются в 25-30 цехах, в пик сезона 50-55. Подобные производства в последние годы стали распространяться в сельскую местность, где сегодня в половине райцентров изготавливают аналогичный материал. Учитывая наличие в городе работающего завода ячеистых бетонов большой производительности, выпускающего блоки из автоклавного материала с начала 90-х годов, следует признать, что это создает достаточно напряженную конкурентную среду, не позволяющую интенсивно поднимать цены на данную продукцию.
Одной из главных проблем при получении качественного неавтоклавного материала в цехах малых предприятий является обеспечение требований ГОСТ 21520-89 по соотношению плотность – прочность, которое часто не выдерживается. Не выполнение требований ГОСТ обусловлено применением немолотого песка и наиболее распространенного цемента ПЦ 400 Д20. Для такого сочетания сырьевых материалов минимальная прочность бетона в 2,5 МПа может быть достигнута при плотности материала часто более 850 – 900 кг/м3. Это значительно снижает теплотехнические характеристики бетона, а, наряду с высокой усадкой, делает его мало конкурентным с аналогичным автоклавным
материалом.
Качественный автоклавный газобетон требует значительных энергетических и дорогостоящих материальных затрат, что также часто выдерживается не в полном объеме и тогда бетон может характеризоваться повышенной усадкой и пониженной стойкостью во влажных условиях (экономия затрат на запаривание, замена кварцевого песка полевошпатовым, и др.)
Решению отмеченных проблем способствует применение в технологиях газобетона высококальциевых зол (ВКЗ) ТЭЦ. ВКЗ от сжигания бурых углей Канско–Ачинского Бассейна (КАБ, КАТЭК) не требуют сушки, помола, проявляют гидравлическую активность, широко распространены в сибирском регионе и, в связи с этим, могут значительно увеличить эффективность производства различных строительных материалов, в том числе и
газобетонов.
Возможность использования высококальциевой золы, полученной от сжигания бурых углей КАБ в качестве ценного силикатного сырья для производства газобетонов, показана в ряде работ. Однако, даже после тщательных исследований таких зол на кафедре Волженского А.В. и опубликования монографии по этому вопросу Гладких К.В., практическое строительство некоторых объектов под Красноярском (Красноярск – 26) в 60-е годы осуществлялось методом проб и ошибок по подбору добавок (главным образом из сочетания извести, гипса и хлорида каль-
ция), под каждую поступающую партию золы. Основными причинами, сдерживающими эффективное и повсеместное использование высококальциевой золы, являются:
1) широкий диапазон колебаний химического и фазового состава зол, приводящий к существенному различию свойств конкретных партий, как зол, так и материалов на их основе;
2) наличие свободного оксида кальция в трудно гидратируемом состоянии и постоянно изменяющееся его количество, зачастую приводящее к возникновению деструктивных процессов в уже сформировавшейся структуре камня. Последнее ведёт к снижению его прочности и долговечности;
3) отсутствие выявленных взаимосвязей постоянно изменяющегося состава и свойств зол с одной стороны, и золосодержащих строительных материалов – с другой;
4) отсутствие экспресс методов оценки вариабельного по составу и свойствам сырья;
5) отсутствие наиболее адаптированных технологий под использование золы с указанными выше особенностями.
В связи с этим, актуальность данной работы, посвященной решению проблемы эффективного использования ВКЗ при производстве газобетонов на базе технологий, учитывающих статистически достоверные закономерности изменения фазового состава зол во всем реальном диапазоне его изменения - очевидна.
Получаемый при этом материал должен быть экономически эффективным, прочным и долговечным.
Исследования, изложенные в настоящей монографии, выполнены авторами на кафедре строительных материалов Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова и внедрены на многочисленных малых предприятиях по производству газобетонных стеновых блоков в г. Барнауле с конца 90-х годов.