Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология тугоплавких неметаллических материалов

Диссертационная работа:

Хомченко Юрий Викторович. Интенсификация процессов твердения прессованных автоклавных материалов на основе помола известково-кремнеземистого вяжущего в виде концентрированной суспензии : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.11 / Хомченко Юрий Викторович; [Место защиты: Белгород. гос. технол. ун-т им. В.Г. Шухова].- Белгород, 2007.- 160 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5329

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 6

1, Обзор литературы 10

  1. Общее состояние химии и технологии автоклавных материалов 10

  2. Состав, структура и свойства кремнеземистого компонента 11

  3. Характеристика системы Si02-H20 13

  4. Состав, структура и свойства известкового компонента 17

  5. Характеристика системы СаО-Н20 19 1.6.Характеристика системы СаО-БЮг-НгО 24

  1. Помол компонентов вяжущего 28

  2. Ускорение синтеза и активация известково-кремнеземистого вяжущего 33

  3. Выводы 37 1.10.Цели и задачи работы 39

2. Методы исследования и исходные материалы 40
2.1. Определение удельной поверхности измельченного песка

в вяжущем 40

2.2.Определение текучести шламов 41

  1. Гидротермальная обработка силикатных образцов 41

  2. Анализ ионов кальция в растворе 42

  3. Определение величины рН водных растворов потенциометрическим методом 43 2.6.Исходные материалы 43

2.6.1. Состав и свойства извести 44

2.6.2.Свойства кремнеземистого компонента 45
2.6.3. Характеристика известково-песчаного вяжущего

ОАО"Стройматериалы" 46

3. Анализ процессов, происходящих при приготовлении известково-
кремнеземистых вяжущих мокрого помола 47

3.1.Изучение гашения извести в высококонцентрированной
водной суспензии 47

3.2.Влияние фракционного состава и В/И-отношения на
скорость гашения извести 51

3.3. Изучение свойств и условий стабильности оксигидрата
кальция 56

3.4.Влияние добавок-разжижителей на свойства известково-
кремнеземистого вяжущего 72

3.5.Влияние сульфатсодержащих соединений на текучесть и
скорость гидратации оксида кальция в известково-
кремнеземистых суспензиях 73

З.б.Изучение механизма взаимодействия извести с медным
купоросом в водной среде 75

3.7. Оценка толщины слоя новообразований на поверхности

зерен оксида кальция 84

3.8. Выводы 87

4. Изучение процессов, происходящих при приготовлении
известково-кремнеземистого вяжущего мокрого помола 89

4.1. Влияние режима помола на тонкость помола компонентов
известково-кремнеземистого вяжущего 89

4.2.Изучение процессов, происходящих при приготовлении
вяжущего мокрого помола, методом рН-метрии 92

4.3. Определение концентрации ионов кальция в известково-
кремнеземистой суспензии 96

4.4.Рентгенофазовый анализ гидросиликатов кальция в
известково-кремнеземистом вяжущем 99

  1. Дифференциально-термический анализ известково-кремнеземистых вяжущих 101

  2. Выводы 104

5. Обоснование и разработка мокрого способа приготовления
известково-кремнеземистои смеси для прессованных автоклавных
материалов 105

5.1.Разработка состава и способа приготовления вяжущего
мокрого помола 105

5.2.Приготовление сырьевой смеси на основе известково-
кремнеземистых вяжущих мокрого помола с добавкой медного
купороса 109

5.3.Приготовление сырьевой смеси на основе известкового
вяжущего с добавкой медного купороса 113

5.4.Ускорение гашения сырьевой смеси мокрого способа
приготовления 116

5.5,Разработка методики определения пригодности и
равномерности изменения объема сырьевой смеси для
прессования сырца 116

5.6. Определение зависимости прочности сырца от

влажности сырьевой смеси 118

5.7. Выводы 120

6. Свойства прессованных автоклавных материалов при мокром
способе приготовления вяжущего 121

  1. Влияние состава силикатной смеси и режима гидротермальной обработки на прочность прессованных автоклавных материалов 121

  2. Зависимость прочности при сжатии от давления пара при автоклавировании 122

5
6.3.Влияние удельной поверхности кварцевого песка в
вяжущем и времени изотермической выдержки на прочность
силикатного материала 123

6.4.Влияние медного купороса и СБ-3 на прочность при сжатии
автоклавного известково-песчаного материла 125

6.5.0пытно-промышленные испытания на комбинате
строительных материалов ОАО "Стройматериалы" 128

6.6. Выводы 131

  1. Основные результаты и выводы 132

  2. Список использованной литературы 136

  3. Приложения 150

9.1. Акты опытно-промышленных испытаний на ОАО
"Стройматериалы" 150

9.2.Расчет ожидаемой экономической эффективности от
экономии извести 153

9.3. Расчет ожидаемой экономической эффективности от
повышения марки изделий 158

Введение к работе:

Актуальность проблемы. Одной из важнейших задач современной промышленности строительных материалов является развитие отечественного производства высокоэффективных строительных материалов, среди которых важное место занимают материалы автоклавного твердения [1], а также разработка и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий [2]. На сегодняшний день существует несколько направлений в области ресурсо- и энергосберегающих технологий.

В структуре производства продукции отрасли (в стоимостном выражении) стеновые материалы автоклавного твердения занимают второе место после сборного железобетона [3]. В связи с развитием производства автоклавных материалов и изделий возникает необходимость в глубоком изучении закономерностей процесса автоклавного твердения материалов, а также фазового состава и свойств возникающих при этом новообразований. Важнейшая задача этих исследований - изыскать эффективные способы управления процессом автоклавного твердения, чтобы получать материалы, обладающие высокой прочностью и долговечностью.

В последние годы изменились строительные нормы и правила при выполнении строительных работ, повышены требования к материалам по теплофизическим и физико-механическим характеристикам [1]. Повышаются требования к качеству силикатного кирпича, как одного из представителей основных стеновых материалов.

Данная работа посвящена повышению эксплуатационных характеристик получаемых прессованных автоклавных материалов, а также возможности экономии материальных и энергетических ресурсов при их получении в результате механохимической активации компонентов известково-кремнеземистого вяжущего мокрым помолом его компонентов (механоактивации). В работе акцентировано, что основным показателем оценки эффективности известково-кремнеземистого вяжущего является не

7 общая удельная поверхность вяжущего, а удельная поверхность кремнеземистого компонента, и мокрый помол известково-кремнеземистого вяжущего приводит к изменению не только количественных характеристик (удельной поверхности) кремнеземистого компонента, но и его качественному изменению (аморфизация поверхности, увеличение растворимости, повышение реакционной способности).

На сегодняшний день отсутствует технология, позволяющая использовать преимущества мокрого помола компонентов для увеличения дисперсности сырьевых материалов и их активации для получения прессованных автоклавных материалов ввиду слишком высокой влажности получаемого мокрым путем известково-кремнеземистого вяжущего (56-60%). Силикатная смесь на основе такого вяжущего имеет недопустимо высокую влажность, что вызывает водоотделение при прессовании сырца и приводит к браку.

Научная новизна. Разработаны физико-химические основы мокрого способа производства прессованных автоклавных материалов, которые заключаются в следующем:

- минимальная влажность (<46%) и заданная текучесть известково-песчаной
суспензии (>60 мм по прибору РХТУ им. Д.И. Менделеева), технологически
необходимая в течение нескольких часов, могут быть получены только в
результате задержки гидратации оксида кальция, т.к. гидратация СаО
приводит к резкому загустеванию системы СаО-НгО и потере текучести;

- способы задержки гидратации установлены в результате определения
энергии активации процесса гидратации СаО, величина которой (37,7
кДж/моль) свидетельствует о том, что при комнатной температуре гашение
извести должно протекать практически мгновенно. Наблюдающаяся в
действительности значительно меньшая скорость гидратации обусловлена
образованием на поверхности зерен СаО слоя продуктов реакции
предполагаемого состава СаО-2Н20, который препятствует последующей
гидратации и является причиной индукционного периода, длительность

8 которого зависит от водо-известкового отношения (В/И) и возрастает от 30 сек при В/И=2 до 38 минут при В/И=100. Экспериментально определены дифракционные максимумы неизвестной фазы предполагаемого состава

СаО2Н20 (d, А: 4,02; 3,98; 3,80-3,75; 3,43; 2,72) и установлено, что она разлагается выше 22С, но стабильна при более низкой температуре. В силу сказанного, большая теплоемкость водной суспензии резко снижает температуру в сфере реакции и стабилизирует слой оксигидрата кальция на поверхности зерен СаО и задерживает гашение извести на 30-40 мин;

- более длительная задержка гидратации и увеличение длительности текучего
состояния известковой и известково-песчаной суспензии до 5 часов может
быть реализовано введением 0,94% медного купороса, который образует на
поверхности зерен СаО слой гидросульфокупратных комплексных
соединений состава: CaCu4(S04)(OH)6-3H20, СабСизфСЩОНЬ^НгО,
Cu4(OH)6S04, Cu3(S04)(OH)4;

реология суспензии дополнительно стабилизируется введением 0,18% суперпластификатора СБ-3 с сохранением заданной текучести (>60 мм по прибору РХТУ им. Д.И. Менделеева) до 8 часов;

механизм действия медного купороса на гидратацию и реологию известковых и известково-песчаных суспензий аналогичен механизму действия двуводного гипса на алюминатную фазу при регулировании процесса схватывания портландцемента и свидетельствует об общности физических и химических явлений сравниваемых процессов.

Практическая значимость. Разработан новый способ приготовления прессованных автоклавных материалов на основе вяжущего мокрого помола, позволяющий повысить марку получаемых изделий или экономить ресурсы в процессе их производства. Установлены и запатентованы оптимальные составы известкового и известково-кремнеземистого вяжущих и силикатных смесей на их основе в предлагаемом способе производства.

9 Благодаря установленным закономерностям процесса гидратации извести обеспечена возможность получения известково-кремнеземистого вяжущего помолом в виде концентрированной суспензии, обладающей минимальной влажностью (44-48%) и заданной текучестью (55-60 мм по текучестемеру РХТУ им Д.И. Менделеева) в течение 6-8 часов, что позволяет реализовать новый способ производства прессованных автоклавных материалов с применением мокрого помола вяжущего со следующими преимуществами по сравнению с принятым сухим помолом:

повышается интенсивность измельчения кварцевого песка и увеличение его удельной поверхности в 2 раза (с 160 до 470 м /кг);

устраняется налипание материала на мелющие тела и стенки мельницы при помоле;

- появляется возможность практически неограниченно увеличивать
дисперсность кварцевого песка увеличением времени помола вяжущего и
изменением соотношения массы мелющих тел к массе размалываемого
материала;

- увеличивается растворимость кварца и происходит механохимическое
взаимодействие кварца и извести с усвоением до 5% оксида кальция;

В процессе автоклавирования вяжущего мокрого помола имеют место следующие преимущества:

увеличивается прирост прочности изделий на 1% активности исходной смеси с 3,6 МПа до 5,9 МПа, в результате без снижения прочности изделий можно снизить активность силикатной смеси с 6,2% до 3,9% и сократить расход извести на 37%; при активности смеси 6,5-7% возможно получение высокомарочного силикатного кирпича М350 и М400;

без потери прочности получаемых изделий можно снизить давление пара с 0,8 до 0,45 МПа и уменьшить его расход или сократить длительность изотермического цикла автоклавирования с 6 до 4 часов и увеличить выпуск продукции;

10 Только за счет экономии извести может быть снижена себестоимость продукции на 256,28 руб. (экономия 25,628 млн.руб. при выпуске 100 млн.шт. кирпича) и повышению рентабельности производства с 12,55% до 17,80%. За счет повышения марки изделий с М200 до М350 общая прибыль от реализации продукции возрастает с 71967000 руб до 191742000 руб, а рентабельность производства увеличивается с 12,55% до 31,52%.

Подобные работы
Банников Герман Ефастович
Структурообразование сырца грубой строительной керамики и интенсификация процесса сушки
Зеленская Елена Алексеевна
Низкоалюминатный белый портландцемент и интенсификация процесса обжига клинкера
Фомина Екатерина Викторовна
Особенности твердения композиционных вяжущих в технологии автоклавных ячеистых материалов
Красный Борис Лазаревич
Огнеупорные и строительные материалы на основе фосфатных связующих
Егорова Екатерина Юрьевна
Алюмосиликатные керамические материалы на основе природного сырья Сибирского региона
Алексеева Наталья Владимировна
Огнеупорные материалы на основе фаз системы MgO-Al2O3-TiO2
Михайлов Михаил Николаевич
Взаимодействие материалов на основе гематита с расплавленным железом
Суздаль Наталья Владимировна
Стеклокристаллические материалы на основе дисиликата лития и метабората цинка
Лымарь Елена Анатольевна
Композиционные материалы на основе керамоалюминиевых связок
Антипина Светлана Анатольевна
Составы и технология термостойких материалов на основе композиций волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net