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
Строительные материалы и изделия

Диссертационная работа:

Логинова Елена Владимировна. Керамические теплоизоляционные строительные материалы низкотемпературного вспенивания на основе композиций глинистого и непластичного сырья: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.23.05 / Логинова Елена Владимировна;[Место защиты: Сибирский федеральный университет].- Красноярск, 2012.- 22 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. Дефицит долговечных, пожаробезопасных, био-и коррозионностойких неорганических теплоизоляционных материалов возможно снизить за счет выпуска штучных изделий в виде кирпича и блоков из высокопористой керамики на базе широко распространенного глинистого сырья. Пористая структура такой керамики может быть создана по энергоэффективной технологии низкотемпературного вспенивания масс при газовыделении, позволяющей изготовление штучных изделий обжигом в одну стадию, минуя стадию предварительного получения пористых гранул.

В настоящее время установлены отдельные виды добавок, которые можно использовать для низкотемпературного вспенивания (алюминиевая пудра и известь гашеная или высококальциевая зола) и стабилизации структуры вспененной массы (гипс строительный, портландцемент, цеолитовая порода, ультрадисперсный кремнезем и тонко дисперсный альбитофир).

Однако имеющиеся результаты исследований являются недостаточными для управления технологическим процессом получения низкотемпературным вспениванием керамических теплоизоляционных материалов на основе глинистого сырья, отличающегося дисперсностью, химическим, фазово-минеральным составом, степенью совершенства структуры слагающих глину минералов. Остаются актуальными и требуют решения вопросы функциональной роли компонентов, применяемых для получения водоглиносодержащих композиций достаточной вязкости и прочности, обеспечивающих их вспенивание и устойчивость после него, на стадии изготовления. Значимыми являются вопросы достижения достаточной прочности изделий без их деформации при снижении плотности после обжига.

Диссертационная работа выполнялась в рамках грантов Сибирского федерального университета: «Школа научного резерва» (2007-2008 гг.), «Инновационные экотехнологии в области сооружения и эксплуатации объектов урбанизированной инфраструктуры» (2008-2009 гг.) и «Теплоизоляционные и стеновые керамические материалы на основе композиций глин с техногенным силикатным сырьем» (2008-2009 гг.).

Цель работы - разработка составов и исследование свойств керамических теплоизоляционных строительных материалов из композиций глинистого и непластичного сырья, получаемых по энергоэффективной технологии низкотемпераурного вспенивания.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

обобщение накопленного экспериментального материала в области использования глинистого и непластичного сырья в технологии производства керамических теплоизоляционных строительных материалов низкотемпературного вспенивания на основе композиций глинистого и непластичного сырья;

исследование влияния вида и количества непластичного компонента,

жидкого стекла и 2Н раствора гидроксида натрия на изменение вязких свойств и упрочнения водоглиносодержащих композиций на стадии их изготовления;

исследование физико-химических процессов формирования фазового состава в процессе обжига, структуры и свойств керамических теплоизоляционных материалов после обжига;

разработка составов и исследование свойств керамических теплоизоляционных строительных материалов из композиций глинистого и непластичного сырья для их получения по технологии низкотемпературного вспенивания;

проведение опытно-промышленных испытаний и разработка практических рекомендаций для изготовления и применения керамических теплоизоляционных строительных материалов низкотемпературного вспенивания на основе композиций глинистого и непластичного сырья.

Научная новизна работы

1. Установлено, что в композициях на основе глинистых пород и
непластичного сырья, включающих высококальциевую золу с содержанием
8-9 % свободного оксида кальция, формирование пористой структуры
необходимой прочности при температуре 20-30 С обеспечивается за счет
взаимодействия оксида кальция золы с водой и глинистыми минералами и
образования гидратных соединений, обладающих вяжущими свойствами. При
последующем обжиге вспененных композиций оксид кальция золы участвует в
образовании волластонита, обеспечивающего прочность пористой керамики.

2. Установлено, что в композиции, содержащие глину и непластичные
компоненты, для их вспенивания при температуре 20-30 С необходимо
вводить раствор гидроксида натрия. При этом стабилизация пористой
структуры после вспенивания достигается добавками жидкого стекла, а
прочность - за счет добавок гипса. Стабилизация пористой структуры
композиций после вспенивания при использовании добавки жидкого стекла
достигается совокупностью вяжущих свойств самой добавки и гидросиликатов
кальция, образующихся при ее химическом взаимодействии с глинистыми
минералами. Повышение прочности пористой структуры композиций после
вспенивания при введении добавки гипса обеспечивается вяжущими
свойствами гипса. В процессе обжига керамики добавки жидкого стекла и
гипса способствуют образованию упрочняющих керамику муллитоподобной
фазы и анортита соответственно.

3. Установлено, что использованием в глиносодержащих композициях
добавок, инертных при температуре 20-30 С к химическому взаимодействию с
глинистыми минералами, но выделяющих при гидролизе катионы разной
валентности, можно изменять их вязкость и упрочнение с течением времени.
Добавки, выделяющие при гидролизе преимущественно катионы Са,
увеличивают вязкость и ускоряют упрочнение водоглиносодержащих
композиций. Добавки, выделяющие преимущественно катионы Na, катионы
нескольких видов (Na, К, Са или Са, Mg) и незначительное количество в
основном за счет небольшого содержания кальцита катионов Са, снижают

вязкость при ускорении упрочнения водоглиносодержащих композиций. Снижение вязкости композиции тем сильнее, чем выше вероятность образования в жидко-вязкой среде катиона Na в его моновиде. Практическая ценность работы

1. Разработаны составы композиций на основе глинистого и
непластичного сырья, обеспечивающие структурную прочность после
вспенивания и получение керамических теплоизоляционных изделий с

плотностью 410-750 кг/м и прочностью при сжатии 1,8-6,3 МПа.

  1. Разработана технология получения теплоизоляционных керамических материалов и изделий, на базе применяемой технологии изготовления кирпича с введением в нее необходимых дополнительных технологических переделов, организованных на участке цеха изготовления кирпича с использованием того же оборудования (щековой дробилки, мельницы) и установкой недостающего (пропеллерной мешалки).

  2. Предложены направления стабилизации структуры вспененных композиций путем введения в их состав высококальциевой золы (15-45 %) с содержанием 8-9 % свободного оксида кальция, 2Н раствора гидроксида натрия (30 %) с добавкой гипса строительного различных марок (0,8-5 %) или с добавкой жидкого стекла (5 %). Выявлен характер изменения вязких свойств и упрочнения водоглиносодержащих композиций при введении непластичных компонентов, выделяющих при гидролизе катионы Na и Са как в моновиде, так и при их сочетании с катионами К и Mg.

Реализация результатов работы. В цехе строительных материалов некоммерческой организации «Муниципальный жилищный фонд г. Абакана» (Хакасия) проведены опытно-промышленные испытания изделий из масс двух

составов с плотностью 520-610 кг/м и прочностью при сжатии 2,9-3,6 МПа. На технологию изготовления блочных керамических теплоизоляционных строительных материалов разработан технологический регламент.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Строительство» Хакасского технического института - филиала Сибирского федерального университета при изучении курсов «Строительное материаловедение», «Физическая химия строительных материалов» и «Композиционные строительные материалы».

Автор защищает:

выявленные физико-химические процессы изменения вязкости и упрочнения водоглиносодержащих композиций с добавками непластичных компонентов, жидкого стекла и гидроксида натрия, изменения структурной прочности вспененных композиций;

установленные физико-химические процессы формирования фазового состава, структуры и свойств керамических теплоизоляционных строительных материалов после обжига;

разработанные составы, свойства и результаты опытно-промышленных испытаний керамических теплоизоляционных строительных материалов с

прочностью при сжатии 1,8-6,3 МПа при плотности 410-750 кг/м , полученных по энергоэффективной технологии низкотемпературного вспенивания.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на 9 конференциях международного, всероссийского и регионального уровней, в городах: Саратов (2009 г.), Новосибирск (2009 г.), Абакан, (2006, 2007, 2008, 2009 гг.); Пенза, (2006 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 научная работа, в том числе 15 статей, 3 из которых - в журналах по списку ВАК.

Структура работы. Диссертация состоит из 5 глав, основных выводов, библиографического списка из 147 наименований и приложений. Работа изложена на 188 страницах машинописного текста, содержит 39 таблиц и 56 рисунков.


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