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:

Гайфуллин Альберт Ринатович. Композиционные гипсовые материалы с добавками керамзитовой пыли: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.23.05 / Гайфуллин Альберт Ринатович;[Место защиты: Казанском государственном архитектурно-строительном университете].- Казань, 2012.- 20 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы.

Расширение исследований, разработок, производства и применения композиционных гипсовых вяжущих с добавками минеральных промышленных отходов и материалов на их основе является одним из актуальных направлений решения современных проблем обеспечения «устойчивого развития» - ресурсо- и энергосбережения и экологии, особенно, для России, которая располагает половиной мировых запасов гипсового сырья. Гипсовые вяжущие без минеральных и химических добавок и материалы на их основе отличаются по сравнению с цементными низкой водостойкостью и пониженной прочностью.

В настоящее время известна широкая номенклатура бездобавочных и композиционных гипсовых вяжущих с прочностью камня при сжатии в сухом состоянии от 10 до 70-80 МПа и коэффициентом размягчения (Кр) от 0,3 до 0,9 и более с минеральными добавками различного генезиса – молотыми доменными и сталелитейными шлаками, золой, кварцевым песком, стеклобоем, известняком, доломитом, цеолитсодержащими породами, туфом, пемзой, микрокремнеземом, молотым керамическим кирпичом, керамзитом, керамзитовой пылью.

Керамзитовая пыль – многотоннажный отход промышленности строительных материалов, обладающая гидравлической активностью. Известны исследования и разработки гипсовых композиций с единичными пробами керамзитовой пыли отдельных предприятий и способов очистки. Однако, систематических исследований влияния вида, состава, дисперсности и содержания добавок керамзитовой пыли, в том числе в комплексе с другими минеральными и химическими добавками, на свойства композиционных гипсовых вяжущих и материалов на их основе не проводилось. На основании анализа известных исследований по разработке композиционных гипсовых материалов и собственных предварительных исследований активности керамзитовой пыли выдвинута рабочая гипотеза о возможности получения гипсовых материалов с пониженным содержанием строительного гипса и повышенными физико-техническими свойствами при введении комплекса активных минеральных и химических добавок: молотой керамзитовой пыли и доменного шлака, извести и суперпластификатора. Диссертационная работа выполнена в соответствии с федеральной целевой программой «Отходы», федеральным законом «Об отходах производства и потребления» и планами НИР Казанского ГАСУ, при финансовой поддержке молодежного научного гранта Республики Татарстан (договор субсидии №10-8/2010 от 12.05.10) и гранта программы «Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса» («У.М.Н.И.К.») Фонда содействия развитию малых форм предпринимательства в научно-технической сфере (ГК №6663р/9192 от 26.03.2009).

Целью работы является экспериментально-теоретическое обоснование возможности получения и разработки составов композиционных гипсовых материалов с добавками керамзитовой пыли.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- анализ современного состояния и недостатков исследований и разработок композиционных минеральных вяжущих с добавками керамзитовой пыли и материалов на их основе;

- анализ химического, минерального и фазового составов керамзитовой пыли различных предприятий и способов очистки;

- выявление закономерностей и установление зависимостей влияния на свойства теста и камня композиционных гипсовых вяжущих на основе строительного гипса вещественного, минерального, фазового, гранулометрического составов и содержания добавок молотой керамзитовой пыли, а также в комплексе её с гранулированным доменным шлаком раздельно и в сочетании с добавками извести и суперпластификаторов;

- выявление закономерностей влияния вида и содержания водоудерживающих и воздухововлекающих добавок, кварцевого и перлитового песка на свойства растворных смесей на основе композиционных гипсовых вяжущих, содержащих молотые керамзитовую пыль и доменный шлак;

- определение оптимальных составов композиционных гипсовых вяжущих по показателям основных физико – технических свойств и структуры камня;

- разработка проектов технических условий на композиционные гипсовые материалы и сухие строительные смеси на их основе и технологических регламентов на их производство.

Научная новизна работы.

Эффективность керамзитовой пыли как активной минеральной добавки в составе композиционных гипсоизвестковокерамзитовых и гипсоизвестковокерам-зитошлаковых вяжущих возрастает с повышением суммарного содержания в ней кислых оксидов от 74,7 до 79,15%, рентгеноаморфной фазы от 14 до 30% и снижением содержания недегидратированной глины от 14,1% до 9,5%, при этом происходит возрастание её гидравлической активности при удельной поверхности 500 м2/кг, соответственно, с 377 до 462 мг/г, а также увеличение количества низкоосновных гидросиликатов кальция при ее взаимодействии с известью на 25%.

Выявлен синергетический эффект при введении в оптимальных количествах добавок молотых до удельной поверхности 500 м2/кг керамзитовой пыли и гранулированного доменного шлака совместно с добавками извести и суперпластификатора в состав композиционного гипсоизвестковокерамзитошлако-вого вяжущего, заключающийся в увеличении количества новообразованных низкоосновных гидросиликатов кальция, заполняющих поры с образованием более плотной и мелкозернистой структуры искусственного камня при снижении общей пористости на 34,4%, объема открытых пор на 14,2%, повышении прочности в 2,5 раза, Кр до 0,96, а также долговечности в результате уменьшения содержании свободной Са(ОН)2 и создания необходимых условий для прекращения образования и роста количества эттрингита в затвердевшем искусственном камне.

Увеличение молекулярной массы полиэтиленоксидов от 400 до 4 000 000 приводит к росту водоудерживающей способности с 92 до 98% растворных смесей на основе композиционных гипсоизвестковокерамзитовых и гипсоизвестково-керамзитошлаковых вяжущих при повышении прочности сцепления растворов с основанием от 0,3 до 0,6 МПа и без снижения прочности при сжатии и изгибе.

Практическая значимость работы определена экономической, технической и экологической эффективностью её результатов.

Экономическая и экологическая эффективность заключается в разработке композиционных гипсовых вяжущих с экономией строительного гипса до 30-60% за счет ведения добавок отходов промышленности. Техническая эффективность обеспечена разработкой новых составов вяжущих, сухих строительных смесей и бетонов на их основе со свойствами, отвечающими нормативным требованиям.

Разработаны проекты технических условий на композиционные гипсоизвестковокерамзитовые и гипсоизвестковокерамзитошлаковые вяжущие и штукатурные сухие строительные смеси на их основе и технологические регламенты на их производство.

Осуществлен выпуск опытно – промышленной партии штукатурных сухих строительных смесей на основе композиционных гипсоизвестковокерамзитовых и гипсоизвестковокерамзитошлаковых вяжущих на ООО «Казанский завод сухих строительных смесей», которые были апробированы при выполнении внутренних и наружных штукатурных работ на объектах ООО «Казремстрой» (г. Казань).

Достоверность результатов обеспечена систематическими исследованиями с привлечением стандартных методов испытаний, методов лазерной диспергации при определении фракционного состава минеральных добавок и вяжущего, рентгенофазового и дифференциально-термического анализов, электронной микроскопии, математического планирования экспериментов и статистической оценки результатов экспериментов.

На защиту выносятся:

- выявленные закономерности и установленные зависимости влияния добавок молотой керамзитовой пыли и в комплексе её с молотым гранулированным доменным шлаком различных составов и дисперсности, вида и содержания суперпластификаторов на свойства композиционных гипсовых вяжущих, растворов и бетонов на их основе в сочетании с водоудерживающими и воздухововлекающими добавками и заполнителями;

- результаты исследований минерального состава и микроструктуры камня композиционных гипсовых вяжущих с добавками молотых керамзитовой пыли и в сочетании ее с молотым доменным гранулированным шлаком;

- оптимальные области составов композиционных гипсовых вяжущих с выше указанными добавками, установленные на основе исследований с применением метода ротатабельного планирования;

- результаты исследований и разработок растворных смесей и бетонов на основе композиционных гипсовых вяжущих с содержанием до 30% молотой керамзитовой пыли и до 60% смеси её с молотым доменным шлаком.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях: республиканских и всероссийских научно-технических конференциях КазГАСУ (Казань, 2008-2011 г.); на международной научно-технической конференции XV Академических чтениях РААСН «Достижения и проблемы материаловедения и модернизации и строительной индустрии» (Казань, 2010 г.); на международном семинаре-конкурсе молодых ученых и аспирантов, работающих в области вяжущих веществ, бетонов и сухих смесей (Москва, 2010 г.); Пятой Международной конференции «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий» (Казань, 2010 г.); на Международной конференции «WEIMARER GIPSTAGUNG» (Германия, Веймар, 2011 г.); на Международной конференции «Non Traditional Cement and Concrete» (Чехия, Брно, 2011 г.).

Работа отмечена серебряной медалью X Московского международного салона инноваций и инвестиций (Москва, 2010 г.), награждена сертификатом победителя Республиканского молодежного форума – 2011 (Казань, 2011 г.), явилась победителем конкурса грантов для поддержки молодых ученых Республики Татарстан (Казань, 2010 г.), награждена дипломами победителя IV конкурса «Пятьдесят лучших инновационных идей для Республики Татарстан » в номинации «Старт инноваций», программы инновационных проектов «Идея 1000» в номинации «Молодежный инновационный проект» (Казань, 2008 г.), программы «Участник Молодежного Научно-инновационного конкурса» («УМНИК») Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (Москва, 2008 г.).

Личный вклад автора. Вклад автора состоит в: обосновании актуальности темы; проведении исследований влияния составов добавок молотых керамзитовой пыли, доменного шлака и химических добавок на свойства композиционных гипсовых вяжущих и материалов на их основе; обработке и обобщении полученных результатов; формировании проектов технических условий на разработанные материалы и технологических регламентов на их производство.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получено положительное решение на выдачу патента на изобретение «Штукатурная гипсовая сухая строительная смесь» по заявке №2010137385 (053194) от 07.09.2010.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка литературы из 149 наименований и 5 приложений. Работа изложена на 171 страницах машинописного текста, включает 42 таблицы, 79 рисунков.

Автор выражает глубокую благодарность: научному руководителю к.т.н. Халиуллину М.И.; заведующему кафедрой д.т.н., чл.-корр. РААСН Рахимову Р.З. за постоянное внимание к работе и консультации; сотрудникам кафедры строительных материалов КазГАСУ, ФГУП ЦНИИГеолнеруд и кафедры минералогии и литологии Казанского (П)ФУ за помощь при проведении экспериментальных исследований и участие в обсуждении их результатов.


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