Материалы автоклавного твердения с использованием наноструктурированного модификатора на основе магматических пород кислого состава

• Автор: Подгорный, Илья Игоревич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 197 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Перспективы развития автоклавных материалов в РФ..
1.2. Опыт использования нетрадиционного сырья для повышения эффективности материалов автоклавного твердения
1.3. Основные тенденции использования наноструктурированных компонентов в строительном материаловедении
1.4. Особенности фазообразования автоклавных материалов
в зависимости от состава сырьевых компонентов
1.5. Выводы
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1. Методы исследования
2.2. Методика получения материалов
2.2.1. Особенности получения наноструктурированного модификатора
2.2.2. Методика получения поризованных изделий автоклавного твердения
2.2.3. Методика получения прессованных изделий автоклавного твердения
2.3. Характеристика сырьевых материалов
2.4. Выводы
3. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ СаО-вЮг-ШО
В ПРИСУТСТВИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО МОДИФИКАТОРА АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СОСТАВА
3.1. Свойства наноструктурированного модификатора
в зависимости от состава
3.2. Реотехнологические особенности формовочной смеси автоклавных материалов в присутствии наноструктурированного модификатора

3.3. Особенности фазообразования материалов автоклавного твердения с использованием наноструктурированного модификатора алюмосиликатного состава
3.4. Выводы
4. СОСТАВ И СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ АВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО МОДИФИКАТОРА
4.1. Состав и свойства прессованных материалов автоклавного твердения с использованием
наноструктурированного модификатора
4.2. Микроструктура прессованных материалов
с использованием наноструктурированного модификатора
4.3. Физико-механические характеристики газобетона автоклавного твердения в зависимости от состава
4.4. Структурные особенности газобетона автоклавного твердения
с использованием наноструктурированного модификатора
4.5. Выводы
5. ТЕХНОЛОГИЯ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА МАТЕРИАЛОВ АВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО МОДИФИКАТОРА
5.1. Технологические особенности получения поризованных автоклавных материалов с использованием
наноструктурированного модификатора
5.2. Особенности технологии производства силикатного кирпича
с наноструктурированным модификатором
5.3. Технико-экономическое обоснование применения наноструктурированного модификатора алюмосиликатного состава
как компонента изделий автоклавного твердения
5.4. Внедрение результатов исследований
5.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Ежегодно растущие темпы строительства на территории Российской Федерации требуют увеличения объемов выпуска строительных материалов различного назначения. Автоклавные композиты прочно обосновались на строительном рынке, зарекомендовав себя как долговечные и эффективные материалы. Тем не менее, перед производителями ставятся задачи повышения эффективности выпускаемых изделий и сокращения себестоимости их производства, одним из путей решения которых является применение модифицирующих компонентов, влияющих на структурообразование вяжущих.
Многочисленными исследованиями российских и зарубежных ученых доказана эффективность использования добавок нанодисперсного уровня для улучшения технико-эксплуатационных свойств готовых изделий независимо от их состава и способа твердения. В связи с этим представляется перспективным применение наноструктурированных модификаторов (НМ) различного состава для повышения конкурентоспособности изделий автоклавного твердения.
Работа выполнялась при финансовой поддержке: Министерства образования и науки РФ в рамках государственного задания; Российского фонда фундаментальных исследований, договор 14-43-08020/14, а также в рамках реализации программы стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова.
Степень разработанности. Проблеме повышения эффективности и снижения энергоемкости производства материалов автоклавного твердения посвящено большое количество работ как российских, так и зарубежных ученых. Известно, что одним из способов повышения эксплуатационных характеристик изделий автоклавного твердения, снижения параметров автоклавной обработки является использование высокоактивных добавок различного состава и генезиса, как микро-, так и нанодисперсного уровня, которые способствуют оптимизации процессов структурообразования за счет инициирования формирования гидратных соединений в гидротермальных условиях. Так в работах, выполненных ранее, была доказана эффективность использования в качестве активной минеральной добавки наноструктурированного модификатора силикатного состава. Кроме того, изучены возможности снижения энергоемкости производства автоклавных изделий за счет использова-

В промышленных условиях (давление 8-16 атм, температура 173— 203 °С) растворимость глинозема значительно выше, чем у кремнезема, особенно кристаллического. Поэтому гидрогранаты часто встречаются в продуктах автоклавного твердения вяжущих системы «CaO—AI2O3—SiCb—Н20», в то время как замещение части кремнезема в тоберморите глиноземом отмечается весьма редко [127].
По данным Г. Калоузека [128] в тоберморите А13+ может изоморфно замещать Si4+ (до 7 % А12Оз). Глиноземистый тоберморит возникает при низких концентрациях глинозема, гидрогранаты - при высоких.
Д. Рой и Р. Рой [129] исследуя возможность существования непрерывного ряда твердых растворов между C3AS3 и СзАНб пришли к выводу, что образуется два типа гидрогранатов. Одни, стабильные, существуют при относительно низких температурах от состава СзАНб до C3AS2H2, а другие, вероятно метаста-бильные, при повышенных температурах в границах от СзА82,75Но,5 до C3AS3.
Таким образом, формирование гидратных соединений кальция - основных носителей прочности для силикатных материалов, возможно контролировать путем: корректировки соотношения сырьевых компонентов в смеси; выбора кремнеземного компонента заданной степени дефектности структуры и, как следствие, активности; варьирования дисперсности компонентов; выбора рационального температурного режима.
1.5. Выводы
1. Силикатные композиты автоклавного твердения плотной и ячеистой структуры, применяемые в качестве стеновых изделий для строительства гражданских и промышленных зданий, в полной мере отвечают требованиям эксплуатационной эффективности, имея при этом сравнительно низкую стоимость за счет доступности основных сырьевых ресурсов. Анализ темпов строительства и объема вводимых производственных мощностей, связанных с силикатными автоклавными материалами, свидетельствует о том, что этот тип строительных материалов прочно обосновался на Российском рынке, что связано с высоким потребительским спросом на изделия. Высокий уровень конкуренции между производителями автоклавных изделий и в целом на рынке строитель-