Разработка научных и технологических основ управления структурой и свойствами энерго- и ресурсосберегающей строительной керамики

Разработка научных и технологических основ управления структурой и свойствами энерго- и ресурсосберегающей строительной керамики

Автор: Габидуллин, Махмуд Гарифович

Шифр специальности: 05.23.05

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2007

Место защиты: Казань

Количество страниц: 515 с. ил.

Артикул: 3398288

Автор: Габидуллин, Махмуд Гарифович

Стоимость: 250 руб.

Разработка научных и технологических основ управления структурой и свойствами энерго- и ресурсосберегающей строительной керамики  Разработка научных и технологических основ управления структурой и свойствами энерго- и ресурсосберегающей строительной керамики 

Введение
Глава 1. Анализ опыта производства в стране и за рубежом строительных керамических материалов пониженной плотности и теплопроводности.
1.1. Состояние вопроса в производстве пористых, пустотелых и пустотелопористых стеновых материалов плотностью 0 кгм3.
1.2. Анализ требований к выбору сырья и опыта регулирования свойств шихт для производства пустотелых и пустотелопористых стеновых керамических изделий
1.2.1. Требования к кирпичночерепичному сырью.
1.2.2. Опыт регулирования макроструктуры, средней плотности и теплопроводности эффективных керамических стеновых материалов введением в шихты выгорающих и пористых минеральных добавок
1.2.3. Изучение опыта регулирования структуры и прочности пористой керамики путем активации глинистого сырья,
1.2.3.1. Механическая активация глины
1.2.3.2. Химическая активация глин как способ оптимизации микроструктуры и повышения качества керамического черепка.
1.2.3.3. Влияние химических добавок на формирование новообразований и структуру керамического черепка
1.3. Анализ причин низкого качества традиционного керамзита
1.4. Изучение опыта производства пено, газо, порокерамических материалов и легких бетонов на обжиговой связке плотностью от 0 до кгм .
1.4.1. Особенности производства пенокерамики.
1.4.2. Опыт производства газокерамики.
1.4.3. Опыт производства порокерамики
1.4.4. Опыт производства легких бетонов на обжиговой связке
1.5. Разработка классификации способов производства пено, газо, порокерамических материалов и легких бетонов на обжиговой связке
1.6. Улучшение свойств пористой керамики через регулирование параметров его порового пространства
1.6.1. Анализ методов исследования пористости строительных материалов.
1.6.2. Изучение основных принципов оптимизации порового пространства и
межпоровых перегородок пористых строительных материалов
Выводы по главе
Глава 2. Объекты и методы исследований.
2.1. Материалы, использованные в исследованиях
2.1.1. Глины и их свойства
2.1.2. Добавки
2.2. Методика исследований, приборы и оборудование
2.2.1. Определение и прогнозирование теплопроводности пустотелопористой керамики с помощью нового ПК БАЗАТЕПЛОПРОГНОЗ 1.
2.2.2. Методика оценки порового пространства керамических материалов с помощью нового ПК СТРУКТУРА.
2.2.3. Методика рентгенофазового анализа.
2.3. Разработано нестандартное оборудование, использованное в исследованиях
2.3.1. Устройства и приспособления для формования шарообразных сырцовых гранул
2.3.2. Устройства для неразрушающего контроля
2.3.2.1. Оценка однородности и прочности разработанных материалов
2.3.2.2.Методика ультразвукового определения деформативных и
прочностных свойств образцов.
2.3.2.3 Разработанные приспособления для ультразвукового контроля
2.3.2.4. Оригинальные приборы для неразрушающего контроля свойств шарообразных образцов
2.4. Методика определения деформативных свойств материалов.
2.5. Устройства для сушки и обжига керамических образцов и изделий
Выводы по главе
Глава 3. Разработка научных и технологических основ управления структурой и свойствами эффективных стеновых керамических материалов плотностью от 0 до кгм3.
3.1. Расчет требуемых показателей пористости, средней плотности и предела прочности при сжатии черепка пустотелопористых стеновых материалов со средней плотностью от 0 до кгм3 и пустотностыо от до
3.2. Влияние вида и содержания выгорающих добавок на свойства шихты и керамического черепка на основе различных глин.
3.2.1. Влияние вида и содержания выгорающих добавок на свойства шихты
3.2.2. Влияние вида и содержания выгорающих добавок на свойства
керамического черепка
3.3. Механохимическая активация сырья, выгорающих и химических добавок и ее влияние на свойства шихты и черепка на их основе
3.3.1. Влияние механической активации глин на свойства шихты и черепка
3.3.2. Влияние химической активации шихт на механоактивированной глине
на свойства шихты и керамического черепка
3.4 Установление механизмов формирования при обжиге прочного черепка в присутствии натрий и алюминийсодержащих добавок
3.5. Регулирование характера порового пространства черепка путем воздействия на состав шихты комплексной добавкой.
3.6. Моделирование структуры черепка пустотелопористой керамики по критерию теплопроводности
3.6.1. Схемы моделей.
3.6.2. Исследование теплопроводности и морозостойкости пустотелопористых керамических изделий
3.6.2.1. Прогнозирование теплопроводности пористых и пустотелопористых изделий расчетным способом.
3.6.2.2. Лабораторная проверка результатов расчета теплопроводности по эмпирическим формулам
3.6.2.3. Оценка теплопроводности пустотелопористой керамики с помощью нового ПК БазаТеплопрогноз 1.
3.7. Разработка методологии регулирования теплофизических свойств пористых стеновых керамических материалов
3.8. Повышение морозостойкости пустотелопористых материалов
3.9. Оптимизация свойств пустотелопористых керамических материалов
Выводы по главе
Глава 4. Разработка требований к основным свойствам ячеистых керамических материалов
4.1. Разработка требований к основным свойствам пенокерамики.
4.2. Расчет коэффициента технологичности.
4.3. Разработка требований к основным свойствам газокерамики.
4.4. Разработка требований к основным свойствам порокерамики.
4.5. Разработка требований к основным свойствам БОС
4.6. Установление приоритетности развития производства в РФ ячеистых
керамических материалов
Выводы по главе
Глава 5. Разработка научных и технологических основ управления структурой и свойствами особо легкого керамзита с насыпной плотностью кгм3.
5.1. Регулирование структуры полуфабриката и свойств керамзита шарообразной формы увеличением давления прессования сырца
5.2. Исследование структуры, однородности и деформативности керамзитобетона на основе КШФ
5.2.1. Исследование микроструктуры конгломерата
5.2.2. Формирование структуры и свойств бетона на основе КШФ
5.2.3. Оценка однородности и деформативности бетона на КШФ.
5.3. Методология управления свойствами и структурой керамзита
5.3.1. Регулирование прочности КШФ легированием сырьевой смеси корректирующими добавками
5.3.2. Факторы, обуславливающие возможность направленного регулирования свойств керамзита ОТА
5.3.3. Регулирование свойств КШФ введением в смесь ОГЛ.
5.3.4. Управление макроструктурой керамзита
5.3.5. Разработка методики управления характером порового пространства керамзита и ее расчетнографическая визуализация.
5.4. Исследование влияния структуры КШФ на его термическое сопротивление
5.5. Особенности новых технологий получения легкого керамзитового гравия
с повышенным выходом в смеси песчаной фракции
Выводы по главе
Глава 6. Разработка научных и технологических основ управления структурой и свойствами контактноспеченной и вспученной керамзитокерамики
6.1. Лабораторная апробация технологии изготовления контактноспеченной керамзитокерамики на основе керамзита шарообразной формы.
6.2. Разработка технологии изготовления вспученной керамзитокерамики и методики регулирования ее структурыи свойств
6.2.1. Получение вспученной керамзитокерамики на основе трепела
6.2.2. Оценка пригодности керамзитовых глин для получения вспученной керамзитокерамики
6.2.3. Регулирование прочности керамзитокерамики за счет формирования вариатропной структуры черепка.
6.3. Выбор материала и конструкции форм для обжига изделий ВКК
6.3.1. Конструктивные особенности обжиговых печей и форм .
6.3.2. Обжиг массива в огнеупорных формах с разборной стенкой
6.3.3. Обжиг в формах с передвижными перегородками.
6.4. Управление пористостью и свойствами вспученной керамзитокерамики
6.4.1. Регулирование порового пространства черепка путем увеличения давления прессования полуфабриката из хорошо вспучиваемых глин
6.4.2. Регулирование порового пространства черепка путем увеличения
давления прессования полуфабриката из средневспучиваемых глин
Выводы по главе
Глава 7. Разработка основных принципов моделирования пористой
керамики при эксплуатации во влажных условиях
7.1. Разработка базы модели
7.1.1 .Исходные данные для формирования модели и принятые допущения
7.1.2. Определение основных характеристик модели.
7.1.3. Разработка структурной модели.
7.2. Разработка имитационных моделей поведения пористокапиллярной структуры эффективных керамических материалов в изменяющихся
влажностных условиях эксплуатации
7.2.1. Модель
7.2.2. Модель II.
7.2.3. Модель III
7.2.4. Модель IV.
7.3. Сравнительная оценка работы моделей при различных режимах
эксплуатационной влажности
7.4. Определение ценоэффективности структурных составляющих
модели.
Выводы по главе
Общие выводы.
Список использованных источников


Низкотемпературные эвтектические расплавы калия и натрия способствуют расплавлению в них зерен кварца, особенно мелких фракций, тем самым увеличивая количество стеклофазы, которая является связующим компонентом или цементом для бетонов на обжиговой связке. С увеличением содержания в глинах оксидов щелочных металлов, например при температуре 0С от 1 до 5 , количество жидкой фазы увеличивается с 5,5 до 4,7. Увеличение жидкой фазы с введением щелочесодержащих добавок в виде спилитов, цеолитов, фосфогипса отмечается также в работах ,,,6. При обжиге шихт при С на каолинитогидрослюдистых и каолинитогидрослюдистомонтмориллонитовых глинах с добавкой стеклобоя и нефелинсиенита на электронномикроскопических снимках структура образцов представлена зернами кварца размером мкм, стекловидной фазой и аморфизированной глинистой составляющей. Формирование дополнительной стеклофазы за счет введения флюса способствует частичному оплавлению зерен кварца, переходу открытых каналообразующих пор размером 6 мкм в замкнутые поры размером мкм, формированию уже при С новообразований в виде анортита либо первичного муллита, появившегося в твердой фазе из метакаолинита. Это же косвенно подтверждается авторами работы 2, обнаружившими формирование первичного муллита в виде образующейся фазы 3i, который представляет собой не механическую смесь, а более тесную связь глинозема и кремнезема с взаимным проникновением компонентов и частичным сохранением структуры каолинитовой решетки 3. Кроме того, в любой глинистой массе, кроме щелочных оксидов, есть и оксиды щелочноземельных металлов , и оксиды железа, которые в виде легкоплавких эвтектик также могут растворяться в образовавшемся щелочном расплаве. Чумаченко Н. Г. 7 отмечает, что по количеству расплава, приходящегося на 1 оксида плавня, эффективность флюсующих оксидов можно поставить в следующей последовательности К ,4 ,5 Са2 3, 2 3,4 2 2,2 . Отсюда можно отметить, что если в глине содержание К 1 , а 2, то количество расплава при обжиге чистой глины образуется ориентировочно ,4 ,5 2 ,4 . Следовательно, в качестве плавня лучше выбирать калий и содержащие добавки. С целью значительного снижения температуры спекания глинистых масс и уплотнения керамического черепка предлагается 4 на основе малопластичных суглинков и глин с достаточным содержанием оксидов железа от 6 до создавать при пониженном давлении Па и температуре С сильно восстановительную среду при обжиге кирпича за счет газов восстановителей СО и Н2, выделяющихся из обжигаемых керамических масс. По сравнению с традиционной технологией это способствует повышению морозостойкости черепка с до , так как в результате реакций с участием формируются легкоплавкие шпинели фаялит 2i, метасиликат железа i, герценит АЬОз. Влияние гематита и анортита на свойства черепка рассматривается в работе при исследовании свойств высокомарочного кирпича прочность при сжатии МПа, морозостойкость циклов, полученного при 0С на основе запесоченного среднепластичного высокочувствительного суглинка путем шликерной подготовки и полусухого прессования. Высокая прочность черепка объясняется улучшением процесса спекания за счет формирования анортита при взаимодействии СаО и i, а также гематита, образовавшегося за счет разложения нонтронита. Недостаток снижение механической прочности образцов с увеличением температуры обжига до С, связанное с частичным восстановлением гематита. Вопрос о принципах строения стекла продолжает оставаться дискуссионным и в настоящее время. Существуют разные теории от структуры беспорядочной сетки из кремнийкислородных тетраэдров, высказанной Захариасеном В. Н., до предложенной большей упорядоченности и известной неоднородности стекол с наличием в стекле кристаллов кварца 5. Бокин П. Я. 6 изменение прочности стекол объясняет изменением содержания модифицированных катионов в стекле, что, по его мнению, связано с увеличением взаимодействия с окружающими их ионами кислорода, вследствие чего происходит уплотнение структуры стекла и увеличение прочности. По мнению Аппена 5 крупные межатомные пространства в структуре силикатных стекол способствуют перераспределению модифицирующих катионов в межкаркасном пространстве.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.464, запросов: 241