Повышение эффективности поризованных гипсовых материалов за счет введения цеолитов

• Автор: Орлов, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : 51 ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Параметры комфортного проживания
1.2. Основные опасности и вредные вещества в среде обитания
1.3. Основные понятия сорбционных веществ и сорбционных процессов
в науке и технике
1.4. Поризованные гипсовые материалы для создания акустического комфорта и пожарной безопасности
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОТЕЛОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Теоретические основы кинетики сорбционных процессов
2.2. Материалы для сорбционных и ионообменных процессов
2.3. Технические возможности цеолитов, как сорбентов
2.4. Основы поризации гипсоцеолитовых масс
2.5. Рабочая гипотеза и задачи исследования
2.6. Исходные материалы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА СВЙОСТВА ПОРИЗОВАННЫХ ГИПСОЦЕОЛИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Исследование влияния видов гипсового вяжущего на вязко-пластичные свойства формовочных масс
3.2. Исследование влияния ПАВ на процесс пенообразования
3.3. Исследование структуры и физико-механических показателей пеногипсовых материалов
3.4. Исследование структуры цеолита и его влияния на реологию формовочной массы
3.5. Исследование сорбционных возможностей цеолитов
3.6. Исследование структуры и прочностных показателей поризованных гипсоцеолитовых материалов
3.7. Исследование новообразований гипсоцеолитовых материалов
в процессе сорбции

3.8. Планирование эксперимента, построение математической модели и
оптимизация составов ПГЦМ
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПГЦМ
4.1. Разработка методики оценки сорбционных свойств отделочных материалов в динамическом режиме
4.2. Исследование звукопоглощающих свойств ПГЦМ
4.3. Исследование пожарной безопасности ПГЦМ
ГЛАВА 5. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ ПГЦМ
5.1. Рекомендации по технологии производства ПГЦМ
5.3 Технико-экономическое обоснование производства и эффективность
применения ПГЦМ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Для улучшения санитарно-гигиенических показателей внутренней среды помещений необходимо создание материалов, обладающих возможностью снижения концентрации вредных веществ в воздухе, создающих акустический комфорт и огнезащиту несущих конструкций
Одним из путей решения этой проблемы является применение цеолитов в производстве лицевых элементов подвесных потолков. Гранулы цеолитов пронизаны системой каналов и имеют развитую удельную поверхность. Данные минералы могут эффективно работать совместно с поризованными материалами на основе гипса и обеспечить поглощение вредных веществ из воздуха.
Работа выполнялась в рамках федеральной целевой программы «Жилище», и включена в план научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО МГСУ.
Цель и задачи работы
Основной целью работы является повышение эффективности поризован-ных гипсовых материалов за счет введения цеолитов. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- обосновать возможность получения поризованных гипсоцеолитовых материалов (ПГЦМ), обладающих повышенной сорбционной способностью, высоким звукопоглощением и обеспечивающих огнезащиту несущих конструкций;
- сформулировать требования к поризованным гипсоцеолитовым материалам с повышенной сорбционной способностью и их структуре;
- обосновать возможность применения цеолитовых сорбентов в качестве компонентов снижающих концентрацию вредных веществ в помещении в составе поризованных гипсовых материалов;
- установить зависимости физико-механических и эксплуатационных свойств поризованных гипсоцеолитовых материалов от состава и технологических факторов;
- исследовать влияние вида и содержания цеолита на сорбционную способность материалов, звукопоглощение и пожарную безопасность;

условиях переноса градиент концентрации меняется во времени и в той или иной точке пространства происходит накопление или убыль вещества.
Основное уравнение диффузии (4) составлено при допущении, что скорость потока пропорциональна градиенту концентрации в газовой фазе. Однако это условие не выполняется при диффузии сорбирующихся газов в мелкопористых сорбентах. В таких системах движущей силой процесса является градиент
концентрации в адсорбционной фазе, и диффузионный поток выразится
Р = - Ра^да/дх , (7)
где Ра — коэффициент диффузии в сорбирующих порах.
Кинетика сорбции газов и паров на цеолитах имеет ряд особенностей по сравнению с кинетикой сорбции на активных углях, силикагелях и других аналогичных адсорбентах. Главная особенность заключается в высокой чувствительности скорости сорбции к размеру сорбируемых молекул. Это происходит потому, что размеры входных отверстий в сорбционные полости цеолитов, так малы, что почти равны, а в некоторых случаях даже меньше размеров молекул газа. По этой причине коэффициенты диффузии и энергия активации диффузионного процесса для различных веществ колеблются в весьма широких пределах.
Можно выделить три основные случая, определяющие кинетику сорбции на цеолитах:
1) диаметр молекулы заметно больше диаметра входного отверстия;
2) диаметр молекулы близок к диаметру входного отверстия,
3) диаметр молекулы заметно меньше диаметра входного отверстия.
В первом, случае скорость сорбции на внутренней поверхности кристаллов практически равна нулю, так как энергия активации, которой должна обладать молекула для проникания через входное отверстие, в этих условиях столь высока, что не достигается в реальных условиях применения сорбентов.
Во втором случае для диффузии молекул большое значение имеют силы отталкивания. Вследствие того, что силы отталкивания быстро возрастают с уменьшением расстояния между молекулами, то даже очень небольшие различия в соотношении размеров молекулы и входного отверстия ведут к сильному из-