Наномодифицированное композиционное вяжущее для специальных строительных растворов

• Автор: Сатюков, Антон Борисович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 228 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 1 СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ РЕНТГЕНОВСКОГО И ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Взаимодействие рентгеновского и гамма-излучения с веществом

1.2 Композиты для защиты от рентгеновского излучения

1.3 Минеральные добавки для модифицирования вяжущих веществ

1.4 Наноразмерные модификаторы

Выводы

ГЛАВА 2 ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Цели и задачи исследования

2.2. Применяемые материалы и их характеристики
2.3. Методы исследования и аппаратура
2.4. Статистическая оценка результатов измерений
2.4.1. Оценка погрешности в косвенных измерениях
2.4.2. Аппроксимация экспериментальных данных
ГЛАВА 3 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ НАНОМОДИФИЦИРО-ВАННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
3.1 Декомпозиция системы критериев качеств
3.2 Ранжирование и выделение управляющих рецептурных и технологических факторов
3.3 Алгоритм синтеза материала
3.4 Выбор состава наноразмерного модификатора
3.5 Выбор технологии синтеза наномодификатора
3.6 Выбор добавок для модифицирования цементных композитов
3.6.1 Выбор соединения бария для синтеза наноразмериых гидросиликатов

бария
3.6.2 Выбор минеральной добавки
Выводы
ГЛАВА 4 ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ ГИДРОСИЛИКАТОВ БАРИЯ. ЦЕМЕНТЫЕ.................ВЯЖУЩИЕ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ГИДРОСИЛИКАТАМИ БАРИЯ
4.1 Состав и структура нано- и микроразмерных гидросиликатов бария
4.2 Размеры синтезируемых наночастиц гидросиликатов бария и их агрегативная
устойчивость
4.3 Структурообразование модифицированного цементного камня
4.4 Кинетические параметры формирования начальной структуры вяжущих.
4.5 Средняя плотность и пористость
4.6 Прочность
4.7. Обоснование сохранности стальной арматуры в искусственном камне из композиционного вяжущего
4.8 Радиационно-защитные свойства
4.9 Выбор состава радиационно-защитного композиционного вяжущего
Выводы
ГЛАВА 5 НАНОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ РЕНТГЕНОЗАЩИТНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ
5.1 Проектирование составов рентгенозащитных строительных растворов на основе композиционного вяжущего вещества
5.2 Технологические свойства
5.3 Средняя плотность и пористость
5.4 Прочность !
5.5 Химическая стойкость
5.6 Рентгенозащитные свойства
5.7 Многокритериальная оптимизация
Выводы
ГЛАВА 6 ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОМОДИФИЦИРОВАН-НЫХ РЕНТГЕНОЗАЩИТНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
6.1 Принципиальная технологическая схема изготовления..
6.2 Меры безопасности при изготовлении и проведении работ с наномодифициро-
ванными рентегнозащитными растворами
6.3 Экономическая эффективность
6.4 Промышленное внедрение наномодифицированного рентгенозащитного строительного раствора
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

получить цементное тесто нормальной густоты при снижении расхода воды на 12,5 % [91]. Прочность модифицированного цементного камня возрастает с 50 до 70 МПа. Применение конверсионного мела, состав которого представлен СаС03 (84,8 %), нитратом и фосфатом аммония, позволяет получать водоредуцирующий эффект в 10 % при введении до 25 % добавки. Прочность цементного камня, модифицированного конверсионным мелом, составляет около 70 МПа [91]. В [99] указано, что при использовании пластификаторов минеральные добавки по уменьшению эффективности водоредуцирующего действия располагаются в ряду: гранитная каменная мука; песчаник; опока и микрокварц; диатомит.
Так же для получения композиционных вяжущих различного назначения и состава (цементные системы, известковые композиты и др.) используют микроразмерную добавку на основе гидросиликатов кальция. Их применение позволяет повысить прочность известковых составов при В/И = 0,7 более, чем в 4 раза, а при В/И = 0,9 - в 4,5 раза [100]. Так лее [101] такие гидросиликаты предлагается использовать в качестве сырья для синтеза волостонита. В работе [102] представлены результаты применения гидросиликатов алюминия в цементных системах. Показано, что добавка позволяет значительно повысить их прочность и ускорить твердение. Однако синтез гидросиликатов алюминия совмещением растворов гидросиликатов натрия и сульфата алюминия не представляется возможным [103]. Добавки на основе таких гидросиликатов малоизученны и сведения о них противоречивы. Так, Ярусовой С.Б. [101] отмечается, что гидросиликаты кальция являются рентгеноаморфными. При их синтезе за счет карбонизации в составе продуктов взаимодействия растворов гидросиликатов натрия и хлорида кальция присутствуют кристаллы СаС03. Образование кристаллов силиката кальция осуществляется при обжиге в течение 1 часа при температуре 900 °С. Исследования синтезированных гидросиликатов кальция методом ИК-спектроскопии подтверждают наличие силикатных групп в синтезированной добавке. Аналогичный результат получен при исследовании добавки термогравиметрическим анализом, а также рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией. Исследование структуры гидросиликатов кальция показывает, что они имеют слоистую структуру с размером пластин от 1 до 10 мкм. Между пластинами располагаются самые мелкие частицы, размером ~ 100 нм, которые собраны в агломераты, размером ~ 1 мкм. Агломераты имеют развитую пористую поверхность сложной геомегриче-