Композиционные материалы на основе сульфата кальция, модифицированные ультрадисперсными минеральными порошками

• Автор: Токарев, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Содержание
Введение
ГЛАВА 1. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ РАЗВИТИЕ, ПРИМЕНЕНИЕ, ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА.
1.1. Анализ области применения минеральных матриц на основе сульфата кальция в композиционных материалах.

1.2. Формирование структуры минеральной матрицы на основе порошков сульфата кальция

1.2.1. Механизм образования кристаллитных структур

1.2.2. Факторы, влияющие на кристаллизацию новообразований в твердеющей системе.

1.3. Роль добавок в формировании структуры и свойств минеральной матрицы па основе сульфата кальция

1.4. Анализ способов улучшения минеральных матриц, модифицированных

ультрадисперсными порошками

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Свойства исходных компонентов
2.1.1. Характеристика природного сырья на основе сульфата кальция
2.1.2. Физикохимические свойства ультрадисперсных порошковых модификаторов
2.1.2.1. Свойства алюмохромового катализатора
2.1.2.2. Свойства глиноземистой смеси
2.1.2.3. Свойства ставролита
2.1.3. Физикохимические свойства нанодисперсного модификатора
2.2. Физикомеханические методы исследования минеральных матриц на
основе сульфата кальция
2.2.1. Механические испытания минеральных матриц.
2.2.2. Долговечность минеральных матриц
на основе сульфата кальция.
2.3. Структура минеральных матриц композиционных материалов.
2.3.1. Рентгенофазовый анализ композиционных материалов на минеральной основе
2.3.2. Дифференциальнотермический анализ минеральной матрицы в составе композиционного материала.
2.3.3. ИКспектроскопия минеральной матрицы
2.3.4. Исследование микроструктуры минеральной матрицы.
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ
3.1. Физикомеханические свойства модифицированных композиционных
материалов с минеральной матрицей на основе сульфата кальция.
3.2. Физикохимическое исследование структуры модифицированного
композиционного материала
3.2.1. Влияние ультрадисперсных порошков на структуру и фазовый состав минеральной матрицы.
3.2.1.1. Определение фазового состава с использованием рентгенофазового анализа
3.2.1.2. Исследование кинетики формирования структуры минеральной матрицы с использованием дифференциальнотермического анализа
3.2.1.3. Определение взаимодействий между минеральной матрицей и модифицирующими ультрадисперсными порошками при помощи ИКспектралыюго анализа
3.2.1.4. Исследование микроструктуры исследуемых композиционных материалов на основе сульфата кальция
3.2.2. Влияние нанодиспсрсных модификаторов на структуру
минеральной матрицы на основе сульфата кальция.
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОДИФИЦИРОВАНИЯ УЛЬ ГРАДИСПЕРСНЫМИ ПОРОШКАМИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ.
4.1. Экологические аспекты применения ультрадисцерсных порошков при модифицировании структуры композиционных материалов.
4.2. Технологические переделы при введении порошкообразных модификаторов в состав композиционного материала
4.3. Экономическая эффективность модификации ультрадисиерсными
порошками порошковых материалов на основе сульфата кальция
Выводы по главе
Основные выводы
Список литературы


Использование сверхмалых количеств углеродных нанотрубок в качестве модификаторов способствует уплотнению структуры твердеющей ангидритовой матриць I со значительным повышением механических показателей композиционного материала на основе сульфата кальция. Разработанные технологическая схема производства композиционного ангидритового материала и проект технических условий позволят выпускать материалы по энергосберегающей технологии. Реализация результатов работы. Полученные результаты были использованы при проведении лабораторнопроизводственных испытаний с предприятием ООО СК Партнер. Результаты проведенных исследований использовались при разработке проекта технических условий и при выполнении дипломных научноисследовательских работ. Обеспечивалась достаточным объемом экспериментальных данных, использованием современных методов изучения структуры материала РФА, ДТА, РЭМ, высокоточного и достоверного ИКспектрального метода. При выполнении экспериментальных исследований использовалось аттестованное иповеренное оборудование, соблюдались стандарты на методы исследований. Достоверность научных выводов основана на использовании основных теоретических положений в области струкгурообразования минеральных композиционных материалов при введении порошковых модификаторов. Апробации работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на Республиканских научнотехнических конференциях КГАСУ Казань, гг. Стройкомплекс Ижевск, и гг. Техническая химия. Венгрия на XIII международной научнотехнической конференции Архитектура. Строительство. Коммунальное хозяйство Уфа, на второй Всероссийской конференции с международным интернетучастием Ижевск, , на XVII международной конференции ТЬтюН но строительным материалам Веймар , Германия, на XV академических чтениях РААСН Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии МоскваКазань, , на X международной конференции по новым строительным материалам, технологиям и конструкциям Вильнюс, . Публикации. Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, опубликованы в печатных работах, из которых 3 опубликованы в изданиях из перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, определенных ВАК РФ. Технологическая схема производства композиционного материала на основе ангидрита с добавлением ультрадисперсиого ставролита. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка использованной литературы. Общий объем диссертационной работы 6 стр. Список литературы включает 6 наименований российских и зарубежных авторов. ГЛАВА 1. Материалы на основе сульфата кальция известны человеку с древних времен, они использовались еще лет тому назад в Анатолии современная Турция, египтяне применяли их в качестве кладочного и штукатурного раствора при возведении пирамиды Хеопса 1. В настоящее время развитие композиционных материалов на основе сульфата кальция в нашей стране и за рубежом происходит в двух направлениях для изготовления изделий заводской готовности и производства сухих смесей 2, 3, 4. Изделия на основе сульфата кальция минерал гипс и ангидрит, по сравнению с другими изделиями, отличаются 5 гигиеничностью, сравнительно небольшой средней плотностью, высокой тепло и звукоизолирующей способностью, огнестойкостью, архитектурной выразительностью и 6 небольшими топливноэнергетическими затратами. Материалы с минеральной матрицей на основе сульфата кальция используются преимущественно во внутренних помещениях зданий. Это связано с недостаточной долговечностью, которая проявляется в значительном падении прочности при увлажнении, кроме того, такие материалы склонны к деформациям ползучести, что исключает их применение в изгибаемых армированных конструкциях. Дисперсные системы на основе сульфата кальция могут эффективно использоваться для получения облицовочных, перегородочных, звуко и теплоизоляционных элементов и огнезащитных материалов 7. При изготовлении композиционных материалов в основном используются связующие, ползченные обжигом при низких температурах гипс, в ограниченном количестве выпускается высокопрочный гипс, в небольших количествах применяются смешанные минеральные системы.