Низкотемпературный синтез конструкционных свинцово-силикатных материалов на основе тонкодисперсных стекольных суспензий

• Автор: Четвериков, Николай Анатольевич
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

1.1. Вяжущие для изготовления радиационнозащитных композиционных материалов

1.2. Наполнители и заполнители радиационнозащитных

композиционных материалов.

1.3. Обзор технологий щелочноеиликатных композиционных материалов.

1.4. Получение и свойства растворимого стекла.

1.5. Материалы с механизмами твердения,

аналогичными механизму твердения разработанного композита.

1.6. Получение ультрадиспереных систем

1.7. Выводы.
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Материалы и методы получения образцов.
2.2. Методы исследований
2.2.1. Рентгенофазовый анализ.
2.2.2. ИКспектроскопический анализ.
2.2.3. Определение гранулометрии веществ
2.2.4. Определение удельной поверхности.
2.2.5. Определение реологических характеристик
2.2.6. Определение содержания коллоидного компонента
и его силикатного модуля
2.2.7. Определение усадки материалов
2.3. Определение физикомеханических характеристик
синтезированных материалов
2.4. Выводы.
Глава 3. ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
3.1. Исследование стекольной суспензии и подбор материала наполнителя
3.2. Механизмы структурообразования композиционного материала.
3.3. Выводы.
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ И РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИЛОВ СИЛИКАТНОСВИНЦОВОГО СОСТАВА
4.1. Исследование активирующей способности силикатов натрия
и влияния состава сырьевой смеси на характер продуктов твердения
4.2. Выбор оптимального состава композиционного материала
4.3. Математическое прогнозирование свойств материала
4.4. Выводы
Глава 5. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, РАСЧЕТ ЭНЕРГОЗАТРАТ
И СЕБЕСТОИМОСТИ
5.1. Описание технологии изготовления материала
5.2. Расчет затрат энергии на тепловую обработку материла
5.3. Расчет себестоимости материала
5.4. Выводы
Основные выводы и результаты.
Литература


В основном, при использовании цементов, не применяются какие-либо модифицирующие добавки. Но в некоторых случаях предлагается использование суперпластификаторов или, например, древесной омыленной смолы в качестве воздухововлекающей добавки — по видимому для улучшения адгезии цемента к шунгизитовому заполнителю и снижения проницаемости [6]. Среди рассмотренных случаев выделяется [2]. Рецептура предлагаемого композиционного материала (КМ) предусматривает химическое взаимодействие гипса, добавленного в цемент с железистым наполнителем путем образования гидросульфофер-ритов кальция. Довольно широко на настоящий момент применяются органические вяжущие. Полимерные матрицы обладают рядом преимуществ: хорошая адгезия ко многим наполнителям, высокая прочность КМ на изгиб, химическая стойкость к большинству реагентов, низкая проницаемость по отношению к жидкостям и там, низкая пористость []. К недостаткам относятся токсичность производства, горючесть, низкая температура службы - до 0°С, наличие различной степени усадки - до 3%. В качестве модифицирующих добавок могут применяться ПАВ [] и пластификаторы []. Встречаются рецептуры с применением армирующих элементов, таких как стеклоткань [9] или металлические волокна []. Как целую группу связующих для РЗКМ можно выделить серные вяжущие. В последние годы применение серы в строительстве резко возросло в связи с увеличением ее производства как хвостов очистки углеводородного топлива и промышленных атмосферных выбросов. Термопластичные серные вяжущие (ТПСВ) представляют собой смссь серы, пластификатора и тонкодисперсного наполнителя. Выпускаются подобно полимерным вяжущим в виде гранул полидисперсного состава. Технология производства серных композитов сходна с технологией асфальтовых конгломератов [ - ]. Преимущества серных вяжущих: стойкость к бактериологической и химической коррозии, низкая газо водопроницаемость, и экологическая чистота производства, возможность возведения конструкций и заливки швов непосредственно на месте эксплуатации. К недостаткам относятся крайне низкая температура службы - до 0°С, горючесть; как и большинство полимерных композитов, ТПСВ требует термообработки. Использование серы для производства РЗКМ предлагается в [—]. Среди особенностей производства серных композитов можно выделить применение модифицирующих добавок, например керосин [, ], тиокол, скоп, тонко измельченный уголь [1. Для повышения термостойкости и долговечности материала применяют парафин [, , ], стеариновую кислоту, кедровое масло, линолевую кислоту, бензол, бензойную кислоту, ксилол []. Для улучшения физико-механических свойств бетона упоминается введение до 0. В производстве РЗКМ применяются органоминеральные связующие [8, - ]. Преимуществом этилсиликата является возможность получения высокопрочных жаростойких композитов, недостатком - токсичность, высокая стоимость. Органоминеральным связующим является глетглицериновая смесь, которая помимо этого несет еще и функцию поглощения у-лучей. Преимущества этой мастики — простота технологии, высокая адгезия к заполнителям; недостаток — температура службы до 0°С. В силу единства механизмов твердения и набора компонентов в одну большую группу под названием «щелочносиликатные» стоит объединить вяжущие на жидком стекле, стекольный бой или высококремнеземистые материалы, активированные щелочными растворами и т. Рецептуры щелочносиликатных РЗКМ нередко встречаются в литературе [1, , - ]. Применение этих вяжущих постоянно растет в связи с накоплением зол ТЭЦ, шлаков металлургических и горнообогатительных предприятий, отходов стекольных производств. Преимуществами таких вяжущих является водо- и кислотостонкость, жаропрочность (температура службы свыше °С), экологическая чистота, низкая истираемость. К недостаткам относятся высокая пористость - от до %, усадка до 2,2 мм/м, жесткость смеси, требующая машинного перемешивания или виброукладки. Для обеспечения твердения жидкого стекла при комнатной температуре чаще всего используется кремнефтористый натрий в количестве - % от массы вяжущего [, ].