Модифицированный керамический кирпич повышенной морозостойкости

• Автор: Наумов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 177 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Пористая структура керамических материалов и ее связь

С хМОрОЗОСТОЙКОСТЬЮ.

1.2. Механизм разрушающего действия замерзающей влаги.

1.3. Зависимость морозостойкости керамических изделий от способа и технологических параметров производства.

1.4. Влияние добавок на морозостойкость керамического черепка

1.5. Выводы

1.6. Рабочая гипотеза, цель и задачи исследований

2. ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Характеристика сырьевых материалов
2.2. Методики исследования глинистого сырья и добавок
2.3. Методики подготовки образцов
2.4. Методики испытаний обожженных образцов
2.5. Методики исследований пористой структуры керамического черепка.
2.5.1. Методика определения эффективных радиусов капилляров
2.5.2. Определение размеров пор методом ртутной порометрии
2.5.3. Микроскопические исследования пористой структуры
2.5.4. Определение объемов основных типов пористости.
2.6. Методика проведения низкотемпературных дилатометрических исследований
2.7. Дериватографический анализ
2.8. Рентгенофазовый анализ
2.9. Математическое планирование эксперимента
2 Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ НА МОРОЗОСТОЙКОСТЬ И ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО ЧЕРЕПКА.
3.1. Влияние грансостава и способа введения минеральной добавки на морозостойкость керамического черепка.
3.2. Определение рационального содержания добавки в глиномассе
3.3. Влияние минеральной добавки на физикомеханические свойства обожженных образцов.
3.4. Характерные дефекты при испытании на морозостойкость
3.5. Влияние удельного давления прессования и температуры обжига на морозостойкость и физикомеханические свойства обожженных образцов
3.6. Выводы
4. СТРУКТУРНЫЕ И ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В КЕРАМИЧЕСКОМ ЧЕРЕПКЕ ПРИ ВВЕДЕНИИ МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ.
4.1. Определение структурной характеристики черепка.
4.1.1. Микроскопические исследования модифицированного керамического материала.
4.1.2. Изучение распределения пор по размерам в керамическом черепке.
4.2. Фазовый состав обожженного черепка
4.2.1. Влияние минеральной добавки на процессы кристаллообразования.
4.2.2. Рентгенофазовый анализ модифицированного черепка
4.3. Низкотемпературные дилатометрические исследования керамического черепка
4.3.1. Влияние минеральной добавки на дилатометрические характеристики обожженного черепка.
4.3.2. Влияние температуры обжига модифицированного черепка
на его поведение при замораживании.
4.3.3. Взаимосвязь дилатометрических характеристик
керамического образца с величиной его водонасыщения.
4.4. Выводы.
5. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.
5.1. Опытнопромышленные испытания.
5.2. Разработка технологических параметров производства морозостойкого керамического кирпича
5.3. Расчет ожидаемой экономической эффективности
5.4. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Капиллярную пористость можно представить как систему взаимосвязанных цилиндрических капилляров. Выявлено, что более тонкие капилляры впитывают жидкость из более широких. Таким образом, на скорость движения жидкости в каждом капилляре существенное влияние оказывает наличие связанных с ним других капилляров. Капиллярные поры с большим сечением заполняются водой быстрее, с меньшим медленнее, но при этом высота капиллярного поднятия воды в последних будет больше. В указывается, что поры радиусом более мкм не относятся к капиллярным, так как они насыщаются только при погружении материала в воду. Вследствие наличия у пор этого радиуса незначительных капиллярных сил, вода в этих порах удерживается слабо и может вытекать при извлечении изделия из воды. При наличии соединенных с ними более тонких пор вода отсасывается в последние, вследствие этого такие поры бывают свободны от воды или содержат ее в виде поверхностной пленки. В этом случае поры этого вида, в большинстве случаев, отрицательного влияния на морозостойкость не оказывают. При насыщении пористых материалов водой может происходить защемление определенного объема воздуха за счет встречного капиллярного движения воды. Объем защемленного воздуха соответствует объему запираемой пористости 5. В керамическом материале также имеются закрытые поры. Они для воды практически не доступны и на морозостойкость не влияют. Из представленного вытекает, что на поведение воды в порах и капиллярах материала в условиях эксплуатации значительное влияние оказывают размеры и форма пор. На количество воды, поглощенной материалом, влияют условия водонасыщения, объем открытой пористости, характер структуры материала. При насыщении материала водой под вакуумом, при избыточном давлении или при кипячении можно добиться большего водонасыщения. При обычном насыщении погружении изделий в воду на часов не все поры материала заполняются водой например, мельчайшие поры размером менее 0, мкм остаются незаполненными изза наличия в них воздуха. I Vi 1 1 . Бриллинг установил, что при обычном водонасыщении керамического кирпича водой заполняются только около объема пор . Таким образом, на количество поглощенной материалом влаги при непосредственном его соприкосновении с водой влияет его пористокапиллярная структура, что связано как с капиллярными силами, возрастающими при уменьшении сечения капилляров, так и с формой и размерами пор и капилляров. Известно, что замерзание воды в пористокапиллярных изделиях происходит иначе, чем в больших объемах, поскольку на температуру фазового перехода воды в лед значительное влияние оказывает диаметр капилляров материала. Предполагается, что с увеличением размера пор и капилляров свойства воды в них приближаются к свойствам свободной воды. Факторы, оказывающие влияние на снижение температуры замерзания воды в порах и капиллярах материала, объясняются с различных позиций. Согласно теории капиллярной конденсации, в капиллярах над вогнутым мениском упругость насыщенного пара уменьшается в зависимости от сечения капилляра. Это уменьшение упругости насыщенных паров и определяет снижение температуры замерзания воды. В своей работе Г. БоровикРоманова указывает, что в тончайших капиллярах найдена переохлажденная вода даже при 0С. В керамических изделиях также имеется незамерзшая вода при температурах значительно ниже точки ее замерзания. Так, например, по данным Г. Розенталя , в кирпиче отмечена переохлажденная вода при температуре С. Бриллинг указывает, что при замораживании керамического кирпича переходит в лед только около всей влаги, находящейся в порах и капиллярах черепка . Х. . В 1 также указывается, что качество стенок пор и капилляров влияет на температуру замерзания воды с увеличением шероховатости стенок капилляров уменьшается температура переохлаждения воды. По мнению П. Р. Контса , это объясняется тем, что процесс льдообразования идет но гетерогенному механизму зародышеобразования, т. А энергетически выгоднее, когда этот процесс происходит вокруг примесей, всегда присутствующих в воде, и на активных участках твердой поверхности изделий, контактирующих с водой.