Разработка строительных материалов на основе магнитомеханически активированной водогипсовой суспензии

• Автор: Фолимагина, Ольга Васильевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПОЛУЧЕНИИ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СТРОИТЕЛЬНОГО ГИСА С УЛУЧШЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ.

1.1. Физикохимические основы процессов схватывания и твердения гипсового вяжущего.

1.2. Физические методы активации воды затворения и строительных смесей.

1.3. Магнитная обработка воды затворения и водосодержащих систем. Применение магнитоактивации в строительстве
1.3.1. Существующие теоретические обоснования магнитной активации воды и водных растворов.

1.3.2. Применение магнитной обработки воды в строительстве

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Характеристика материалов.

2.2. Методы исследований физикомеханических и реологических характеристик гипсового и цементного камня и растворов.
2.3. Методы исследований физических и химических свойств воды и водных растворов.
2.4. Статистические методы исследований. Обработка результатов
экспериментальных исследований.
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ
ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ И РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ
3.1. Типы установок для магнитной обработки воды и водосодержащих систем
3.1.1. Обработка полем, созданным электромагнитом
3.1.2.Обработка импульсным магнитным полем.
3.1.3. Комбинированная магнитная обработка.
3.1.4. Обработка постоянными магнитами.
3.1.5 Сравнение магнитного и электромагнитного метода обработки воды.
3.2. Особенности и физикотехнические характеристики используемого для активации оборудования.
3.3. Методика активации воды и растворов
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВОДУ ЗАТВОРЕНИЯ И РАСТВОРНЫЕ СМЕСИ.
4.1. Обоснование эффективности воздействия слабых магнитных полей
на водосодержащие системы
4.2. Исследование процесса перехода дисперсионной среды в неравновесное состояние
4.3. Механизм действия магнитной компоненты магнитомеханического воздействия на заряженные частицы
4.4. Обеспечение равномерности воздействия магнитной компоненты магнитомеханического воздействия на обрабатываемую систему
4.5. Влияние динамической компоненты на активацию вяжущего в
обрабатываемой растворной смеси
Выводы по главе 4.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТВЕРДЕНИЕ
1ИСОВОГО ВЯЖУЩЕГО
5.1. Влияние магнитомеханического воздействия
на воду затворения
5.1.1. Исследования изменения концентрации водородных
ионов в магнитомеханически активированной воде
5.1.2. Растворяющая способность воды
5.1.3 Исследование влияния активации воды затворения на диспергирование вяжущего
5.2. Влияние магнитомеханического воздействия на твердеющую водогипсовую суспензию
5.2.1. Анализ тепловыделения твердеющих гипсовых суспензий
5.2.2. Влияние магнитомеханического воздействия на процессы гидратации в водогипсовой суспензии.
5.2.3. Исследование влияния магнитомеханического
воздействия на процесс кристаллизации.
5.2.4. Исследование процесса рекристаллизации.
5.3. Исследование прочностных характеристик образцов гипсового
камня.
5.3.1. Исследование влияния комплексного воздействия на
прочностные характеристики гипсового камня.
Выводы по главе 5
ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА
МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ.
6.1. Экономическая эффективность применения магнитомеханической активации при производстве гипсовых четырехсторонних
пазогребневых плит
Выводы по главе 6
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Кристаллы двуводного гипса, образуясь в тесте из полугидрата, переплетаются один с другим, частично сращиваются и создают сначала первичный не очень прочный кристаллизационный каркас. В дальнейшем, по мере превращения в двугидрат гипса все большего количества гипсового вяжущего вещества, прочность кристаллического каркаса и соответственно изделия возрастает. Существует несколько теорий описывающих твердение строительного гипса теория ЛеШателье 3, теория Байкова , 7. Общим в этих теориях является то, что после соприкосновения вяжущих веществ с водой образуются гидраты в виде мельчайших частиц, обладающих свойствами коллоидов и находящихся в равновесии с окружающей средой. В начале процесса степень пересыщения достигает весьма больших значений а 3 4 для гипса, затем постепенно снижается и приближается к значению а1, оставаясь, однако, больше единицы до конца гидратации. Таким образом, на разных этапах роста кристаллогидратов скорость его определяется различными физическими факторами и, следовательно, может выражается различными математическими формулами. Скорость роста кристаллов зависит от скорости объемной и двумерной диффузии растворенного вещества. При низких пересыщениях раствора для гипсового раствора при а 1,4 скорость роста кристаллов определяется дислокационным механизмом ,0. По мере уменьшения степени пересыщения раствора рост кристаллов становится энергетически невыгодным и вступает в силу дислокационный механизм. В этом случае скорость роста кристаллов зависит от скорости объемной и двумерной диффузии растворенного вещества. Экспериментально установлено, что энергия активации сложной диффузии объемной и двумерной равна Е 0 Джмоль, т. С увеличением концентрации раствора и при дальнейшем его пересыщении процесс роста кристаллов протекает в кинетической области, в соответствии с механизмом зародышеобразования по Фольмеру ,. Таким образом, в начальный период процесса гидратации при высокой степени пересыщения раствора формируются двумерные зародыши кристаллов по Фольмеру. Установлено, что энергия связи между молекулами гипса в своем растворе равна Е Джмоль, а энергия активации при формировании кристаллической решетки СаЗОНгО Е 8 Джмоль При затворении строительного гипса всегда имеется излишек воды, эта вода образует насыщенный раствор гипса, который обволакивает кристаллы новообразований, т. Для нарастания прочности необходимо, чтобы вслед за гидратацией произошло сращивание кристаллов новообразований, на что требуется время. Росту кристаллов и их сращиванию способствует процесс испарения воды и высыхание твердеющей массы. Прочность гипса увеличивается по мере испарения избыточной влаги приблизительно в течение недели в зависимости от влажности окружающей среды. Так через сутки прочность на растяжение составляет от 3 до 7 кгссм2, а через 7 сут возрастает до 8,7 ,2 кгссм . В обычных условиях при твердении гипсовые изделия высыхают медленно, при повышенной относительной влажности воздуха высушенное гипсовое изделие может поглощать влагу из него. После полного высушивания образцов твердение гипса заканчивается и прочность его более не нарастает, поэтому твердение гипсовых изделий в промышленных условиях ускоряют путем принудительной сушки. При сушке гипсовых изделий во избежание протекания обратного процесса дегидратации температура сушки не должна превышать С. В производственных условиях часто возникает необходимость ускорить или замедлить скорость затвердевания гипса, получить изделие большей прочности. Это оказывается возможным при направленном воздействии на процесс гидратации и кристаллизации гипса. Ход этого процесса может регулироваться дисперсностью гипсового порошка, температурным режимом, процедурой получения смеси, введением специальных добавок, внешними физическими воздействиями , . Степень дробления гипсового порошка оказывает заметное влияние на скорость кристаллизации гипсового теста. Порошок высокой дисперсности быстрее растворяется в воде и насыщает ее, что приводит к более быстрой и равномерной кристаллизации всей массы . Получаемая при этом кристаллическая структура характеризуется большей однородностью и плотностью.