Нелюбова Виктория Викторовна. Прессованные силикатные автоклавные материалы с использованием наноструктурированного модификатора

Краткое описание

Нелюбова Виктория Викторовна. Прессованные силикатные автоклавные материалы с использованием наноструктурированного модификатора : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.05 / Нелюбова Виктория Викторовна; [Место защиты: Белгород. гос. технол. ун-т им. В.Г. Шухова].- Белгород, 2010.- 160 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/3030

БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ им. В.Г. ШУХОВА
НЕЛЮБОВА ВИКТОРИЯ ВИКТОРОВНА
ПРЕССОВАННЫЕ СИЛИКАТНЫЕ АВТОКЛАВНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО МОДИФИКАТОРА
05.23.5 - Строительные материалы и изделия
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор Череватова А.В.
Белгород - 2010 
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1 Анализ рынка силикатного кирпича
1.2 Сырьевые материалы для производства силикатных изделий и
требования, предъявляемые к ним
1.3 Особенности технологии изготовления силикатных
автоклавных материалов
1.4 Способы повышения эксплуатационных характеристик
силикатных материалов
1.5 Современные тенденции использования наноматериалов в
строительном материаловедении
1.6 Особенности формирования новообразований в системе СаО —
Si02 - Н20
1.7 Выводы
2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1 Методы исследования
2.1.1 Методы оценки фазового состава и структурно¬
текстурных характеристик сырьевых и синтезированных материалов
2.1.2 Анализ физико-механических характеристик силикатных
автоклавных материалов
2.2 Методика получения образцов силикатных автоклавных
материалов с применением наноструктурированного модификатора
2.3 Характеристики сырьевых материалов
2.4 Выводы
3 ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА И СВОЙСТВА СИЛИКАТНЫХ АВТОКЛАВНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО МОДИФИКАТОРА
3.1 Фазовая и размерная гетерогенность наноструктурированного
модификатора
3.2 Свойства силикатных автоклавных материалов в зависимости
от способа введения наноструктурированного модификатора  
3.3 Влияние наноструктурированного модификатора на прочность
сырца
3.4 Особенности структурообразования окрашенных силикатных
материалов в присутствии наноструктурированного модификатора
3.5 Выводы
4 ХАРАКТЕР ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ СаО - Si02 - Н20 В ПРИСУТСТВИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО МОДИФИКАТОРА И УСТАНОВЛЕНИЕРАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ АВТОКЛАВНОЙ ОБРАБОТКИ
4.1 Фазообразование и состав гидросиликатов кальция
силикатных материалов с использованием НМ
4.2 Атмосферостойкость прессованных силикатных материалов
с использованием наноструктурированного модификатора
4.3 Подбор рациональных параметров автоклавной обработки
наноструктурированных силикатных материалов с учетом технического состояния оборудования
4.5 Выводы
5 ТЕХНОЛОГИЯ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА СИЛИКАТНЫХ АВТОКЛАВНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО МОДИФИКАТОРА
5.1 Технология производства силикатных автоклавных материалов
с использованием НМ
5.2 Технико-экономическое обоснование применения
наноструктурированного модификатора в качестве компонента силикатных изделий
5.3 Расчет экономии материальных затрат при использовании
наноструктурированного модификатора как компонента формовочной смеси
5.4 Внедрение результатов исследований
5.5 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

Список литературы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Предложены принципы повышения эффективности производства прессованных автоклавных материалов, заключающиеся в оптимизации микроструктуры цементирующего вещества и формировании рационального состава новообразований, что обеспечивает высокие физико-механические характеристики изделий. Наноструктурированный модификатор (НМ) интенсифицирует фазообразование в системе С—S-И, способствует снижению рентгеноаморфной фазы и направленному образованию низкоосновных гидросиликатов кальция (1 lA-тоберморит и ксонотлит), минуя стадию двухкальциевого гидросиликата.
2. Выявлен характер зависимости свойств силикатных материалов от способа введения наноструктурированного модификатора. Раздельный помол компонентов вяжущего, в отличие от совместного, способствует оптимизации зернового состава исходной смеси и регулированию в системе содержания количества нанодисперсного вещества. Это позволяет повысить прочность готовых изделий. Период гашения формовочной смеси сокращается в два раза, что связано с ранним связыванием Са(ОН)2 веществом наноструктурированного модификатора.
3. Установлена взаимосвязь между параметрами автоклавной
обработки (Р, t), фазовым составом и технико-эксплуатационными
характеристиками силикатных материалов, заключающаяся в том, что введение 10% НМ обеспечивает формирование гетерофазного полиминерального цементирующего вещества различной морфологии. Использование модификатора позволяет снизить давление автоклавирования на 40%, либо время изотермической выдержки на 30 % и обеспечивает при этом получение материалов необходимой прочности.
4. Установлен механизм структурообразования в системе НМ + пигмент + Са(ОН)2, заключающийся в: гомогенизации пигмента с НМ на заключительной стадии его получения; обволакивании частиц пигмента тонкой коллоидной пленкой кремнекислоты, формируемой при получении модификатора; последующем образовании гидросиликатов кальция вокруг частиц пигмента за счет повышенной активности ультрадисперсного вещества НМ в присутствии Са(ОН)2. Это препятствует взаимодействию гидроксида кальция с оксидом железа и способствует сохранению цвета. Образование
прочной системы в присутствии пигмента происходит за счет взаимодействия извести с кремнеземистым компонентом высокоактивного модификатора, что приводит к формированию равномерно окрашенного монолитного массива.
5. Предложены составы силикатных автоклавных прессованных материалов с использованием наноструктурированного модификатора, позволяющие получать изделия с пределом прочности при сжатии до 40 МПа, морозостойкостью до 75 циклов. Использование наноструктурированного модификатора повышает в 1,5 раза прочность при сжатии сырца, что позволит выпускать эффективные высокопустотные изделия с повышенной долговечностью.
6. Предложены составы окрашенных силикатных материалов, обладающие повышенной цветостойкостью при длительном воздействии внешних естественных и техногенных факторов окружающей среды.
7. Получены закономерности изменения свойств готовых изделий в
зависимости от параметров автоклавной обработки, позволяющие оптимизировать физико-механические характеристики силикатных материалов с наноструктурированным модификатором. Определены рациональные параметры гидротермального синтеза изделий в зависимости от технического состояния автоклавного оборудования, что позволяет существенно сократить энергоемкость производства силикатных материалов с прочностью, удовлетворяющей требованиям нормативных документов. .
8. Предложены варианты технологии получения силикатных автоклавных материалов с использованием НМ, в том числе окрашенных, как с учетом строительства нового производства, так и при внедрении на существующих предприятиях по производству автоклавных материалов.
9. Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ОАО «Стройматериалы» Белгородской области. Подписан протокол о намерениях с Клинцовским силикатным заводом Брянской области о внедрении разработанной технологии в условиях существующего производства.
10. Для внедрения результатов научно-исследовательской работы разработаны следующие нормативные документы:
- рекомендации по применению наноструктурированного вяжущего в качестве модифицирующей добавки для производства прессованных силикатных автоклавных материалов;
- рекомендации по применению наноструктурированного модификатора при производстве окрашенных автоклавных материалов;
- стандарт организации СТО 02066339-006-2010 «Силикатный кирпич с использованием наноструктурированного модификатора»;
технологический регламент на производство силикатного автоклавного кирпича с использованием наноструктурированного модификатора