Прессованные силикатные автоклавные материалы с использованием наноструктурированного модификатора

Нелюбова, Виктория Викторовна

Строительные материалы и изделия

автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Прессованные силикатные автоклавные материалы с использованием наноструктурированного модификатора

кандидата технических наук: Нелюбова, Виктория Викторовна
город: Белгород
год: 2010
специальность ВАК РФ: 05.23.05
цена: 450 рублей

Диссертация по строительству на тему «Прессованные силикатные автоклавные материалы с использованием наноструктурированного модификатора»

Автореферат диссертации по теме "Прессованные силикатные автоклавные материалы с использованием наноструктурированного модификатора"

00'

№1

1439

Направах рукописи

НЕЛЮБОВА Виктория Викторовна

ПРЕССОВАННЫЕ СИЛИКАТНЫЕ АВТОКЛАВНЫЕ

МАТЕРИАЛЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО МОДИФИКАТОРА

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород 2010

004611489

Работа выполнена в ГОУ ВПО Белгородском государственном технологическом университете (БГТУ) им. В.Г. Шухова

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Череватова Алла Васильевна

Официальные оппоненты — доктор технических наук, доцент

Урханова Лариса Алексеевна

- кандидат технических наук, доцент Володченко Анатолий Николаевич

Ведущая организация - Пензенский государственный

университет архитектуры и строительства

Защита состоится «17» сентября 2010 г. в 1500 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ им. В.Г. Шухова, ауд. 242.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.

Автореферат разослан « 16» _августа_ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Г.А. Смоляго

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В проекте «Стратегии развития промышленности строи-ельных материалов до 2020 года» ставится задача увеличения в 1,5 раза роизводства стеновых изделий, среди которых наиболее широко распро-траненными являются силикатные композиты автоклавного твердения.

Однако, несмотря на привлекательность силикатных изделий, проблема олучения долговечного стенового материала на основе известково-»емнеземистой смеси остается актуальной. В то же время проблему созда-ия высокоэффективных материалов нового поколения невозможно решить I 1адиционными способами. В связи с этим необходимым является разработ-а принципов проектирования высококачественных строительных материа-ов с управляемым структурообразованием на микро- и наноуровне. Переход к использованию наносистем и нанотехнологических методов при разработке овых видов строительных материалов позволит в значительной степени по-ысить их конструкционные качества: прочность, износостойкость, термическую и химическую стойкость.

Работа выполнялась в рамках тематического плана г\б НИР № 1.1.07 «Разработка фундаментальных основ получения композиционных вяжущих с использованием наносистем» на 2007-2011 гг.; при финансовой поддержке в форме фанта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых МД-2906.2007.8 «Методологические принципы проектирования композиционных вяжущих при использовании нанодисперсных модификаторов с учетом типоморфизма сырья»; в рамках программы «У.М.Н.И.К.» по теме «Разработка технологии производства нанодисперсных модификаторов (НДМ) и материалов с их применением» при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

Цель работы. Повышение эффективности производства прессованных силикатных материалов автоклавного твердения за счет использования нано-структурированного модификатора.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

- обоснование возможности использования наноструктурированного вяжущего в качестве высокоактивной добавки;

- разработка способов введения наноструктурированного модификатора (ИМ) в силикатные автоклавные материалы;

- подбор составов и технологии прессованных, в том числе окрашенных, силикатных автоклавных материалов с наноструктурированным модификатором;

- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований. Внедрение результатов работы.

Научная новизна. 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-£>-Н, способствует снижению рентгеноаморфной фазы и направленному образованию низкоосновных гидросиликатов кальция (11А-тоберморит и ксонотлит), минуя стадию двухкальциевого гидросиликата.

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.

Установлена взаимосвязь между параметрами автоклавной обработки (Р, 0, 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.

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.

Практическая значимость. 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.

Предложены составы окрашенных силикатных материалов, обладающие повышенной цветостойкостью при длительном воздействии внешних естественных и техногенных факторов окружающей среды.

Получены закономерности изменения свойств готовых изделий в зависимости от параметров автоклавной обработки, позволяющие оптимизировать физико-механические характеристики силикатных материалов с наност-руктурированным 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.

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.

Внедрение результатов исследований.

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.

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.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения используются при реализации программы опережающей профессиональной переподготовки инженерных кадров предприятий, ориентированных на инвестиционные проекты Государственной корпорации «Российская корпорация нанотехноло-гий» (РОСНАНО) в области производства безцементных минеральных нано-структурированных вяжущих негидратационного твердения и композиционных материалов строительного назначения на их основе в рамках контракта

№1/10 от 11.01.2010 г., в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Строительство», инженеров по специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на: Международном форуме «Ломоносов-2008» (Москва, 2008 г.); Научно-практической конференции «НТТМ - путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2008 г.); Ш-У Академических чтениях РА-АСН «Наносистемы в строительном материаловедении» (Белгород, 20082010 гг.); Международных форумах по нанотехнологиям ГК «Роснанотех» (Москва, 2008, 2009 гг.); Всероссийском съезде производителей бетона (Москва, 2009 г.); Всероссийском молодежном инновационном конвенте (Москва, 2008 г.; Санкт-Петербург, 2009 г.); Всероссийском инновационном форуме «Селигер», смене «Инновации и техническое творчество» (Тверская область, 2009, 2010 гг.), I, III научно-практических конференциях «Развитие производства силикатного кирпича в России» - СИЛИКАТэкс (Москва, 2008 г.;, Нижний Новгород, 2010 г.).

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы изложены в 18 научных публикациях, в том числе в шести статьях в центральных рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ. На состав и технологию получен патент ГШ 2376258 С1, приоритет от 24 апреля 2008 г.

Структура диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 174 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков, 28 таблиц, список литературы из 153 наименований, 10 приложений.

На защиту выносятся:

- принципы повышения эффективности производства силикатных автоклавных материалов с использованием наноструктурированного модификатора;

- механизм структурообразования в системах известково-песчаное вя-жущее-наноструктурированный модификатор-вода и наноструктурирован-ный модификатор-пигмент-Са(ОН)2;

- характер зависимости свойств силикатных материалов от способа введения наноструктурированного модификатора;

- взаимосвязь между параметрами автоклавной обработки, фазовым составом и технико-эксплуатационными характеристиками силикатных материалов;

- составы и технология силикатных автоклавных материалов, в том числе и окрашенных, с использованием наноструктурированного модификатора;

- результаты внедрения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В настоящее время производством силикатных автоклавных материалов в Российской Федерации занимаются более 100 предприятий. В общей структуре производства стеновых материалов на долю силикатного кирпича приходится около 26-27%. В целом рынок силикатных изделий очень насыщен и имеет достаточно высокий уровень конкуренции, подталкивающей предприятия отрасли к постоянному повышению качества выпускаемой и освоению производства новых видов продукции. Это требует от производителей перехода на новые технологии и внедрение различных решений, способствующих повышению качества выпускаемой продукции.

В соответствии с современными представлениями, в производстве автоклавных материалов важная роль отводится тонкомолотому кремнеземистому компоненту, входящему в состав вяжущего. Данный компонент улучшает зерновой состав силикатной смеси, повышает ее формовочные свойства и прочность сырца. Тонкомолотый кремнеземистый компонент интенсифицирует автоклавную обработку, ускоряя образование гидросиликатов кальция.

Для повышения инвестиционной привлекательности силикатных материалов автоклавного твердения необходим переход на высокоэффективные технологии. Данная проблема может быть решена за счет использования наност-руктурированного вяжущего (НВ).

Ранее была установлена принципиальная возможность использования НВ в качестве основного связующего компонента при производстве строительных материалов. В данной системе формируется около 10 % частиц нанораз-мерного уровня, как на стадии механохимической активации исходных материалов, так и при последующей комплексной модификации вяжущей системы.

Высокая технологичность вяжущего позволила определить рациональные области его использования не только в качестве вяжущего, но и в качестве активного компонента - наноструктурированного модификатора (НМ) (рис. 1).

На основании данных о составе и свойствах наноструктурированного вяжущего теоретически была обоснована возможность его использования в качестве активной добавки при производстве силикатных материалов, что позволило бы существенно повысить их прочность, влаго-, морозостойкость и др.

Исходными материалами для получения силикатных автоклавных материалов являются: песок Разуменского месторождения, негашеная комовая известь I сорта производства ОАО «Стройматериалы» (Белгород), вода. Для получения НМ использовали кварцевый песок Разуменского месторождения.

Области использования НВ

Л I ж

В качестве вяжущего

В качестве модифицирующей добавки

п Ъ ¿>

Многослойные стеновые материалы

Огнеупорные и керамические материалы

Силикатные автоклавные материалы

Ячеистые бетоны

Композиционное вяжущее на основе цемента

Дорожно- I строительные 1

Плотные

силикатные

материалы

Мелкозернистые бетоны

Ячеистые 1 силикатные 1 материалы 1

Ячеистые бетоны

Рис. 1. Рациональные области использования наноструктурированного вяжущего: --разработанные;---перспективные

Наноструктурированный модификатор получают мокрым измельчением при температуре 60-80 °С в оптимальной области значений рН (7-8), позволяющей осуществлять процесс в условиях предельной концентрации (максимальном разжижении), с последующей стабилизацией суспензий по реологическому принципу - механическим гравитационным перемешиванием. При этих условиях достигается как полидисперсный зерновой состав, так и низкое содержание жидкости, что является определяющим в отношении плотности (пористости), прочности и усадки конечного материала.

Известно, что измельчение, связанное с механохимической активацией поверхности твердой фазы системы, безусловно, способствует увеличению ее внутренней энергии и повышению реакционной способности.

Анализ сырья и наноструктурированного модификатора (табл. 1) свидетельствует, что при получении модификатора наряду с низкотемпературной модификацией а-кварца образуется фаза, близкая по значению к высокотемпературной модификации Р-кварца. Отмечается существенное увеличение содержания Р-кварца (в два раза) по сравнению с исходным сырьем, следовательно, при получении модификатора происходит качественное и количественное изменение фазового состава системы и, как результат, повышение ее активности.

Таблица 1

Влияние механоактивации кварцевого сырья на его фазовую _ и размерную гетерогенность1_

Минерал Минимальный размер бездефектных кристаллитов, нм Содержание, %

Кварцевый песок Разуменского месторождения НМ Кварцевый песок Разуменского месторождения НМ

Si02 (а-низкотемпературная модификация) 63±2 53,5± 2 85,5±2,5 68,2±5

Si02 ф-высокотемпературная модификация) 20±3 17,6±2 14,5±2 31,8±5

По данным лазерной гранулометрии исследуемые суспензии имеют полифракционный состав. Полная удельная поверхность2 НМ составляет 6100 м2/кг, что свидетельствует о высокой дисперсности материала и, следовательно, повышенной реакционной способности. При этом средний размер частиц нанодисперсной фракции модификатора составляет 29 нм (рис. 2).

ta *

о.

о ч о

• Л.

•

- ! \

• 1

- / i

- j \

- / , , V.

0.1

10£Ю

10000

1 10 100

Размер частиц, нм

Рис. 2. Распределение частиц центрифугата по размерам, выделенного из НМ3 Микроструктура нанодисперсного вещества, визуализированная с помощью просвечивающего электронного микроскопа, характеризуется псевдоравномерным распределением полидисперсных частиц полиэдральной морфологии в диапазоне от 10 до 100 нм по объему дисперсионной среды (рис. 3).

Наноструктурированные модификаторы ранее не использовались в качестве активной кремнеземистой добавки при производстве силикатных автоклавных материалов.

1 По данным полнопрофильного рентгенофазового анализа, основанного на методе Ритвельда

Исследования проведены с помощью прибора SoflSorbi-II ver. 1.0 в БГТУ им. В.Г. Шухова

Исследования проведены с помощью прибора Zetasizer Nano ver. 6.12 в ЦКП Факультета наук о материалах (ФНМ) МГУ им. М.В. Ломоносова

Х100 Х250

Рис. 3. Морфология нанодисперсной фракции НМ1

Поэтому для определения возможности использования данного модификатора в качестве составляющей сырьевой смеси были изучены фазовый состав продуктов синтеза и микроструктура новообразований силикатных материалов в условиях автоклавной обработки.

Для установления оптимального способа введения НМ его вводили в сырьевую смесь в составе вяжущего и в качестве активной кремнеземистой добавки. Отмечено существенное влияние способа введения модификатора в систему. Предложен способ получения известково-кремнеземистого вяжущего, включающий раздельный помол негашеной извести и кварцевого песка с последующим их смешением. Помол кварцевого песка осуществляют мокрым способом с получением наноструктурированного модификатора. При этом соотношение компонентов полностью соответствует стандартному из-вестково-песчаному вяжущему, принятому на заводах по производству силикатных материалов. Такой способ позволяет получать изделия, превосходящие по прочности на 25 % традиционные известково-песчаные материалы (рис. 4), что достигается за счет оптимизации зернового состава исходной смеси и регулирования содержания в системе определенного количества на-нодисперсных частиц.

Предложенный способ не реализуем в настоящее время на предприятиях, выпускающих силикатные изделия, ввиду несовершенства помольного оборудования, применяемого для получения известково-песчаного вяжущего. В

1 Исследования проведены с помощью просвечивающего электронного микроскопа 1ЕМ-2000 БХ11 в цкп ФНМ МГУ им. М.В. Ломоносова

связи с этим в дальнейших исследованиях НМ водили в сырьевую смесь в качестве активной кремнеземистой добавки.

Установлено, что оптимальное содержание модификатора в системе составляет 10 % (рис. 5). Такое количество модифицирующей добавки обеспечивает прирост прочности при сжатии в два раза, по сравнению со стандартными образцами. Дальнейшее увеличение содержания добавки в системе нецелесообразно, так как происходит снижение прочности, обусловленное избытком тонкой фракции в системе.

Ь 1870

I контрольный состав

3 экспериментальным состав, содержащий НМ

Рис. 4. Зависимость свойств прессованных автоклавных материалов от состава: 1 - плотность; 2 - предел прочности при сжатии

о 12.8

12.2

4 6 8 10 12

Содержание НМ, %

Рис. 5 Физико-механические характеристики силикатных материалов с использованием НМ: 1 - средняя плотность; 2 - предел прочности при сжатии; 3 - водопоглощение

Использование наноструктурированного модификатора повышает в 1,5 раза прочность при сжатии сырца. Это позволяет снизить брак при формовании и свидетельствует о возможности выпуска эффективных высокопустотных изделий. При этом снижается материалоемкость.

Прирост прочности готовых изделий обусловлен, в первую очередь, улучшением структуры силикатных автоклавных материалов. Анализ микро-

структуры, выполненный на сканирующем электронном микроскопе1, показал, что экспериментальный состав с оптимальной дозировкой НМ отличается более плотной матрицей цементирующего вещества, (рис. 6), тогда как стандартные образцы характеризуются более рыхлой и дефектной структурой. Это объясняется тем, что НМ, обладая высокой реакционной способностью, быстро связывает Са(ОН)2, и формирует плотный полиминеральный композит. Причем большая часть новообразованний в экспериментальном составе представлена волокнистыми агрегатами ленточных гидросиликатов кальция - основными носителями прочностных свойств силикатных мате-

Рис. 6. Особенности микроструктуры силикатных образцов в зависимости от состава: а - заводской состав; б - экспериментальный состав, содержащий НМ Методом молекулярной адсорбции2 установлено, что ИМ, уменьшает общую пористость конгломерата в 1,5 раза и понижает средний размер капиллярных пор, смещая распределение пор в область с радиусом 3-20 нм. Это обусловлено оптимизацией микроструктуры цементирующего вещества автоклавных изделий за счет увеличения плотности упаковки, а также синтеза крупнокристаллических фаз новообразованний, которые являются микронаполнителем в субмикрокристаллической гелевидной фазе из низкоосновных гидросиликатов.

Известно, что прочностные и деформативные показатели силикатных материалов, а также их стойкость к воздействию внешних агрессивных факторов зависят от фазового состава и морфологических особенностей синтезируемых в гидротермальных условиях цементирующих новообразований. В связи с этим, для изучения влияния наноструктурированного модификатора на фазообразование в системе были изучены образцы следующих составов: известково-песчаное вяжущее (ИПВ) контрольного заводского состава и

1 Исследования проводились на сканирующем электронном микроскопе высокого разрешения Supra 50 VP в ЦКП Факультета наук о материалах МГУ им. М.В. Ломоносова

2 По данным SoftSorbi-II ver.1.0, БГТУ им. В.Г. Шухова

ИПВ+НМ. При этом значение СаО/БЮ2 полностью соответствовало аналогичному соотношению в традиционном известково-песчаном вяжущем. Время изотермической выдержки автоклавной обработки составляло 6 и 24 ч. Увеличение времени автоклавирования до 24 ч было вызвано необходимостью получения образцов с кристаллическими формами гидросиликатных новообразований для минералогической идентификации их парагенезисов. Динамика повышения и снижения температуры проходила одинаково в обеих партиях.

Анализ рентгенограмм образцов после 6 ч выдержки показал наличие портландита, кварца и кальцита (рис. 7). Присутствие в системе остаточных концентраций портландита и кварца свидетельствует о незавершенности образования гидросиликатов.

21 п

Рис. 7. Влияние состава смеси на фазообразование после 6 ч гидротермальной обработки в автоклаве: 1 - извесгково-песчаное вяжущее (ИПВ); 2 - ИПВ+НМ; Р - портландит; С - кальцит;

О- кварц

Следует отметить, что полуширина отражений портландита существенно уменьшается с увеличением времени автоклавирования, что свидетельствует о переходе основной массы низкоразмерной фракции портландита в С-Б-Н-фазы.

После 24 ч гидротермальной обработки рентгенограммы образцов с НМ существенно отличались от контрольного образца известково-песчаного вяжущего (рис. 8).

20 О

Рис. 8. Влияние состава смеси на фазообразование после 24 ч гидротермальной обработки в автоклаве1: 1- известково-песчаное вяжущее; 2- ИПВ+НМ; • - отражения кристаллических новообразованных фаз гидросипикатов кальция Основная масса гидросиликатных новообразований представлена ксо-нотлитом (рис. 9)2 - ленточным силикатом, являющимся продуктом трансформации 11 А-тоберморита. При этом максимальная длина новообразований составляет 8 мкм, ширина 0,5 мкм, а толщина не превышает 100 нм.

Следовательно, существенный набор прочности силикатных материалов автоклавного твердения обусловлен присутствием в системе наноструктури-рованного модификатора, который ускоряет фазообразование в системе СаО-8Ю2-Н20 и способствует направленному синтезу низкоосновных гидросиликатов кальция - основных носителей прочности массива.

На основе полученных данных были разработаны составы формовочной смеси для производства силикатных материалов (табл. 3). Предложенные составы рекомендуется использовать для прессованных автоклавных материалов различной номенклатуры: силикатного кирпича, в том числе окрашенного, силикатных блоков, а также для производства силикатных материалов ячеистой структуры.

1 Анализ и расчет характеристик материалов проводился с применением полнопрофильного |ентгенофазового анализа (РФА), основанного на методе Ритвельда.

Съемка образцов проводилась в ЦКП ФНМ МГУ им. М.В. Ломоносова на сканирующем электронном микроскопе высокого разрешения Supra 50 VP (LEO, Германия, 2003)

Таблица 3

Свойства прессованных силикатных автоклавных материалов в зависимости от состава1_

A"t п/п Состав Параметры смеси Свойства изделий

Формовочной смеси, % Состав вяжущего, %

Кварцевый песок Известково-кремнеземистое вяжущее Наносгруктурированный модификатор Известь негашеная Кварцевый песок Влажность силикатной смеси до гашения, % Формовочная влажность, % Средняя плотность, кг/м' Пористость, % Водопоглощение, % Предел прочности При сжатии, МПа Морозостойкость, Циклов

I2 70 30 - 75 25 12,0 6,0 1880 27,1 13,6 16,1 15

2 84 16 15 85 - 12,0 6,0 1870 26,8 13,5 27,7 30

3 20 80 - 11,5 6,2 1882 26,5 13,3 29,6 35

4 25 75 - 10,8 6,8 1889 26,3 13,2 30.3 35

5 80 20 15 85 - 12,3 5,7 1895 25,1 12,8 31,4 50

6 20 80 - 11,7 6,0 1906 24,4 12,2 33,6 55

7 25 75 - 11,0 6,3 1919 23,0 11,9 36,8 60

8 70 30 15 85 - 12,8 5,5 1900 22,8 П.7 35,5 70

9 20 80 - 12,1 6,0 1910 22,6 11,4 38,7 75

10 25 75 - 11,3 6,5 1925 22,2 11.1 40,6 75

1 Пат. 2376258 Российская федерация МПК С 04 В 28/18, В24В 3/00, С 04 В 111/20. Известково-кремнеземистое вяжущее, способ получения из-вестково-кремнеземистого вяжущего и способ получения формовочной смеси для прессованных силикатных изделий / Лесовик B.C., Строкова В.В., Череватова A.B., Нелюбова В.В.; заявитель и патентообладатель Белгород, гос. техн. ун-т им. В.Г. Шухова. - № 2008115871/03; заявл. 24.04.2008; опубл. 20.12.2009 Бюл. № 35. - 15 с.

2 Контрольный (заводской состав)

ЕНТ ■ 20.00 IV

Л - Т.' Е 'Л'. Р1**оНо-)976 0« :2В 0=12009

Рис. 9. Игольчатая и волокнистая морфология новообразований в образце с НМ после 24 ч автоклавной обработки

Комплексное влияние технологических параметров на прочность при сжатии и среднюю плотность силикатных материалов с использованием наноструктурированного модификатора анализировали с помощью математического (ортогонального центрального композиционного) планирования эксперимента. В качестве матрицы для анализа использовали полиномиальное уравнение следующего вида:

у = Ь0 + Ьххх + Ъгхг + Ъъх\ + 64х 2 + 65X1*2

где у - функция отклика; Ь, Ь5 - коэффициенты значимости. Варьируемые параметры х, приведены в табл. 4.

Таблица 4 Варьируемые параметры х.

Параметры х, Интервал варьирования

X] - время изотермической выдержки, ч 2-10

Хг- давление, МПа 0,2-1

На основе полученных математических моделей построены номограммы (рис. 10) изменения физико-механических показателей силикатных изделий в зависимости от времени изотермической выдержки и давлении автоклавирования.

Установлено, что с увеличением давления автоклавной обработки и времени изотермической выдержки, происходит плавный рост прочности материалов. Оптимальная продолжительность изотермической выдержки, при которой образцы набирают максимальную прочность (41 МПа), составляет 6 ч при давлении автоклавирования равном 1 МПа. Дальнейшее увеличение длительности изотермической выдержки нецелесообразно, поскольку приводит к падению прочности.

Изменение плотности образцов в зависимости от параметров автоклавной обработки происходит аналогично изменению прочности. Средняя плотность образцов всех составов находится в пределах 1770-1870 кг/м3.

Значения коэффициента размягчения, полученные при различных времени изотермии и давлении гидротермального синтеза, свидетельствуют о том, что силикатный материал с использованием НМ является водостойким. Коэффициент водостойкости 0,7-0,9.

■гдаг--

Рис. 10. Номограммы «состав-свойства» силикатных материалов с использованием наноструктурированного модификатора

На основе полученных моделей определены рациональные параметры гидротермального синтеза изделий в зависимости от технического состояния автоклавного оборудования (рис. 11), что позволяет существенно сократить энергоемкость производства силикатных материалов и получать изделия с прочностью, удовлетворяющей требованиям соответствующих нормативных документов, а также существенно продляет срок службы автоклавов.

о 2 4 б 8 ю 12

Время, час

Рис. 11. Рациональные режимы гидротермального синтеза: 1 - контрольный (заводской) режим; 2- для новых автоклавов; 3 - для морально устаревших автоклавов

В настоящее время при проектировании микрорайонов все большее внимание уделяется их архитектурной и декоративной выразительности. Цветной силикатный кирпич играет одновременно роль конструкционного и облицовочного материала стен зданий, не увеличивая их толщины и не требуя дополнительных работ на укладку облицовки. Однако на действующих предприятиях существует ряд проблем, связанных с производством окрашенного кирпича (рис. 12).

Пигменты, которые добавляют в силикатную смесь должны быть обладать высокой красящей способностью, свето- и погодостойкостью, стойкостью к щелочным средам.

Большинство пигментов не удовлетворяют данным требованиям, их частицы вступают при автоклавной обработке в химическое взаимодействие с окисью кальция и ослабляют окраску силикатной смеси. Поэтому необходимо введение дополнительных компонентов в состав формовочной смеси, способствующих сохранению окраски материалов на требуемом уровне. Для решения данной проблемы предлагается использование наноструктуриро-ванного модификатора.

1,2—,

Для исследований использовали пигменты фирмы Bayer (Германия) как наиболее качественные пигменты, используемые в настоящее время для окрашивания силикатных материалов (табл. 5).

Рис. 12. Проблемы объемного окрашивания силикатного кирпича и их влияние на свойства готовых изделий

Таблица 5

Характеристики пигментов для окрашивания_

Цвет пигмента Показатель

Массовая доля Fe^Oj, % Насыпная плотность, кг/м3 pH водной суспензии

Красный 96 700 4-8

Желтый 85-87 500 3,5-7,5

Установлено, что предварительная гомогенизация пигмента с НМ увеличивает интенсивность окраски смеси и способствует однородному распределению пигмента по объему (рис. 13).

I.....i

Рис. 13. Образцы окрашенных автоклавных материалов различного состава: 1 - экспериментальный состав, содержащий НМ; 2-заводской состав

Образцы контрольного (заводского) состава отличались менее яркой окраской, что связано с активным воздействием агрессивной среды формовочной смеси на пигмент. На сколах образцов четко видны агрегаты пигментов, плохо распределенных в смеси.

Анализ кинетики структурообразования и особенностей фазообразования в системе НМ + Са(ОН)2 позволил предложить модель взаимодействия нано-структурированного модификатора и пигмента (рис. 14), которая заключается в обволакивании частиц пигмента тонкой коллоидной пленкой кремнекисло-ты, формируемой при получении модификатора и последующем образовании гидросиликатов кальция вокруг частиц пигмента за счет повышенной активности ультрадисперсного вещества НМ в присутствии Са(ОН)2, что препятствует взаимодействию гидроксида кальция с оксидом железа и способствует сохранению цвета.

Гомогенизация пигмента с НМ

Приготовление силикатной смеси

Сетка из новообразований

На неструктурированный модификатор

Начальная стадия взаимодействия высокоактивного компонента НМ с Са(ОН)г Рис. 14. Модель взаимодействия наноразмерных частиц пигмента с НМ

Предложена технология производства силикатного кирпича с использованием наноструктурированного модификатора методом полусухого прессования, включающая следующие операции: получение наноструктурированного модификатора, приготовление известково-песчаного вяжущего, смешение вяжущего с заполнителем, модификатором и водой, гашение смеси, формование и автоклавирование.

Для внедрения результатов диссертационной работы при производстве силикатных автоклавных материалов разработан пакет нормативных документов.

С учетом результатов экспериментов в промышленных условиях на ОАО «Стройматериалы» выпущена опытная партия полнотелого силикатного кирпича с использованием наноструктурированного модификатора.

Экономическая эффективность производства и применения разработанного материала обусловлена использованием доступных сырьевых материалов, возможностью снижения энергозатрат при производстве и получением материала с улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками.

ОСНОВНЫЕ 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-8-Н, способствует снижению рентге-ноаморфной фазы и направленному образованию низкоосновных гидросиликатов кальция (11 А-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, 1), 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)г, заключающийся в: гомогенизации пигмента в системе 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 позволяет выпускать эффективные высокопустотные изделия с повышенной долговечностью.

6. Разработаны составы окрашенных силикатных материалов, обладающие повышенной цветостойкостью при длительном воздействии внешних естественных и техногенных факторов окружающей среды.

7. Получены закономерности изменения свойств изделий в зависимости от параметров автоклавной обработки, позволяющие оптимизировать физико-механические характеристики силикатных материалов с использованием наноструктурированного модификатора от технологических параметров производства, превосходящим по своим параметрам традиционные материалы.

8. Предложены варианты технологии получения силикатных автоклавных материалов с использованием НМ, в том числе и окрашенных, как с учетом строительства нового производства, так и при внедрении на существующих предприятиях по производству автоклавных материалов.

9. Для внедрения результатов диссертационной работы на производстве силикатных материалов автоклавного твердения разработан пакет нормативных документов: рекомендации по применению наноструктурированного вяжущего в качестве модифицирующей добавки для производства силикатных автоклавных материалов; рекомендации по введению наноструктурированного модификатора при производстве окрашенных автоклавных материалов; стандарт организации СТО 02066339-006-20)0 «Силикатный кирпич с использованием наноструктурированного модификатора»; технологический регламент на производство силикатного автоклавного кирпича с использованием наноструктурированного модификатора.

10. С учетом результатов экспериментов в промышленных условиях на ОАО «Стройматериалы» выпущена опытная партия полнотелого силикатного кирпича с использованием наноструктурированного модификатора.

11. Экономическая эффективность производства и применения разработанного материала обусловлена использованием доступных сырьевых мате-

риалов, возможностью снижения энергозатрат при производстве и получением материала с улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками.

Основные публикации по теме диссертации:

Х.Гащенко, Э.О. Нанотехнологический подход при разработке нового типа композиционных материалов / Э.О. Гащенко, В.В. Нелюбова, Т.Ю. Медведева // Индустрия наносистем и материалы: Сб. трудов Всероссийской конференции инновационных проектов. - Москва, 2006. - С. 66-70.

2.Нелюбова, В.В. Разработка новых композиционных материалов с нано-размерной структурой / В.В. Нелюбова // Наука и молодежь в начале нового столетия: сб. докладов Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Губкин, 2007. - С. 312-314.

3.Нелюбова, В.В. О возможности создания наноструктурированного силикатного автоклавного стенового материала / В.В. Нелюбова // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройинду-стрии. XVIII научные чтения: Сб. докладов Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Белгород, 2007.-С. 299-301.

4.Череватова, A.B. Наноструктурированный силикатный автоклавный материал / A.B. Череватова, В,В. Нелюбова // Физико-химические основы формирования и модификации микро- и наноструктур: материалы I Между-нар. науч. конф. - Харьков, 2007. - С. 110-112.

5. Строкова, В.В. Силикатные автоклавные материалы на основе высококонцентрированной вяжущей суспензии / В.В. Строкова, A.B. Череватова, В.В. Нелюбова // Строительные материалы. - 2007. -№ 10. - С. 16-17.

6. Нелюбова, В.В. О возможности получения наноструктурированного окрашенного силикатного автоклавного материала на основе высококонцентрированной вяжущей системы / В.В. Нелюбова, Т.Ю. Медведева, Ю.С. Шанчук // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2008. - С. 41-43.

7. Нелюбова, В.В. Наноструктурированный силикатный автоклавный материал / В.В. Нелюбова // Научно-техническое творчество молодежи -путь к обществу, основанному на знаниях: Сб. науч. докладов науч.-практ. конф. - Москва, 25-28 июня, 2008. - С. 45-46.

8. Нелюбова, В.В. Повышение эффективности производства силикатных автоклавных материалов с применением нанодисперсного модификатора / В.В. Нелюбова // Строительные материалы. - 2008. -№ 9. - С. 2-5.

9. Строкова, В.В. Проектирование строительных неокомпозитов путем направленного формирования структуры материалов с использованием нано-дисперсных модификаторов (НДМ) / В.В. Строкова, A.B. Череватова,

B.В. Нелюбова, А.Б. Бухало // Международный форум по нанотехнологиям: Сб. тез. докл. научно-технологических секций. - Москва, 2008. - Т. 1. -

C. 524-526.

10. Нелюбова, В.В. Разработка силикатных автоклавных материалов на основе нанодисперсного модификатора / В.В. Нелюбова // Международный конкурс научных работ молодых ученых в области нанотехнологий: сб. тезисов докладов. - Москва, 2008. - С. 352-354.

11. Строкова, В.В. Получение и свойства неокомпозитов на основе на-норазмерных модификаторов / В.В. Строкова, A.B. Череватова, В.В. Нелюбова, А.Б. Бухало // Нанотехнологии - производству - 2008: Тез. докл. конф. 25-27 ноября, 2008, Фрязино. - М.: Янус-к, 2008. - С. 237-238.

12. Жерновский, И. В. К вопросу анализа состава новообразований в на-ноструктурированных автоклавных материалах / И.В. Жерновский, В.В. Нелюбова // Строительство-2009: материалы юбилейной междунар. науч,-практ. конф. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. Ун-т, 2009. - С. 121-123.

13. Жерновский, И.В. К оценке фазовой и размерной гетерогенности на-нодисперсных модификаторов, полученных по методу ВКВС / И.В. Жерновский, A.B. Череватова, В.В. Нелюбова // Строительство: Материалы, конструкции, технологии: Сб. докладов V Межрегиональной конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. - Братск, 2009. - С. 32-35.

14. Нелюбова, В.В. Нанодисперсные модификаторы и материалы с их применением [Электронный ресурс] / В.В. Нелюбова // Второй международный конкурс научных работ молодых ученых в области на-нотехнологи: Сб. докладов. - Москва, 2009.

15. Жерновский, И.В. Особенности фазообразования в системе СаО-S102-H20 в присутствие наноструктурированного модификатора / И.В. Жер-новского, В.В. Нелюбова, A.B. Череватова, В.В. Строкова // Строительные материалы. - 2009. - № 11.-С. 100-103.

16. Нелюбова, В.В. Некоторые аспекты применения наноразмерных модификаторов с учетом их свойств / В.В. Нелюбова, А.Б. Бухало, Т.А. Ани-щенко, В.А. Кривецкий // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2009. - № 4. -С. 47-50.

17. Нелюбова, В.В. Автоклавный газобетон с использованием наноструктурированного модификатора / В.В. Нелюбова, В.А. Буряченко, A.B. Череватова // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2010. - № 1. - С. 47-50.

18. Пат. 2376258 Российская федерация МПК С 04 В 28/18, В24В 3/00, С 04 В 111/20. Известково-кремнеземистое вяжущее, способ получения извест-ково-кремнеземистого вяжущего и способ получения формовочной смеси для прессованных силикатных изделий / Лесовик B.C., Строкова В.В., Череватова A.B., Нелюбова В.В.; заявитель и патентообладатель Белгород, гос. техн. унт им. В.Г. Шухова. - № 2008115871/03. Заявл. 24.04.2008. Опубл. 20.12.2009 Бюл. № 35. - 15 с.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность доктору технических наук, профессору Строковой Валерии Валерьевне за консультации и активное участив в обсуждении результатов работы.

НЕЛЮБОВА Виктория Викторовна

ПРЕССОВАННЫЕ СИЛИКАТНЫЕ АВТОКЛАВНЫЕ

МАТЕРИАЛЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО МОДИФИКАТОРА

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 6.07.10. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1, Тираж 100 экз. Заказ 26?

Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Нелюбова, Виктория Викторовна

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 — ^ 8Ю2-Н20.

1.7 Выводы.

2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ 53 МАТЕРИАЛЫ

2.1 Методы исследования.

2.1.1 Методы оценки фазового состава и структурно-текстурных характеристик сырьевых и синтезированных 53 материалов.

2.1.2 Анализ физико-механических характеристик силикатных автоклавных материалов.

2.2 Методика получения образцов силикатных автоклавных материалов с применением наноструктурированного 58 модификатора.

2.3 Характеристики сырьевых материалов.

2.4 Выводы.

3 ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА И СВОЙСТВА СИЛИКАТНЫХ АВТОКЛАВНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 65 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 84 модификатора.

3.5 Выводы.

4 ХАРАКТЕР ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ СаО - 8Ю2 н2о 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 105 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 122 компонента силикатных изделий.

5.3 Расчет экономии материальных затрат при использовании наноструктурированного модификатора как компонента 123 формовочной смеси.

5.4 Внедрение результатов исследований.

5.5 Выводы.

Введение 2010 год, диссертация по строительству, Нелюбова, Виктория Викторовна

Актуальность. В проекте «Стратегии развития промышленности строительных материалов до 2020 года» ставится задача увеличения в 1,5 раза производства стеновых изделий, среди которых наиболее широко распространенными являются силикатные композиты автоклавного твердения.

Однако, несмотря на привлекательность силикатных изделий, проблема получения долговечного стенового материала на основе известково-кремнеземистой смеси остается актуальной. В то же время проблему создания высокоэффективных материалов нового поколения невозможно решить традиционными способами. В связи с этим необходимым является разработка принципов проектирования высококачественных строительных материалов с управляемым структурообразованием на микро- и наноуровне. Переход к использованию наносистем и нанотехнологических методов при разработке новых видов строительных материалов позволит в значительной степени повысить их конструкционные качества: прочность, износостойкость, термическую и химическую стойкость.

Работа выполнялась в рамках тематического плана г\б НИР № 1.1.07 «Разработка фундаментальных основ получения композиционных вяжущих с использованием наносистем» на 2007-2011 гг.; при финансовой поддержке в форме гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых МД-2906.2007.8 «Методологические принципы проектирования композиционных вяжущих при использовании нанодисперсных модификаторов с учетом типоморфизма сырья»; в рамках программы «У.М.Н.И.К.» по теме «Разработка технологии производства нанодисперсных модификаторов (НДМ) и материалов с их применением» при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

Цель работы. Повышение эффективности производства прессованных силикатных материалов автоклавного твердения за счет использования наноструктурированного модификатора.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи: — обоснование возможности использования наноструктурированного вяжущего в качестве высокоактивной добавки;

- разработка способов введения наноструктурированного модификатора (НМ) в силикатные автоклавные материалы;

Научная новизна. 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—8-Н, способствует снижению рентгеноаморфной фазы и направленному образованию низкоосновных гидросиликатов кальция (11А-тоберморит и ксонотлит), минуя стадию двухкальциевого гидросиликата.

Установлена взаимосвязь между параметрами автоклавной обработки (Р, 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.

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.

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.

Внедрение результатов исследований.

1 ! N

Брянской области о внедрении разработанной технологии в условиях существующего производства.

Для внедрения результатов научно-исследовательской работы разработаны следующие нормативные документы:

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения используются при реализации программы опережающей профессиональной переподготовки инженерных кадров предприятий, ориентированных на инвестиционные проекты Государственной корпорации «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО) в области производства безцементных минеральных наноструктурированных вяжущих негидратационного твердения и композиционных материалов строительного назначения на их основе в рамках контракта №1/10 от 11.01.2010 г., в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Строительство», инженеров по специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на: Международном форуме «Ломоносов-2008» (Москва, 2008 г.); Научно-практической конференции «НТТМ - путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2008 г.); Ш-У Академических чтениях РААСН «Наносистемы в строительном материаловедении» (Белгород, 20082010 гг.); Международных форумах по нанотехнологиям ГК «Роснанотех» (Москва, 2008, 2009 гг.); Всероссийском съезде производителей бетона (Москва, 2009 г.); Всероссийском молодежном инновационном конвенте (Москва, 2008 г.; Санкт-Петербург, 2009 г.); Всероссийском инновационном форуме «Селигер», смене «Инновации и техническое творчество» (Тверская область, 2009, 2010 гг.), I, III научно-практических конференциях «Развитие производства силикатного кирпича в России» - СИЛИКАТэкс (Москва, 2008 г.; Нижний Новгород, 2010 г.).

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы изложены в 18 научных публикациях, в том числе в шести статьях в центральных рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ. На состав и технологию получен патент 1Ш 2376258 С1, приоритет от 24 апреля 2008 г.

На защиту выносятся:

- механизм структурообразования в системах известково-песчаное вяжущее-наноструктурированный модификатор-вода и наноструктурированный модификатор-пигмент-Са(ОН)2;

- результаты внедрения.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Как показывает многолетний опыт изготовления и применения в строительстве изделий и конструкций из автоклавных материалов, по сравнению с традиционными материалами аналогичного назначения и качества, они являются наиболее эффективными и перспективными: меньше капиталовложения на организацию производства, ниже материалоемкость и затраты топливно-энергетических ресурсов, доступное сырьё, возможность использования отходов промышленности. Это означает возможность широкого внедрения ресурсосберегающих, энергосберегающих и безотходных технологий.

Сравнительный анализ таких технико-эксплуатационных характеристик керамического и силикатного кирпича, как энергозатраты при эксплуатации зданий и масса стен при строительстве стен показывает, что они близки по значениям. При этом стоимость силикатного кирпича на 20-30 % ниже стоимости керамического.

Одной из причин, сдерживающих интенсивное использование силикатного кирпича в строительстве является снижение качества декоративных, свойств лицевой поверхности кирпича в процессе длительной эксплуатации, хотя современные возможности декоративно-отделочных приемов обработки лицевой поверхности выпускаемого силикатного кирпича и зданий, уже построенных из него, более разнообразны, чем керамического.

В то же время хорошо известно, что, несмотря на привлекательность силикатного кирпича (исходя, прежде всего, из первоначальной экономической эффективности), проблема получения долговечного стенового материала на основе известково-кремнеземистой смеси, подвергнутой гидротермальной обработке в автоклавах, остается актуальной. Интенсивное разрушение силикатного кирпича в процессе его эксплуатации в неблагоприятных условиях при достаточно коротком сроке их службы, заставляет возвращаться вновь к проблемам производства долговечных стеновых материалов.

Заключение диссертация на тему "Прессованные силикатные автоклавные материалы с использованием наноструктурированного модификатора"

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—8-И, способствует снижению рентгеноаморфной фазы и направленному образованию низкоосновных гидросиликатов кальция (11 А-тоберморит и ксонотлит), минуя стадию двухкальциевого гидросиликата.

3. Установлена взаимосвязь между параметрами автоклавной обработки (Р, 1), 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:

Библиография Нелюбова, Виктория Викторовна, диссертация по теме Строительные материалы и изделия

1. Боженов П.И. Технология автоклавных материалов / П. И. Боженов. -Д.: Стройиздат, Ленингр. отделение, 1978. — 368 с.

2. СНиП 2.03.02-86 Бетонные и железобетонные конструкции из плотного силикатного бетона. — М.: Стройиздат, 1986. — 45 с.

3. ГОСТ 379-95. Кирпич и камни силикатные. Технические условия. -Взамен ГОСТ 379-79; введ. 1996-07-01. М.: Изд-во стандартов, 1996. - 15 с.

4. Макаренко C.B. Золосиликатный кирпич перспективный материал в жилищном строительстве / C.B. Макаренко, Н.П. Коновалов, П.Н. Коновалов // Строительные материалы. - 2008. - №11. - С. 50-51.

5. Обзор рынка силикатного кирпича и сырья для его производства в России и в ЦФО Электронный ресурс. — М., 2008. Режим доступа: http://marketing.rbc.ru/revshort/31818591 .shtml

6. Исследование рынка керамического и силикатного кирпича Электронный ресурс. М., 2008. - Режим доступа: http://www.trade.su/research/view/1032

7. Кларе М. Комплексная программа поставки оборудования для производства силикатных изделий от одного производителя / М. Кларе // Строительные материалы. 2008. — №11. - С. 26-29.

8. Шелер Р. Проект завода по производству силикатного кирпича фирмы ЛАСКО / Р. Шелер // Строительные материалы. 2008. - №11. - С. 33-35.

9. Вальтер М. Подготовка силикатной массы с использованием лучших современных технологий / М. Вальтер // Строительные материалы. — 2008. — №11.-С. 36-37.

10. Бонеманн К. Известь силикатный кирпич — автоклавный газобетон: успешный союз в производстве строительных материалов / К. Бонеманн // Строительные материалы. - 2008. - №11. - С. 38-40.

11. Пономарев И.Г. Российский рынок силикатного кирпича / И.Г. Пономарев // Строительные материалы. 2009. - №9. - С. 4-11.

12. Бажитов C.B. Конкуренция между кирпичным строительством и новыми видами строительных технологий / C.B. Бажитов // Строительные материалы. 2008. - №11. - С. 62-63.

13. Гао Люсун Развитие производства силикатных материалов в Китае / Гао Лихун // Строительные материалы. 2008. - №11. - С. 59.

14. Украинский рынок стеновых материалов: 2005 2010 Электронный ресурс. — Киев, 2008. — Режим доступа: http://www.pau.com.ua/analytics/1560/

15. Баринова U.C. Силикатный кирпич в России: современное состояние и перспективы развития / JI.C. Баринова, Л.И. Куприянов, В.В. Миронов // Строительные материалы. 2008. - №11. - С. 4-9.

16. Кудеярова, Н. П. Вяжущие для строительных автоклавных материалов / Н. П. Кудеярова. Белгород: Изд-во БГТУ, 2006. - 142 с.

17. Шаповалов, Н. А. Оптимизация структуры наносистем на примере ВКВС / Н. А. Шаповалов, В. В. Строкова, А. В. Череватова // Строительные материалы. 2006. - № 9. - С. 12-13.

18. Мелихов И.В. Физикохимия наносистем; успехи и проблемы Текст. / И.В. Мелихов // Вестник Российской академии наук. Т. 72. - № 10. - 2002.

19. Физико-химия ультрадисперсных систем: сб. науч. тр. 4 Всерос. конф. М: Изд-во МИФИ, 1999. - 354 с.

20. Ливийский, Ю.Е. О механизме твердения и упрочнения «керамических» вяжущих / Ю.Е. Пивинский // Журн. прикл. Химии. — 1981. — Т. 54,№8.-С. 1702-1708.

21. Будников, П.П. Кварцевая керамика / П.П. Будников, Ю.Е. Пивинский // Успехи химии. 1967. - Т. 35. - № 3. - С. 511 - 542.

22. Пивинский, Ю.Е. Теоретические аспекты технологии керамики и огнеупоров / Ю.Е. Пивинский. С-Петербург: Строийздат, 2003. - Т.1 - 544 с.

23. Пивинский, Ю.Е. Кварцевая керамика / Ю.Е. Пивинский, А.Г. Ромашин. — М: Металлургия, 1974. 264 с.

24. Стрелов, К.К. Теоретические основы технологии огнеупорных материалов / К.К. Стрелов. — М.: Металлургия, 1985. — 480 с.

25. Пивинский, Ю.Е. Керамические вяжущие и керамобетоны / Ю.Е. Пивинский —М.: Металлургия, 1990. -270 с.

26. Пивинский, Ю.Е. О стабилизации и старении керамических суспензий / Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1983. - № 8. - С. 15-22.

27. Пивинский, Ю.Е. Керамические и огнеупорные материалы / Ю.Е. Пивинский. С-Петербург: Строийздат, 2003. - Т.2 - 688 с.

28. Yoshiaki Fukushima X-Ray diffraction study of aqueous montmorillonite emuesions // Clay and clay Minerais. 1984 - Vol. 32. - №4. -P. 320-326

29. Череватова A.B. Строительные композиты на основе высококонцентрированных вяжущих систем : дис. . докт. техн. наук : 05. 23. 05 : защищена 14. 03. 08 : утв. 14. 11. 08 / Череватова Алла Васильевна. -Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2008. 446 с.

30. Пряншиников В.П. Система кремнезема Текст. / В.П. Пряншиников. — Л.: Стройиздат, 1971. 224с.

31. Пургин А.К. Кремнеземистые бетоны и блоки Текст. / А.К. Пургин, И.П. Цибин. М: Металлургия. - 1975. - 215 с.

32. Изучение закономерностей развития нетрадиционных полезных ископаемых Белгородской области : отчет о НИР / Белгор. гос. технол. ун-т ; рук. Стрельцов В.И. ; исполн. : Кузнецов А.П. и др.. Белгород, 1999. - Часть V.-52 с.-№3496-121/1

33. ГОСТ 8736—93. Песок для строительных работ. Технические условия. Взамен ГОСТ 8736-85, ГОСТ 26193-84; введ. 1995-06-01. - М.: Изд-во стандартов, 1993.- 11 с.

34. ГОСТ 9179-77. Известь строительная. Технические условия. Взамен ГОСТ 9179-70; введ. 1979-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1989. - 8 с.

35. Лесовик, В. С. Строительные материалы из отходов горнорудного производства Курской магнитной аномалии: учеб. пособие / В. С. Лесовик. — Белгород: Изд-во АСВ, 1996. 155 с.

36. Измайлов А.В. Современное состояние российского рынка пигментов для силикатного кирпича / A.B. Измайлов, C.B. Дугуев // Строительные материалы. 2007. - № 10. - С. 20-22.

37. Кузнецов, Л. В. Декоративный силикатный кирпич с добавкой шлама кислородно-конвейерного производства / Л. В. Кузнецов, Т. Н. Меныпакова // Строительные материалы 2007. - № 10. - С. 12-14.

38. Книгина, Г. И. Окрашивание известково-песчаных масс и активности минеральных пигментов / Г. И. Книгина, Л. С. Факторович // Сб. докл. на XXVI конф. НИСИ. — Новосибирск, 1969.

39. Хлопова, Л. И. Цветные силикатные изделия автоклавного твердения / Л. И. Хлопова, И. Ю. Бушмина // Строительные материалы. 1966. - № 9. -С. 9-11.

40. Хлопова, Л. И. Окрашивание автоклавных силикатных материалов / Л. И. Хлопова, И. Ю. Бушмина. Л.: Стройиздат, 1971. - 165 с.

41. Барановский, В. Б. Исследование технологии и свойств цветного силикатного кирпича объемного окрашивания / В. Б. Барановский. — Харьков: Будивельник, 1971. 133 с.

42. Саталкин A.B. Технология изделий из силикатных бетонов / A.B. Саталкин. М.: Стройиздат, 1972. - 344 с.

43. Хавкин, Л. М. Технология силикатного кирпича / Л. М. Хавкин. М.: Стройиздат, 1982. - 384 с.

44. СН 529-80 Инструкция по технологии изготовления конструкций и изделий из плотного силикатного бетона. М.: Стройиздат, 1980. — 25 с.

45. Никитина, Э.А. Исследование однородности распределения пигмента в силикатной шихте в зависимости от методов дозирования компонентов и способов их смешивания / Э.А. Никитина // Тез. докл. семинара ВХО. М., 1972.-С. 9-13.

46. Wade, P.G. Farbige kalksandsteine II JSDKB,Hannover, 1969, v. 85.

47. Хавкин, Л. M. Инструкция по изготовлению лицевых силикатных камней и кирпича / Л. М. Хавкин. — М.: ВНИИстром, 1975. — 20 с.

48. Гершберг O.A. Технология бетонных и железобетонных изделий / O.A. Гершберг. — М.: Стройиздат, 1971. 372 с.

49. Волженский, А. В. Водотермальная обработка строительных материалов в автоклавах / А. В. Волженский. М.: Стройиздат, 1944. - 253 с.

50. Горяйнов К.Э. Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов / К.Э. Горяйнов, К.Н. Дубенецкий и др. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Стройиздат, Москва, 1976. — 536 с.

51. Бутт Ю.М. Пути интенсификации процессов автоклавного твердения известково-силикатных материалов и классификация применяемых для этого добавок / Ю.М. Бутт, С. А. Кржеминский // Сборник трудов, РОСНИИМС. М.: Промстройиздат, 1953. - № 2. - С. 81-106.

52. Бутт Ю.М. Исследование взаимодействия гидрата окиси кальция с кремнеземом и глиноземом при водотепловой обработке / Ю.М. Бутт, С.А. Кржеминский // Сборник трудов, РОСНИИМС. М.: Промстройиздат, 1953. -№2.-С. 36^18.

53. Бутт Ю.М. Теоретические основы ускорения твердения и повышения прочности известково-силикатных материалов путём введения кристаллических затравок / Ю.М. Бутт, С.А. Кржеминский // Сборник трудов, РОСНИИМС. М.: Промстройиздат, 1953. - № 3. - С. 27-39.

54. Кржеминский С.А. К теории интенсификации процесса автоклавного твердения силикатных материалов на основе извести / С.А. Кржеминский // Сборник трудов, РОСНИИМС. М.: Промстройиздат, 1953. - № 4. - С. 102-118.

55. Лесовик B.C. Повышение эффективности производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород: Научное издание. М.: Изд-во АСВ, 2006. - 526 с.

56. Володченко А.Н. Силикатный бетон на нетрадиционном сырье / А.Н. Володченко, Р.В. Жуков, Ю.В. Фоменко, С.И. Алфимов // Бетон и железобетон. -2006.-№6.-С. 16-18.

57. Володченко А.Н. Силикатные материалы на основе вскрышных пород Архангельской алмазоносной провинции / А.Н. Володченко, Р.В. Жуков, С.И. Алфимов // Известия вузов. Техническиенауки. — 2006. №3. - С. 67-70.

58. Володченко А.Н. Оптимизация свойств силикатных материалов на основе известково-песчаного-глинистого вяжущего // А.Н. Володченко, Р.В. Жуков, B.C. Лесовик, Е.А. Дороганов. Строительные материалы. - 2007. -№4. - С. 66-69.

59. Володченко А.Н. Повышение эффективности производства автоклавных материалов / А.Н. Володченко, B.C. Лесовик // Известия вузов. Строительство. 2008. - №9. - С. 10-16.

60. Володченко А.Н. Силикатные автоклавные материалы с использованием нанодисперсного сырья // А.Н. Володченко, B.C. Лесовик. Строительные материалы. 2008. - №11. - С. 42-44.

61. Антипина С.А. Фазовый состав и свойства известково-кремнеземистых вяжущих / С.А. Антипина, В.И. Верещагин // Строительные материалы. — 2008. -№11.-С. 48-49.

62. Урханова JI.A. Силикатные бетоны на основе активированного вяжущего из некондиционной извести и эффузивных пород / Л.А. Улханова, Д.М. Пермяков, А.Ж. Чимитов // Строительные материалы. 2004. - №8. -С. 40-41.

63. Сулименко JJ.M. Пути снижения энергетических затрат на производство известково-кремнеземистых вяжущих веществ / Л.М. Сулименко, Л.А. Урханова // Строительные материалы. 2006. - №3. -С. 63-64.

64. Урханова Л.А. Регулирование физико-механических свойств композиционных материалов механохимической активацией вяжущих / Л.А. Урханова, А.Э. Содномов // Строительные материалы. 2007. - №11. -С. 42-44.

65. Урханова Л.А. Пути повышения эффективности стриотельных материалов на основе активированных вяжущих веществ / Л.А. Урханова, А.Э. Содномов, H.H. Костромин // Строительные материалы. 2006. - №1. — С. 34-35.

66. Хомченко Ю.В. Повышение эффективности автоклавных материалов на основе модификации вяжущего: автореф. дис. . канд. техн. наук : 05. 23.05 : защищена 10.12.08 / Хомченко Юрий Викторович. Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2008. - 23 с.

67. Митина H.A. Строительные материалы на основе активированного кварцевого песка / H.A. Митина, В.И. Верещагин // Известия Томского политехнического университета. 2009. -Т. 314. - №3. - С. 11-14.

68. Послание Президента РФ В.В. Путина - Федеральному Собранию Российской Федерации (26 апреля 2007 года) Электронный ресурс. -М., 2007. - Режим доступа: http://www.ki-emlin.ru/texty appears/2007/04/125339.shtml.

69. Потапов B.B. Разработка способов использования геотермального кремнезема для повышения прочности бетона / В.В. Потапов, И.Б. Словцев,

70. B.Н. Нечаев // Химическая технология. 2004. - № 2.

71. Войтович В.А. Утилизация гальваношламмов / В.А. Войтович, Л.И. Фирсов // Обезвоживание. Реагенты. Техника. 2005. — № 13-14. —1. C. 43-45

72. Комохов П.Г. Наноструктурированный радиационностойкий бетон и его универсальность / П.Г. Комохов, Н.И. Александров // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. — 2008. № 5. - С. 38-40.

73. Комохов П.Г. Нанотехнология радиационностойкого бетона / П.Г. Комохов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. — 2006.-№5.-С. 22-23.

74. Голъдшмидт Ю.М. Высокоэффективный древесносмолянные добавки для бетонов / Ю.М. Гольдшмидт, М.З. Дубиновский, В.А. Войтович и др. // Химические добавки в бетоны: материалы междунаро. конф. — Хортица, 2002. — С. 17-19.

75. Запороцкова И.В. Строение, свойства и перспективы использования нанотрубчатых материалов / И.В. Запороцкова // Нанотехника. 2005 -№ 4. - С. 42-54.

76. Яковлев Г.И. Нанодисперсная арматура в цементном пенобетоне / Г.И. Яковлев, В. И. Кодолов, В.Д. Крутиков, Т.А. Плеханова, А.Ф. Бурьянов, Я. Керене // Технологии бетонов. 2006. - № 3. - С. 68-71.

77. Королев Е.В. Модифицирование строительных материалов наноуглеродными трубками и фуллеренами / Е.В. Королев, Ю.М. Баженов,

78. B.А. Береговой // Строительные материалы. 2006. - №9. - Наука. - №8.1. C. 76-79.

79. Баженов Ю.М. Оценка технико-экономической эффективности нанотехнологий в строительном материаловедении / Ю.М. Баженов, Е.В. Королев // Строительные материалы. — 2009. — №6. С. 66-67.

80. Корнеев В.И. Ускорители схватывании и твердения портландцемента на основе оксидов и гидроксидов алюминия / В.И.Корнеев, И.Н.Медведева, А.Г. Ильясов // Цемент и его применение. — 2003. — №2. — С. 40-42.

81. Понолшрев А.Н. Синергизм наноструктурирования цементных вяжущих и анизотропных добавок / А.Н. Пономарев // Индустрия. 2005. — № 2. - С. 7-8.

82. Пухаренко Ю.В. Наноструктурирование воды затворения как способ повышения эффективности пластификаторов бетонных смесей / Ю.В. Пухаренко, В.А. Никитин, Д.Г. Летенко // Строительные материалы. 2006. -№8. -С. 11-13.

83. Ермолаев Ю.М., Повышение прочности пенобетона при использовании структурированной воды / Ю.М. Ермолаев, Б.Н. Родионов, Р.Б. Родионов и др.// Технологии бетонов. 2006. - № 2. - С. 54-56.

84. Surinder Mann. Report on Nanotechnology and Construction // European Nanotechnology Gateway. Nanoforum Report. Institute of Nanotechnology. - 2006. - www.nanoforum.org.

85. Bartos P. J. M. NANOTECHNOLOGY IN CONSTRUCTION: A ROADMAP FOR DEVELOPMENT NSF Workshop on Nanomodification of Cementitious Materials: Portland Cement Concrete and Asphalt Concrete August 811, 2006 http://www.uwm.edU/~sobolev/ACI//l-Bartos-ACI-F.pdf

86. Sobolev К. Nanomaterials and nanotechnology for high-performance cement composites. / K. Sobolev, I. Flores, R. Hermosillo, L.M. Torres-Martínez // www.uwm.edu/~sobolev/ACI/7-Sobolev-ACI-F.pdf

87. Sobolev K. and Ferrada-Gutiérrez M., How Nanotechnology Can Change the Concrete World: Part 1. AMERICAN CERAMIC SOCIETY BULLETIN, No. 10, 2005, pp. 14-17.

88. Sobolev K. and Ferrada-Gutiérrez M., How Nanotechnology Can Change the Concrete World: Part 2. AMERICAN CERAMIC SOCIETY BULLETIN, No. 11, 2005, pp. 16-19.

89. Trtik, Р., Bartos, P.J.M., "Nanotechnology and concrete: what can we utilise írom the upcoming technologies?", Proceeding of the 2nd Annamaria Workshop: Cement &Concrete : Trends & Challenges, 2001, pp. 109-120.

90. Боженов П.И. Обработка строительных материалов паром высокого давления / П.И. Боженов, Г.Ф. Суворова. — Л., 1961. — 79 с.

91. Зейфман, М. И. Изготовление силикатного кирпича и силикатных ячеистых материалов / М. И. Зейфман. М.: Стройиздат, 1990. — 184 с.

92. Бутт Ю.М. Химическая технология вяжущих материалов / Ю.М. Бутт, М.М. Сычев, В.В. Тимашев. М.: Высшая школа, 1980. - 469 с.

93. Рашкович JI.H. Карбонизация индивидуальных гидросиликатов кальция / Л.Н. Рашкович // Строительные материалы. — 1962. №6. - С. 17—19.

94. Кржеминский С.А.Ускорение твердения и повышение прочности силикатных материалов на основе извести / С.А. Кржеминский, О.И. Рогачева // Сб. тр. РОСНИИМС. -М.: Промстройиздат, 1952. -№1. С. 123-132.

95. Айлер Р. Химия кремнезема / Р. Айлер. М.: Мир, 1982. - 416 с.103 .Мицюк Б.М. Физико-химические превращения кремнезема в условиях метаморфизма / Б.М. Мицюк, Л.И. Горогоцкая. Киев: Наукова думка, 1980. -235 с.

96. Окамото Г. Свойства кремнезема в воде / Г. Окамото, Т. Окура, К. Гото // Геохимия литогенеза. М.: Изд-во иностр. лит., 1963. - С. 196-209.

97. ХодаковГ.С. Успехи химии XXXII / Г.С. Ходаков. 1963. - Вып. 7. -С. 123-128.

98. Zheng J.J. Aggregate distribution in concrete with wall effect // Cement and Concrete Research. 2003. - Issue 03.

99. Ганиченко Л.Г. ДАН СССР / Л.Г. Ганиченко, М.М. Егоров, В.Ф. Киселева, Г.С. Ходаков. 1960. - Т. 131. - С. 983-987.

100. Строкова В.В. Влияние генетических особенностей кварца на синтез новообразований в системе Ca0-Si02-H20: дис. . канд. техн. наук : 05. 23. 05 : защищена 12.02.1997 / Строкова Валерия Валерьевна. Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1997.-202 с.

101. Ш.Рашкович Л.Н. ДАН СССР / Л.Н. Рашкович, В.П. Варламов, Н.К. Судина. 1964. - Т. 156, №5. - С. 1091-1094.

102. Ю.Строкова В.В. Влияние типоморфизма минерального сырья на синтез строительных материалов: монография / В.В. Строкова, А.В. Шамшуров. — Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2008. — 211 с.

103. Rietveld Н.М. Line profiles of neutron powder-diffraction peaks for structure refinement. / H.M. Rietveld // Acta Crystallographica A (1967). 22, 151152.

104. Rietveld H.M. A Profile Refinement Method for Nuclear and Magnetic Structures./ H.M. Rietveld // Journal of Applied Crystallography. 1968 - 2 - Pp.6770.

105. Le Bail, A. Advances in microstructure analysis by the Rietveld method // SIXTH INTERNATIONAL SCHOOL AND WORKSHOP OF CRYSTALLOGRAPHY. Structural Characterization: Amorphous and Na no-Crystalline Materials 22-27 January 2000, Ismailia, Egypt.

106. ГОСТ 7025-91 «Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости». Введ. 1991-07-01. -М.: Изд-во стандартов, 1991. - 12 с.

107. A.B. Череватова // Огнеупоры и техническая керамика. 1997. - № 8. -С. 22-26.

108. Череватова A.B. Кремнеземистые огнеупорные массы на основе пластифицированных высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий: монография / A.B. Череватова. Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005.- 151с.

109. Пат. 2238921. Комплексная разжижающая органоминеральная добавка для огнеупорных формовочных систем и способ изготовления материалов с ее применением. A.B. Череватова, H.A. Шаповалов, A.A. Слюсарь, Ю.Н. Ермак, Ю.Е. Пивинский; опубл. 2004; бюл. № 30.

110. Стрелов К.К. Технология огнеупоров. 4-е изд. Текст. / К.К. Стрелов, И.Д. Кащеев, П.С. Мамыкин. М.: Металлургия, 1988. - 528 с.

111. ГОСТ 23732—85. Вода для бетонов и растворов. Технические условия. -Введ. 1980-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1993. 5 с.

112. Пивинский Ю.Е. Высококонцентрированные керамические вяжущие суспензии. Исходные материалы свойства и классификация Текст. / Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1987. - № 4. - С. 8-20.

113. Перетокина H.A. Технология ячеистых керамобетонов на основе композиционных связующих: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.17.11: защищена 5.10.2007 / Перетокина Наталья Алексеевна. Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2007. - 21 с.

114. Хайнике, Г. Трибохимия / Г. Хайнике; пер. с англ. М.: Химия, 1987.582с.

115. Таусон, В.Л. Физико-химические превращения реальных кристаллов в минеральных системах / В Л. Таусон, М.Г. Абрамович. — Новосибирск: Наука. — 1988.-270 с.

116. Dandurand J. -L., Gout R., Schott J. Experiments on phase transformations and chemical reactions of mechanically activated minerals by grinding: petrogenetic implications // Tectonophysics.-1982.- V. 83.-P. 365 386.

117. Rodríguez-Carvajal J. An Introduction to the Program FullProf 2000 / J. Rodriguez-Carvajal // Laboratorie Leon Brillouin (CEA-CNRS) CEA / Saclay, 91191 Cif sur Yvette Cedex, France. 2000. 139 p.

118. Lutterotti L. MAUD tutorial Instrumental Broadening Determination. / L. Lutterotti // Dipartimento di Ingegneria dei Materiali, Universif a di Trento. 38050 Trento, Italy. 2006. 18 p.

119. Gualtieri A.F. Accuracy of XRPD QPA using the combined Rietveld-RIR method. / A.F. Gualtieri // Journal of Applied Crystallography. 33. 2000. 267-278.

120. Gualtieri A.F. Accuracy of XRPD QPA using the combined Rietveld-RIR method. / A.F. Gualtieri // Journal of Applied Crystallography. 33. - 2000. - 267278.

121. Levien L., Prewitt C.T., Weidner D.J. Structure and elastic properties of quartz at pressure. /American Mineralogist. — 65. —1980. — 920-930.

122. Книгина, Г. И. Окрашивание известково-песчаных масс и активности минеральных пигментов / Г. И. Книгина, JI. С. Факторович // Сб. докл. на XXVI конф. НИСИ. Новосибирск, 1969.

123. Троцко, Т. Т. Цветной силикатный кирпич / Т. Т. Троцко, В. Б. Барановский. — Киев: Будивельник, 1977. 88 с.

124. Бутт Ю.М. Влияние минералогического состава кремнеземистого компонента на взаимодействие его с известью и прочность автоклавных материалов / Ю.М. Бутт, Б.П. Паримбетов, К.К. Куатбаев // Вестник АН КазССР. Алма-Ата, 1961. - №2. - С. 11-20.

125. Бутт Ю.М. Твердение вяжущих при повышенных температурах / Ю.М. Бутт, JI.H. Рашкович. М.: Стройиздат. 1965. — 240 с.

126. Бутт Ю.М. Исследование образования гидросиликатов и гидроалюминатов кальция в условиях гидротермальной обработки / Ю.М. Бутт, С.А. Кржеминский / Докл. АН СССР. 1953. - Т. LXXXIX. - №4. - С. 709-712.

127. Судина H.K. О влиянии дисперсности кремнеземистого компонента на фазовый состав новообразований при гидротермальной обработке• известково-кремнеземистых материалов / Н.К. Судина, С.А. Кржеминский, А.Н.

128. Сидорова // Сб. тр. ВНИИСТРОМ. 1966. - Вып. 8(36). - С. 27-43.о

129. Синянский Н.И. Роль синтеза гидросиликатов из оксидов кальция и кремния в технологии автоклавных ячеистых бетонов / Н.И. Синянский, E.H. Леонтьев // Строительные материалы. — 2009. — №9. — С. 44-47.

130. Некоторые свойства силикатных изделий Электронный ресурс. — М., 2009. Режим доступа: http://arfaterm.com.ua/article.html?id=8.

131. Атмосферостойкость силикатного кирпича Электронный ресурс. — М., 2009. Режим доступа: http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-146-kirpich/21 .htm.

132. Бутт Ю.М. Долговечность автоклавных силикатных бетонов / Ю.М. Бутт, К.К. Куатбаев. М.: Стройиздат, 1966. - 206 с.

133. Хартман, К. Планирование экспериментов в исследовании технологических процессов / К. Хартман, Э. Лецкий и др. М.: Мир, 1977. -552 с.

134. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных решений / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. — М.: Наука, 1976. -280 с.

135. Налимов, В.В. Статистические методы при поиске оптимальных решений /В.В. Налимов, H.A. Чернова. М.: Наука, 1965. - 340 с.

136. Вахнин МП. Производство силикатного кирпича / М.П. Вахнин,

137. A.A. Анищенко. — М.: Высшая школа, 1977. — 160 с.

138. Кржеминский С.А. Автоклавная обработка силикатных изделий / С.А. Кржеминский, Н.К. Судина, В.П. Варламов. М.: Строиздат, 1974. - 256 с.

139. Севостъянов, B.C. Механическое оборудование производства тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий //

Похожие работы

Строительство
05.23.00