автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Сухие строительные смеси для самовыравнивающихся полов на основе композиционного вяжущего

На правах рукописи

005056925

БОНДАРЕНКО Александра Игоревна

СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СМЕСИ ДЛЯ САМОВЫРАВНИВАЮЩИХСЯ ПОЛОВ НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИОННОГО ВЯЖУЩЕГО

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

6 ДЕК 2012

Белгород 2012

005056925

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»

Научный руководитель - Кандидат геолого-минералогических

наук, доцент

Жерновский Игорь Владимирович

Официальные оппоненты — Урханова Лариса Алексеевна

доктор технических наук, профессор Восточно-Сибирского государственного технологического университета, зав. кафедрой производства строительных материалов и изделий

- Макарова Людмила Викторовна

кандидат технических наук, доцент Пензенского государственного университета архитектуры и строительства,

доцент кафедры стандартизации, сертификации и аудита качества

Ведущая организация - Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова

Защита состоится «21» декабря 2012 г. в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова по адресу: Ч 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 «21» ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

*

Г.А. Смоляцо

Актуальность. В настоящее время сухие строительные смеси (ССС) играют большую роль в развитии мирового рынка строительных материалов. Эта отрасль производства строительно-отделочных материалов в России достаточно молода: впервые сухие строительные смеси появились на российском рынке в конце 1980-х гг. По структуре потребления ССС на отечественном рынке основная доля (до 70%) приходится на клеевые и штукатурные смеси. Использование других составов, в частности смесей для самовыравнивающихся полов, не имеет значительных объемов и зачастую причина этого -отсутствие проектных решений и низкий уровень квалификации специалистов разных уровней от рабочих до проектировщиков, не владеющих технологиями ССС.

Большая часть современных сухих смесей представляет собой многокомпонентные системы, содержащие в своём составе комплекс добавок различного функционального назначения, что может приводить к увеличению стоимости конечного продукта. Одним из путей решения указанной проблемы, является использование композиционных вяжущих (КВ), что позволяет исключить из состава смесей ряд добавок, а также обеспечить требуемые физико-механические и реологические свойства наряду со снижением содержания цемента.

Работа выполнялась при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации: соглашение 14.В37.21.1218, государственное задание 3.4601.2011, программа стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова; РФФИ, грант № 12-08-87603.

Цель работы. Разработка составов сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе композиционного вяжущего с учётом генетических особенностей кварцевого компонента и вида пластификатора.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследование влияния фазово-размерной гетерогенности механоактиви-рованного кварцевого компонента различного генетического типа на характеристики композиционного вяжущего;

- разработка рациональных составов ВНВ с учётом генетических особенностей кварцевого компонента и вида пластификатора;

- разработка составов сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе ВНВ;

- подготовка нормативной документации для реализации теоретических и экспериментальных исследований. Промышленная апробация.

Научная новизна. Показана эффективность использования композиционного вяжущего при проектировании сухих строительных смесей для самовыравнивающихся наливных полов за счет рационального выбора кремнезёмного компонента с учетом химической основы пластифицирующей добавки. Механоактивация, являясь инструментом управления размерными, фазовыми и реакционными параметрами кварцевого материала как компонента КВ на основе портландцемента, изменяет параметры реотехнологических свойств

растворной смеси. Установлен характер структурообразования цементного камня на основе КВ, заключающийся в двоякой роли реакционно-активного микродисперсного кремнезёма, получаемого в процессе механоактивации кварцевых пород различного генетического типа и являющихся гетерофаз-ными наноструктурированными материалами. С одной стороны аморфизо-ванная оболочка кварца играет роль пуццоланового компонента, с другой -кристаллическое кварцевое ядро выступает в качестве субмикронного заполнителя, что подтверждается снижением концентрации свободного портлан-дита в ряду: портландцемент —> КВ на магматогенно-интрузивном кварце —> КВ на метаморфогенном кварце.

Установлено, что в процессе механоактивации кварцевого сырья в кристаллической матрице низкотемпературного а-кварца, образуются кристаллиты (кластеры) высокотемпературного Р-кварца, концентрация которых зависит от генезиса сырья и степени его активации. Установлена корреляция между концентрациями рентгеноаморфного кремнезема, формируемого на поверхности диспергируемого кварца, как химически активного компонента, высокотемпературного Р-кварца и коэффициентом качества кварцевого сырья как компонента КВ. Показано, что концентрацию рентгеноаморфного кремнезёма и размеры кристаллического ядра можно варьировать параметрами механоактивационного процесса и оптимальным выбором генетического типа кварцевого сырья. Кварцевое сырьё различного генетического типа проранжировано по степени эффективности механоактивационного воздействия на изменение его фазово-размерной гетерогенности в следующем ряду: гидротермальный кварц —* магматогенно-интрузивный —> метаморфогенный (зеленосланцевой фации метаморфизма).

Выявлена зависимость реотехнологических характеристик в системе «кварц - цемент - пластификатор - вода» от генетического типа кремнезём-содержащего сырья, химической основы пластификатора и способа получения композиционного вяжущего. Показана целесообразность использования для метаморфогенного кварца пластификаторов на поликарбоксилатной ос-нове;для интрузивно-магматогенного кварца - добавок на меламинформаль-дегидной основе. При этом установлено снижение вязкости в ряду: ТМЦ-50 —» ВНВ-50 на основе интрузивно-магматогенного кварца и меламинфор-мальдегидного пластификатора —> ВНВ-50 на основе метаморфогенного кварца и поликарбоксилатного пластификатора. Кроме того, предварительное измельчение кварца с пластификатором до 8УД=300 м2/кг и с последующим домолом с цементом (раздельный помол) позволяет снизить вязкость системы в 3,5 и 6 раз, а также время помола на 10 и 30 % для интрузивно-магматогенного и метаморфогенного кварца соответственно.

Практическая значимость. Обоснована целесообразность раздельного помола композиционного вяжущего, включающего механоактивацию кварцевого компонента в присутствии пластификатора до 8га=300-350 м2/кг с последующим домолом с цементом до Буд=500-550 м2/кг.

Разработаны составы ВНВ-50 с активностью 40-50 МПа на основе кремнезёмного компонента метаморфогенного и интрузивно-магматогенного происхождения с использованием поликарбоксилатного и меламинформаль-дегидного пластификатора, позволяющие при сохранении физико-механических характеристик существенно повысить текучесть системы.

Разработаны составы сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе ВНВ-50 с использованием полиакрилового волокна, позволяющие получать растворные смеси с маркой по подвижности Рк4 и затвердевшего раствора на их основе с классом по прочности В22,5-В35, адгезионной прочностью 0,7-1 МПа, характеризующиеся сниженной усадкой и высокой водоудерживающей способностью.

Предложена технология производства сухих строительных смесей с учётом использования композиционных вяжущих.

Внедрение результатов исследований. Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ООО «Адамант» Белгородской области. Опытная партия строительной смеси уложена под напольное покрытие при строительстве офисных помещений.

Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы разработаны:

- стандарт организации СТО 02066339-024-2011 «Сухие строительные смеси на композиционном вяжущем для самовыравнивающихся полов»;

- рекомендации по использованию композиционных вяжущих различного состава при производстве сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов;

- технологический регламент на производство сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе композиционного вяжущего.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 270800.62 «Строительство» профилей 270800.62-05 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», а также магистров по направлению 270800.68 «Строительство» профилей 270800.68-03 «Технология строительных материалов, изделий и конструкций», 270800.68-08 «Наносистемы в строительном материаловедении» и 270800.68-04 «Инновации и трансфер технологий».

Апробаиия работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на: Международной конференции с элементами научной школы для молодёжи «Создание материалов для эксплуатации в экстремальных условиях» (Якутск, 2009); Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (Белгород, 2010); Международном молодёжном научном форуме «Ломоносов-2010» (Москва, 2010); XV академических чтениях РААСН - Международной научно-технической

конференции «Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии» (Казань, 2010); Международной научно-практической конференции «Проблемы инновационного биосферно-совместимого социально-экономического развития в строительном, жилищно-коммунальном и дорожном комплексах» (Брянск, 2010); Международной научно-практической конференции «Инновационные материалы и технологии» (Белгород, 2011); III Всероссийской школе молодых учёных «Экспериментальная минералогия, петрология и геохимия» (Черноголовка, 2012); Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления строительного факультета (Улан-Удэ, 2012).

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы изложены в 16 научных публикациях, в том числе в четырёх статьях в центральных рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ. На составы смесей зарегистрировано ноу-хау № 20110006 «Самонивелирующаяся смесь для устройства полов».

Структура диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 186 страницах машинописного текста, содержит 33 рисунка, 33 таблицы, список литературы из 165 наименований, 10 приложений.

На защиту выносятся:

- особенности проектирования сухих строительных смесей для самовыравнивающихся наливных полов с учетом рационального выбора кремнезёмного компонента и химической основы пластифицирующей добавки;

- ранжирование сырья различных генетических типов по степени эффективности механоактивационного воздействия на изменение его фазово-размерной гетерогенности;

- зависимость реотехнологических характеристик в системе «кварц - цемент - пластификатор - вода» от генетического типа кремнезёмсодержащего сырья, химической основы пластификатора и способа получения композиционного вяжущего;

- характер структурообразования цементного камня на основе КВ;

- составы ВНВ-50 с учётом генетического происхождения кварцевого компонента и химической основы пластификатора;

- составы сухих строительных смесей для самовыравнивающихся самоуплотняющихся полов на основе ВНВ-50 с использованием полиакрилового волокна и технология производства;

- результаты внедрения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Сухие строительные смеси имеют неоспоримые преимущества и высокую эффективность как в техническом, так и экономическом плане, заключающиеся в повышении качества строительных работ и производительности труда, облегчении доставки их на объекты, увеличении срока хранения на

строительных площадках, что обеспечивает непрерывность цикла работ и достаточный запас их непосредственно в местах потребления.

Однако, доля востребованности качественных сухих смесей для самовыравнивающихся полов превышает объемы, поступающие на строительный рынок.

Свойства ССС напрямую зависят от сырьевых компонентов, входящих в их состав. При этом основным носителем прочностных свойств материала на основе смесей является вяжущее, расход которого определяет себестоимость продукции в первую очередь. Переход на композиционные вяжущие, одним из которых является вяжущее низкой водопотребности, позволит, при снижении доли цемента, получать высокоэффективные строительные композиты.

В связи с этим, в качестве рабочей гипотезы было выдвинуто предположение о влиянии фазовой и размерной микро- и наногетерогенности кремнезёмного сырья различного генетического типа, формируемой в процессе ме-ханоактивации, и химической основы поверхностно-активных добавок на взаимодействие в системе композиционных вяжущих и на свойства ССС на их основе.

Исходными материалами для получения ВНВ и ССС являлись: цемент ЦЕМ I 42,5 Н производства ЗАО «Белгородский цемент»; кварцевые компоненты различных генетических типов, а именно: в качестве интрузивно-магматогенного использовался кварц песка Корочанского месторождения, в качестве метаморфогенного - кварц отсева дробления кварцитопесчаников Лебединского ГОКа. Для расширения спектра генетических типов кварца, при выполнении лабораторных исследований рассматривался гидротермальный кварц Южно-Уральской провинции. В качестве стабилизирующей добавки использовали целлюлозное волокно Technocel 500.

Выбор пластифицирующей добавки осуществляли на основе анализа существующих пластификаторов с учетом их химической основы и агрегатного состояния. В результате как наиболее эффективные были выбраны добавки одного пластифицирующего класса на меламинформальдегидной (Melment FIO) и поликарбоксилатной (FOX-8H) основе.

Отличия в элементном составе, кристалломорфологии и внутреннем строении кварца пород различных генетических типов, в основном, обусловлены различной термической историей их минералогенезиса. Например кварц кислых магматических пород кристаллизовался из остаточных силикатных расплавов при температуре около 900°С. Метаморфогенный кварц, в своей минералогенетической истории испытал эпикристаллизационное термическое воздействие, а гидротермальный кварц кристаллизовался при относительно невысокой (около 350°С) температуре.

Логично предположить, что отличия в термической истории кварцевого сырья разных минералого-генетических типов могут повлиять на финальное

состояние этих материалов после механоактивационной диспергации, в частности, на их фазовую и размерную нано- и микрогетерогенность.

Определение концентрации рентгеноаморфной фазы механоактивиро-ванного кварца проводили методом количественного полнопрофильного РФА. Для получения зависимости аморфизации кварцевых материалов от степени механоактивации была определена величина активной удельной поверхности исследуемых образцов методом БЭТ1.

Характер динамики аморфизации кварцевых материалов (рис. 1) показывает возможность, при достаточно продолжительном механоактивационном воздействии, достигать одинаковых параметров фазово-размерной гетерогенности кварцевого материала различного генезиса.

2 80

'I 75

£ 60

5 6 Время, ч

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 Активная удельная поверхность, (\1000) м:/кг

а)

б)

Рис. 1. Динамика аморфизации кварцевых материалов в зависимости от времени механоактивации2 и активной удельной поверхности: а) зависимость аморфизации кварца; б) изменение фазово-размерной гетерогенности кварца3; 1 - гидротермальный, 2 - магматический, 3 - метаморфический кварц

Для решения вопроса об образовании в кварцевых материалах при механоактивационной диспергации высокотемпературного р-кварца были получены спектры рамановского рассеяния4 кварца магматического и метаморфического происхождения (рис. 2).

Анализ спектров показал, что при механоактивации кварцевого сырья в кристаллической матрице низкотемпературного а-кварца возникают кластеры высокотемпературного р-кварца, концентрация которого зависит от генезиса сырья и степени его активации. Наблюдаемое уширение профилей рамановского рассеяния с увеличением степени механоактивации связано с уменьшением размеров молекулярных групп.

Для расчета параметров фазовой и размерной гетерогенности механоак-тивированного кварцевого материала различного генезиса использовали пол-

'Исследования проведены с помощью прибора воЙЗогЫ-Н уег.1.0 в БГТУ им. В.Г. Шухова

2Измельчение проводилось в лабораторной планетарной мельнице объемом 2 л.

3На рисунке приведен диаметр частиц кварца (в нм) для соответствующей величины активной

удельной поверхности, рассчитанный из предположения сферической формы частиц. Регистрация спектров проведена на рамановском спектрометре Зе^егга (Вгикег, вет-тапу);

нопрофильный рентгенофазовый анализ, основанный на методе Ритвельда. Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод, что концентрация (3-кварца монотонно возрастает с увеличением степени механоактивации независимо от происхождения кварцевого компонента (табл. 1).

Смещение полос КР-спектра «-кварца

в длинноволновую область

при образовании кластеров р-кварца

ПО 170 230 290 350 410 47(1 Волновое число, см 1

Í 10 ¡S0 100 МО

Волновое число, см"1

а)

б)

Рис. 2. Длинноволновые фрагменты рамановоких спектров кварца: а) метаморфического б) магматического генезиса;1 - эталонный спектр, 2- механоактивация в течение 6 ч, 3 - механоактивация в течение 10 ч

Таблица 1

Свойства кварцевых компонентов различного генезиса_

Кварцевое сырьё Время Удельная Минеральный состав и микроструктурные характеристики кварца Кол-во

помола, поверх- а-кварц ß-кварц морфной фазы, %

ч ность, м2/кг т5, % ОКР6, нм in. % ОКР, нм

2 530 75 25 67

Метамор- 3 640 70 30 74

фогенный 4 700 67 33 79

кварц 5 710 67 33 82

6 720 66 60 34 15 84

2 350 86 14 63

Магмато- 3 480 82 18 70

генный 4 550 80 20 76

кварц 5 580 79 21 78

6 600 78 22 80

Таким образом, при механоактивации кварцевого материала в нем происходят процессы аморфизации поверхностного слоя частиц и возникновение наноразмерных кристаллитов высокотемпературной модификации кварца. При этом можно утверждать, что эти процессы носят монотонный и однонаправленный характер. Кварцевое сырьё различного генетического типа ранжировано по степени эффективности механоактивационного воздействия на

5ш - содержание по массе (вес. %);

6ОКР - область когерентного рассеяния (размер кристаллитов)

изменение его фазово-размерной гетерогенности в следующем ряду: гидротермальный кварц —► магматогенно-интрузивный —* метаморфогенный (зе-леносланцевой фации метаморфизма).

На основании анализа кварца ряда месторождений РФ установлена прямая корреляция между концентрациями рентгеноаморфного кремнезёма, формируемого на поверхности диспергируемого кварца, как химически активного компонента, высокотемпературного (3-кварца и коэффициентом качества кварцевого сырья как компонента композиционного вяжущего (табл. 2).

Таблица 2

Сравнительная характеристика кремнезёмного сырья7 как компонента композиционного вяжущего и ТМЦ-50__

Кварцевый компонент ТМЦ-50 Минеральный состав и микроструктурные характеристики кварца МПа Кк'

а-кварц Р-кварц

масс. % ОКР, нм масс. % ОКР, нм

Отсев дробления кварцитопесчаника Лебединского ГОКа 65 60 35 20 51,3 1,29

Отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов 74 60 26 20 40,6 1,02

Песок Вольского месторождения 75 60 25 20 39,8 1

Песок Нижне-Ольшанского месторождения 78 60 22 20 34,2 0,86

Песок Корочанского месторождения 87 60 13 20 33,4 0,84

Песок Вяземского месторождения 87 60 13 20 24,6 0,62

Песок Махневского месторождения 88,5 47 11,5 27 24,8 0,62

Песок Эсского месторождения 92 72 8 23 34,2 0,86

Для проверки рабочей гипотезы в части влияния химической основы добавки на конечные свойства материалов было рассмотрено несколько способов введения пластификатора на различных стадиях получения композиционного вяжущего. В работе применяли совместный и раздельный способы получения вяжущего. Совместный помол производился одностадийно до удельной поверхности 500-550 м2/кг. Раздельный помол осуществляли в две стадии: на первой стадии осуществляли измельчение кварцевого компонента до удельной поверхности 300-350 м2/кг, на второй - производили домол с цементом. Для изучения влияния пластификатора на процессы помола добавки вводили на различных стадиях получения КВ.

подтверждение выводов, сделанных при детальном исследовании трёх генетических типов кварца, проводили на кварцевых породах ряда месторождений РФ, на основе которых были разработаны составы КВ ранее 8ЯЛ - активность ТМЦ по ГОСТ 310.1-76;

9Кк -.коэффициент качества кремнезёмного компонента как компонента КВ. Рассчитывается по методике, разработанной на каф. СМИК БГТУ им. В.Г. Шухова: Кк = где Л" - предел прочности при сжатии мелкозернистого бетона на исследуемом песке; Д*"' - предел прочности при сжатии мелкозернистого бетона на песке Вольского месторождения

Для определения оптимальной концентрации суперпластификатора, необходимой для получения ВНВ, определяли реологические свойства цементных паст из ТМЦ в зависимости от концентрации добавок. Исследования проводили по методу мини-конуса, рекомендованному НИИЖБ Госстроя РФ при проведении испытаний с химическими добавками в бетон (рис. 3).

о 140

|120 г*7!„

* // / Г —ш—о

Ш юо -1-\У/\ //Т-------—ш—г

| 80 УТ/ ¡/ ------ —А—3

60 Ж Ж Я-------- —*— 4

40

0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Добавка, %

Рис. 3. Расплыв конусаТМЦ-50 в зависимости от вида и количества пластификатора на различном кремнезёмном сырье: интрузивно-магматогенный кварц с меламинфор-мальдегидным (1) и поликарбоксилатным (3) пластификатором; метаморфогенный кварц с меламинформальдегидным (2) и поликарбоксилатным (4) пластификатором

Установлено влияние генетического типа кварца на подвижность системы «цемент - песок - пластификатор - вода». При использовании вяжущего на основе кремнезёмного компонента с высоким содержанием Р-кварца (метаморфогенный кварц) максимальный расплыв конуса у составов на поликар-боксилатной добавке достигается при дозировке 0,3 %, что в 1,5 раза ниже по сравнению с дозировкой для вяжущего на основе кремнезёмного компонента с высоким содержанием а-кварца (интрузивно-магматогенный кварц). При этом расплыв конуса для вяжущего на основе обоих видов кварца с использованием поликарбоксилатной добавки одинаков. При использовании мела-минформальдегидной добавки оптимальная дозировка независимо от вида кварца составляет 0,6 %, однако расплыв конуса вяжущего на основе интру-зивно-магматогенного кварца на 6,5 % выше.

Отмечено существенное влияние вида пластификатора на кинетику помола кварцевого компонента различного генетического типа. Совместное измельчение кремнеземного компонента и добавки сокращает время помола на 10 % для интрузивно-магматогенного кварца с меламинформальдегидным пластификатором и на 30 % - для метаморфогенного с поликарбоксилатным.

Для установления влияния вида кремнезёмного сырья, количества и химической основы пластификатора на реотехнологические характеристики смесей были получены образцы диспергированного кварцевого компонента, кварца измельчённого совместно с ПАВ и композиционного вяжущего, которые в дальнейшем были суспендированы.

Анализ реограмм кварцевых суспензий (рис. 4) позволяет сделать вывод о существенном влиянии стадии введения пластификатора на реологические свойства систем. Совместный помол кварцевого компонента и пластификатора приводит к повышению начальной вязкости системы по сравнению с суспензиями, полученными смешением молотого кварца и добавки. Механизм действия пластификатора аналогичен для кварцев обоих генетических типов и заключается в следующем: в первую очередь пластификатор выступает в роли диспергатора. При этом в процессе механоактивационного воздействия на поверхности кремнезёмного компонента формируется аморфи-зованная оболочка и происходит возникновение высокотемпературной модификации кварца, что, в совокупности, обеспечивает его высокую реакционную способность. Вследствие этого на ювенильной поверхности кварцевого компонента происходит хемосорбция молекул пластификатора во время их совместного измельчения, что приводит к их переориентации, за счет чего происходит гидрофобизация поверхности твердой фазы и, как следствие, увеличение вязкости системы. При этом в случае метаморфогенного кварца превалирующее влияние на вязкость системы оказывает хемосорбция, в случае интрузивно-магматогенного - диспергация.

Предварительное измельчение кварца, смешение его с пластификатором и суспендирование системы приводит к формированию условий, в которых добавка взаимодействует с водой с образованием сольватной оболочки на поверхности частиц измельченного кварцевого компонента, разжижая таким образом систему.

Таким образом, изменение реологических характеристик зависит от генезиса кварцевого компонента и оказывает влияние на структурно-механические свойства растворных смесей.

Суспензии композиционных вяжущих характеризуются типичным тиксо-тропным характером течения (рис. 5), однако кинетика снижения вязкости суспензий различного состава значительно отличается друг от друга.

Все суспензии на основе метаморфогенного кварца характеризуются большей из всех указанных систем начальной вязкостью, что обусловлено высокой активностью кварцевого компонента, входящего в состав композиционного вяжущего, которая определяется фазово-размерной гетерогенностью кремнезёмного компонента, формируемой при механоактивации.

Анализ реологических характеристик суспензий ВНВ-50, полученных совместным помолом всех компонентов, на основе кварцевых компонентов различного генезиса с использованием меламиноформальдегидного пластификатора, свидетельствует о схожести характера течения. В области малых значений градиента скорости сдвига (ё = 2-5 с"1) течение цементного теста происходит с неразрушенной коагуляционной структурой, обладающей максимальной пластической вязкостью. При дальнейшем увеличении градиента скорости сдвига (е = 6-14 с"1) наблюдается разрушение коагуляционной структуры теста, сопровождающееся снижением пластической вязкости, и

далее течение происходит при полностью разрушенной структуре с практически постоянной минимальной вязкостью.

Градиент скорости сдвига, с

Градиент скорости сдвига, с "1

Рис. 4. Реограммы метаморфогенного (а) и интрузивно-магматогенного (б) кварца в зависимости от вида и способа введения пластификатора: 1- молотый кварц; 2 - кварц молотый совместно с РОХ-8Н; 3 - кварц молотый совместно с Ме1теп1 ПО; 4 - молотый кварц, перемешанный с РОХ-8Н; 5 - молотый кварц перемешанный с Ме1тет ПО.

а)

140 т

120 --

100

5 10 15

Градиент скорости сдвига, с~1

б) 140 т

0 5 10 15

Градиент скорости сдвига, с-1

Рис. 5. Реограммы суспензий композиционного вяжущего в зависимости от состава и способа введения ПАВ: а) на основе поликарбоксилатного пластификатора; б) на основе меламиноформальдегидного пластификатора:

1 - ТМЦ-50 на КВП, полученный по одностадийной технологии; 3 - ТМЦ-50 на КВП, полученный по двухстадийной технологии; 5 -совместный помол ВНВ-50 на КВП; 7-раздельный помол вяжущего на КВП, ПАВ вводится на первой стадии; 9 - раздельный помол вяжущего на КВП, ПАВ вводится на второй стадии

2 - ТМЦ-50 на песке, полученный по одностадийной технологии; 4 - ТМЦ-50 на песке, полученный по двухстадийной технологии; 6 - совместный помол ВНВ-50 на песке; 8 - раздельный помол вяжущего на песке, ПАВ вводится на первой стадии; 10 - раздельный помол вяжущего на песке, ПАВ вводится на второй стадии

Таким образом, установлено снижение вязкости в ряду: «ТМЦ-50 —> ВНВ-50 на основе интрузивно-магматогенного кварца и меламинформальде-гидного пластификатора —* ВНВ-50 на основе метаморфогенного кварца и поликарбоксилатного пластификатора».

Результаты реологических исследований свидетельствуют также о существенном влиянии способа получения композиционного вяжущего. Раздельные способы позволяют получать суспензии со сниженными значениями вязкости по сравнению с вяжущими, полученными совместным помолом всех компонентов.

Анализ полученных экспериментальных данных позволяет сделать вывод, что оптимальным с точки зрения максимального разжижения системы, необходимого для получения самовыравнивающихся полов, является двустадий-ный способ получения вяжущего (раздельный помол), при котором производится предварительное измельчение кремнезёмного компонента совместно с пластификатором до 8УД = 300-350 м2/кг с последующим домолом с цементом до Буд = 500-550 м2/кг. При этом чем выше коэффициент качества кварцевого компонента (т.е. выше содержание Р-кварца в механоактивированном сырье), тем более эффективно использование добавок на поликарбоксилатной основе, и чем ниже Кк, тем целесообразнее использование добавок на меламин-формальдегидной основе.

Кроме того, раздельный помол позволяет снизить вязкость системы в 3,5 и 6 раз, а также время помола на 10 и 30 % для интрузивно-магматогенного и метаморфогенного кварца соответственно.

Для сравнения степени активности кремнезёма в системе композиционного вяжущего был проведён количественный РФА образцов вяжущих на различных сроках твердения. В качестве определяющего параметра было выбрано изменение концентрации свободного портлан-дита (рис. 6).

Из полученных зависимостей следует, что разработанные композиционные вяжущие способствуют уменьшению количества свободного Са(ОН)2, однако ВНВ-50 на основе метаморфогенного кварца характеризуется более существенным снижением концентрации свободного портлан-дита на средних и поздних сроках твердения, что может быть интерпритиро-

0 5 10 15 20 25 30 Время, сут

Рис. 6. Кинетика изменения концентрации свободного портландита10 в зависимости от времени и состава вяжущих

"'Кривые концентрации ВНВ-50 нормированы по отношению к цементу

ванно как результат его связывания кремнезёмными компонентами вяжущего в гидросиликаты кальция.

Таким образом, механоактивированный реакционно-активный микродисперсный кремнезём, являющийся гетерофазным наноструктурированным компонентом композиционного вяжущего, выполняет двоякую функцию: аморфизованная оболочка кварца играет роль пуццоланового компонента, а кристаллическое кварцевое ядро - субмикронного заполнителя.

Для получения ССС были разработаны четыре вида композиционных вяжущих с активностью 40-55 МПа. Анализ свойств композиционных вяжущих (табл. 3) показал, что использование метаморфогенного кварца совместно с поликарбоксилатной добавкой позволяет повысить активность на 17 % по сравнению с ВНВ на основе интрузивно-магматогенного кварца и на 20 % по сравнению с портландцементом.

Таблица 3

Свойства вяжущих в зависимости от состава__

№ п/ п Вяжущее' ' Генетический тип кварца Пластификатор Нормальная густота, % Сроки схватывания, мин Активность, МПа

Начало Конец

1 ВИВ 50 магмато генный РОХ-8Н 18,7 190 300 48,2

2 ВНВ-50 метаморфо генный 18,3 180 310 54,2

3 ВНВ-50 магматогенный Ме1шет ИЮ 20,5 190 300 46,1

4 ВНВ-50 метаморфоген-ный 20,7 180 310 48,8

5 ЦЕМ I 42,5 N - - 25 150 220 44,7

Для установления оптимальных составов сухих строительных смесей была разработана матрица планирования (табл. 4).

Выбор факторов и параметров оптимизации производили исходя из технологической и экономической целесообразности.

Таблица 4 для получения сухих строительных смесей использовали композиционное вяжущее (составы 1-4, см. табл. 3), песок Коро-чанского месторождения -в качестве заполнителя, а также целлюлозные волокна Тес1шосе1 500 - для стабилизации системы и снижения трещинообразования. Количество стабилизирующей добавки принимали согласно рекомендациям производителя (0,2 масс. %).

Варьируемые параметры

Факторы Уровни варьирования Интервал варьирования

Натуральный вид Кодированный вид -1 0 1

Доля мелкого заполнителя X, 1 2 3 1

Количество ПАВ х2 0 0,3 0,6 0,3

11 Композиционные вяжущие получены по двустадийной технологии

После статической компьютерной обработки экспериментальных данных были получены математические модели изменения прочности и плотности затвердевшего строительного раствора от количества пластификатора и доли объёма мелкого заполнителя (рис. 7). По уравнениям регрессии был сделан анализ влияния исследуемых факторов на физико-механические свойства.

Рис. 7. Зависимости прочностных характеристик затвердевшего раствора от количества пластификатора и доли мелкого заполнителя на основе ВНВ-50 С использованием: а, б - метаморфогенного; в, г - интрузивно-магматогенного кварца

Установлено существенное влияния состава ВНВ на свойства сухих смесей на его основе. Так, ССС на основе ВНВ с использованием кварцитопес-чаника и поликарбоксилатного пластификатора характеризуется повышенной прочностью. Рациональная дозировка пластификатора с использованием ВНВ-50 на основе кварца метаморфогенного происхождения составляет 0,3 % от массы цемента в составе КВ, при использовании ВНВ-50 на основе ин-

трузивно-магматогенного происхождения - 0,6 %, что подтверждает полученные ранее данные. При таких дозировках материал набирает максимальную прочность как при сжатии 52 и 45 МПа, так и при изгибе 12 и 10 МПа для метаморфогенного и интрузивно-магматогенного кварца соответственно. При этом для всех составов рекомендуется использовать соотношение вяжущее/песок равным 1/2. В этом случае разрабатываемые материалы характеризуются необходимой прочностью при сжатии и изгибе без перерасхода связующего компонента.

Отмечены особенности кинетики твердения строительных растворов на основе композиционных вяжущих различного состава во времени. Растворная смесь на основе ВНВ-50 с использованием интрузивно-магматогенного кварца и поликарбоксилатной добавки при соотношении вяжущее/песок равным 1/2 уже на 3 сутки твердения набирает 32 %, а на 7 сут - 94 % 28-суточной прочности (11 и 34 МПа соответственно). При этом составы раствора с использованием КВ на основе кварца метаморфогенного происхождения на 3 и 7 сут твердения набирают 48 и 45 % 28-суточной прочности (20 и 18 МПа).

Анализ полученных данных по прочности при изгибе показал, что при введении оптимального количества добавки в состав КВ на основе кварцевого сырья метаморфогенного генезиса в ранние сроки твердения (3 и 7 сут) обеспечивается прирост прочности на 40 и 20% соответственно по сравнению с прочностью затвердевшего раствора на основе кварца магматического происхождения.

Анализ результатов исследований позволил предложить рациональные составы сухих строительных смесей с использованием вяжущих низкой во-допотребности на основе кварцевых компонентов различной генетической принадлежности (табл. 5).

Таблица 5

Составы сухих строительных смесей_

Состав сухой строительной смеси, % Свойства раствора Свойства затвердевшего раствора

№состава ВНВ по табл. 3 ВНВ-50 Кварцевый песок Целлюлозные волокна Подвижность, см Сохраняемость первоначальной подвижности, мин Водоудерживающая способность, % Предел прочности при сжатии, МПа Предел прочности при изгибе, МПа Средняя плотность, кг/м3 1 Адгезионная прочность, МПа

1 20 42,43 10,18 2260 1

2 30 70 0,3 21 30-40 97 30,99 6,78 2210 0,7

3 20 36,72 8,23 2240 0,9

4 20 26,21 5,7 2200 0,7

Требования нормативных документов'2 18-22 30-55 >95 >25 >4 - >0,4

12 Показатели в соответствии с ГОСТ 31358-2007 «Смеси сухие строительные на цементном вяжущем для напольных покрытий. Технические условия» и СНиП 2.03.13-88 «Полы».

Таким образом, разработаны составы сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе ВНВ-50 с использованием целлюлозного волокна, позволяющие получать растворные смеси с маркой по подвижности Рк4 и затвердевшие растворы на их основе с классом по прочности В22,5-В35, адгезионной прочностью 0,7-1 МПа, характеризующиеся пониженной усадкой и высокой водоудерживающей способностью.

Предложена технологическая схема производства сухих строительных смесей на основе ВНВ-50, включающая следующие переделы: получение композиционного вяжущего раздельным помолом по двустадийной технологии с предварительным помолом кварцевого компонента совместно с пластификатором, смешение полученного вяжущего с заполнителем и добавкой-стабилизатором, упаковку смесей в мешки.

Для внедрения результатов диссертационной работы при производстве сухих строительных смесей разработан пакет нормативных документов. Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ООО «Адамант» Белгородской области. Опытная партия строительной смеси уложена под напольное покрытие при строительстве офисных помещений.

Экономическая эффективность производства и применения разработанных сухих строительных смесей обусловлена использованием доступных сырьевых материалов, рационально подобранными составами смесей, позволяющими снизить количество цемента и исключить комплекс дорогостоящих добавок, и получением материала с улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Показана эффективность использования композиционного вяжущего при проектировании сухих строительных смесей для самовыравнивающихся наливных полов за счет рационального выбора кремнезёмного компонента с учетом химической основы пластифицирующей добавки. Механоактива-ция,являясь инструментом управления размерными, фазовыми и реакционными параметрами кварцевого материала как компонента КВ на основе портландцемента, изменяет параметры реотехнологических свойств растворной смеси. Установлен характер структурообразования цементного камня на основе КВ, заключающийся в двоякой роли реакционно-активного микродисперсного кремнезёма, получаемого в процессе механоактивации кварцевых пород различного генетического типа и являющихся гетерофазными на-ноструктурированными материалами. С одной стороны аморфизованная оболочка кварца играет роль пуццоланового компонента, с другой - кристаллическое кварцевое ядро выступает в качестве субмикронного заполнителя, что подтверждается снижением концентрации свободного портландита в ряду:

портландцемент —> КВ на магматогенно-интрузивном кварце —* КВ на мета-морфогенном кварце.

2. Установлено, что в процессе механоактивации кварцевого сырья в кристаллической матрице низкотемпературного а-кварца, образуются кристаллиты (кластеры) высокотемпературного (3-кварца, концентрация которых зависит от генезиса сырья и степени его активации. Установлена корреляция между концентрациями рентгеноаморфного кремнезема, формируемого на поверхности диспергируемого кварца, как химически активного компонента, высокотемпературного р-кварца и коэффициентом качества кварцевого сырья как компонента КВ. Показано, что концентрацию рентгеноаморфного кремнезёма и размеры кристаллического ядра можно варьировать параметрами механоактивационного процесса и оптимальным выбором генетического типа кварцевого сырья. Кварцевое сырьё различного генетического типа проранжировано по степени эффективности механоактивационного воздействия на изменение его фазово-размерной гетерогенности в следующем ряду: гидротермальный кварц —» магматогенно-интрузивный —► метаморфогенный (зеленосланцевой фации метаморфизма).

3. Выявлена зависимость реотехнологических характеристик в системе «кварц - цемент - пластификатор - вода» от генетического типа кремнезём-содержащего сырья, химической основы пластификатора и способа получения композиционного вяжущего. Показана целесообразность использования для метаморфогенного кварца пластификаторов на поликарбоксилатной основе,"для интрузивно-магматогенного кварца - добавок на меламинформаль-дегидной основе. При этом установлено снижение вязкости в ряду: ТМЦ-50 —> ВНВ-50 на основе интрузивно-магматогенного кварца и меламинфор-мальдегидного пластификатора —► ВНВ-50 на основе метаморфогенного кварца и поликарбоксилатного пластификатора. Кроме того, предварительное измельчение кварца с пластификатором до 8ТО=300 м2/кг и с последующим домолом с цементом (раздельный помол) позволяет снизить вязкость системы в 3,5 и 6 раз, а также время помола на 10 и 30 % для интрузивно-магматогенного и метаморфогенного кварца соответственно.

4. Обоснована целесообразность раздельного помола композиционного вяжущего, включающего механоактивацию кварцевого компонента в присутствии пластификатора с последующим домолом с цементом.

5. Разработаны составы ВНВ-50 с активностью 40-50 МПа на основе кремнезёмного компонента метаморфогенного и интрузивно-магматогенного происхождения с использованием меламинформальдегидного и поликарбоксилатного пластификатора, позволяющие при сохранении физико-механических характеристик существенно повысить текучесть системы.

6. Разработаны составы сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе ВНВ-50 с использованием полиакрилового волокна, позволяющие получать растворные смеси с маркой по подвижности Рк4 и затвердевшего раствора на их основе с классом по прочности В22,5-В35, ад-

гезионной прочностью 0,7-1 МПа, характеризующиеся сниженной усадкой и высокой водоудерживающей способностью.

7. Предложена технология производства сухих строительных смесей с учетом использования композиционных вяжущих. Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы разработаны: стандарт организации СТО 02066339-024-2011 «Сухие строительные смеси для самовыравнивающихся полов на композиционном вяжущем»; рекомендации по использованию композиционных вяжущих различного состава при производстве сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов; технологический регламент на производство сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе композиционного вяжущего. На составы смесей зарегистрировано ноу-хау № 20110006 «Самонивелирующая смесь для устройства полов».

8. Для внедрения результатов диссертационной работы при производстве сухих строительных смесей разработан пакет нормативных документов. Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ООО «Адамант» Белгородской области. Опытная партия строительной смеси уложена под напольное покрытие при строительстве офисных помещений.

9. Экономическая эффективность производства и применения разработанных сухих строительных смесей обусловлена использованием доступных сырьевых материалов, рационально подобранными составами смесей, позволяющими снизить количество вяжущего и исключить комплекс дорогостоящих добавок, и получением материала с улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками.

СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бондаренко, А.И. Фазовая и размерная гетерогенность кристаллитов кварца различного генезиса, как критерий его реакционной способности в качестве компонента цементных вяжущих [Текст] / А.И. Бондаренко, А.Г. Исаев, И.В. Жерновский // Материалы докладов XVIII Менделеевской конференции молодых учёных, Белгород, 22-26 апреля 2008 г. - Белгород: изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2008. - С. 14-15.

2. Бондаренко, А.И. Возможности использования нетрадиционного крем-незёмсодержащего сырья техногенного происхождения в качестве компонента строительных смесей [Электронный ресурс] / А.И. Бондаренко // Образование. Наука. Производство: сборник научных докладов IV Международного форума, Белгород, 2-Л декабря 2008 г. - Белгород: изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2009.

3. Бондаренко, А.И. Сухие строительные смеси для самовыравнивающихся полов на основе композиционного вяжущего и комплексного модификатора [Текст] / А.И. Бондаренко, Ю.В. Фоменко // Создание новых материалов для эксплуатации в экстренных условиях: сборник трудов Международной конфе-

ренции с элементами научной школы для молодёжи, Якутск, 16-19 ноября 2009 г. - Якутск: Паблиш Групп, 2009. - С. 54-56.

4. Лопатко13, А.И. Модифицирование композиционных вяжущих для сухих строительных смесей с учетом генетических особенностей кварцевого компонента [Текст] / А.И. Лопатко, И.В. Жерновский // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов: материалы Международной научно-практической конференции, Белгород, 5-8 октября 2010 г. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. — 4.1.-С. 202-206.

5. Лопатко, А.И. Влияние генетических особенностей кварцевого компонента на реотехнологические характеристики композиционного вяжущего [Электронный ресурс] / А.И. Лопатко, Слепухин A.C. // Материалы Международного молодёжного научного форума «Ломоносов-2010», Москва, 12-15 апреля 2010. - М.: МАКС Пресс, 2010.

6. Лопатко, А.И. Разработка композиционного вяжущего с учётом влияния генетических особенностей кварцевого компонента [Текст] / А.И. Лопатко // Приборное и научно-методическое обеспечение исследований и разработок в области каталитического превращения бифункциональных органических соединений: сборник трудов Всероссийской научной школы для молодежи, Томск, 6-9 декабря 2010 г. - Томск, 2010. - С. 79-80.

7. Лопатко, А.И. Эффективные области применения кремнезёмсодержаще-го сырья различной генетической принадлежности [Текст] /А.И. Лопатко, Ф.Е. Жерновой, М.И. Кожухова, Н.И. Кожухова, Е.В. Мирошников // Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии: материалы XV Академических чтений РААСН, Казань, 14-17 апреля 2010. - Казань: Казанский государственный архитектурно-строительный университет, 2010.-Ч. 2.-С. 108-112.

8. Лопатко, А.И. Влияние фазовой гетерогенности кварцевого компонента и пластифицирующих добавок на реологические свойства композиционного вяжущего [Текст] / А.И. Лопатко, Е.В. Кобзев // Проблемы инновационного биосферно-совместимого социально-экономического развития в строительном, жилищно-коммунальном и дорожном комплексах: материалы 2-й Международной научно-практической конференции, Брянск, 30 ноября 2010 г. -Брянск, 2010.-Т. 1.-С. 187-190.

9. Жерновский, И.В. Сравнительный анализ структурных моделей полиморфных модификаций C3S и алгоритмов полнопрофильных методов для количественных РФА цементного клинкера [Электронный ресурс] / И.В. Жерновский, В.В. Строкова, Н.И. Кожухова, А.И. Бондаренко, С.Н. Сорокина, П.С. Баскаков // Инновационные материалы и технологии (XX научные чтения): материалы Международной научно-практической конференции, Белгород, 11-12 октября 2011 г. - Белгород, 2011.

'^Лопатко А.И. (Бондаренко А.И.). Смена фамилии по семейным обстоятельствам.

10. Строкова, В.В. Сухие строительные смеси для самовыравнивающихся полов на основе композиционного вяжущего и комплексного модификатора [Текст] / В.В. Строкова, А.И. Лопатко // Сборник докладов II Международного семинара-конкурса молодых учёных и аспирантов, работающих в области вяжущих веществ, бетонов и сухих смесей, Москва, 30 ноября - 1 декабря 2011г. - СПб.: АлитИнформ, 2011. - С. 121-125.

11. Бондаренко, А.И. Оценка влияния кварца различного происхождения на свойства ВНВ [Текст] / А.И. Бондаренко, В.В. Строкова, И.В. Жерновский, Ю.В. Фоменко // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2012. - №3. - С. 41-44.

12. Бондаренко, А.И. Зависимость механизма структурообразования от химического состава как ключевого фактора вяжущей системы [Текст] / А.И. Бондаренко, Н.И. Кожухова, В.В. Строкова, М.И. Кожухова // Международная научно-практическая конференция, посвящённая 50-летию ВосточноСибирского государственного университета технологий и управления строительного факультета, Улан-Удэ, 11-14 июля 2012 г. - Улан-Удэ: изд-во ВСГУТУ, 2012.-С. 162-163.

13. Соловьева Л.Н. Характеристики песков с учётом их применения в композиционных вяжущих и мелкозернистых бетонах [Текст] / Л.Н. Соловьева, Ю.Н. Огурцова, А.И. Бондаренко, А.Н. Боцман // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2012. - №2. - С. 31-33.

14. Бондаренко, А.И. Особенности состава композиционного вяжущего для строительных смесей [Текст] / А.И. Бондаренко, В.В. Строкова / Экспериментальная минералогия, петрология и геохимия: сборник трудов III Всероссийской школы молодых учёных, Черноголовка, 25 сентября 2012 г. - Черноголовка, 2012. - С. 7-9.

15. Жерновский, И.В. Влияние эксплуатационных воздействий на высоло-образование в мелкозернистом бетоне [Текст] / И.В. Жерновский, А.И. Бондаренко, A.B. Клочков, В.В. Строкова // Вестник ИрГТУ. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012 - № 9. - С. 104-108.

16. Строкова, В.В. Некоторые вопросы структурных преобразований кварцевого сырья при механоактивации [Текст] / В.В. Строкова, И.В. Жерновский, А.И. Бондаренко, Н.И. Кожухова, К.Г. Соболев // Строительные материалы. -2012.-№ 10.-С. 12-13.

17. Ноу-хау № 20110006.Самонивелирующая строительная смесь для устройства полов / В.В. Строкова, И.В. Жерновский, А.И. Лопатко: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждении высшего профессионального образования Белгор. гос. технол. унив-т им. В.Г. Шухова. Дата регистр. 01.09.2011г. Срок охраны: 5 лет.

Автор выражает благодарность сотрудникам секции «Наносистемы в строительном материаловедении» и лично д.т.н., профессору Строковой Валерии Валерьевне за консультации и активное участие в обсуждении результатов работы.

БОНДАРЕНКО Александра Игоревна

СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СМЕСИ ДЛЯ САМОВЫРАВНИВАЮЩИХСЯ ПОЛОВ НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИОННОГО ВЯЖУЩЕГО

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 14.11.2012. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ №480

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

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОС А.

1.1. Сухие строительные смеси в современном строительстве.

1.2. Свойства сухих строительных смесей, проблемы устройства и эксплуатации полов на их основе.

1.3. Компоненты сухих строительных смесей и требования, предъявляемые к ним.

1.4. Пути повышения эффективности применения сухих строительных смесей.

1.5. Выводы.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

2.1. Методы исследования.

2.1.1 Анализ структурных и фазовых особенностей сырьевых материалов и композитов на их основе.

2.1.2 Изучение физико-механических свойств сырья, цементного камня и растворной смеси.

2.1.3. Методика получения композиционных вяжущих.

2.2. Характеристика применяемых материалов.

2.3. Выводы

3. ОСОБЕННОСТИ ВНВ КАК КОМПОНЕНТА СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ УСТРОЙСТВА САМОВЫРАВНИВАЮЩИХСЯ ПОЛОВ.

3.1. Влияние генезиса кварцевого компонента на фазово-размерную гетерогенность вещества при механоактивации.

3.2. Микроструктурные особенности диспергированного кварцевого сырья в зависимости от генезиса.

3.3. Реотехнологические характеристики композиционного вяжущего в зависимости от генетических особенностей кварцевого компонента и химической основы пластифицирующих добавок.

3.4 Физико-механические свойства вяжущих низкой водопотребности в зависимости от состава.

3.4. Особенности фазо- и структурообразования композиционного вяжущего.

3.5. Выводы.

4. СОСТАВ И СВОЙСТВА СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ САМОВЫРАВНИВАЮЩИХСЯ ПОЛОВ.

4.1. Подбор состава сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов.

4.2. Технологические особенности раствора на основе сухих строительных смесей.

4.3. Выводы.

5. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Технологическая схема производства ССС.

5.2. Технико-экономическое обоснование проекта.

5.3 Внедрение результатов исследования.

5.4. Выводы.

Актуальность. В настоящее время сухие строительные смеси (ССС) играют большую роль в развитии мирового рынка строительных материалов. Эта отрасль производства строительно-отделочных материалов в России достаточно молода: впервые сухие строительные смеси появились на российском рынке в конце 1980-х гг. По структуре потребления ССС на отечественном рынке основная доля (до 70%) приходится на клеевые и штукатурные смеси. Использование других составов, в частности смесей для самовыравнивающихся полов, не имеет значительных объемов и зачастую причина этого - отсутствие проектных решений и низкий уровень квалификации специалистов разных уровней от рабочих до проектировщиков, не владеющих технологиями ССС.

Большая часть современных сухих смесей представляет собой многокомпонентные системы, содержащие в своём составе комплекс добавок различного функционального назначения, что может приводить к увеличению стоимости конечного продукта. Одним из путей решения указанной проблемы, является использование композиционных вяжущих (КВ), что позволяет исключить из состава смесей ряд добавок, а также обеспечить требуемые физико-механические и реологические свойства наряду со снижением содержания цемента.

Работа выполнялась при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации: соглашение 14.В37.21.1218, государственное задание 3.4601.2011, программа стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова; РФФИ, грант № 12-08-87603.

Цель работы. Разработка составов сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе композиционного вяжущего с учётом генетических особенностей кварцевого компонента и вида пластификатора.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследование влияния фазово-размерной гетерогенности механоактиви-рованного кварцевого компонента различного генетического типа на характеристики композиционного вяжущего;

- разработка рациональных составов ВИВ с учётом генетических особенностей кварцевого компонента и вида пластификатора;

- разработка составов сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе ВЫВ;

- подготовка нормативной документации для реализации теоретических и экспериментальных исследований. Промышленная апробация.

Научная новизна. Показана эффективность использования композиционного вяжущего при проектировании сухих строительных смесей для самовыравнивающихся наливных полов за счет рационального выбора кремнезёмного компонента с учетом химической основы пластифицирующей добавки. Меха-ноактивация, являясь инструментом управления размерными, фазовыми и реакционными параметрами кварцевого материала как компонента КВ на основе портландцемента, изменяет параметры реотехнологических свойств растворной смеси. Установлен характер структурообразования цементного камня на основе КВ, заключающийся в двоякой роли реакционно-активного микродисперсного кремнезёма, получаемого в процессе механоактивации кварцевых пород различного генетического типа и являющихся гетерофазными ианоструктуриро-ванными материалами. С одной стороны аморфизованная оболочка кварца играет роль пуццоланового компонента, с другой - кристаллическое кварцевое ядро выступает в качестве субмикронного заполнителя, что подтверждается снижением концентрации свободного портландита в ряду: портландцемент —► КВ на магматогенно-интрузивном кварце —> КВ на метаморфогенном кварце.

Установлено, что в процессе механоактивации кварцевого сырья в кристаллической матрице низкотемпературного а-кварца, образуются кристаллиты (кластеры) высокотемпературного (3-кварца, концентрация которых зависит от генезиса сырья и степени его активации. Установлена корреляция между концентрациями рентгеноаморфного кремнезема, формируемого на поверхности диспергируемого кварца, как химически активного компонента, высокотемпературного Р-кварца и коэффициентом качества кварцевого сырья как компонента КВ. Показано, что концентрацию рентгеноаморфного кремнезёма и размеры кристаллического ядра можно варьировать параметрами механоактиваци-онного процесса и оптимальным выбором генетического типа кварцевого сырья. Кварцевое сырьё различного генетического типа проранжировано по степени эффективности механоактивационного воздействия на изменение его фа-зово-размерной гетерогенности в следующем ряду: гидротермальный кварц —► магматогенно-интрузивный —» метаморфогенный (зеленосланцевой фации метаморфизма).

Выявлена зависимость реотехнологических характеристик в системе «кварц - цемент - пластификатор - вода» от генетического типа кремнезёмсо-держащего сырья, химической основы пластификатора и способа получения композиционного вяжущего. Показана целесообразность использования для метаморфогенного кварца пластификаторов на поликарбоксилатной основе;для интрузивно-магматогенного кварца - добавок на меламинформальдегидной основе. При этом установлено снижение вязкости в ряду: ТМЦ-50 —» В1-ГО-50 на основе интрузивно-магматогенного кварца и меламинформальдегидного пластификатора —> В1-Ю-50 на основе метаморфогенного кварца и поликарбокси-латного пластификатора. Кроме того, предварительное измельчение кварца с пластификатором до 8уд=300 м7кг и с последующим домолом с цементом (раздельный помол) позволяет снизить вязкость системы в 3,5 и 6 раз, а также время помола на 10 и 30 % для интрузивно-магматогенного и метаморфогенного кварца соответственно.

Практическая значимость. Обоснована целесообразность раздельного помола композиционного вяжущего, включающего механоактивацию кварцевого компонента в присутствии пластификатора до 8ул=300-350 м"/кг с последующим домолом с цементом до 8уд=500-550 м7кг.

Разработаны составы ВНВ-50 с активностью 40-50 МПа на основе кремнезёмного компонента метаморфогенного и интрузивно-магматогенного происхождения с использованием поликарбоксилатиого и меламинформальдегидного пластификатора, позволяющие при сохранении физико-механических характеристик существенно повысить текучесть системы.

Разработаны составы сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе ВНВ-50 с использованием полиакрилового волокна, позволяющие получать растворные смеси с маркой по подвижности Рк4 и затвердевшего раствора на их основе с классом по прочности В22,5-В35, адгезионной прочностью 0,7-1 МПа, характеризующиеся сниженной усадкой и высокой во-доудерживающей способностью.

Предложена технология производства сухих строительных смесей с учётом использования композиционных вяжущих.

Внедрение результатов исследований. Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ООО «Адамант» Белгородской области. Опытная партия строительной смеси уложена под напольное покрытие при строительстве офисных помещений.

Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы разработаны:

- стандарт организации СТО 02066339-024-2011 «Сухие строительные смеси на композиционном вяжущем для самовыравнивающихся полов»;

- рекомендации по использованию композиционных вяжущих различного состава при производстве сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов;

- технологический регламент на производство сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе композиционного вяжущего.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 270800.62 «Строительство» профилей 270800.62-05 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», а также магистров по направлению 270800.68 «Строительство» профилей 270800.68-03 «Технология строительных материалов, изделий и конструкций», 270800.68-08 «Наносистемы в строительном материаловедении» и 270800.68-04 «Инновации и трансфер технологий».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на: Международной конференции с элементами научной школы для молодёжи «Создание материалов для эксплуатации в экстремальных условиях» (Якутск, 2009); Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (Белгород, 2010); Международном молодёжном научном форуме «Ломопосов-2010» (Москва, 2010); XV академических чтениях РААСН - Международной научно-технической конференции «Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии» (Казань, 2010); Международной научно-практической конференции «Проблемы инновационного биосферно-совместимого социально-экономического развития в строительном, жилищно-коммунальном и дорожном комплексах» (Брянск, 2010); Международной научно-практической конференции «Инновационные материалы и технологии» (Белгород, 2011); III Всероссийской школе молодых учёных «Экспериментальная минералогия, петрология и геохимия» (Черноголовка, 2012); Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления строительного факультета (Улан-Удэ, 2012).

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы изложены в 16 научных публикациях, в том числе в четырёх статьях в центральных рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ.

На составы смесей зарегистрировано ноу-хау № 20110006 «Самонивелирующаяся смесь для устройства полов».

Структура диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 186 страницах машинописного текста, содержит 33 рисунка, 33 таблицы, список литературы из 165 наименований, 10 приложений.

На защиту выносятся:

- особенности проектирования сухих строительных смесей для самовыравнивающихся наливных полов с учетом рационального выбора кремнезёмного компонента и химической основы пластифицирующей добавки;

- ранжирование сырья различных генетических типов по степени эффективности механоактивационного воздействия на изменение его фазово-размерной гетерогенности;

- зависимость реотехнологических характеристик в системе «кварц - цемент - пластификатор - вода» от генетического типа кремнезёмсодержащего сырья, химической основы пластификатора и способа получения композиционного вяжущего;

- характер структурообразования цементного камня на основе КВ;

- составы ВНВ-50 с учётом генетического происхождения кварцевого компонента и химической основы пластификатора;

- составы сухих строительных смесей для самовыравнивающихся самоуплотняющихся полов на основе ВНВ-50 с использованием полиакрилового волокна и технология производства;

- результаты внедрения.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Наличие в России развитой индустрии по производству вяжущих материалов в сочетании с богатыми природными запасами минерального сырья является мощной базой для отечественного производства сухих строительных смесей. Если в начале развития данного вида производства на рынке присутствовали компании, выпускающие незначительные объемы строительных материалов, то сейчас наметилась тенденция к значительному увеличению объемов производства.

Сухие смеси не заменимы при проведении высококачественных строительных и отделочных работ с применением современных технологий. Целесообразность замены в строительстве традиционных материалов, из которых приготавливаются в условиях строительного объекта различные растворы и бетоны, на сухие строительные смеси - материала полной заводской готовности -подтверждена долголетней зарубежной и отечественной практикой строительства [1—7]. Растворы и бетоны из сухих смесей по сравнению с традиционными растворами и бетонами обладают рядом преимуществ. Благодаря их преимуществам и уникальным свойствам, сухие смеси имеют широкую область применения в строительстве.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Показана эффективность использования композиционного вяжущего при проектировании сухих строительных смесей для самовыравнивающихся наливных полов за счет рационального выбора кремнезёмного компонента с учетом химической основы пластифицирующей добавки. Механоактива-ция,являясь инструментом управления размерными, фазовыми и реакционными параметрами кварцевого материала как компонента КВ на основе портландцемента, изменяет параметры реотехнологических свойств растворной смеси. Установлен характер структурообразования цементного камня на основе КВ, заключающийся в двоякой роли реакционно-активного микродисперсного кремнезёма, получаемого в процессе механоактивации кварцевых пород различного генетического типа и являющихся гетерофазными на-ноструктурированными материалами. С одной стороны аморфизованная оболочка кварца играет роль пуццоланового компонента, с другой - кристаллическое кварцевое ядро выступает в качестве субмикронного заполнителя, что подтверждается снижением концентрации свободного портландита в ряду: портландцемент —» КВ на магматогенно-интрузивном кварце —> КВ на мета-морфогенном кварце.

2. Установлено, что в процессе механоактивации кварцевого сырья в кристаллической матрице низкотемпературного а-кварца, образуются кристаллиты (кластеры) высокотемпературного Р-кварца, концентрация которых зависит от генезиса сырья и степени его активации. Установлена корреляция между концентрациями рентгеноаморфного кремнезема, формируемого на поверхности диспергируемого кварца, как химически активного компонента, высокотемпературного Р-кварца и коэффициентом качества кварцевого сырья как компонента КВ. Показано, что концентрацию рентгеноаморфного кремнезёма и размеры кристаллического ядра можно варьировать параметрами механоактивационного процесса и оптимальным выбором генетического типа кварцевого сырья. Кварцевое сырьё различного генетического типа проранжировано по степени эффективности механоактивационного воздействия на изменение его фазово-размерной гетерогенности в следующем ряду: гидротермальный кварц —> магматогенно-интрузивный —> метаморфогенный (зеленосланцевой фации метаморфизма).

3. Выявлена зависимость реотехнологических характеристик в системе «кварц - цемент - пластификатор - вода» от генетического типа кремнезёмсодержащего сырья, химической основы пластификатора и способа получения композиционного вяжущего. Показана целесообразность использования для метаморфогенного кварца пластификаторов на поликарбоксилатной основе; для интрузивно-магматогеиного кварца - добавок на меламинформаль-дегидной основе. При этом установлено снижение вязкости в ряду: ТМЦ-50 —» ВНВ-50 на основе интрузивно-магматогенного кварца и меламинфор-мальдегидного пластификатора —> ВНВ-50 на основе метаморфогенного кварца и поликарбоксилатного пластификатора. Кроме того, предварительл ное измельчение кварца с пластификатором до 8уд=300 м /кг и с последующим домолом с цементом (раздельный помол) позволяет снизить вязкость системы в 3,5 и 6 раз, а также время помола на 10 и 30 % для интрузивно-магматогенного и метаморфогенного кварца соответственно.

4. Обоснована целесообразность раздельного помола композиционного вяжущего, включающего механоактивацию кварцевого компонента в присутствии пластификатора с последующим домолом с цементом.

5. Разработаны составы ВНВ-50 с активностью 40-50 МПа на основе кремнезёмного компонента метаморфогенного и интрузивно-магматогенного происхождения с использованием меламинформальдегидного и поликарбоксилатного пластификатора, позволяющие при сохранении физико-механических характеристик существенно повысить текучесть системы.

6. Разработаны составы сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе ВНВ-50 с использованием полиакрилового волокна, позволяющие получать растворные смеси с маркой по подвижности Рк4 и затвердевшего раствора на их основе с классом по прочности В22,5-В35, адгезионной прочностью 0,7-1 МПа, характеризующиеся сниженной усадкой и высокой водоудерживающей способностью.

7. Предложена технология производства сухих строительных смесей с учетом использования композиционных вяжущих. Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы разработаны:

- стандарт организации СТО 02066339-024-2011 «Сухие строительные смеси для самовыравнивающихся полов на композиционном вяжущем»;

- рекомендации по использованию композиционных вяжущих различного состава при производстве сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов;

- технологический регламент на производство сухих строительных смесей для самовыравнивающихся полов на основе композиционного вяжущего.

На составы смесей зарегистрировано ноу-хау № 20110006 «Самонивелирующая смесь для устройства полов».

8. Для внедрения результатов диссертационной работы при производстве сухих строительных смесей разработан пакет нормативных документов. Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ООО «Адамант» Белгородской области. Опытная партия строительной смеси уложена под напольное покрытие при строительстве офисных помещений.

9. Экономическая эффективность производства и применения разработанных сухих строительных смесей обусловлена использованием доступных сырьевых материалов, рационально подобранными составами смесей, позволяющими снизить количество вяжущего и исключить комплекс дорогостоящих добавок, и получением материала с улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками.

1. Урецкая Е.А., Батяновский Э.И. Сухие строительные смеси: материалы и технологии: научн.-практ. пособие. Минск: НПООО «Стринко», 2001.208 с.

2. Попов К.Н., Каддо М.Б. Современные материалы для устройства полов // Строительные материалы. 2000. №3. С. 2-5.

3. Корнеев В.И. Сухие строительные смеси: первое приближение Электронный ресурс. // Novomix Завод Сухих Смесей Рекомендации - Новосибирск, 2009. URL: http://www.novomix.ru/NX 1/recomendaron /doc8/Rek8.htm.

4. Ботка Е., Скороходова II. Рынок сухих строительных смесей России и стран СНГ: общие черты и особенности развития // Сухие строительные смеси. 2008. № 4. С. 38.

5. Окольская Л.А. Структура предложения рынка сухих строительных смесей // Строительные материалы. 2004. №3. С. 50-51.

6. Федосов H.H., Клинчук Е.С., Вербицкая Т.Л. Новые строительные материалы // Строительные материалы. 2010. №3. С. 67-68.

7. Еферина Т., Зарубин А., Болтавин А., Окольская Л. Рынок строительных сухих смесей: динамика развития Электронный ресурс. // Маркетинговое агентство Symbol. Москва, 2003. URL: http://www.spsss.ru/confer/confer archive/reports/doclad04/doc symbol.html.

8. Баженов Ю.М., Коровяков В.Ф., Денисов Г.А. Технология сухих строительных смесей: учеб. пособие. М.: Изд-во ABC, 2003. 96 с.

9. Козлов В.В. Сухие строительные смеси: учеб. пособие. М.: Изд-во ABC, 2000. 96 с.

10. Корнеев В.И., Зозуля П.В. Словарь «Что» есть «что» в сухих строительных смесях: терминологический словарь. СПб: Изд-во НП СПССС, 2004. 312 с.

11. Корнеев В.И. Производство сухих строительных смесей новая отрасль строительной индустрии Электронный ресурс. // Журнал «ВесьБе-тон». 20.07.2008. URL: http://www.allbeton.ru/article/174/22.html.

12. Карапузов Е.К., Лутц Г., Герольд X., Толмачев Н.Г., Спектор Ю.П. Сухие строительные смеси. К.: Техника, 2000. 226 с.

13. Корнеев В.И., Зозуля П.В. Сухие строительные смеси. М.: РИФ «Стройматериалы», 2010. 308 с.

14. Мокин A.A., Межов О.Б. «Кнауф» расширяет возможноститехноло-гии применения гипсовых сухих смесей // Строительные материалы. 2001. № 4. С. 2-3.

15. ГОСТ 31189-2003. Смеси сухие строительные. Классификация. Введ. 01.03.2004. М.: Стандартинформ, 2004. 7 с.

16. Пыжов В. Обзор рынка модифицированных сухих строительных смесей Электронный ресурс. // аналитическое агентство ABARUS Market Research. 2008. URL: http://stroy-firms.ru/articles/171.htm.

17. Селяев В.П., Куприяшкина Л.И., Болдырев A.A. и др. Сухие строительные смеси Мордовии: учеб. пособие. Саранск: Изд-во. Мордов. ун-та, 2007. 144 с.

18. Коровяков В.Ф. Модифицированные сухие строительные смеси один из факторов повышения качества отделочных и других строительных работ // Сухие строительные смеси. 2007. № 2. С. 20-21.

19. Л.А. Сулейманова, Погорелова И.А., Строкова В.В. Сухие строительные смеси для неавтоклавных ячеистых бетонов. Белгород: Константа, 2009. 144 с.

20. Рынок ССС в России: состояние и перспективы // Строительные материалы. 2003. № 2. С. 17.

21. Кузьмина В.П. Организация собственного производства смешанных цементов для ССС // Строительные материалы. 2006. № 12. С. 49-51.

22. Сухие строительные смеси XXI века: технологии и бизнес: VIII Международная конференция // Строительные материалы XXI века. 2008. №12. С.16-20.

23. СНИП 2.03.13.-88. Полы. Введ. 01.01.89. Взамен СНиП II-B.8-71. М., 1988. 17 с.

24. Бетоны. Материалы. Технологии. Оборудование. Серия «СТРОИТЕЛЬ». М.: Стройинформ, Ростов н/Д: Феникс, 2006. 424 с.

25. J.F. Georgin, J. Ambroise, J. Рёга, J.M. Reynouard Development of self-leveling screed based on calcium sulfoaluminate cement: Modelling of curling due to drying // Cement & Concrete Composites. 2008. № 30. P. 769-778.

26. СНиП 3.04.01-87 Рекомендации по устройству полов / в развитие СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия». М., 1988. 17 с.

27. Файнер М. Новые закономерности в бетоноведении и их практическое приложение. Киев: Наук, думка, 2001. 448 с.

28. ГОСТ 31357-2007. Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия. Введ. 01.01.2009. М.: Стандартинформ, 2008. 13 с.

29. ГОСТ 31358-2007. Смеси сухие строительные напольные на цементном вяжущем. Технические условия. Введ. 01.01.2009. М.: Стандартинформ, 2008. 10 с.

30. Медведева И.Н., Харитонова Ю.М. Влияние компонентов сухой смеси на формирование свойств напольных покрытий // Цемент и его свойства. 2009. №2. С. 117-120.

31. Корнеев В.И., Зозуля П.В. «Что» есть «что» в сухих строительных смесях. СПб.: НП «Союз производителей сухих строительных смесей», 2004. 312 с.

32. Макарова JI.B., Тарасов Р.В., Королева О.В., Грачева Ю.В. Выбор перспективных методов оптимизации свойств строительных материалов на основе критериального анализа // Строительные материалы. 2010. № 12. С. 76-80.

33. Kouji Onishia. Bierlnvestigation into relations among technological properties, hydration kinetics and early age hydration of self-leveling underlay-ments

34. Kouji Onishia, Thomas A. Bier // Cement and Concrete Research. -2010. №40. P. 1034-1040.

35. Касторных Jl.И. Добавки в бетоны и строительные растворы: учеб. справочное пособие. Ростов н/Д.: Феникс, 2005. 221 с.

36. Модифицирующие добавки к сухим строительным смесям // Сухие строительные смеси. 2009. №5-6. С. 38-39.

37. Рамачандран B.C. под. ред. A.C. Болдырева, пер. с англ. Добавки в бетон: справочное пособие. М.: Стройиздат, 1988. 570 с.

38. Пат. № 22321445 Цементобетонная смесь, способ её приготовления и способ производства изделий для устроения тротуаров из цементобетонной смеси.

39. Сорокин В. Ценные свойства вяжущих низкой водопотребности // газета «Строительная газета». № 11. 2005 г. режим доступа: http://www.masterbetonov.rU/content/view/610/239.

40. Пат. № 2029749 RU С04В7/52. Способ изготовления вяжущего низкой водопотребности / Б.Э. Юдович, Г.М. Тарнаруцкий, A.M. Дмитриев, В.Б. Хлусов и др. 1995.

41. Хайнике Г. Пер. с англ. М.Г. Гольдфельда. Трибохимия. М.: Изд-во Мир, 1987. 584 с.

42. Траутваин А.И. Асфальтобетон с использованием механоактивиро-ванных минеральных порошков на основе кремнеземсодержащего сырья: ав-тореф. дис. . канд. техн. наук / Траутваин Анна Ивановна. Белгород, 2012. -24 с.

43. Урханова JI.A., Лхасаранов С.А., Бардаханов С.П. Бетон повышенной прочности на композиционном вяжущем // Строительные материалы. 2012. №3. С. 23-25.

44. Урханова JI.A., Балханова Е.Д. Получение композиционных алюмо-силикатных вяжущих на основе вулканических пород // Строительные материалы. 2006. №5. С. 51-53.

45. Красновский Б.М., Долгополов H.H., Загреков В.В., Суханов М.А., Лореттова Р.Н. Твердение бетонов на ВНВ при отрицательных температурах // Бетон и железобетон. Избранные статьи. 1991. № 2. С. 17-18.

46. Ширина Н.В. Сухие теплоизоляционные штукатурные смеси: авто-реф. дис. . канд. техн. наук / Ширина Наталья Владимировна.48. -Белгород, 2008.-24 с.

47. Бутт Ю.М., Сычёв М.М., Тимашёв В.В. Химическая технология вяжущих материалов: Учебник для вузов. М.: Высш. шк., 1980. 472 с.

48. Оноприенко H.H. Кладочные растворы на основе минеральных вяжущих с полимерными добавками: дис. . канд. техн. наук / Оноприенко Наталья Николаевна. Белгород, 2004. - 200 с.

49. Лесовик B.C. Повышение эффективности производства строительных материалов с учетом генезиса. М.: Изд-во АСВ, 2006. 526 с.

50. Лесовик Р.В., Жерновский И.В. Выбор кремнезёмсодержащего компонента композиционных вяжущих веществ // Строительные материалы. № 8. 2008. С. 78-79.

51. Сахибгареев P.P. Управление процессами структурообразования модифицированных цементных бетонов: автореф. дис. . доктора техн. наук / P.P. Сахибгареев. Уфа. -2010.-52 с.

52. Строкова В.В. Влияние генетических особенностей кварца на синтез новообразований в системе Ca0-Si02-H20: дис. . канд. техн. наук / Строкова Валерия Валерьевна. М., 1997. - 202 с.

53. Кузьмина В.П. Эффективность применения механоактивации при производстве сухих строительных смесей // Сухие строительные смеси. 2011. №2. С. 32-35.

54. Кузьмина В.П. Механоактивация цементов // Строительные материалы. №7. 2006. С. 7-9.

55. Бутт Ю.М., Тимашёв В.В. Портландцемент (минералогические и гранулометрические составы, процессы модифицирования и гидратации). М.: Сройиздат, 1974. 328 с.

56. Вишневская Я.Ю. Оптимизация условий твердения композиционных вяжущих в зависимости от генезиса кремнеземсодержащего компонента: автореф. дис. . канд. техн. наук / Вишневская Яна Юрьевна. Белгород, 2011.-24 с.

57. Шейченко М.С. Мелкоштучные изделия на основе композиционных вяжущих с использованием отходов ковдорского месторождения: автореф. дис. . канд. техн. наук / Шейченко Михаил Сергеевич. Белгород, 2011. -21 с.

58. Фоменко Ю.В. Мелкозернистый бетон для тротуарной плитки с пониженным высолообразованием: дис. . канд. техн. наук / Фоменко Юлия

59. Владимировна Белгород, 2007. - 220 с.

60. Убонов A.B. Эффективные бетоны с использованием смешанных вяжущих на основе вулканических шлаков Забайкалья: автореф. дис. . доктора техн. наук / Убонов Алексей Валерьевич. -Улан-Удэ, 2007.-21 с.

61. Жерновой Ф.Е. Композиционные вяжущие с использованием перлита: дис. . канд. техн. наук / Жерновой Федор Евгеньевич. — Белгород, 2010.-203 с.

62. Zhernovsky I., Strokova V., Koshukhova N., Sobolev К. The Use of Mechano Activation for Nanostructuring of Quartz Materials // 4th International Symposium on Nanotechnology in Construction, Agios Nicolaos, Crete, Greece. May 20-22, 2012.

63. Строкова B.B., Жерновский И.В., Фоменко Ю.В. О влиянии размерных параметров полиморфных модификаций кварца на его активность в композиционных вяжущих // Белгород: НТЖ «Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова». 2007. С. 48-49.

64. Жерновский И.В., Лесовик Р.В. К проблеме выбора кремнеземсо-держащего компонента композиционных вяжущих // Строительные материалы, 2008. №8. С. 78-79.

65. Жерновский И.В., Строкова В.В. К вопросу о фазовой гетерогенности кварца осадочного и метаморфогенного генезиса // тезисы докл. Между-нар. научн. Конф. «Федоровская сессия 2008». СПб.: СПбГГИ(ТУ), РМО. 2008. С. 253-254.

66. ГОСТ 24211-03. Добавки для бетонов. Общие технические требования. Введ. 01.07.92. М.: Изд-во стандартов, 2003. 12 с.

67. Афанасьев Н.Ф., Целуйко М.К. Добавки в бетоны и растворы. К.: Будивэлнык, 1989. 128 с.

68. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. М., Стройиздат, 1990. 356 с.

69. Иванов Ф.М., Батраков В.Г., Москвин В.М., Розенталь Н.К., Фа-ликман В.Р. Классификация пластифицирующих добавок по эффекту их действия // Бетон и железобетон. 1981. № 4. С. 33.

70. Odler I., Becker Th. Effect of Some Liquefying Agents on Properties and Hydration of Portland Cement and Tricalcium Silicate Pastes // Cem. Concr. Res. 10: 321-331 (1980).

71. Свод правил по проектированию и строительству. Приготовление и применение растворов строительных (СП 82-101-98). Введ. 15.07.1998. М., 2004. 24 с.

72. Монолитные бетонные полы Электронный ресурс. // URL: http://www.masterbetonov.ru/content/view/l 1199/297/.

73. Усов Б.А., Попов Н.Л., Аликина И.Б. Технология сухих строительных смесей на кварцсодержащих цементах с химическими добавками // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2005. №4. С. 56-58.

74. Баженов Ю.М. Технология бетона: учебник. М.: Изд-во АСВ, 2003. 500 с.

75. Зарубина Л.П. Устройство полов. Материалы и технологии. СПб.: Изд-во: БХВ-Петербург, 2011. 320 с.

76. СНиП 3.04.01-87 Рекомендации по устройству полов / в развитие СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия». М., 1988. 17 с.

77. Сухие смеси для устройства стяжек Электронный ресурс. // официальный сайт ООО «АЛЬФАПОЛ». URL: http://alfapol.ru/publikacii/id39/.

78. Бабков В.В., Колесник Г.С., Кабанец В.В., Терехов И.Г., Салов A.C., Сахибгареев P.P., Каранаева Р.З., Саватеев Е.Б. Рациональные области применения модифицированных бетонов в современном строительстве // Строительные материалы. 2006. № 10. С. 20-22.

79. Жолнерович В.Г., Костыря Г.З., Авакка А. Промышленные полы: новые технологии и материалы // Строительные материалы. 2003. № 12.1. С. 51-53.

80. Никитин В.М., Платонов С.А. и др. Схемы операционного контроля качества строительных, ремонтно-строительных и монтажных работ. СПб.: Изд-во KN,1999. 211 с.

81. Наливные полы, нивелирующие смеси Электронный ресурс. // Лучшие мастера для строительства и ремонта. 09.05.2012. URL: http://master.cn.ua/articles/view/461/.

82. Калюга Д.В. «Старая новая» цементная стяжка с ARDURAPID-эффектом от ARDEX // Сухие строительные смеси. 2007. № 1. С. 18-19.

83. Акмалаев К.А. Самонивелирующиеся наливные смеси на основе гипсоцементо-пуццоланового вяжущего // Строительные материалы. 2002. № 5. С. 23-27.

84. Авякян P.A. Использование модифицированных сухих смесей при изготовлении высокопрочных промышленных полов // Строительные материалы. 2005. № 10. С. 82-83.

85. Еселев А.Д. Бетонные полы // «СтройПРОФИль». 2003. № 3. С. 10-13.

86. Авакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск: Наука, 1980. 297 с.

87. Ходаков Г.С. Физика измельчения. М.: Наука. 1985. 307 с.

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

89. Лесовик Р.В. Мелкозернистые бетоны на композиционных вяжущих и техногенных песках: автореф. дис. . доктор техн. наук / Лесовик Руслан Валерьевич. Белгород, 2009. - 41 с.

90. Ядыкина В.В. Повышение качества асфальто- и цементобетона из техногенного сырья с учетом состояния его поверхности: автореф. дис. . доктор техн. наук / Ядыкина Валентина Васильевна. Белгород, 2004. - 42 с.

91. Погорелова И.А. Сухие строительные смеси для неавтоклавных ячеистых бетонов: диссертация . кандидата технических наук / Погорелова Инна Александровна. Белгород, 2009. - 195 с.

92. Свидерский В.А., Миронюк A.B. Влияние гранулометрических параметров наполнителя на структуру композиционного материала // Сухие строительные смеси. 2008. № 4. С. 46-49

93. Молчанов В.И., Селезнёва О.Г., Жирнов E.H. Активация минералов при измельчении. М.: Недра, 1988. 208 с.

94. Пустовгар А.П., Нефёдов C.B. Исследование влияния тонкомолотых наполнителей в самоуплотняющихся составах для устройства полов // Сухие строительные смеси. 2010. № 3. С. 12-14.

95. Череватова A.B., Жерновский И.В., Строкова В.В. Минеральные наноструктурированные вяжущие. Природа, технология и перспективы применения. LAM LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG. Saarbrucken. 2011. 170 с.

96. Голенковская В.А. Устройство наливных полов с применением сухих строительных смесей // Строительные материалы. 2000. №1. С. 16-18.

97. Рапопорт A.B., Рапопорт Н.В., Кочетков A.B., Васильев Ю.Э., Каменев В.В. Проблемы долговечности цементных бетонов // Строительные материалы. 2011. № 5. С. 38-40.

98. Balaz P. Mechanochemistry in Nanoscience and Minerals Engineering. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2008. 413 p.

99. Архипенко Д.К., Бокий Г.Б., Григорьева Т.Н., Королева С.М., Юсупов Т.С. О новой фазе кварца, стабильной при комнатной температуре, обнаруженной при трибообработке (изучение методом рентгеновской дифракции) //ДАН СССР. 1987. Том 296, № 6. С.1370-1374.

100. Череватова A.B., Жерновский И.В., Нелюбова В.В. Оценка фазовой и размерной гетерогенности кварцевой составляющей исходного сырья и ВКВС // Новые огнеупоры. 2010. №8. С. 53-62

101. Dubrovinsky, A.B. Belonoshko, N.A. Dubrovinsky, S.K. Saxena New high pressure silica phases obtained by computer simulation / // High Pressure Science and Technology (Ed. W.A. Trzeciakowski), World Scientific Publishing, 921-923, 1995.

102. Жерновский И.В., Строкова В.В. О перспективах расширения минерально-сырьевой базы строительной индустрии с точки зрения применения наноразмерного вещества // Технологии бетонов. 2009. №11-12. С. 18-19.

103. Прокопец B.C. Влияние механоактивационного воздействия на активность вяжущих веществ // Строительные материалы. 2003. № 9. С. 28-29.

104. Погорелова И.А. Сухие строительные смеси для неавтоклавных ячеистых бетонов: дис. . канд. техн. наук/ Погорелова Инна Александровна. -Белгород, 2009.- 195 с.

105. Вишневская Я.Ю. Оптимизация условий твердения композиционных вяжущих в зависимости от генезиса кремнеземсодержащего компонента: дис. . канд. техн. наук / Вишневская Яна Юрьевна. Белгород, 2011. - 160 с.

106. Гринёв А.П. Мелкозернистые бетоны для монолитного строительства на основе сырья Ханты-Мансийского автономного округа: автореф. дис. . канд. техн. наук / Анатолий Петрович Гринёв. Белгород, 2011. - 26 с.

107. Елистраткин М.Ю. Ячеистый бетон на основе ВНВ с использованием отходов КМА: автореф. дис. . канд. техн. наук / Елистраткин Михаил Юрьевич. Белгород, 2004. - 26 с.

108. Ефимов С.Н. Бетоны улучшенного качества на ВНВ, содержащих отходы металлургии и энергетики : автореф. дис. канд. техн. / Ефимов Сергей Николаевич. -М., 1992. 17 с.

109. Шейченко М.С. Мелкоштучные изделия на основе композиционных вяжущих с использованием отходов ковдорского месторождения: дис. . канд. техн. наук / Шейченко Михаил Сергеевич. Белгород, 2011. - 170 с.

110. Жерновский И.В., Строкова В.В., Мирошников Е.В., Бухало А.Б., Кожухова Н.И., Уварова С.С. Некоторые возможности применения полнопрофильного РФА в задачах строительного материаловедения // Строительные материалы. Наука. 2010. № 3. С. 102-105.

111. Iishi К., Yamaguhi Н. Study of the Force Field and the Vibrational Normal Modes in the a-P Quartz Phase Transition. // The American Mineralogist. 1975. Vol. 60. P. 907-912.

112. Shapiro S.M., D.C. O'Shea and H.Z. Cummins. Raman Scattering Study of the Alpha-Beta Phase Transition in Quartz. // Phys. Rev. Lett. 1967. Vol. 19. P. 361-364.

113. Дубровинский Л.С., Пилоян Г.О. Влияние размера кристаллитов на температуру а |3 перехода кварца // Докл. АН СССР, 1986. Т.286. №4. С. 958-961.

114. Zhernovsky I.V., Strokova V.V., Lesovik V.S. To the problem of phase heterogeneity of quartz of sedimentary and metamorphic metamorphogene genesis

115. In 2nd Central-European Mineralogical Conference 2008 (CEMC), edited by Mineralogía

116. Овчинников П.Ф., Круглицкий H.H., Михайлов Н.В. Реология тик-сотропных систем. К.: Наукова думка, 1972. 120 с.

117. Слюсарь А.А. Реологические свойства и агрегативная устойчивость водных минеральных суспензий с модификаторами на основе оксифенол-фурфурольных олигомеров: автореф. дис. . доктора техн. наук / Анатолий Алексеевич Слюсарь. Белгород, 2009. - 43 с.

118. Влияние взаимодействия цемента с химическими добавками на реологические свойства растворов и бетонов (Исландия) // БИНТИ: по материалам Betonwerk+FertigteilTechnic (нем., англ.). 2008. № 5 (41). С. 29-31.

119. Solovyov L.A. Full-profile refinement by derivative difference minimization / Journal of Applied Crystallography. 2004. 37. P.743-749

120. Головастиков Н.И., Матвеева Р.Г., Белов Н.В. Кристаллическая структура трехкальциевого силиката (Са08Ю2)з=Сз8 // Кристаллография. 1975. №20. С. 721-729

121. Гридчин A.M., Лесовик Р.В. Особенности производства ВНВ и бетона на его основе с использованием техногенного полиминерального песка // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2002. № 1. С. 36-37.

122. Юшкин Н.П. Теория и методы минералогии (избранные главы). Л.: «Наука», 1977. 291 с.

123. Rietveld Н.М. Line profiles of neutron powder-diffraction peaks for structure refinement // Acta Crystallographica A. 1967. № 22. Pp. 151-152.

124. Rietveld H.M. A Profile Refinement Method for Nuclear and Magnetic Structures // Journal of Applied Crystallography. 1968. 2. Pp.67-70.

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

126. Gualtieri A.F. Accuracy of XRPD QPA using the combined Rietveld-RIR method // Journal of Applied Crystallography. 2000. № 33. Pp. 267-278.

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

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

129. Одинокий М.И. Оборудование для производства сухих строительных смесей // Сухие строительные смеси. 2007. № 2. С.41^43

130. Султанов А.В., Шентяпин А.А. Вяжущие композиции на основе портландцемента для получения из сухих строительных смесей растворов с компенсированной усадкой // Сухие строительные смеси. 2008. № 1. С. 3—5.

131. Попельнюхов С.Н., Железняк А.Р., Шубин К.С., Передреев М.А. Приемущества и особенности механоактивации сырьевых материалов при производстве сухих строительных смесей // АЛИТинформ. 2011. № 4. С. 72-78

132. Медведева И.Н. О формировании ранней прочности цементного камня // Сухие строительные смеси. 2007. № 1. С. 56-58.

133. Морозов Н.И., Хозин В.Г. Песчаный бетон высокой прочности // Строительные материалы. 2005. № 9. С. 25-26

134. Строкова В.В. Новые технологии производства строительных материалов на основе нетрадиционного сырья КМА // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века. 2004. № 5. С. 60-61

135. Пащенко А.А., Сербии В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы / 2-е изд. К.: Вища. шк. Головное изд-во, 1985. 440 с.

136. Глекель Ф.Л., Копп Р.З., Ахмедов К.С. Регулирование гидратацион-ного структурообразования поверхностно-активными веществами. Ташкент: Изд-во «Фан» УзССР, 1986. 224 с.

137. Юнг В.Н. Основы технологии вяжущих веществ. М.: гос. изд-во по строительным материалам, 1951. 549 с.

138. Тейлор X. Химия цемента / перев. с англ. М.: Мир, 1996. 560 с.

139. Айлер Р. Химия кремнезёма / Р. Айлер, перев. с англ. JI.T. Журавлёва, В.П. Прянишникова, издание в 2-х частях. М.: Мир, 1982, Ч. 1.416 с.

140. Айлер Р. Химия кремнезёма / перев. с англ. Журавлёва JI.T., Прянишникова В.П., издание в 2-х частях. М.: Мир, 1982, Ч. 2. 712 с.

141. Аяпов У.А., Бутт Ю.М. Твердение вяжущих с добавками-интенсификаторами. Алма-Ата: Изд-во Наука КазССР, 1978. 256 с.

142. Ильин А.П, Гордина Н.Е. Химия твёрдого тела: учебн. Пособие. А.П. Ильин. Иваново, 2006. 216 с.

143. Логанина В.И., Макарова Л.В., Тарасов Р.В., Давыдова O.A. Оптимизация состава композитов общестроительного назначения, модифицированных наноразмерными добавками // Журнал «Региональная архитектура и строительство». №2(9). 2010. С. 67-71.

144. Логанина В.И., Макарова Л.В., Папшева К.А. Реологические свойства известковых составов с применением наполнителей на основе силикатов кальция // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова. 2011. №1. С. 6-10.

145. Логанина В.И., Макарова Л.В., Сергеева К.А. Структура и свойства тонкодисперсных наполнителей на основе силикатов кальция для сухих строительных смесей // Вестник гражданских инженеров. Спб. 2012. №2(31). С. 167-169.

146. Блещик Н.П., Рак А.Н. Кинетика формирования структуры и прочности самоуплотняющегося бетона // Строительная наука и техника. 2006. № 6(9). С. 30-41.

147. М. Mainguy, О. Coussy, V.J. The role of air pressure in the drying of weakly permeable materials // Baroghel-Bouny Eng Mech ASCE. 2001. № 127(6). P. 582-592.

148. Белов В.В. Капиллярное структурообразование сырьевых композиций на основе минеральных вяжущих веществ // Alitlnform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2010. №6. С. 63-75.

149. Попельнюхов С.Н., Железняк А.Р., Шубин К.С., Передреев М.А. Преимущества и особенности механоактивации сырьевых материалов при производстве сухих строительных смесей // Alitlnform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2011. №4. С. 72-78.

150. Современный помол композиционных цементов в различных мельницах // Цемент интернешнл. Технология. Свойства. Применение. 2008. №1. С. 15-18.

151. Массалимов И.А. Процессы обработки материалов в дезинтеграторе и их использование для совершенствования химических технологий: авто-реф. дисс. . докт. техн. наук / Массалимов Исмаил Александрович. -Уфа, 2005.-50 с.

152. Solovyov L.A. Full-profile refinement by derivative difference minimization//Journal of Applied Crystallography. 2004. 37. P.743-749

153. Головастиков Н.И., Матвеева Р.Г., Белов H.B. Кристаллическая структура трехкальциевого силиката (CaOSiC^b = C3S. // Кристаллография. 1975. № 20. С. 721-729

154. Tsurumi T., Hirano Y., Kato H., Kamiya T., Daimon M. Crystal structure and hydration of belite // Reference Ceramic Transactions, 13 (Supercond. Ce-ram. Supercond.). 1994. № 40. P. 19-25

155. Colville A.A. Crystal structures of Ca2Fel.43A10.5705 and Ca2Fel.28A10.7205 / A.A. Colville, S. Geller / Acta Crystallographica B. 1972. №28. P. 3196-3200

156. Nagai T., Ito T., Hattori T., Yamanaka T. Compression mechanism and amorphization of portlandite, Ca(OH)2 tructural refinement under pressure // Physics and Chemistry of Minerals (Germany). 2000. №27. P. 462-466

157. Moore A.E., Taylor H.F.W. Crystal structure of Ettringite // Acta Crystallographica В. 1970. 26. P. 386-393.

158. Will G., Bellotto M., Parrish W., Hart M. Crystal structures of quartz and magnesium germanate by profile analysis of synchrotron-radiation high-resolution powder data//Journal of Applied Crystallography. 1988. V. 21. №2. P. 182-191.

159. Баженов Ю.М., Демьянова B.C., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны: научное издание. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006. 368 с.

160. Калашников В.И., Демьянова B.C., Дубошина Н.М. Сухие строительные смеси на основе местных материалов // Строительные материалы. 2000. № 5. С. 30-32.