автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Эффективные пенокерамобетоны общестроительного и специального назначения
- доктора технических наук
- Береговой, Виталий Александрович
- город
- Пенза
- год
- 2012
- специальность ВАК РФ
- 05.23.05
Автореферат диссертации по теме "Эффективные пенокерамобетоны общестроительного и специального назначения"
005055751
На правах рукописи
Береговой Виталий Александрович
ЭФФЕКТИВНЫЕ ПЕНОКЕРАМОБЕТОНЫ ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНОГО II СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
2 9 НОЯ 2012
Пенза
-2012
005055751
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет»
Научный консультант: доктор технических наук, профессор
Королев Евгений Валерьевич
Официальные оппоненты: Дамдинова Дарима Ракшаевна
доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный технологический университет», профессор кафедры «Производство строительных материалов и изделий»
Черкасов Василий Дмитриевич
доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», заведующий кафедрой «Прикладная механика»
Череватова Алла Васильевна
доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», профессор кафедры «Строительное материаловедение, изделия и конструкции»
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Казанский государственный
архитектурно-строительный университет»
Защита состоится 27 декабря 2012 года в 13-00 часов на заседании диссертацио1 ного совета ДМ 212.184.01, созданного при ФГБОУ ВПО «Пензенский госуда] ственный университет архитектуры и строительства», по адресу: 440028, г. Пенз ул. Германа Титова, 28, конференц-зал.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенский п сударственный университет архитектуры и строительства».
Автореферат разослан 13 ноября 2012 года.
Ученый секретарь Бакушев
диссертационного совета Сергей Васильевич
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Повышение энергоэффективности вновь возводимого и реконструируемого жилого фонда при сохранении его ценовой доступности, а также улучшение тепловой защиты теплоэнергетических сооружений требуют разработки новых конкурентоспособных строительных материалов. Такие материалы могут быть получены с примеиеиием инновационных ресурсосберегающих технологий, использующих в качестве сырьевой базы доступные и широко распространенные минеральные ресурсы.
Особенностью минеральной базы России является широкое распространение во многих регионах (Карелия, Поволжье, Урал, Сахалин, Северный Кавказ и др.), наряду с месторождениями глин, значительных запасов нетрадиционного керамического сырья в виде кремнеземистых (опалкристобалитовых) пород, существенная часть которых представлена опочными месторождениями, практически не используемыми в настоящее время. Вместе с тем многие разновидности опочного сырья характеризуются высокой природной пористостью, легко измельчаются, обладают хорошими сушильными и обжиговыми свойствами, что обусловливает целесообразность их применения в производстве обжиговых ячеистых материалов.
В настоящее время такие ячеистые материалы составляют одну из наиболее перспективных групп в перечне существующих минеральных теплоизоляционных материалов и производятся преимущественно на основе глин, диатомитов или минеральных расплавов (стекол, шлаков). Благодаря сочетанию ценных эксплуатационных показателей (долговечность, негорючесть, экологич-ность и др.) и потенциалу совершенствования пенокерамические и пеносте-кольные изделия вполне конкурентоспособны по отношению к полимерным аналогам. Главным недостатком обжиговой теплоизоляции является ее высокая стоимость, обусловленная несовершенством традиционных технологий. Процесс получения таких изделий основан на использовании дефицитных корректирующих добавок и пенообразователей, характеризуется большой энергоемкостью и ограниченностью минеральной сырьевой базы. Кроме того, промыш-ленно выпускаемая пенодиатомитовая керамика отличается повышенной сорб-ционной способностью, ограничивающей область ее рационального применения производством жаростойких материалов, а пеностекло — недостаточной для многих ограждающих конструкций зданий паропроницаемостью.
В связи с этим одной из приоритетных задач современного строительного материаловедения становится проведение исследований, направленных на разработку составов и ресурсосберегающих технологий изготовления эффективных ячеистых композитов, в том числе пенокерамобетонов (ПКБ), сочетающих положительные качества пенобетонов, пенокерамики и пеностекла.
Диссертационная работа выполнена в рамках: тематического плана госбюджетных НИР Федерального агентства по образованию РФ, проводимых по заданию Министерства образования РФ и финансируемых из средств федерального бюджета (2003-2008 гг.); госбюджетных тем НИР, финансируемых РААСН (2004-2006 гг.); совместной Межотраслевой программы сотрудниче-
ства Минобразования РФ и Спецстроя РФ (2003 г.); гранта на проведение ПИР в рамках федеральной целевой программы «Старт» по поддержке малых предприятий в научно-технической сфере (2005-2006 гт.); гранта Министерства регионального развития РФ (2010г.); государственного контракта № 16.552.11.7025 от 29.04.2011 г.; исследовательских работ по заказам строительных предприятий Пензенской области (2006 -2012 гг.).
Целью исследования является экспериментально-теоретическое обоснование, установление научных закономерностей и практических принципов создания теплоэффективных пенокерамобетонов на основе опалкристобалитовых и глинистых пород с добавлением цементных технологических связок и комплексных модификаторов.
В соответствии с поставленной целью сформулированы и решены следующие задачи:
- разработать научно-методологические принципы получения теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных пенокерамобетонов из модифицированных опоко- и глиноцементных сырьевых смесей, основанные на формировании благоприятных параметров ячеистой структуры и минерально-фазового состава материала по комплексу заданных тепло- и гидрофизических, а также термомеханических свойств;
- изучить минералогический и химический состав основных разновидностей опочного и глинистого сырья; выявить особенности их взаимодействия с различными типами синтетических пенообразователей и термические фазовые превращения, протекающие при различных температурах обжига; разработать критерии оценки качества природных сырьевых компонентов применительно к технологии пенокерамобетона;
- исследовать закономерности протекания основных процессов структуро-образования опокоцементных и глиноцементных сырьевых смесей на отдельных этапах получения пенокерамобетона, а также параметры управления этими процессами посредством модифицирования базовых составов добавками различного функционального назначения (разжижители, пластификаторы, стабилизаторы, стеклообразующие вещества);
- разработать методы проектирования составов пенокерамобетонов с заданными прочностными и теплофизическими свойствами; составить алгоритмы программ для автоматизированного решения указанных рецептурно-технологических задач;
- разработать составы эффективных пенокерамобетонов, обладающих комплексом конкурентоспособных технологических, эксплуатационных и экономических показателей;
- разработать рекомендации для практической реализации предложенных решений в технологии изготовления общестроительных и специальных (жаростойких) пенокерамобетонов;
- провести промышленную апробацию результатов научных исследований в производстве теплоэффективных пенокерамобетонов и определить технико-экономическую эффективность предлагаемых технологических решений.
Научная новизна работы заключается в теоретическом обосновании процесса получения, установлении общих закономерностей формирования структуры и критериев для ее оценки, прогнозировании свойств пеностеклокерами-ческих материалов (пенокерамобетонов) из модифицированных полиминеральных смесей на основе пластичного и непластичного природного сырья в сочетании с цементными технологическими связками и синтетическими пенообразователями.
Основные научные результаты, полученные при выполнении диссертационных исследований, состоят в следующем:
1. Разработаны методологические основы получения высококачественных строительных композитов по технологии пенокерамобетона, предусматривающей направленное формирование параметров стеклокерамической микроструктуры обжигового материала из пеноминеральных смесей, стабилизированных добавками цементных вяжущих в количестве 10...15 %. Показано, что применение модифицирующих добавок на основе ряда неорганических солей и органических пластификаторов положительно влияет на технико-эксплуатационные характеристики получаемого материала (снижается теплопроводность на 10...15 % (в сухом состоянии), уменьшается сорбционное увлажнение в 1,8...3,0 раза, увеличивается прочность при сжатии в 2,5...3,0 раза по отношению к базовым составам).
2. Обоснованы режимы обжига пенокерамобетонов различного назначения, позволяющие сформировать минерально-фазовый состав материала с заданным комплексом тепло- и гидрофизических, а также механических свойств в интервале температур 900...950 °С (для общестроительных модификаций), 1230. ..1250 °С (для жаростойких модификаций). Показано, что использование подобранных модифицирующих добавок интенсифицирует процесс образования эвтектик требуемого состава и обеспечивает повышение технико-эксплуатационных характеристик получаемого материала за счет формирования при охлаждении заданною количества (от 15 до 40 %) прочных, низкотеплопроводных и малогигроскопичных стекловидных фаз.
3. Установлено влияние рецептурных факторов на реотехнологические свойства сырьевых смесей: разработанные добавки значительно (в 2,5...4 раза) снижают их вязкость и способствуют уменьшению общей водопотребности вспениваемых масс на 25...30 %.
4 . Выявлены закономерности адсорбции при совместном введении синтетических пенообразователей и органических пластификаторов; доказано наличие механизма конкурирующей адсорбции молекул пенообразователя и пластификатора на поверхности частиц цементной технологической связки. Разработана методика выбора пенообразователя по критериям кратности и стойкости пен, а также прочности пенокерамобетонного сырца.
5. Установлены закономерности влияния сырьевых компонентов пенокерамобетона на кратность и стойкость пен. Разработаны критерии отбора природных компонентов, включающие оценку их химического и минералогического состава, а также гидрофильных и электрокинетических свойств.
6. Сформулированы принципы подбора составов полифункциональных добавок, сочетающих водоредуцирутощий и воздухововлекающий эффекты с положительным влиянием на процессы спекания материала межпоровых перегородок, формирования состава и свойств образующихся стекловидных фаз.
7. Установлены основные закономерности формирования минерально-фазового состава пенокерамобетона; выявлено, что в процессе термической обработки продукты дегидратации цементного камня активно взаимодействуют с природными компонентами сырьевой смеси с образованием упрочняющих кристаллических фаз — волластонита, плагиоклаза. При этом свободный оксид кальция, образующийся на начальных ступенях обжига, полностью расходуется на обеспечение процесса синтеза указанных кристаллических соединений и водостойких стекловидных фаз.
8. С использованием феноменологического подхода разработаны расчетные методы определения теплопроводящих и прочностных свойств пенокерамобетона, учитывающие свойства основных фаз, а также параметры ячеистой структуры; предлагаемый метод расчета теплопроводности позволяет производить адекватный прогноз этого важнейшего показателя пенокерамобетона с учетом заданных температурно-влажностных условий эксплуатации.
9. Установлены основные закономерности влияния рецептурно-технологических факторов на физико-технические свойства разработанных пе-нокерамобетонов. Подобраны режимы температурной обработки, позволяющие эффективно управлять процессами формирования микроструктуры пенокерамобетона и обеспечивающие достижение требуемого уровня эксплуатационных показателей материала.
10. Разработан метод проектирования составов пенокерамобетонов различного назначения с заданными свойствами, учитывающий химико-минералогический состав сырьевых компонентов, их влияние на процесс получения пеноминерапьных масс, термическое спекание материала межпоровых перегородок и формирование стеклокристаллической микроструктуры.
Практическое значение работы:
1. Разработаны реализуемые на практике научно-практические основы технологии изготовления пенокерамобетонов с улучшенными эксплуатационными показателями по сравнению с существующими видами пенокерамики.
2. Найдены технологические решения, позволившие существенно расширить минерально-сырьевую базу для производства пеностеклокерамических материалов за счет применения в качестве основного компонента доступного и широко распространенного природного сырья из опалкристобалитовых (кремнистые, трепеловидные, глинистые опоки) или алюмосиликатных (каолинито-вые, монтмориллонитовые, бейделлитовые глины) горных пород.
3. Установлено оптимальное сочетание требуемых строительно-технических характеристик пенокерамобетонов на основе модифицированного опочного или глинистого сырья в зависимости от назначения материала и условий его эксплуатации.
4. С использованием технологии пенокерамобетона определены режимы получения строительных материалов следующего функционального назначения:
- общестроительные:
теплоизоляционные со средней плотностью 300...350 кг/м3, теплопроводностью не более 0,085 Вт/(м-°С), прочностью при сжатии 1,3...1,5 МПа и сорб-ционным увлажнением до 4,5 %;
копструкционно-теплоизолягр-юнные со средней плотностью 450...1100 кг/м3, прочностью при сжатии 1,8...12 МПа, теплопроводностью 0,11...0,19 Вт/(м-°С) и сорбционным увлажнением до 4,1 %;
- жаростойкие: со средней плотностью 350...450 кг/м3, прочностью при сжатии 1,1... 1,5 МПа, термостойкостью 15 циклов, теплопроводностью 0,09...0,12 Вт/(м-°С) и температурой эксплуатации до 1250 °С.
5. Разработаны нормативные и регламентирующие документы для производства и применения пенокерамобетонов из опочного сырья: технические условия ТУ 575400-001-68365026-11 «Изделия и материалы из пенокерамобетона»; конструктивные решения ограждающих конструкций с использованием изделий из пенокерамобетона внедрены в проектную практику ОАО «Граж-данпроект» (г. Пенза).
6. Произведена компоновка оборудования в технологическую линию по производству пенокерамобетонов, разработаны требования к основным механизмам, применяемому сырью и технологическим режимам.
Реализация результатов исследований. Основные положения и полученные результаты использованы при разработке и проектировании опытно-промышленных линий по производству пеноминеральных строительных материалов на ОАО «Стройдеталь №2» (г. Пенза), ООО «Новые технологии» (г. Пенза), ООО «Пенокерамобегон» (г. Пенза) для объектов гражданского и теплоэнергетического строительства.
В период с 2006 по 2011 гг. на производственной базе ООО «Новые технологии» налажен промышленный выпуск жаростойких изделий из полученных составов для внутренней футеровки печей термической обработки стальных деталей. Выпускаемые изделия имеют размеры 250x120x60 мм и характеризуются максимальной температурой эксплуатации 1250 °С.
Практические результаты проведенных исследований внедрены в производство на ООО «Пенокерамобетон», ООО «ПБКомгюзит», ООО «Новые технологии». Полученные материалы рекомендованы ОАО «Гражданпроект» для использования в строительстве в виде конструктивных решений ограждающих конструкций с применением теплоизоляционных пенокерамобетонов.
Результаты исследований, проведённых в рамках диссертационной работы, составили основу инновационных разработок: проекта «Новые композиционные ячеистые материалы с улучшенными технико-экономическими показателями для объектов жилищного и теплоэнергетического строительства», победившего в конкурсе «Старт» в рамках ФЦП по поддержке инноваций в научно-технической сфере (Москва, 2005 г.); проекта «Разработка и создание ин-
новационной технологии производства пенокерамобетонов с использованием минерального сырья Пензенской области для строительства эпергоэффектив-ных зданий», победившего в региональном конкурсе инновационных проектов (г. Пенза, 2010 г.).
В 2012 году на основании проведенного конкурсного отбора результаты исследований были признаны инновационно-значимыми и получили поддержку венчурного фонда Пензенской области. В настоящее время ОАО «Пензенский региональный фонд поддержки инноваций» осуществляет финансирование работ по внедрению разработанных пенокерамобетонов и сопутствующих изделий в опытно-промышленное производство.
Теоретические и экспериментальные результаты исследований используются в учебном процессе при проведении лекционных курсов и научно-исследовательских студенческих работ по дисциплинам «Материаловедение. Технология конструкционных материалов», «Строительные материалы», «Методы и средства научных исследований» для студентов, обучающихся по направлению 270800 «Строительство».
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на международных и всероссийских научно-практических конференциях, в том числе:
- научно-практической конференции по результатам реализации в 2003 г. Межотраслевой программы сотрудничества Минобразования РФ и Спецстроя РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» (Москва, МГСУ, 2003 г.);
- УШ Академических чтениях РААСН «Современное состояние и перспективы развития строительного материаловедения» (Самара, СГАСУ, 2004);
- X Академических чтениях РААСН «Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Пенза-Казань, ПГУАС-КГАСУ, 2006 г.);
- международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы современного строительства» (Пенза, ПГУАС, 2005 и 2007 г.);
- международном конгрессе SIB-08 «Наука и инновации в строительстве» (Воронеж, ВГАСУ, 2008 г.);
- VI и VII Международных конгрессах по бетонам и конструкциям «Global Construction: Ultimate Concrete Opportunities» и «Concrete: constructions sustainable option», проходивших в 2005 и 2008 гг. (Великобритания, Университет г.Данди).
В рамках разрабатываемого направления аспирантами под руководством автора защищены две диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Результаты выполненных исследований, образцы пенокерамобетонов и изделия из них демонстрировались и удостоились: дипломов РААСН в конкурсе на лучшие научные и творческие работы в области архитектуры, градостроительства и строительных наук (Москва, 2001 и 2004 г.); диплома Лейпцигской международной строительной выставки «Baufach» (Лейпциг, 2002 г.); диплома
конкурса, учреждённого правительством Республики Татарстан в номинации «Лучшие инновационные разработки, привлекательные для реализации на территории Республики Татарстан» (Москва, ВВЦ, 2007 г.); диплома Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Москва, ВВЦ, 2007 г.); золотых медалей Всероссийского выставочного центра на III и \ТИ Московских международных форумах инноваций и инвестиций (Москва, ВВЦ, 2003 и 2008 г.), бронзовой медали II Всероссийского форума «Российским инновациям — российский капитал» (Саранск, 2009 г.); научной стипендии Губернатора Пензенской области за 2003 г.; Благодарственного письма Губернатора Пензенской области за 2012 г.
На защиту выносятся следующие положения:
- принципы создания высококачественных пенокерамобетонов, основанные на направленной модификации материала-основы с целью формирования минерально-фазового состава с заданным комплексом теплофизических и прочностных свойств;
- закономерности структурно-фазовых изменений, происходящих в условиях пирогенного синтеза минерально-фазового состава пенокерамобетона с установлением рациональных границ варьирования основных рецептурных и технологических факторов; результаты экспериментальных исследований и математические модели влияния рецептурных факторов и технологических параметров на структуру и свойства получаемых материалов;
- прикладные основы для разработки оптимальных составов различных видов пенокерамобетона с заданными свойствами, включающие методы проектирования пенокерамобетонов различного назначения с учетом химико-минералогического состава сырьевых компонентов, а также методы прогнозирования изменения теплоизолирующих свойств при эксплуатации; критерии подбора сырьевых компонентов с учетом их влияния на свойства минерализованных пен и готового материала;
- оптимальные составы и технология производства эффективных теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляцио1шых и жаростойких пенокерамобетонов; результаты исследования эксплуатационных свойств разработанных материалов (прочностные свойства, стойкость к термическим циклам, теплопроводность и др.);
- результаты внедрения в производство, а также опытно-промышленных испытаний разработанных материалов.
Достоверность и объективность результатов исследований обеспечивается использованием методически обоснованного комплекса структурно-чувствительных методов анализа (рентгенографического, электрокинетического, химико-аналитического, ИК-спектрометрического, фотоэлектроколоримет-рического, микроскопического), современных средств измерений, статистической обработкой результатов, а также совпадением экспериментальных и расчетных данных.
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 104 работах, в том числе 16 статьях в профильных рецензируемых научных журна-
лах, рекомендованных ВАК РФ, 6 статьях в рецензируемых зарубежных научных изданиях (Великобритания, Иран, Украина). Результаты исследований обобщены в 6 научных монографиях. Новизна научно-технических решений подтверждена 6 патентами РФ на изобретения.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка использованных источников и приложений. Она содержит 388 страниц машинописного текста, в том числе 168 рисунков и 94 таблицы. Библиография включает 242 наименования.
Работа выполнена на кафедре «Строительные материалы» ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» и в научно-образовательном центре по направлению «Нанотехнологии» ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность решения комплекса материапо-ведческих задач, направленных на совершенствование технологии пеномине-ральных теплоизоляционных материалов с целью использования имеющегося резерва повышения их качества и расширения минерально-сырьевой базы для их производства. Востребованность таких материалов обусловлена ростом стоимости выработки энергии, тарифов на отопление зданий и сооружений, необходимостью соблюдения более жестких норм по их тепловой защите. Разработка эффективных стеновых и теплоизоляционных материалов, производимых на местной минерально-сырьевой базе, позволит снизить транспортные издержки и обеспечить недорогими ресурсами строительство промышленных и гражданских зданий, а также индивидуальное малоэтажное строительство, ускорение которого предусмотрено в концепции развития жилищного фонда РФ.
Отечественный и зарубежный опыт. В работе дан обзор результатов исследований по созданию ячеистых теплоизоляционных материалов на различных минеральных связующих, показан вклад отечественных и зарубежных ученых в этой области строительного материаловедения.
На основе детального анализа зарубежного и отечественного опыта производства пенокерамических материалов на кремнистом и алюмосиликатном природном сырье проведена оценка перспектив развития отдельных направлений технологии пенокерамобетонов с учетом специфики региональных минерально-сырьевых условий.
Анализ литературных источников показал, что современные методы управления технологическими процессами при получении новых материалов основаны на системно-структурном подходе к исследованию зависимостей «состав — структура - состояние — свойства», который базируется на классических научных трудах отечественных и зарубежных ученых, посвященных:
- фундаментальным основам структурообразования различных вяжущих систем и искусственных конгломератов;
- ячеистой и норовой структуре материалов;
- технологии керамических материалов.
Рассмотрение опыта промышленного производства и результатов научных исследований показывает, что недостаточная проработка научно-практических основ получения пеноминеральных материалов обусловливает ограниченное применение способа пенообразования, а существующие научные положения и технологические решения, применяемые в производстве пеностеклокерамиче-ских материалов, отличаются разрозненностью и не систематизированы в рамках единого материаловедческого подхода.
В настоящей работе выбор основных компонентов сырьевой смеси пеноке-рамобетона осуществлялся исходя из показателя доступности, обжиговых свойств и возможности формирования минерально-фазового состава в соответствии с функциональным назначением материала:
- для жаростойких композитов — это глины в сочетании с технологической связкой на основе глиноземистого цемента;
- для общестроительных композитов — это опочные горные породы с технологической связкой на основе портландцементного вяжущего.
При проведении экспериментальных исследований по всем разделам работы были использованы опоки и глины из месторождений Пензенской и Ульяновской областей, а также Республики Мордовия, охватывающие большинство характерных разновидностей этих видов керамического сырья.
Теоретические и технологические принципы создания пенокерамобето-нов. Получение пепокерамобетонов с заранее заданными свойствами требует изучения специфики протекания наиболее важных структурообразующих процессов (рис. 1).
Рис. 1. Схема управления процессами п I пенокерамобетона
с заданными свойствами
Управление указанными процессами реализуется путем физико-химического модифицирования исходных полиминеральных сырьевых смесей. При этом небольшое количество цемента, вводимое в состав сырьевой смеси ячеистого материала в качестве технологической добавки, обеспечивает достаточную прочность пенокерамобетонному сырцу, а в процессе термической обработки является реакционно-активным компонентом, участвующим в формировании минерально-фазового состава пенокерамобетона с заданными свойствами.
В основе работы лежит гипотеза, что теоретически обоснованное совмещение технических решений, применяемых при изготовлении пенобетона, пено-керамики и пеностекла, позволяет сформировать научно-практические основы принципиально нового технологического подхода к получению композиционных ячеистых материалов — пенокерамобетонов; механизм управления структурой и свойствами материала реализуется выбором основных природных компонентов сырьевой смеси, а также цементных технологических связок и модифицирующих добавок, способствующих улучшению качества пеноминеральной массы и формированию в процессе обжига оптимальной стеклокристалличе-ской структуры материала межпоровых перегородок.
Предлагаемая модель структуры пенокерамобетона позволяет определять основные характеристики ячеистого материала в зависимости от содержания матричной и воздушной составляющих. Предложена методика управления процессами формирования состава и свойств материала-основы, предусматривающая проведение многокритериальной оптимизации рецептурно-технологической системы по показателям «температура спекания», «прочность», «теплопроводность», «гигроскопичность».
Феноменологический анализ процесса переноса тепла по различным зонам ячеистой структуры, проведенный с привлечением отдельных положений теорий теплопроводности диэлектрических материалов и обобщенной проводимости, позволил сформулировать принципы выбора модифицирующих добавок по влиянию на теплопроводящие свойства. Для оптимизации указанных свойств обоснована целесообразность использования следующих флюсующих (стекло-формирующих) добавок:
- веществ, уменьшающих длину свободного пробега проводников тепла за счет изменения степени упорядоченности микроструктуры (карбонаты, сульфаты, фосфаты, бораты или фториды натрия (калия, магния или кальция));
- веществ, способствующих эффективному рассеиванию энергии тепловой волны за счет значительной тепловой инерции присутствующих в их составе элементов с высокой атомной массой (оксиды свинца, отходы производства оптического стекла).
Выбор добавок и расчет их оптимального количества осуществлялись по параметрам стекловидных связок, образующихся при обжиге. Для этого посредством петрохимического расчета последовательно вычислялись температура спекания системы, ее химический состав и количество расплава в заданном
температурном диапазоне. В зависимости от степени изученности рассматриваемой многокомпонентной смеси прогнозирование температуры спекания проводили по уже имеющимся диаграммам состояния силикатных систем или расчетным методом, основанным на зависимости Эпстейна — Хауленда. В этом случае химический состав расплава определяли по зависимости числа плавкости от относительного содержания в смеси легко- и тугоплавких оксидов.
На последующем этапе проводили уточнение перечня добавок по характеру и степени их влияния на теилопроводящие и прочностные свойства стеклокера-мического материала, формирующего межпоровые перегородки пенокерамобе-тона. С этой целью использовали зависимости, применяемые для решения задач проектирования составов стекольных шихт. В основе таких зависимостей лежит принцип аддитивности показателей важнейших свойств от содержания отдельных оксидов в составе стекол.
В результате экспериментальных исследований установлено существенное снижение сорбционной способности базовых составов при их модификации отобранными стеклоформирующими веществами (рис. 2). Таким образом, формирование развитой стекловидной фазы в структуре пенокерамобетона устраняет один из главных недостатков теплоизоляционных материалов на минеральной основе - высокую гигроскопичность, существенно ухудшающую их теплоизолирующие свойства в процессе эксплуатации.
V 16
г
0> 14
Ї
га І 12
Ф 10
о
г I 8
о
6
ю
о 4
О
ПКБ пенодиатомит пенобетон 0300 пенобетон 0700
0450
□ 75 о97- относительная влажность воздуха, %
Рис. 2. Сорбционное увлажнение пенокерамобетона и промышленных аналогов (ПКБж и ПКБ — жаростойкий и общестроительный пенокерамобегон, соответственно)
Исходя из структурной модели пенокерамобетона, были разработаны расчетные методы прогнозирования тегоюпроводящих, прочностных и усадочных характеристик материала.
Метод расчета теплопроводности пенокерамобетонов основан на анализе процесса теплопередачи по структуре ячеистого материала, а также на принципе формальной аналогии между механизмами переноса электричества и тепла.
Для оценки теплопроводности получены уравнения, учитывающие назначение материала и влияние превалирующего эксплуатационного фактора.
Установлено, что зависимость теплопроводности жаростойких пенокерамо-бетонов (ПКБж) с учетом температурного фактора а, выражается уравнением:
уПККис _ а1 '^м-осч ' 0 ~ \1Ко1,> + КозЛ ) + \ц-осв ' р/Козд ~ Кта ) ^ (¡^
эфф ~
где КВ0зд - общая пористость материала; - теплопроводность материала-
основы; а, — теплопроводность воздушной фазы: а,=лвозд-(1+2,172-10'3-7)+ +ё{Нс +а е-Г-Т3); Л^,, — теплопроводность воздуха при температуре 20°С; с! — средний диаметр воздушных ячеек в структуре материала; Г— температура эксплуатации; А/— коэффициент конвективной теплоотдачи внутренней поверхности воздушной ячейки; а — постоянная Стефана — Больцмана; е— степень черноты внутренней поверхности воздушной ячейки; Г — геометрический фактор (для пор шарообразной формы Г =0,7).
Из уравнения (1) следует, что применение в составе ПКБж светлоокрашенных сырьевых компонентов, таких, как беложгущиеся глины (е= 0,70...0,75) в сочетании с технологической связкой на основе глиноземистого цемента, является теоретически обоснованным и обеспечивает сохранение теплоизолирующих свойств ячеистого материала при высоких температурах эксплуатации.
Теплопроводность пенокерамобетонов общестроительного назначения с учетом влияния сорбционного увлажнения материала (ПКБВ) предлагается определять по зависимости
¿1с ■ (1 - \lvZ~J+•
где 1*<с - теплопроводность воздушной фазы в ячейках сорбционно-увлажненного пенокерамобетона,
А* -(\-1!у~+У^)+к2 • -(Ф^-К^)
где Двод — теплопроводность воды; к - поправочный коэффициент, учитывающий увеличение теплопроводности структурированной воды (к =1,65, если 0<\Ут<12%).
Использование зависимостей (2) и (3) позволяет количественно оценить влияние состава, а также температурно-влажностных условий эксплуатации на тегоюпроводящие свойства пенокерамобетонов.
Для оценки прочности пенокерамобетонов предложена зависимость, учитывающая прочностные показатели материала межпоровых перегородок, а также количество и характер пор:
__ д'
(2)
(3)
717''"^1. №
где Исж— прочность материала-основы (материала межпоровых перегородок); Упор - относительный объем пор, создаваемый в процессе вспенивания; п и т —
числовые коэффициенты, равные соответственно 3,6 и 26,3; В/Т — водотвердое отношение сырьевой смеси (при 0,4<В/Т<0,9).
Сопоставление экспериментальных данных и результатов расчета по зависимости (4) показало их хорошую сходимость (рис. 3).
Рис. 3. Влияние В/Т на прочность: 1 - материала-основы; 2 — пенокерамобетона; • — экспериментальные данные (прочность материала-основы)
Прогнозирование стойкости пеноминеральной массы на этапе проектирования состава ПКБ осуществлялось по зависимости, учитывающей скорость истечения жидкой фазы (и) из межпоровых перегородок:
Ы-п
■ё-р
■(1
(5)
где У,юр- общая пористость материала, Дг- среднее количество пор; р и Г) - соответственно плотность и вязкость жидкой фазы межпоровых перегородок пеноминеральной .массы; £ - коэффициент, учитывающий извилистость каналов истечения жидкой фазы по каркасу ячеистой структуры; к — числовой коэффициент, равный 0,0166.
Предлагаемые методики расчета были реализованы при разработке составов ПКБ различного назначения.
Структурообразоваиие и свойства вяжущих веществ, применяемых в технологии пенокерамобетона. Обеспечение достаточной прочности пеноми-нерального сырца является важнейшим требованием для получения качественного пенокерамобетона. Выполнение этого требования связано с решением задачи уменьшения негативного влияния синтетических пенообразователей (ПО) на процессы твердения цементных технологических связок. Результаты этих исследований применительно к растворам на основе высокоглиноземистого цемента (ВГЦ) с добавками пенообразователей представлены в табл. 1.. .3.
Таблица 1
Количество теплоты, выделенное цементным раствором
Наименование Количество ПО, % Время бобщ, Дж/г
ПО от массы ВГЦ твердения, ч
Без добавок 15 58,1
40 416,8
ПО-6К 0,07 40 218,8
0,13 15 70,9
40 226,1
Пеностром 0,13 15 60,3
40 181,3
0,20 15 62,2
40 182,9
Морпен 0,13 15 83,9
40 267,9
Зависимость прочности твердеющего раствора от количества тепла, выделенного в процессе гидратации, описывается уравнением
3
где — прочность после I суток твердения; — суммарное тепловыделение за / суток, кДж/кг; к — коэффициент, характеризующий влияние пенообразователя на прочность (Морпен - 4,6; Пеностром — 3,6; ПО-6К - 4,2).
Установлено, что в исследованных концентрациях все пенообразователи уменьшают экзотермию процесса гидратации цемента и негативно влияют на прочность твердеющих цементных технологических связок (рис. 4).
Бремя твердения,сут Рис. 4. Зависимость прочности технологической связки на основе ВГЦ от времени твердения и вида пенообразователя (0,13 % от массы ВГЦ): 1-без добавок; 2 - ПО-6К; 3 - Морпен; 4- Пеностром; 5 -Неопор
Зависимость набора прочности технологической связки на основе ВЩ, содержащей добавку пенообразователя, выражается уравнением
(7)
где — активность вяжущего; £ и к - коэффициенты, учитывающие влияние пенообразователя соответственно на конечную прочность и на скорость твердения (табл. 2); / — время твердения, су г.
Таблица 2
Значения коэффициентов уравнения (7)_
Наименование пенообразователя Эмпирические коэффициенты
£ к
Без добавки 1,00 0,884
Морпен 0,79 0,641
Пеностром 0,58 0,600
ІІО-6К 0,62 0,786
Неопор 0,56 0,526
Методом инфракрасной спектроскопии установлено, что введение пенообразователя приводит к заметному ускорению образования гидроксида алюминия, а также, как показало исследование химического состава жидкой фазы (табл. 3), к снижению концентрации ионов кальция в жидкой фазе гидрати-рующейся цементной связки.
Таблица 3
Содержание Са(ОН)2 в жидкой фазе цементно-водной суспензии
Время гидратации, мин Содержание Са(ОН)2, мг/л*
Без добавок ПО 0,25% ПО
5 185 102
15 224 133
30 355 231
* При ВЯ=50/1
Недостаток ионов кальция в твердеющем растворе создает условия для преимущественного формирования аморфного гидроксида алюминия и гидроаргиллита, что замедляет скорость образования гидроалюминатов кальция. Поскольку собственная прочность фазы гидроаргиллита невелика, то увеличение ее относительного содержания является одной из основных причин снижения прочности цементного камня.
Влияние пенообразователей на процесс твердения технологических связок на основе портландцементных вяжущих характеризуют данные на рис. 5 и 6.
§40 5 30
о. 20.
"И
§10
1 4 8 1?. 16 18 20 24 28 Время твердения, сут Рис. 5. Зависимость прочности технологической связки на основе ШПЦ от времени твердения и вида пенообразователя:
Рис. 6. Зависимость прочности технологической связки на основе Г1Ц от времени твердения и вида пенообразователя: 1 - без добавок; 2 - 0,15% Пеностром; 3 - 0,15% ПО-6ТС; 4 - 0,15% ГШ -2000
Как и в случае с технологическими связками на основе ВГЦ, добавка пенообразователя отрицательно влияет на прочность исследуемых растворов, однако степень их негативного воздействия значительно меньше и зависит от вида использованного портландцемента: относительное снижение прочности составов на основе ШПЦ меньше, чем составов на основе ГПД. Это объясняется адсорбцией пенообразователей на поверхности частиц минеральной добавки (табл. 4), что частично нейтрализует их отрицательное воздействие на процесс гидратации клинкерных минералов: через 4 суток твердения относительное снижение прочности составов, содержащих добавку пенообразователя, достигает 50 % для монокомпонентного цементного раствора и 15 % для смешанного (опокоцементного) раствора.
Таблица 4
Гидравлическая активность и сравнительная адсорбирующая способность минеральных компонентов ПКБ
Вид компонента Гидравлическая активность (поглощение СаО из раствора, мг/г) Адсорбция ПО из 0,5 % водного раствора на поверхности минеральных частиц (в пересчёте на сухое вещество)*
ПБ-2000 ПО-6ТС сдо
А, мг/г А, мг/г А, мг/г
Диатомит 320 4,71 5,09 9,12
шпц — 10,66 7,23 9,12
Глина 175 16,16 7,32 22,68
Опока 355 3,02 3,15 4,03
* При В/Т=25/1
Различие в значениях адсорбции пенообразователей на поверхности твёрдых адсорбентов обусловлено их гидравлической активностью и знаком заряда поверхности.
Зависимость набора прочности технологических связок на портландцементе от вида пенообразователя выражается уравнением (7), полученным ранее для составов на основе высоко глиноземистого цемента. Значения коэффициентов £ и к для портландцемеытных и опокоцементных составов приведены в табл. 5.
Таблица 5
Значения коэффициентов уравнения (7)
Наименование 1ИПЦ пц ПЦ:опока=1:6
пенообразователя к к <г к
Без добавки 1 0,144 і 0,175 1 0,292
ПБ-2000 0,92 0,095 0,79 0,1 0,98 0,175
ПО-6ТС 0,96 0,11 0,81 0,12 — —
Необходимость уменьшения водотвердого отношения с целью повышения качества сырца и ускорения набора распалубочной прочности предопределяет целесообразность введения в состав сырьевых смесей пластифицирующих добавок. При этом вариация вида и количества пластификатора создает механизм управления физико-химическими процессами, протекающими на границе раздела фаз в исследуемых пеноминеральных системах.
Исследования влияния пластификаторов (лигносульфонат технический ЛСТ (ОСТ 13-183-83), щелочной сток производства капролактама ЩСПК (ТУ 113-03-488-84), С-3 (ТУ 6-14-625-80), МеШих 1641Р, Ме1теШ Р150) на свойства пен и пеноминеральных смесей подтвердили возможность значительного улучшения показателей их стойкости и кратности (рис. 7).
Рис. 7. Влияние пластификаторов на кратность пены (1% раствор ПБ-2000): 1 -ЩСПК;2-Ме1теШР150;3-С-3;4-ЛСТ;5-МеШих 1641Р
Механизмы положительного влияния пластифицирующих веществ на кратность пены обусловлены:
- активностью на границе «жидкость — воздух» (МеШих 1641Р и ЛСТ);
- увеличением рН раствора (ЩСПК и Ме1шеШ Р150);
- увеличением вязкости раствора (С-3).
Индивидуальное и совместное влияние пенообразователей и пластификаторов на поверхностное натяжение водных растворов (на примере пенообразователя ПБ-2000) приведено в табл. 6.
Таблица 6
Поверхностное натяжение водных растворов
№ п/п Компоненты Содержание, % Поверхностное натяжение, мН/м
1 ПБ-2000 0,3 . 28,2 .......
2 С-3 0,5 71,0
ПБ-2000 0,3
С-3 0,5 30,1
ПБ-2000 0,3
4 опока 10 33,3
ПБ-2000 0,3
5 С-3 опока 0,5 10 30,2
ПБ-2000 0,3
о ШПЦ 10 45,6
ПБ-2000 0,3
7 С-3 0,5 39,1
ШПЦ 10
Экспериментальные данные подтверждают конкурирующий характер процессов адсорбции молекул пенообразователя и пластификатора на поверхности
минеральных частиц в пенокерамобетонной смеси. Установленная особенность позволяет задействовать механизм конкурирующей адсорбции с целыо снижения нецелевого расхода пенообразователя, а значит, и степени его негативного влияния на процессы гидратации цементных технологических связок.
Реологические свойства вспениваемой массы являются важнейшим фактором процесса получения ячеистого сырца Экспериментальными исследованиями установлено, что введение пенообразователя незначительно изменяет вязкость растворов на основе ПЦ, но существенно увеличивает этот показатель применительно к растворам на основе ВГЦ. Причина этого различия заключается в образовании гелеобразных алюминийорганических соединений, как результата взаимодействия пенообразователя и гидроксида алюминия, выделяющегося при гидратации ВГЦ. Вместе с тем, как показали результаты опытов, увеличение вязкости вспениваемого раствора не приводит к ожидаемому повышению стойкости пеноминеральных масс, содержащих технологическую связку на основе ВГЦ. Очевидно, что в этом случае проявляется превалирующее воздействие деструктивного фактора, обусловленного критическим снижением концентрации пенообразователя из-за химического взаимодействия с гидрооксидом алюминия и адсорбции молекул анионактивных ПАВ, составляющих основу подавляющего большинства синтетических пенообразователей, на положительно заряженной поверхности частиц ВГЦ.
Для определения главных факторов, формирующих показатели стойкости и кратности пенокерамобетонных смесей, в работе были использованы модельные системы. Модельные системы получали из 1%-го раствора пенообразователя (ПБ-2000), содержащего от 10 до 25 % исследуемой минеральной добавки. Результаты экспериментов указывают на значительную зависимость показателя кратности пены от вида минерального компонента (рис. 8).
т
Рис. 8. Влияние минеральных компонентов на кратность пены
В ходе исследований установлено значительное различие в характере влияния отдельных сырьевых компонентов пепокерамобетона на стойкость генерируемой пены: опока и диатомит повышают этот показатель; цементы - снижают; влияние глин существенно различается в зависимости от месторождения.
Глины явно или неявно (как типичная примесь в составе опочного сырья) присутствуют во всех сырьевых смесях разрабатываемых материалов; поэтому были проведены исследования с целью выработки критериев оценки их качества применительно к технологии пенокерамобетона. В ходе экспериментов определяли закономерности формирования показателя стойкости пены от электрокинетического (дзета) потенциала, минерального типа, химического состава, лиофильных свойств и адсорбирующей способности используемых глин (табл. 4 и 7).
Таблица 7
Минеральный тип и обозначение глин
Месторождение глины Дзета-потенциал, тУ Е*, мг-экв на 100г глины Минеральный тип глины Условное обозначение Влияние на стойкость пены
Иссинское -13,4 11,6 I — каолиниго-вая Гл-1 отрицательное
Пачелмское -17,1 31,1 П — бейделли-товая Гл-11, положительное
Малосердобин-ское -16,2 31,1 ГЛ-ІІ2 положительное
Колгушкин Бугор- 1 (черная) -12,4 33,0 Гл-Из резко отрицательное
Колгушкин Бугор- 2 (серая) -16,9 35,1 Гл-ІЬ, положительное
Лягушевское -13,7 44,0 III — монтморил-лонитовая Гл-Ш положительное
* Е — емкость катионного поглощения.
Установлено, что все опробованные глины характеризуются отрицательным электрокинетическим потенциалом поверхности. При этом уменьшение абсолютного значения дзета-потенциала глины сопровождается усилением негативного влияния на пену (глины Гл-1, Гл-И3).
Кроме того, из всех используемых глин суспензия глины Гл-П3 характеризуется минимальным значением рН водной вытяжки (рН=4,5 при В/Т=10/1). Это позволяет сделать заключение, что негативное влияние глины на стойкость пены определяется наличием в ее составе соединений (гумусовые кислоты и др.), обусловливающих кислую реакцию водной фазы её суспензии. Механизм отрицательного воздействия связан с переходом хорошо растворимых солеоб-разных ПАВ, входящих в состав синтетических пенообразователей, в менее растворимые органические кислоты.
Химический анализ водной фазы суспензий глин позволил установить, что глина Гл-Нз, оказывающая резко отрицательное влияние на пену, содержит наибольшее количество соединений, способных образовывать в водном растворе ионы кальция и магния (более 0,4 % Са2+ и Mg2+). Очевидно, что наряду с ионами кальция и магния отрицательное влияние на стойкость пен будут оказывать и другие многовалентные катионы (например, катионы алюминия, железа и др.). Однако, как показали результаты химического анализа, присутствие таких катионов в суспензиях используемых глин оказалось незначительным.
Исследование лиофильных свойств показало, что глины значительно различаются по величине коэффициента гидрофильное™ : минимальное значение получено для глины I типа (2,19 - влияние на устойчивость пены отрицательное), а максимальное - для глин III типа (5,10 - влияние положительное). Это позволило установить наличие взаимосвязи между снижением коэффициента гидрофильное™ и усилением негативного влияния глин на стойкость пены.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что для обеспечения стойкости пеноминеральной массы рекомендуется использовать природные минеральные компоненты, характеризующиеся следующими показателями:
- электрокинетический потенциал — от -17,1 до -13,5 mV;
- коэффициент гидрофильное™ — не менее 3,5;
- величина рН водной вытяжки — 8,3.. .9,0;
- содержание водорастворимых соединений кальция и магния - минимальное (суммарная концентрация Са2+ и Mg2+He более 0,4 %).
В процессе дальнейшей работы определены рецептурно-технологические решения, расширяющие возможность использования глинистого сырья большинства месторождений в технологии изготовления пенокерамобетона. Для этого в сырьевую смесь рекомендуется вводить полимерные вещества, стабилизирующие пеноминеральную смесь. Установлено, что добавки на основе поли-акриламида (ГТАА) и карбамидно-формальдегидной жидкости (КФЖ) являются эффективными стабилизаторами пеноминеральных масс и способствуют существенному повышению кратности пены.
Ранее была теоретически обоснована целесообразность использования неорганических солей в качестве модифицирующих добавок, обеспечивающих многокритериальную оптимизацию пенокерамобетона путем формирования благоприятного минерально-фазового состава. Вместе с тем известно, что в технологии керамики аналогичные по составу вещества используются в качестве разжижителей. В этой связи были проведены исследования для нахождения многофункциональных добавок на основе рассматриваемых солей, введение которых сопровождается несколькими положительными эффектами.
Установлено, что введение фосфор- и фторсодержащих веществ не оказывает существенного влияния на стойкость ненаттолненной пены, тогда как применение добавок хлорида, сульфата и карбоната натрия сопровождается ухудшением этого показателя на 15...50 %. Наблюдаемое различие сохраняется и в минерализованной пене: в отличие от карбоната, тетрабората и хлорида натрия
фосфорсодержащие соли натрия способствуют значительному увеличению стойкости пеноминеральных смесей, в том числе при наполнении частицами керамического сырья, негативно влияющего на пену (рис. 9).
Рис. 9. Влияние Ка3Р04 на стойкость пены, наполненной частицами глины:
Гл-ІІ3:1 — без добавки; 4
- 0,5 % Ма3Р04; Гл-1: 2 - без добавки; 5 -0,5 % Ыа3Р04; 3 — ненаполненная пена
Позитивное влияние фосфорсодержащих добавок на стойкость пеноглини-стых смесей обусловлено сочетанием эффекта уменьшения жесткости воды вследствие образования малорастворимых соединений и отсутствия отрицательного влияния на стойкость ненаполненной пены.
Исследование совместного влияния натрн¡¡содержащих добавок, пенообразователей и органических пластификаторов на вязкость сырьевой смеси позволило установить наличие эффекта значительного усиления пластификации при совместном введешш пластификаторов (С-3, ЛСТ, МеЬпегН Р150, МеШих 1641Р) и электролитов (КаБ или Ка3Р04) (рис. 10).
и о 1,2
Ьі
СО 1
•п
0 я
о X .0,6
о
0,4
0,2
0
Рис. 10. Влияние добавок на вязкость базового состава (опокоцементный раствор): 1 - без добавок; 2 - С-3 (0,08 %); 3 - Ыа3Р04 (2 %) + С-3 (0,08%); 4 - Ыа3Р04 (3 %) + С-3 (0,08 %); 5 - Ыа3Р04 (3 %) + С-3 (0,16 %)
Это дало возможность установить добавки, обладающие полифункциональным воздействием: их позитивное влияние на процессы формирования минерально-фазового состава сочетается с водоредуцирующим, воздухововле-кающим и (или) стабилизирующим эффектами. С учетом сформулированных ранее принципов подбора добавок был составлен перечень веществ, рекомендуемых для модифицирования составов пенокерамобетона (табл. 8).
Таблица 8
Перечень модифицирующих добавок
Обозначение Добавка Механизм положительного влияния
8, Карбонаты щелочных металлов: Ыа2С03,(К2С03) Увеличение количества изолированных кремнекислородных комплексов и низкотемпературных эвтектик за счет повышения отношения «О2-: 814+»
Э2 Сульфаты щелочных металлов: Ка2804, (К2504) Аналогичен 81
83 Фосфаты и пирофосфаты щелочных металлов: Ка3Р04 ^а,Р207, На2Н2Р207 Аналогичен 8ь дополнительный фактор - формирование фосфатной стекловидной связки
Бораты щелочных металлов На2В407 Аналогичен Бг, дополнительный фактор — формирование боратной связки
85 Кремнефториды щелочных металлов: №281Рб, (К281Р6) Увеличение количества низкотемпературных эвтектик за счет экранирования 814+ (в результате замещения О2" на Г)
Фториды щелочных металлов: N8?, (КР) Аналогичен 85
Фториды щелочноземельных металлов: СаР2, (МйР2), ВаР2 Увеличение количества низкотемпературных эвтектик
Я* Оксиды свинца Увеличение количества низкотемпературных эвтектик
89 Многокомпонентные вещества: алюмохромфосфатная связка (АХФС) Увеличение количества связующего вещества
8ю СаСОэ+ Ыа2С03 Образование многокомпонентных низкотемпературных эвтектик
вц СаМй(СОз)2+ Ма2СОз Аналогичен вю
§12 Отходы производства оптического стекла (ОПОС) Увеличение количества связки, ускорение начального процесса спекания
В процессе обжига пенокерамобетонного сырца возникает опасность образования в составе материала значительного количества водорастворимых соединений. В табл. 9 приведены результаты выполненных экспериментов, иллю-
стрирующие влияние отдельных модификаторов на концентрацию ионов Иа* и Са2+ в водной фазе суспензии порошков, полученных измельчением образцов пенокерамобетона.
Таблица 9
Содержание в ПКБ водорастворимых соединений, %
Наименование материала Катион Температура обжига, °С
сырец 500 700 900
ПКБ, полученный с добавкой NaF Са2+ 0,14 0,1 0,04 0,01
Na+ 3,82 2,8 0,69 0,27
ПКБ, полученный с добавкой Na2B407-nH20 Са2+ 1,64 0,83 0,6 0,3
Na+ 2,25 2,0 0,37 0,09
Проведенные исследования указывают на крайне незначительное количество водорастворимых соединений натрия и кальция в составах, обожженных при температуре 900°С, что позволяет сделать вывод об их вхождении в состав водостойких новообразований.
Фазовый состав пенокерамобетона и исходных сырьевых компонентов изучен методом рентгенофазового анализа. На рис. 11 представлена рентгенограмма базового состава пенокерамобегонного сырца, снятая после твердения образцов в нормальных условиях в течение 7 суток.
К
К
: h Тб і Ка Тб К
І!!
Рис. 11. Рентгенограмма пенокерамобегонного сырца базового состава (Опока:ПЦ=6:1) при В/Т=0,5
Установлено, что основными рентгеноидентифицируемыми фазами пеноке-рамобетонного сырца базового состава являются: низкоосновные гидросиликаты кальция тоберморитовой группы (Тб), кальцит (Ка), кварц (К).
В процессе обжига при температурах 900...950°С фазовый состав ПКБ претерпевает существенные изменения. Рентгенограмма ПКБ базового состава, обработанная в программе DRWin для определения характеристик дифракционных пиков, приведена на рис. 12.
Пл
Пл
V : ''(
Рис. 12. Рентгенофамма 11КБ базового состава (Опока:ПЦ- 6:1)
Установлено, что после обжига базовый состав характеризуется содержанием следующих основных фаз: волластонит (В); кварц (К), тридимит (Т), плагиоклаз (Пл), стекловидное вещество. Отсутствие на рентгенограмме пиков, соответствующих свободной окиси кальция, позволяет сделать вывод о вхождении СаО в состав новообразований - плагиоклаза, волластонита или стекловидного вещества. Благодаря сочетанию уникальных свойств (высокая термическая устойчивость, низкая теплопроводность, повышенная прочность на растяжение) формирование в процессе обжига армирующей волластонитовой фазы в составе пенокерамобетона способствует улучшению термических, прочностных и теплоизолирующих свойств материала.
На примере флюсующей Ыа-содержащей добавки (Ма281Р6) показано, что введение модификаторов в базовый состав сопровождается интенсивным развитием в процессе обжига фазы плагиоклаза и стекловидного вещества. При этом продукты термического распада опоки и цементного камня в значительной степени растворяются в расплаве. Стекловидная фаза отмечается как рент-геноаморфная масса в области углов 20...26 ° (рис. 13).
■■..Г
кТ-
Л.
''1 V 7 ! 1 . 1
Пл
Рис. 13. Рентгенограммы составов ПКБ с добавкой №28П'6 (20 % по массе)
Методика проектирования ПКБ реализована при определении оптимального количества модифицирующей добавки, обеспечивающего формирование достаточного количества стекловидной связки с заданными свойствами (табл. 10). В качестве критериев конкурентоспособности материала приняты следующие показатели основных свойств: прочность при сжатии - 1,5 МПа; сред-
няя плотность - 350...400 кг/м3; теплопроводность - 0,09...0,10 Вт/(м-°С); сорбционное увлажнение — 4.. .6 %.
Таблица 10
Расчетные показатели свойств пенокерамобетона
Обозначение Показатели материала-основы Свойства ПКБ
и содержание добавки, % Фазовый состав, % Свойства фаз
керамика керамика стекло
стекло МПа Л Вт/м°С МПа л, Вт/м°С р ' МПа А Вт/м°С Р. кг/м3 %
84-4,4 80,4 19,6 25,0 0,96 88,8 0,63 1,50 0,104 360 6,0
85,0 15,0 25,0 0,96 101 0,61 1,50 0,104 370 3,9
-8,3 76,3 23,7 25,0 0,96 84,4 0,48 1,50 0,100 390 6,1
8б (ИаБ) - 4,0 83,7 16,3 25,0 0,96 90,3 0,57 1,50 0,103 360 4,1
85(Ка281Р6)-4,7 83,7 16,3 25,0 0,96 90,3 0,57 1,50 0,103 365 4,5
Базовый 100 0 25,0 0,96 ... ... 0,48 0,110 380 9,3
* 0,8<В/Т<0,9.
сорбционное увлажнение при 97 % влажности воздуха.
Результаты экспериментальных исследований показателей свойств ПКБ приведены на рис. 14.
6 9
Содержание добавки, %
Содержание добавки, %
Рис.14 . Влияние добавок на среднюю плотность (1) и прочность при сжатии (2) ПКБ (начало): А - №Р; Б - Ыа281Рс
В)
Рис.14 . Влияние добавок на среднюю плотность (1) и прочность при сжатии (2) ПКБ (окончание): В-ОПОС
Использование комплексных модифицирующих добавок позволило снизить водотвердое отношение сырьевой смеси (В/Т=0,85), что способствовало увеличению прочности ПКБ-сырца 0,45...0,50 МПа) и решению проблемы появления усадочных трещин, возникающих вследствие значительной влажно-стной деформации пенокерамобетонного сырца.
Выполненные исследования позволил« получить экспериментально-статистические зависимости важнейших свойств общестроительных и жаростойких пенокерамобетонов в системе «состав - технологическое воздействие -свойство».
В результате экспериментальных исследований по определению фазового состава жаростойкого пенокерамобетона установлено, что после обжига в нем содержится значительное количество соединений с высокой температурой плавления (муллит, анортит, тридимит, кристобалит), формирующих требуемые термомеханические показатели материала. Количественный анализ данных РФА показал, что увеличение в базовом составе относительного содержания высокоглиноземистого цемента с 5 до 15 % сопровождается развитием мулли-товой и аиортитовой фаз в процессе обжига.
Для жаростойких пенокерамобетонов на основе вьтсокоглиноземистых цементов, глин и корректирующих добавок (наполнитель - динас, хромит, шамот, стабилизатор — ПАА, комплексный пластификатор - фосфат натрия и С-3) зависимость прочности материала межпоровых перегородок от состава и температуры имеет вид:
К*,(Ц>Г,Д,{\ = (41,36-0,013/-1,1 10~5 •г2) // + (б,2 + 0,041-Г-7-10"6 -<2)- Г + + (з8,72-0,20 / + 1,5 10-4 /2)/|-Д+ (-55,25-0,17 < + 1,2310~4 -I2)- Ц Г + + (-11,88 + 0,05■ < - 5,8 ■ 10'5-12} Г-Д где Г - температура, °С. (20 < I < 1250); интервалы варьирования переменных в кодовом выражении: высокоглиноземистый цемент (Ц): 0 < Ц <1; глина (Г): 0< Г<0,75; наполнитель из динаса (Д): 0< Д <1.
В ходе исследований установлено, что при оптимальном соотношении компонентов сырьевая смесь обладает комплексом свойств, необходимых для изготовления жаростойких пенокерамобетонов. Предпочтительными являются
Содержание добавки, %
составы, содержащие ВГЦ в количестве 15. ..20 %, глину - 40. ..60 % и наполнитель - 15...30 %.
Показано, что изменение среднего размера воздушных ячеек в интервале 1.. .6 мм не оказывает значительного влияния на прочность пенокерамобетона.
Составлены и экспериментально подтверждены расчетные модели теплопроводности, теплоемкости и теплопроницания, определены зависимости усадки и прочности ПКБ различной плотности.
Выполненный комплекс методологических и технологических исследований послужил основой для разработки составов пенокерамобетонов различного назначения (табл. 11).
Таблица 11
Основные свойства пенокерамобетонов
(патенты № 2294906, № 2300508, положительное решение № 2011126318/03)
Свойства Пенокерамобетоны Промышленные аналоги*
Жаростойкие Общестроительпые ПД Gomel- glass ПБ
теплоизоляционные констр,-теплоизоляционные
Плотность, кг/м3 350...450 300... 350 450... 1100 400 180 300
Прочность при сжатии, МПа 1,1. ..1,5 1,3...1,6 1,8...12 0,5..0,8 0,7.. 1,2 0,5..0,7
Термостойкость, теплосмены 15 — от 5 0 0
Теплопроводность, Вт/(м-°С) 0,09.. .0,13 0,08.. 0,085 0,11... 0,19 0,082 0,06 0,08
Теплоёмкость, кДж/(кг-°С) 0,64... 0,72 0,79..0,8 0,79...0,8 0,84 0,84 0,84
Температура эксплуатации, °С, не более 1200 900 900 900 550 250
Сорбционное увлажнение, %, не более нн 4,3 4,1 7,5 о,з 8...12
Стоимость, руб./м3 3984 2783 3650 8500 1 6800 3500
*ПБ - пенобетон неавтоклавный (ГОСТ 25485-89), ПД - пенодиатомит, Gomel-glass — пеностекло производства ОАО «Гомельстекло» (РБ)
Внедрение результатов исследований осуществлялось по следующим основным направлениям:
1. Улучшение качества безобжиговых пеноминеральных композиций.
Разработаны конструктивные решения основных перемешивающих аппаратов и технология их производства, организовано производство стеновых и
теплоизоляционных поробетонов. В результате проведения опытно-внедренческих работ за период с 2002 по 2004 гт. был запущен цех по производству ячеистых бетонов на ОАО «Стройдеталь №2», г. Пенза. Мощность первой очереди экспериментальной технологической линии составила в смену 25...30 м3 пенобетона плотностью 300...600 кг/м3, производимого с широким использованием местных горных пород.
2. Создание инновационного производства по выпуску изделий из пе-нокерамобетона.
Осуществлялось в рамках реализации проекта — победителя конкурса Фонда содействия инновациям в научно-технической сфере (программа «Старт»), Софинансирование работ и доведение разработанных составов Г1КБ до опытно-промышленной стадии осуществлялось ООО «ПБКомпозит» совместно с ООО «Новые технологии» (г. Пенза). С 2005 по 2009 гг. были разработаны рабочие чертежи, изготовлено основное и вспомогательное технологическое оборудование. В период с 2006 по 2011 гг. на производственной базе ООО «Новые технологии» налажен промышленный выпуск легковесов плотностью 450...600 кг/м , предназначенных для внутренней футеровки термических печей с максимальной температурой эксплуатации до 1250 °С.
Применение разработанной методологии проектирования составов Г1КБ, основанной на управлении процессами формирования минерально-фазового состава материала, а также использование доступных и широко распространенных горных пород позволяют получить ячеистые материалы с высоким уровнем конкурентоспособности.
Стоимость пенокерамобетонов общестроительного назначения значительно ниже стоимости существующих иенодиатомитовых и пеностекольных материалов и сопоставима со стоимостью неавтоклавных пенобетонов. Улучшение технических характеристик исследованных пенокерамобетонов в сравнении с пенобетоном и традиционной пенокерамикой обеспечено повышением показателей прочности, снижением сорбционного увлажнения материала и сохранением высоких теплофизических свойств при эксплуатации.
Стоимость разработанного жаростойкого пенокерамобетона в 2...2,5 раза меньше стоимости существующего аналога при сопоставимых показателях физико-механических свойств и эксплуатационных затратах. Снижение стоимости ПКБж обусловлено использованием в качестве минеральной основы доступных разновидностей глинистого сырья, сокращением до 15...20 % расхода наиболее дорогостоящего компонента жаростойких бетонов (высокоглиноземистого цемента), возможностью утилизации в качестве наполнителя отработанных огнеупорных изделий из динаса или шамота и применением в качестве порообразо-вателя недорогих синтетических пенообразователей.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
1. С использованием системного подхода:
- разработаны научно-технические принципы получения новых пено-стеклокерамических материалов (пенокерамобетонов), заключающиеся в последовательном формировании их структуры; при этом достижение заданных параметров на первом этапе осуществляется по классической пенной технологии, а на втором этапе - посредством обжига, в результате которого формируются окончательные параметры микро- и макроструктуры, обеспечивающие повышение показателей эксплуатационных свойств;
- установлены общие закономерности формирования структуры и свойств пенокерамобетонов из модифицированных полиминеральных смесей на основе опалкристобалитового и алюмосиликатного природного сырья в сочетании с цементными технологическими связками и синтетическими пенообразователями;
- разработана и обоснована методология исследования зависимостей «состав - свойство» для решения оптимизационных задач, возникающих при проектировании пенокерамобетонов с заданными свойствами.
2. Проведенными исследованиями установлено:
- незначительное количество цементного вяжущего (10... 15 %), вводимого в состав ячеистого материала в качестве технологической связки, обеспечивает прочность пенокерамобетонного сырца, а в процессе дальнейшей термической обработки является реакционно-активным веществом, вступающим во взаимодействие с преобладающим кремнистым или алюмосиликатным компонентом сырьевой смеси с образованием упрочняющих (муллитовых, волластонитовых и др.) кристаллических фаз;
- эффективное управление процессами синтеза минерально-фазового состава ПКБ с целью повышения уровня показателей основных свойств достигается введением модифицирующих добавок, способствующих улучшению качества пеноминеральных масс и образованию легкоплавких эвтектик, формирующих при охлаждении высокопрочные и малотеплопроводные стекловидные фазы.
3. Разработан метод проектирования составов пенокерамобетонов, основанный на оптимизации минерально-фазового состава материала межпоровых перегородок по теплопроводящим и прочностным показателям. Получены расчетные зависимости, обеспечивающие адекватное прогнозирование указанных показателей на этапе проектирования пенокерамобетона и учитывающие свойства материала-основы, показатели ячеистой структуры и температурно-влажностные условия эксплуатации.
4. Сформулированы критерии оценки качества керамического сырья применительно к пенокерамобетонам. Установлено, что формирование качественной пеноминеральной массы происходит при использовании природных минеральных компонентов со следующими показателями: электрокинетический потенциал - от -17,1 до -13,5 шУ; коэффициент гидрофильноеги - не менее 3,5; величина рН водной вытяжки - 8,3...9,0; содержание водорастворимых соеди-
нений кальция и магния - минимальное (суммарная концентрация Са2+ и не более 0,4 %).
5. Предложена методика выбора вида и количества пенообразователя, учитывающая влияние рецептурных факторов на устойчивость пеноминеральных систем, а также на процессы схватывания и твердения материала. На примере пластификатора на основе нафталинформальдегидных соединений выявлено, что в присутствии С-3 наблюдается увеличение концентрации пенообразователя в сырьевом растворе, позволяющее уменьшить количество вводимого пенообразователя на 20...25 % или увеличить кратность вспенивания (в 1,3...1,5 раза). Установлено также, что аналогичное положительное влияние оказывают добавки пластификаторов на основе меламинформальдегидных соединений (Ме1теШ Р150, МеШих 1641Р) и модифицированных лигносульфонатов (ЛСТ).
6. Установлено, что в качестве стеклоформирующих добавок флюсующего действия целесообразно использовать натрий-, фтор- и свинецсодержащие вещества. Экспериментальными исследованиями подтверждено, что введение в состав сырьевой смеси указанных добавок в количестве 3,5... 11% обеспечивает увеличение прочности материала-основы пенокерамобетона базового состава с 25 до 38... 50 МПа и существенное (в 1,8...3 раза) снижение сорбционного увлажнения материала в сравнении с существующими изделиями из пористой керамики или ячеистых бетонов.
7. Показано, что стеклоформирующие добавки (плавни) на основе фосфатов и пирофосфатов натрия способствуют увеличению устойчивости пеноми-неральной системы (в 3,0...3,5 раза) в случае применения в составе пенокерамобетона глин, оказывающих резко отрицательное воздействие на показатели пеномассы. Установлено, что введение указанных добавок сопровождается дополнительным диспергированием частиц глины, что обусловливает повышение устойчивости вспененных суспензий и ускоряет процесс спекания материала межпоровых перегородок. Благодаря эффекту пластификации и комплексной модификацтш исходных сырьевых систем, применение добавок на основе фосфатов, фторидов и карбонатов натрия позволяет реализовать многофакторное управляющее воздействие на процессы формирования структуры и свойств пенокерамобетона: их участие в формировании стеклокристаллической структуры материала межпоровых перегородок сочетается с воздухововлекшощим (увеличение кратности минерализованной пены на 20...25 %), водоредуцирующим (снижение водопотребности на 25...30 %), а для добавок (Ыа3Р04, Ма^СЬ, МагНгРгСЬ) и стабилизирующим эффектами.
8. Установлен характер совместного влияния пенообразователей, комплексных модификаторов (пласгификатор+стабилизатор+плавень), а также цементных связок на процессы формирования микроструктуры пенокерамобетона. Показано, что присутствие в составе сырьевой смеси комплексной добавки, состоящей из пластификатора (С-3, ЛСТ, Мс1шсп1 Р15С, МеШих 1641Р) и электролита (ЫаН, Ка3Р04), создает синергетический эффект при формировании микроструктуры, что положительно влияет на реотехнологические свойства (снижение вязкости более 2,5 раз) и эксплуатационные показатели материала.
9. На основании термодинамических расчётов составлена схема возможных м ш I ер ал о о б р аз у ю щи х процессов, происходящих при обжиге минеральных систем, применяемых в технологии пенокерамобетона. Методом РФА установлен фазовый состав пенокерамобетонов различного назначения и подтверждено, что после обжига в материале происходит образование минеральных фаз, способствующих получению материала с требуемым комплексом эксплуатационных свойств.
10. С использованием разработанного рецептурно-технологического подхода получены составы пеноминеральных систем на основе кремнистых (опочиых) и алюмосиликагных (глинистых) осадочных горных пород, предназначенные для изготовления однослойных и многослойных ограждающих конструкций, применяемых в гражданских зданиях и теплоэнергетических сооружениях.
11. Разработаны модификации пенокерамобетона различного назначения, способные эффективно работать в экстремальных температурных и влажност-ных условиях эксплуатации (температура до 1250 °С, относительная влажность до 97%):
- жаростойкие модификации, получаемые путем обжига при 1230...1250 °С сырьевых смесей, базовым компонентом которых является глинистое сырье в сочетании с добавкой высокоглиноземистого цемента. Жаростойкие пенокера-мобетоны характеризуются следующими показателями свойств: средняя плотность — 350...500 кг/м3, коэффициент теплопроводности - 0,09. ..0,10 Вт/(м-°С), прочность при сжатии - 1,0. ..1,4 МПа, термостойкость — более 12 циклов;
- общестроительные (малосорбционные) модификации, получаемые посредством обжига при 900...950 °С сырьевых смесей на основе опочного природного сырья в сочетании с портландцементными технологическими связками (ПЦ, ШПЦ, ТТПЦ). Общестроительные пенокерамобетоны характеризуются следующими показателями свойств: средняя плотность - 350...500 кг/м3, прочность при сжатии - 0,7...1,2 МПа, коэффициент теплопроводности -0,095...0,11 Вт/(м°С), сорбционное увлажнение - не более 4,5 %.
12. Разработан алгоритм процесса оптимизации и составлено программное обеспечение для выполнения автоматизированного проектирования составов пенокерамобетонов с заданными показателями свойств.
13. Разработано новое направление по решению крупной проблемы строительно-технологической отрасли, связанное с повышением эффективности теплозащиты зданий, технологических объектов и технологического оборудования, снижением себестоимости строительства и экономией энергоресурсов. В основе предлагаемых решений лежит широкое применение доступных природных сырьевых ресурсов, составляющих минеральную основу всех разработанных составов пенокерамобетонов.
14. Определены рациональные области применения и технико-экономическая эффективность производства разработанных пенокерамобетонов. Подтверждена конкурентоспособность ячеистых материалов, получаемых с использованием технологии пенокерамобетона.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: Монографии
1. Прошин, А.П. Пенобетон (состав, свойства, применение) / А.П. Прошин, В.А. Береговой, A.A. Краснощеков, A.M. Береговой. - Пенза: ПГУАС, 2003.162 с.
2. Береговой, A.M. Энергоэффективные здания и их конструкции с учетом использования местных материалов/ А.М. Береговой, В.А. Береговой. - Пенза: ПГУАС, 2006. - 204 с.
3. Береговой, В.А. Жаростойкие пенобетоны /В.А. Береговой, H.A. Проши-на, Е.В. Королев, А.М.Береговой, О.В. Болотникова. - Пенза: ПГУАС, 2007. -111 с.
4. Береговой, В.А. Ячеистые материалы на местных вяжущих смешанного типа твердения / В.А. Береговой, E.H. Самошина, H.A. Прошина. - Пенза: ПГУАС, 2010.-124 с.
5. Береговой, A.M. Энергосбережение в зданиях с конструкциями из местных материалов/ A.M. Береговой, В.А. Береговой. - Пенза: ПГУАС, 2011. -131с.
6. Береговой, В.А. Эффективные теплоизоляционные пенокерамобетоны/ В.А. Береговой, Е.В. Королев, Ю.М. Баженов. - М.: МГСУ, 2011. -264 с. Научные издания по перечню ВАК РФ
7. Прошин, А.П. Теплотехническая эффективность использования высокона-полненных композитов в ограждающих конструкциях /А.П. Прошин, В.А. Береговой, A.M. Береговой // Промышленное и гражданское строительство. -1996. -№11- С.42-43.
8. Соломатов, В.И. Теплотехнические свойства тяжелых композитов для защиты от радиации / Е1.И. Соломатов, А.П. Прошин, В.А. Береговой, A.M. Береговой //Известия вузов. Строительство. — 1998 — №9.— С.29-33.
9. Прошин, А.П. Расчетная схема теплопроводности высоконаполненных материалов/ А.П. Прошин, В.А. Береговой, A.M. Береговой // Известия вузов. Строительство,- 2000. -№1- С. 14-16.
10. Береговой, A.M. Теплоаккумулирующие свойства материалов и конструкций ограждений в процессах формирования теплового режима зданий /A.M. Береговой, А.Г1. Прошин, В.А. Береговой// Известия вузов. Строительство. - 2002. - №7. - С.4-6.
11. Прошин, А.П. Ячеистый бетон для зданий нового поколения /А.П. Прошин, В.А. Береговой, A.M. Береговой //Известия вузов. Строительство. - 2002. - №5. -С. 101-102.
12. Прошин, А.Г1. Ячеистый бетон для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и инженерных коммуникаций / А.П. Прошин, В.А. Береговой, A.M. Береговой // Строительные материалы. — 2002.—№7,- С.24-26.
13. Прошин, А.П. Технология и оборудование по производству малоэнергоемких композиций на основе пенобетона для ограждающих конструкций /А.П. Прошин, В.А. Береговой, A.M. Береговой, А.А.Краснощеков // Вестник БГГУ им. В.Г. Шухова. - 2003. -№ 4,- С. 39-42.
14. Береговой, В.А. Жаростойкие пенобетоны на вяжущих смешанного типа твердения / В .А. Береговой, А.И. Еремкин, А.П. Прошин, A.M. Береговой, О.В. Болотникова // Строительные материалы. - 2005. - №1. - С.50-51.
15. Прошин, А.П. Составы для устройства конструктивных слоев монолитных полов и межкомнатных перегородок /А.П. Прошин, В.А. Береговой, E.H. Сак-сонова // Строительные материалы. - 2005. - №6. - С.44-47.
16. Береговой, В.А. Разработка составов и экспериментальной технологической установки по производству пористых материалов на композиционных вяжущих / В .А. Береговой, Е.В.Королев, А.М.Береговой, А.И. Ерёмкин, Т.А. Болтышева //Строительные материалы. — 2006. - №6. - С. 8-10.
17. Береговой, В.А. Эффективные пенокерамобетоны для жилищного и специального строительства / В.А. Береговой // Строительные материалы. - 2008. -№9.-С. 93-96.
18. Береговой, В.А. Методика подбора и обоснование компонентного состава сырьевых смесей для изготовления пенокерамобетонов/ В.А. Береговой, Е.В. Королев, H.A. Пронина, A.M. Береговой // Строительные материалы. - 2011. -№6.-С. 66-70.
19. Королев, Е.В. Расчет и конструирование технологических аппаратов для производства изделий из пенокерамобетона /Е.В.Королев, В.А.Береговой, Н.А.Прошина //Интернет-вестник ВолгГАСУ. - 2011. - №3(17). - Раздел 10.
20. Береговой, В .А. Теплоизоляционная газостеклокерамика на основе кремнистых горных пород / В .А. Береговой, Д.С. Костин, A.M. Береговой // Известия Вузов. Строительство, 2011. -№10 - С. 43-50.
21. Королев, Е.В. Использование показателя теплопроводности при проектировании пенокерамобетонов на основе опалкристобалитовых пород /Е.В.Королев,
B.А.Береговой, Д.С.Костин, A.M. Береговой // Вестник МГСУ. - 2012. - № 3-
C. 90-95.
22. Королев, Е.В. Исследование процессов пластификации сырьевых смесей, применяемых в технологии кремнистого пенокерамобетона / Е.В.Королев, В.А.Береговой, Д.С.Костин //Известия КГАСУ,-2012.-№3 (21).-С. 133-138.
Периодические печатные издания и журналы:
23. Прошин, А.П. Полифункциональные строительные материалы - один из эффективных способов решения экологических проблем / А.П. Прошин, В.А. Береговой, A.M. Береговой // Экологический вестник Черноземья. - 1999. -№7.-С. 144-149.
24. Beregovoi, V.A. Heat-conducting properties of small-power-hungry cellular concrete /V.A.Beregovoi, A.P.Proshin, A.M. Beregovoi // Asian journal of civil engineering (building and housing) - Tehran, 2000. - Vol.1, No. 4. - P. 103-107.
25. Береговой, В.А. Теплоизоляционный ячеистый бетон на основе гипсоце-ментно-пуццоланового вяжущего /В.А. Береговой, А.П. Прошин, С.Н. Солда-тов, A.M. Береговой // Бетон и железобетон в Украине. -2001.- №1. - С.2-4.
26. Прошин, А.П. Ячеистые бетоны для тепловой защиты зданий и сооружений/ А.П. Прошин, В.А. Береговой, A.M. Береговой, Е.А Волкова // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века. - 2002. - №4. - С.10-11.
27. Прошин, А.П. Прогнозирование теплопроводящих свойств поризованных арболитобетонов в процессе эксплуатации / А.П. Прошин, В.А. Береговой, A.M. Береговой, С.Н. Солдатов //Бетон и железобетон в Украине. - 2003. - №4. - С.5-7.
28. Прошин А.П. Ячеистый бетон и его применение в конструкциях «здоровых» зданий /А.П. Прошин, В.А. Береговой, А.М.Береговой, О.В. Болотникова // Вестник Волжского регионального отделения РААСН. - 2005. - №8.— С. 97103.
29. Береговой, В.А. Особенности структурообразования жаростойких поробе-тонов на многокомпонентных вяжущих смешанного типа твердения / В.А. Береговой, A.M. Береговой, Е.А. Волкова, О.В. Болотникова, Р.Н. Сигалов // Региональная архитектура и строительство. — 2006. — №1. — С. 90-96.
30. Береговой, A.M. Показатели эффективности энергосбережения путем снижения теплопотерь через наружные ограждения /A.M. Береговой, В.А. Береговой// Региональная архитектура. — 2009. - №1 - С.63-68.
Международные и всероссийские конференции, зарубежные публикации;
31. Прошин, А.П. Теплоизоляционный арболитобетон, изготовленный с использованием современных ПАВ /А.П. Прошин, В.А. Береговой, A.M. Береговой и др. //Академические чтения «Проблемы строительной теплофизики, систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях». — М. :НИИСФ,2001.- С.45-50.
32. Proshin, А.Р. New thermal insulation materials /A.P.Proshin, V.A.Beregovoi, E.A.Volkova, A.M. Beregovoi //Program, report and information at the international scientific and technical conference. - Tenerife, Spain, 2001. - P.108-110.
33. Прошин, А.Г1. Стеклокомпозиты из отходов промышленности /А.П. Прошин, В.А. Береговой, Т.А. Улыбина, A.M. Береговой //Доклады Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы архитектуры и строительства». - Лимассол, Кипр, 2003. - С. 11-12.
34. Beregovoi, V.A. Effective insulated materials on mineral base /V.A. Beregovoi // Reports and information of International scientific and technical conference: Problems of urban construction, engineering equipment, improvement and ecology. — Casablanca, Morocco, 2003. - P. 64-66.
35. Береговой, В.А. Поризованные жаростойкие композиции с использованием местных минеральных ресурсов Пензенской области для теплоэнергетического строительства /В.А. Береговой, А.П. Прошин, A.M. Береговой//Сборник научных трудов XXXII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства» — Пенза: ПГАСА,2003. - 4.1— С. 10-12.
36. Береговой, В.А. Пенобетонные композиции для объектов жилищного и теплоэнергетического строительства /В.А. Береговой, А.П. Прошин, А.И. Еремкин // Материалы VIII Академических чтений РААСН «Современное состояние и
перспективы развития строительного материаловедения». — Самара: СамГАСУ,
2004.-С. 66-68.
37. Beregovoi, V.A. Foam concrete of wide use under regional conditions /V.A. Be-regovoi, A.P. Proshin, A.M. Beregovoi //Материалы международной научно-практической конференции. — Хаммамет, Тунис,2004. - Р. 184-187.
38. Proshin, A.P. Unautoclave foam concrete in construction, adopted to the regional conditions/ A.P.Proshin, A.I. Eremkin, V.A. Beregovoi, A. M. Beregovoi // 6th International Congress «Global Constructions». - Scotland, UK: University of Dandy,
2005.-Vol. 6.-P. 115-120.
39. Береговой, B.A. Прогнозирование эксплуатационных свойств пенобетонных композиций / B.A. Береговой, А.П. Прошин // Материалы докладов Академических чтений, посвященных 75-летию Ю.М. Баженова. - Белгород: БГТУ, 2005. -С. 72-78.
40. Береговой, В.А. Исследование свойств современных ПАВ, применяемых для изготовления пенобетонных композиций / В.А. Береговой, А.Г1. Прошин, Е.Н.Саксонова//Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства. Строительные материалы и конструкции». - Пенза: ПГУАС, 2005. - С. 109-111.
41. Береговой, В.А. Использование теплопроводности в качестве критериального показателя оптимизации составов поробетонов специального назначения / В.А. Береговой, А.П. Прошин, Е.В.Королёв, O.B. Болотникова // Материалы X Академических чтений РААСН.- Казань: КГАСУ, 2006.-С.85-88.
42. Береговой, В.А. Оптимизация составов жаростойких поробетонов по критерию удельной теплоёмкости /В.А.Береговой, А.П.Прошин, A.M. Береговой, Т.А. Болтышева, Е.Н. Саксонова //Материалы X Академических чтений РААСН. - Казань: КГАСУ, 2006. - С. 82-85.
43. Береговой, В.А. Использование кремнистых горных пород для получения легких керамических материалов /В.А. Береговой, Н.А. Прошина, Е.Н.Саксонова // Актуальные проблемы современного строительства: Сборник докладов международной НТК. - Пенза: ПГУАС, 2007. - С. 46-47.
44. Береговой, A.M. Теплоаккумулирующая способность материала в тепловой защите ограждений /A.M. Береговой, В.А. Береговой, А.В. Гречишкин //Материалы VIII Международной научно-практической конференции. - Пенза: ПГУАС, 2007.-С. 138-140.
45. Beregovoi, V.A. Heat-resisting foam concrete based on aluminum silicate / V.A. Beregovoi, A.I. Eremkin, A.M. Beregovoi //7th International Congress «Concrete: constructions sustainable option» - Scotland, UK: University of Dandy, published by Bre press,2008.- Vol. Concrete for fire Engineering. - P. 263 -272.
46. Korolev, E.V. Model of destruction and method for forecasting of composite materials resistance / E.V. Korolev, A.N. Bormotov, A.I. Eremkin, V.A. Beregovoi // 7th International Congress «Concrete: constructions sustainable option» - Scotland, UK, University of Dandy, published by Bre press, 2008. -Vol. Concrete durability: achievement and enhancement. - p. 345-356.
47. Береговой, В.А. Волластонитовая пенокерамика для теплоизоляции горячих поверхностей / В.А. Береговой, Д.С. Костин, М.А. Крылов // Сборник трудов XIII международной научно-практической конференции «Энерго- и ресурсосберегающие технологии в системах теплогазоснабжения и вентиляции». - Пенза: ПГУАС, 2011. - С. 251 -254.
Патенты:
1. Каркасный композит: пат. № 2128152 РФ / Прошин А.П., Береговой В.А.; опубликовано 27.03.1999 г.
2. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала: пат. № 2159753 РФ /Прошин А.П., Береговой В.А.; опубликовано 27.11.2000 г.
3. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного ячеистого бетона: пат. № 2215714 РФ /Прошин A.II, Береговой В.А., Береговой А.М и др.; опубликовано 10.11.2003 г.
4. Каркасный арболит: пат. № 2243188 РФ / Прошин А.П., Солдатов С.Н., Береговой В.А.; опу бликовано 27.12.2004 г.
5. Состав для изготовления легковесного безобжигового огнеупора: пат. № 2294906 РФ /Прошин А.П., Береговой В.А., Болотникова О.В., Саксонова E.H.; опубликовано 10.03. 2007 г., бюл. № 7.
6. Композиция для изготовления легковесного огнеупорного строительного материала: пат. № 2300508 РФ /Береговой В.А., Саксонова E.H., Королев Е.В., Береговой A.M.; опубликовано 10.06. 2007 г., бюл. № 16.
БЕРЕГОВОЙ ВИТАЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
ЭФФЕКТИВНЫЕ ПЕНОКЕРАМОБЕТОНЫ ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНОГО И СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Подписано в печать 25.09.2012. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать на ризографе. Усл. печ. лист. 2,32 Тираж 120 экз. Заказ №280
Издательство ПГУАС Отпечатано в полиграфическом центре ПГУАС 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 28 E-mail: office@pguas.ru
Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Береговой, Виталий Александрович
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Общие сведения о пеностеклокерамических материалах: мировой опыт про- 15 изводства и современные тенденции
1.1.1. Патентные исследования
1.1.2. Результаты научных исследований и научно-техническая информация
1.1.3. Тенденции развития технологий пеностеклокерамических материалов
1.2. Технологические предпосылки создания эффективных пенокерамобетонов
1.3. Материалы для производства пенокерамобетонов
1.3.1. Минеральная сырьевая база
1.3.2. Пенообразователи и корректирующие добавки
1.4. Технологические особенности процессов формирования ячеистой структуры
1.5. Современные подходы к исследованию взаимосвязи состава и свойств по- 67 ристых композиционных материалов
1.5.1. Прочностные свойства
1.5.2. Теплофизические свойства 71 Выводы
ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Цели и задачи исследования
2.2. Применяемые материалы и их характеристики
2.3. Методы исследований и аппаратура
2.4. Статистическая оценка результатов измерений и методы 88 математического планирования эксперимента
2.5. Методика приготовления образцов пенокерамобетона 89 в лабораторных условиях
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДА
НИЯ ПЕНОКЕРАМОБЕТОНОВ РАЗЛИЧНОГО
НАЗНАЧЕНИЯ
3.1. Критерии качества ПКБ различного назначения
3.2. Методики выбора компонентов и проектирования составов ПКБ
3.2.1. Теоретические основы выбора оптимального модификатора
3.2.2. Метод определения фазового соотношения ПКБ по химическому соста- 103 ву компонентов
3.3. Методики оценки параметров состояния и структурных показателей ПКБ по 112 критерию теплопроводности
3.3.1. Расчет теплопроводности жаростойких ПКБ
3.3.2. Расчет теплопроводности пенокерамобетонов общестроительного на- 120 значения
3.4. Методика оценки структурных показателей ПКБ по критерию прочности
3.5. Методика оценки рецептурных факторов по критерию усадки
3.6. Алгоритм конструирования ПКБ 141 Выводы
ГЛАВА 4. СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ И СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА- 151 ОСНОВЫ
4.1. Исследование процессов формирования ячеистой структуры
4.1.1. Влияние минеральных компонентов на свойства пеноминеральных сме
4.1.2. Влияние рецептурных факторов на реологические свойства сырьевых 157 смесей
4.2. Исследование влияния пенообразователей на гидратацию вяжущих и проч- 164 ность материала-основы
4.2.1. Влияние пенообразователей на гидратацию цементов системы СаО- 164 А
4.2.2. Влияние пенообразователей на гидратацию цементов системы СаО- 176 БЮз
4.3. Исследование адсорбции пенообразующих добавок и органических пласти- 181 фикаторов на поверхности минеральных частиц
4.4. Исследование влияния природных сырьевых компонентов на свойства пен
4.4.1. Влияние минерального типа
4.4.2. Влияние лиофильных показателей
4.4.3. Влияние химического состава
4.5. Влияние модификаторов на свойства пенокерамобетонных смесей
4.5.1. Добавки-стабилизаторы
4.5.2. Влияние органических пластификаторов
4.5.3. Влияние неорганических пластификаторов
4.5.4. Синергетизм пластификаторов
4.6. Перечень рекомендуемых модификаторов 232 Выводы
ГЛАВА 5. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПЕНОКЕРАМОБЕТОНОВ
5.1. Кремнистые пенокерамобетоны общестроительного назначения
5.1.1. Структурообразование материала-основы
5.1.2. Выбор добавок-модификаторов
5.1.3. Определение оптимальных параметров макроструктуры
5.2. Жаростойкие пенокерамобетоны
5.2.1. Структурообразование материала-основы
5.2.2. Влияние материала-основы на термомеханические свойства
5.2.3. Теплофизические свойства 293 Выводы
ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ПЕНОКЕ- 303 РАМОБЕТОНОВ
6.1. Технология жаростойких пенокерамобетонов
6.1.1. Основные сырьевые компоненты и требования к ним
6.1.2. Принципиальная технологическая схема
6.1.3. Промышленная апробация
6.1.4. Расчет и конструирование технологических аппаратов
6.2. Технология пенокерамобетонов общестроительного назначения
6.2.1. Основные сырьевые компоненты и требования к ним
6.2.2. Промышленная апробация
6.3. Технико-экономическое обоснование производства и применения ПКБ
6.3.1. Жаростойкие пенокерамобетоны
6.3.2. Пенокерамобетоны общестроительного назначения 342 Выводы
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Введение 2012 год, диссертация по строительству, Береговой, Виталий Александрович
Актуальность.
Анализ современной проблематики строительного материаловедения показывает, что введение новых норм по теплозащите зданий и сооружений послужило стимулом для стремительного развития технологии производства теплоизоляционных материалов. За последние годы были разработаны полимерные и минеральные теплоизоляционные материалы, обладающие высокими технико-экономическими показателями, внедрены прогрессивные отечественные и зарубежные технологии их изготовления.
Однако современные положительные тенденции в технологии теплоизоляционных материалов практически не затронули «пенную технологию», которая, имея потенциалы прогрессивности, конкурентоспособности и экономичности, способна обеспечить значительные сдвиги в решении задач снижения материалоемкости строительной продукции, экологии, расширения сырьевой базы для производства эффективных теплоизоляционных материалов. Несмотря на очевидные технологические преимущества, способ пенообразования применяется сравнительно редко, что обусловлено недостаточной проработкой научно-практических основ получения пеноминеральных материалов. В настоящее время отсутствуют общие методологические принципы, основанные на системном подходе к исследованию процессов структурообразования, рассматривающие проектирование составов с учетом взаимозависимости факторов триады «материал-конструкция-эксплуатационная среда» и содержащие математический аппарат с необходимым набором теоретических и инженерных расчетных зависимостей, позволяющих осуществлять управление технологическими процессами получения ячеистого материала с заданными свойствами.
Изложенное позволяет констатировать, что существует объективная необходимость решения комплекса материаловедческих задач, направленных на совершенствование технологии получения пеноминеральных теплоизоляционных материалов с целью реализации имеющегося резерва повышения качества и расширения области их рационального применения.
Необходимо отметить, что в отечественной практике имеются положительные примеры производства достаточно эффективных ячеистых материалов на минеральной основе, например из пенокерамики или пеностекла. Однако процесс получения таких материалов предусматривает использование пенообразователей на основе дефицитного природного или белкового сырья, что, наряду с большой энергоемкостью производственного цикла и ограниченностью минеральной сырьевой базы, является существенным недостатком существующих технологий производства ячеистых обжиговых материалов. Кроме того, кремнистая пенокерамика характеризуется повышенной сорбционной способностью, ограничивающей область ее рационального применения производством жаростойких материалов, а пеностекло - недостаточной для большинства типов ограждающих конструкций жилых зданий воздухо- и паропроницаемостью.
Таким образом, очевидна актуальность исследований, направленных на разработку составов и технологии изготовления эффективных ячеистых композитов, обладающих положительными качествами пенобетонов (доступность технологического оборудования и возможность использования синтетических пенообразователей), пенокерамики (отсутствие усадочных деформаций, долговечность, достаточная паропроницаемость; возможность использования в качестве основного компонента доступных горных пород) и пеностекла (низкая сорбционная способность).
Один из возможных путей повышения качества и конкурентоспособности обжиговых пенных материалов заключается в разработке гибридной технологии их изготовления, в которой рационально совмещены технологические подходы, используемые при изготовлении пенобетонных и пенокерамических материалов. Суть рассматриваемой технологии заключается в том, что на первом этапе, используя технологию пенобетона, получают малоцементный материал (ячеистый сырец) с коагуляционно-конденсационным типом микроструктуры. На втором этапе производится обжиг цементного сырца, в процессе которого протекает комплекс физико-химических процессов, связанных с термической активизацией основного минерального сырьевого компонента из алюмосиликатных или кремнистых горных пород. Высокотемпературная обработка способствует увеличению количества цементирующего вещества, повышению компактности упаковки микрочастиц и удалению из системы пенообразующей добавки. В процессе обжига формируется новый фазовый состав и микроструктура матричного вещества, а сам ячеистый материал, переходя на новый более высокий уровень качества, трансформируется в пе-нокерамобетон (ПКБ).
Теплопроводность, как способность строительных материалов оказывать термическое сопротивление на пути прохождения теплового потока, имеет огромное значение, предопределяя их функциональное назначение в конструкциях зданий и сооружений. Знание закономерностей формирования важнейших теплофизических констант (теплопроводности, теплоемкости, термического расширения, термостойкости) позволяет повысить качество материалов и более надежно прогнозировать их работу в условиях эксплуатации, что является актуальной задачей в свете достижения объявленных правительством РФ целей по повышению энергоэффективности современного строительства.
Большинство ТУ и ГОСТов на стеновые и теплоизоляционные материалы нормируют как теплопроводность, так и прочность изделий. Даже теплоизоляционные материалы, не воспринимающие никаких значимых нагрузок, должны иметь прочность, достаточную для их транспортировки, монтажа и последующего ремонта в процессе эксплуатации. При этом совмещение требований низкой теплопроводности и достаточной прочности в одном материале является сложной научно-практической задачей, решение которой может быть найдено путем рационального совмещения уже существующих технологий и разработки новых научно-методических подходов к этой проблематике.
Композиционные материалы, по сути, представляют собой конгломераты, состоящие из мелкодисперсных частиц, формирующих микроуровень и частиц более крупных размеров, формирующих макроуровень. Микроструктурный уровень создается в результате затвердевания вяжущего, наполнителей и других мелкодисперсных добавок. Применительно к теплоизоляционным материалам микроуровень обозначают терминами «матрица» или «материал-основа». В качестве компонента, формирующего макроуровень ячеистого материала, принято рассматривать газообразную фазу, параметры которой определяют как прочностные, так и теплопрово-дящие показатели искусственного конгломерата. Основными параметрами газовой фазы являются средний размер, равномерность распределения, степень замкнутости, характер внутренней поверхности, геометрический фактор формы.
В целях получения расчетных зависимостей при исследовании механизма формирования показателей теплоизоляционного материала, состоящего из большого количества компонентов, часто применяют полиструктурный подход. В рамках этого подхода аналитические закономерности можно получить, последовательно рассматривая отдельные структурные уровни материала, каждый из которых состоит из относительно небольшого числа компонентов. Причем компоненты считаются однородными во всем объеме материала и их свойства оцениваются по усредненным показателям.
Следуя полиструктурному подходу, ячеистый материал можно представить как двухкомпонентную систему, включающую материал-основу и газовые ячейки. При этом отдельные свойства такого материала можно рассматривать в виде функции от соответствующих показателей и количественного соотношения компонентов. Например, исследование теплопроводности материала-основы пенокерамобе-тона следует проводить, представляя материал, состоящим из двух фаз - кристаллической и стеклообразной. В процессе детального исследования можно постепенно перейти к рассмотрению теплопроводности отдельных фаз и их теоретическому определению. Полиструктурное моделирование материалов является достаточно общепризнанным и широко применяется при исследовании свойств, как традиционных бетонов, так и вновь создаваемых композитов с заранее заданными показателями свойств.
Одной из главных задач настоящей работы являлось выработка научно-практических основ пенокерамобетонной технологии с целью повышения качества обжиговых теплоизоляционных материалов. В результате используемого технологического подхода формируется заданный минерально-фазовый состав пеностек-локерамического материала, оптимизированный по механическим, теплофизиче-ским и гидрофизическим свойствам.
В практической плоскости работа направлена на создание инновационного производства пеностеклокерамических строительных материалов с высокими технико-экономическими показателями, достигаемыми за счет использования природного материала (опок, глин, диатомитов), корректирующих добавок и управляющих технологических воздействий.
Диссертационная работа выполнена в рамках тематического плана госбюджетных НИР Федерального агентства по образованию РФ, проводимых по заданию Министерства образования РФ и финансируемых из средств федерального бюджета на 2003.2008 гг., госбюджетных тем, финансируемых РААСН (2004.2006 гг.), совместной Межотраслевой программы сотрудничества Минобразования РФ и Спецстроя РФ (2003 г.), гранта на проведение НИР в рамках федеральной целевой программы по поддержке малых предприятий в научно-технической сфере (2005.2006 гг.), гранта министерства регионального развития РФ (г. Пенза, 2010 г.), а также ряда исследовательских работ, выполненных по заказам строительных предприятий Пензенской области (2006-2011 гг.).
Научная новизна работы заключается в теоретическом обосновании процесса получения, установлении общих закономерностей формирования структуры и критериев для ее оценки, прогнозировании свойств пеностеклокерамических материалов (пенокерамобетонов) из модифицированных полиминеральных смесей на основе пластичного и непластичного природного сырья в сочетании с цементными технологическими связками и синтетическими пенообразователями.
Основные научные результаты, полученные при выполнении диссертационных исследований, состоят в следующем:
1. Разработаны методологические основы получения высококачественных строительных композитов по технологии пенокерамобетона, предусматривающей направленное формирование параметров стеклокерамической микроструктуры обжигового материала из пеноминеральных смесей, стабилизированных добавками цементных вяжущих в количестве 10. 15 %. Показано, что применение модифицирующих добавок на основе ряда неорганических солей и органических пластификаторов положительно влияет на технико-эксплуатационные характеристики получаемого материала (снижается теплопроводность на 10. 15 % (в сухом состоянии), уменьшается сорбционное увлажнение в 1,8.3,0 раза, увеличивается прочность при сжатии в 2,5.3,0 раза по отношению к базовым составам).
2. Обоснованы режимы обжига пенокерамобетонов различного назначения, позволяющие сформировать минерально-фазовый состав материала с заданным комплексом тепло- и гидрофизических, а также механических свойств в интервале температур 900.950 °С (для общестроительных модификаций), 1230.1250 °С (для жаростойких модификаций). Показано, что использование подобранных модифицирующих добавок интенсифицирует процесс образования эвтектик требуемого состава и обеспечивает повышение технико-эксплуатационных характеристик получаемого материала за счет формирования при охлаждении заданного количества (от 15 до 40 %) прочных, низкотеплопроводных и малогигроскопичных стекловидных фаз.
3. Установлено влияние рецептурных факторов на реотехнологические свойства сырьевых смесей: разработанные добавки значительно (в 2,5.4 раза) снижают их вязкость и способствуют уменьшению общей водопотребности вспениваемых масс на 25. .30 %.
4.Выявлены закономерности адсорбции при совместном введении синтетических пенообразователей и органических пластификаторов; доказано наличие механизма конкурирующей адсорбции молекул пенообразователя и пластификатора на поверхности частиц цементной технологической связки. Разработана методика выбора пенообразователя по критериям кратности и стойкости пен, а также прочности пенокерамобетонного сырца.
5. Установлены закономерности влияния сырьевых компонентов пенокерамо-бетона на кратность и стойкость пен. Разработаны критерии отбора природных компонентов, включающие оценку их химического и минералогического состава, а также гидрофильных и электрокинетических свойств.
6. Сформулированы принципы подбора составов полифункциональных добавок, сочетающих водоредуцирующий и воздухововлекающий эффекты с положительным влиянием на процессы спекания материала межпоровых перегородок, формирования состава и свойств образующихся стекловидных фаз.
7. Установлены основные закономерности формирования минерально-фазового состава пенокерамобетона; выявлено, что в процессе термической обработки продукты дегидратации цементного камня активно взаимодействуют с природными компонентами сырьевой смеси с образованием упрочняющих кристаллических фаз - волластонита, плагиоклаза. При этом свободный оксид кальция, образующийся на начальных ступенях обжига, полностью расходуется на обеспечение процесса синтеза указанных кристаллических соединений и водостойких стекловидных фаз.
8. С использованием феноменологического подхода разработаны расчетные методы определения теплопроводящих и прочностных свойств пенокерамобетона, учитывающие свойства основных фаз, а также параметры ячеистой структуры; предлагаемый метод расчета теплопроводности позволяет производить адекватный прогноз этого важнейшего показателя пенокерамобетона с учетом заданных температурно-влажностных условий эксплуатации.
9. Установлены основные закономерности влияния рецептурно-технологических факторов на физико-технические свойства разработанных пено-керамобетонов. Подобраны режимы температурной обработки, позволяющие эффективно управлять процессами формирования микроструктуры пенокерамобетона и обеспечивающие достижение требуемого уровня эксплуатационных показателей материала.
10. Разработан метод проектирования составов пенокерамобетонов различного назначения с заданными свойствами, учитывающий химико-минералогический состав сырьевых компонентов, их влияние на процесс получения пеноминеральных масс, термическое спекание материала межпоровых перегородок и формирование стеклокристаллической микроструктуры.
Практическое значение работы:
1. Разработаны реализуемые на практике научно-практические основы технологии изготовления пенокерамобетонов с улучшенными эксплуатационными показателями по сравнению с существующими видами пенокерамики.
2. Найдены технологические решения, позволившие существенно расширить минерально-сырьевую базу для производства пеностеклокерамических материалов за счет применения в качестве основного компонента доступного и широко распространенного природного сырья из опалкристобалитовых или алюмосиликат-ных горных пород.
3. Установлено оптимальное сочетание требуемых строительно-технических характеристик пенокерамобетонов на основе модифицированного опочного или глинистого сырья в зависимости от назначения материала и условий его эксплуа
1 г *> * тации.
4. С использованием технологии пенокерамобетона определены режимы получения строительных материалов следующего функционального назначения:
- общестроительные: теплоизоляционные со средней плотностью 300.350 кг/м\ теплопроводностью не более 0,085 Вт/(м-°С), прочностью при сжатии 1,3. 1,5 МПа и сорбционным увлажнением до 4,5 %; конструкционно-теплоизоляционные со средней плотностью 450. 1100 кг/м"\ прочностью при сжатии 1,8.12 МПа, теплопроводностью 0,11.0,19 Вт/(м-°С) и сорбционным увлажнением до 4,1 %;
- жаростойкие: со средней плотностью 350.450 kt/mj, прочностью при сжатии 1,1. 1,5 МПа, термостойкостью 15 циклов, теплопроводностью 0,09.0,12 Вт/(м-°С) и температурой эксплуатации до 1250 °С.
5. Разработаны нормативные и регламентирующие документы для производства и применения пенокерамобетонов из опочного сырья: технические условия ТУ 575400-001-68365026-11 «Изделия и материалы из пенокерамобетона»; конструктивные решения ограждающих конструкций с использованием изделий из пенокерамобетона внедрены в проектную практику ОАО «Гражданпроект».
6. Произведена компоновка оборудования в технологическую линию по производству пенокерамобетонов, разработаны требования к основным механизмам, применяемому сырью и технологическим режимам.
Реализация результатов исследований. Основные положения и полученные результаты использованы при разработке и проектировании опытно-промышленных линий по производству пеноминеральных строительных материалов на ОАО «Стройдеталь №2» (г. Пенза), ООО «Новые технологии» (г. Пенза), ООО «Пенокерамобетон» (г. Пенза) для объектов гражданского и теплоэнергетического строительства.
В период с 2006 по 2011 гг. на производственной базе ООО «Новые технологии» налажен промышленный выпуск жаростойких изделий из полученных составов для внутренней футеровки печей термической обработки стальных деталей. Выпускаемые изделия имеют размеры 250х 120><60 мм и характеризуются максимальной температурой эксплуатации 1250 °С.
Практические результаты проведенных исследований внедрены в производство на ООО «Пенокерамобетон», ООО «ПБКомпозит», ООО «Новые технологии». Полученные материалы рекомендованы ОАО «Гражданпроект» для использования в строительстве в виде конструктивных решений ограждающих конструкций с применением теплоизоляционных пенокерамобетонов.
Результаты исследований, проведённых в рамках диссертационной работы, составили основу инновационных разработок: проекта «Новые композиционные ячеистые материалы с улучшенными технико-экономическими показателями для объектов жилищного и теплоэнергетического строительства», победившего в конкурсе «Старт» в рамках ФЦП по поддержке инноваций в научно-технической сфере (Москва, 2005 г.); проекта «Разработка и создание инновационной технологии производства пенокерамобетонов с использованием минерального сырья Пензенской области для строительства энергоэффективных зданий», победившего в региональном конкурсе инновационных проектов (г. Пенза, 2010 г.).
В 2012 году на основании проведенного конкурсного отбора результаты исследований были признаны инновационно-значимыми и получили поддержку венчурного фонда Пензенской области. В настоящее время ОАО «Пензенский региональный фонд поддержки инноваций» осуществляет финансирование работ по внедрению разработанных пенокерамобетонов и сопутствующих изделий в опытно-промышленное производство.
Теоретические и экспериментальные результаты исследований используются в учебном процессе по дисциплинам «Материаловедение. Технология конструкционных материалов», «Строительные материалы», «Методы и средства научных исследований» для студентов, обучающихся по направлению 270800 «Строительство».
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на международных и всероссийских научно-практических конференциях, в том числе:
- научно-практической конференции по результатам реализации в 2003 г. Межотраслевой программы сотрудничества Минобразования РФ и Спецстроя РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» (Москва, МГСУ, 2003 г.);
- VIII Академических чтениях РААСН «Современное состояние и перспективы развития строительного материаловедения» (Самара, СГАСУ, 2004);
- X Академических чтениях РААСН «Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Пенза-Казань, ПГУАС-КГАСУ, 2006 г.);
- международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы современного строительства» (Пенза, ПГУАС, 2005 и 2007 г.); международном конгрессе SIB-08 «Наука и инновации в строительстве» (Воронеж, ВГАСУ, 2008 г.);
- VI и VII Международных конгрессах по бетонам и конструкциям «Global Construction: Ultimate Concrete Opportunities» и «Concrete: constructions sustainable option», проходивших в 2005 и 2008 гг. (Великобритания, Университет г.Данди).
В рамках разрабатываемого направления аспирантами под руководством автора защищены две диссертации на соискание ученой степени кандидата техн.наук.
Результаты выполненных исследований, образцы пенокерамобетонов и изделия из них демонстрировались и удостоились: дипломов РААСН в конкурсе на лучшие научные и творческие работы в области строительных наук (Москва, 2001 и 2004 г.); диплома Лейпцигской международной строительной выставки «Baufach» (Лейпциг, 2002 г.); диплома конкурса, учреждённого правительством Республики Татарстан в номинации «Лучшие инновационные разработки, привлекательные для реализации на территории Республики Татарстан» (Москва, ВВЦ, 2007 г.); диплома Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Москва, ВВЦ,
2007 г.); золотых медалей Всероссийского выставочного центра на III и VIII Московских международных форумах инноваций и инвестиций (Москва, ВВЦ, 2003 и
2008 г.). бронзовой медали II Всероссийского форума «Российским инновациям -российский капитал» (Саранск, 2009 г.); научной стипендии Губернатора Пензенской области (2003 г.); Благодарственного письма Губернатора Пензенской области (2012 г.).
На защиту выносятся следующие положения:
- принципы создания высококачественных пенокерамобетонов, основанные на направленной модификации материала-основы с целью формирования минерально-фазового состава с заданным комплексом теплофизических и прочностных свойств;
- закономерности структурно-фазовых изменений, происходящих в условиях пирогенного синтеза минерально-фазового состава пенокерамобетона с установлением рациональных границ варьирования основных рецептурных и технологических факторов; результаты экспериментальных исследований и математические модели влияния рецептурных факторов и технологических параметров на структуру и свойства получаемых материалов;
- прикладные основы для разработки оптимальных составов различных видов пенокерамобетона с заданными свойствами, включающие методы проектирования пенокерамобетонов различного назначения с учетом химико-минералогического состава сырьевых компонентов, а также методы прогнозирования изменения теплоизолирующих свойств при эксплуатации; критерии подбора сырьевых компонентов с учетом их влияния на свойства минерализованных пен и материала;
- оптимальные составы и технология производства эффективных теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и жаростойких пенокерамобетонов; результаты исследования эксплуатационных свойств разработанных материалов (прочностные свойства, стойкость к термическим циклам, теплопроводность);
- результаты внедрения в производство, а также опытно-промышленных испытаний разработанных материалов.
Достоверность и объективность результатов исследований обеспечивается использованием методически обоснованного комплекса структурно-чувствительных методов анализа (рентгенографического, электрокинетического, химико-аналитического, ИК-спектрометрического, фотоэлектроколориметрическо-го, микроскопического), современных средств измерений, статистической обработкой результатов, а также совпадением экспериментальных и расчетных данных.
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 104 работах, в том числе 16 статьях в профильных рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, 6 статьях в рецензируемых зарубежных научных изданиях. Результаты исследований обобщены в 6 научных монографиях. Новизна научно-технических решений подтверждена 6 патентами РФ на изобретения.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка использованных источников и приложений. Она содержит 388 страниц машинописного текста, в том числе 168 рисунков и 94 таблицы. Библиография включает 242 наименования.
Заключение диссертация на тему "Эффективные пенокерамобетоны общестроительного и специального назначения"
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
1. С использованием системного подхода разработаны научно-технологические принципы получения ПКБ, установлены закономерности создания и улучшения качества пенокерамобетонов на основе широко распространенных алюмосиликатных и кремнистых осадочных горных пород путем направленного формирования минерально-фазового состава и поровой структуры материала с учетом оптимизации рецептурно-технологической системы по критериям: «температура спекания», «прочность» и «теплопроводность».
Разработана и обоснована методология исследования зависимостей «состав-свойство» для решения оптимизационных задач, возникающих при проектировании ПКБ с заранее заданными свойствами.
2. Проведенными исследованиями установлено:
- незначительное количество (10. 15 %) гидравлического вяжущего, вводимого в состав ячеистого материала в качестве технологической связки, обеспечивает достаточную прочность пенокерамобетонному сырцу, а в процессе термической обработки является реакционно-активным веществом, продукты гидратации (дегидратации) которого вступают во взаимодействие с алюмосиликатными и кремнистыми компонентами сырьевой смеси и формируют кристаллические фазы, упрочняющие структуру пенокерамобетона;
- эффективное управление процессами формирования фазового состава материала и повышение качества ПКБ достигается за счет выбора вида цемента и корректирующих добавок, способствующих образованию легкоплавких эвтектик и получению высокопрочных и малотеплопроводных стекловидных фаз.
3. Разработан метод проектирования составов ПКБ на основе принципа формирования требуемого фазового состава межпоровых перегородок и доминирующего влияния свойств материала-основы на важнейшие эксплуатационные показатели пористого материала. В предлагаемом методе используются расчетные значения теплофизических и прочностных характеристик ПКБ, полученные с учетом свойств материала-основы, структурных показателей и условий эксплуатации (температура, влажность и др.).
4. Предложены рецептурно-технологические решения, позволяющие существенно улучшить качество пенокерамобетонов на основе рассмотрения и экспериментального изучения механизма формирования и проявления в процессе эксплуатации изделий теплопроводящих и прочностных свойств, а также влажностной усадки, гигроскопичности, термостойкости, плотности, параметров порового пространства.
5. Сформулированы критерии оценки качества керамического сырья применительно к пенокерамобетонам. Для обеспечения устойчивости пенокерамобетонной массы рекомендуется использовать природные минеральные компоненты, имеющие следующие показатели: дзета-потенциал от -13,5 тУ и выше; коэффициент гидрофильности более 3,5; отсутствие в составе соединений, насыщающих водный раствор ионами Са2+ и свыше 0,05 %; значение рН водного раствора более 8.
6. Впервые установлен характер влияния пенообразователей, комплексных добавок (содержащих пластификаторы, стабилизаторы, плавни), а также вида цемента на процессы формирования структуры материала-основы ПКБ. Показано, что с использованием синергетического эффекта, возникающего при оптимальном количестве корректирующих добавок, возможно получить материал с заданным комплексом эксплуатационных показателей. Получены количественные значения адсорбции ПО на поверхности частиц минеральной фазы, которые показали, что наименьшей адсорбирующей способностью характеризуются опока (3,0.4,1 мг/г) и диатомит (2,61.9,1 мг/г). Причем величина адсорбции ПО на поверхности частиц кремнистых пород в 3.4 раза меньше, чем на поверхности глин. Это различие является одной из причин ухудшения устойчивости пены при ее наполнении некоторыми видами глин.
7. Предложена методика выбора вида и количества пенообразователя, учитывающая влияние различных факторов на устойчивость пеномасс, а также на процессы схватывания и твердения, материала. Выявлено, что в присутствии пластификатора и стабилизатора наблюдается увеличение концентрации пенообразователя в растворе, позволяющее уменьшить количество вводимого пенообразователя для получения ПКБ требуемой плотности и снизить его негативное влияние на процесс твердения и прочность
8. Установлено, что в качестве добавок-плавней целесообразно использовать натрий-, фтор- и свинецсодержащие компоненты. Экспериментальными исследованиями подтверждено, что введение в состав ПКБ указанных добавок способствует значительному увеличению прочности материала-основы ПКБ и сохранению высоких теплоизолирующих показателей в процессе эксплуатации за счет резкого снижения сорбционного увлажнения материала по сравнению с традиционными ячеистыми бетонами.
9. Показано, что добавки-плавни на основе фосфатов, фторидов и карбонатов натрия не оказывают заметного влияния на свойства ненаполненной пены. Однако при наполнении пен алюмосиликатными компонентами сырьевой смеси ПКБ, оказывающими на пену негативное воздействие, введение вышеуказанных добавок способствует повышению устойчивости пеномассы. Установлено, что введение добавок-плавней приводит к увеличению относительного содержания частиц глинистых фракций, что благоприятно сказывается на устойчивости вспененных суспензий, а также способствует ускорению процесса спекания при температурной обработке. Предложенные добавки обладают полифункциональным действием, что подтверждается исследованиями реологических свойств: помимо улучшения основных эксплуатационных показателей их введение сопровождается воздухововле-кающим и водоредуцирующим эффектами, что позволяет интенсифицировать процесс воздухововлечения и снизить влажность ПКБ-сырца.
10. На основании термодинамических расчётов составлена схема возможных минералообразующих процессов, происходящих при обжиге минеральных систем, характерных для составов ПКБ. Методом РФ А установлен фазовый состав пеноке-рамобетонов различного назначения и подтверждено, что после обжига в материале происходит образование минеральных фаз, способствующих получению материала с требуемым комплексом эксплуатационных свойств.
11. С использованием нового рецептурно-технологического подхода разработаны составы пеноминеральных систем на основе кремнистых (опочных) и алюмо-силикатных (глинистых) осадочных горных пород, предназначенные для изготовления однослойных и многослойных ограждающих конструкций, применяемых в гражданских зданиях и теплоэнергетических сооружениях.
12. Разработаны составы жаростойких ПКБ и подобраны оптимальные соотношения между основными компонентами сырьевых смесей, состоящих из ВГЦ и легкоплавких глин. Получены жаростойкие ПКБ плотностью 400.500 кг/м"' со следующими показателями свойств: прочность на сжатие до первого нагрева -0,7. 1,0 МПа, прочность после первого нагрева до температуры 1250 °С - 1,0. 1,4 МПа, термостойкость - 10. 12 циклов воздушных теплосмен.
Разработаны составы теплоизоляционных ПКБ общестроительного назначения и подобраны оптимальные соотношения между основными компонентами сырьевых смесей на основе портландцементных вяжущих (ПЦ, ШПЦ, ППЦ) и кремнистых горных пород.
Получены ПКБ общестроительного назначения плотностью 350.500 кг/м3, характеризующиеся прочностью при сжатии после обжига 0,7. 1,2 МПа, теплопроводностью 0,095.0,11 Вт/(м-°С), сорбционное увлажнение которых не превышает 2 и 4,5 % (соответственно при относительной влажности воздуха 75 и 97 %).
Полученные составы ПКБ имеют более высокие показатели свойств, чем аналогичные материалы на основе пенодиатомита и неавтоклавного пенобетона.
13. Разработан алгоритм оптимизации составов как материала-основы, так и пенокерамобетонов с использованием полученных регрессионных зависимостей «состав-технологическое воздействие-свойство».
14. Разработано новое направление по решению крупной проблемы строительно-технологической отрасли, связанное с повышением эффективности теплозащиты зданий, технологических объектов и технологического оборудования, снижением себестоимости строительства и экономией энергоресурсов. В основе предлагаемых решений лежит широкое применение повсеместно распространенных природных сырьевых ресурсов, составляющих минеральную основу всех разработанных составов пенокерамобетонов.
15. Определены рациональные области применения и технико-экономическая эффективность производства разработанных пенокерамобетонов.
Библиография Береговой, Виталий Александрович, диссертация по теме Строительные материалы и изделия
1. Технические условия «Изделия и материалы из пеностекла» ТУ5914-001-73893595-2005 (ЗАО «Пермское производство пеносиликатов»)
2. Электронные источники с сайта www.gomelglass.com
3. Электронные источники с сайта www.foamglas.be
4. Ананьев, А.И. Теплотехнические свойства и морозостойкость теплоизоляционного пенодиатомитового кирпича в наружных стенах зданий Текст. / А.И.Ананьев, В.П.Можаев, Е.А.Никифоров, В.П.Елагин //"Строительные материалы", 2003 г. -№ 7.-С. 14-16.
5. Un novena matériau ceramigue leger la mausse d'argile «Zindustrie ceramigue». 1977. N 706. p. 342-344 (Франция).
6. Лундина, М.Г. Новое в производстве керамических стеновых материалов и дренажных труб / М.Г. Лундина, Т.Н. Забрускова. Обзорная информация ВНИИЭСМ. -М., 1978.-70 с.
7. Августиник, А.И. Керамика Текст. / А.И. Августиник. Л.: Стройиздат,1975. -593 с.
8. Ахундов, A.A. Основы количественной оценки процесса поризации минерального сырья Текст. / A.A. Ахундов // Строительные материалы, 1984. -№5- С.21-23.
9. Будников, П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров Текст. / П.П. Будников -М.:Стройиздат, 1972. 551 с.
10. Ребиндер, П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика Текст. / П.А. Ребиндер. М.: Стройиздат, 1979.-С. 142-143
11. Горлов, Ю.П. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы Текст. / Ю.П. Горлов, Н.Ф. Ерёмин, Б.У. Седунов. М.: Стройиздат, 1976. -192 с.;,
12. Горшков, B.C. Вяжущие, керамика и стеклокристаллические материалы. Структура и свойства Текст. / B.C. Горшков и др. М.: Стройиздат, 1995. - 584 с.
13. Стрелов, К.К. Технология огнеупоров Текст. / К.К. Стрелов, П.С. Мамыкин. -М.: Металлургия, 1978. 480 с.
14. Чумаченко, Н.Г. Методологические основы производства строительной керамики на основе природного и техногенного сырья Текст. / Н.Г. Чумаченко: Авто-реф. дис.докт. техн. наук. Пенза, 1999. -42 с.
15. Горяйнов, К.Э. Технология теплоизоляционных материалов и изделий Текст. / К.Э. Горяйнов, С.К. Горяйнова. М.: Стройиздат, 1982. - 376 с.
16. Кац, С.М. Высокотемпературные теплоизоляционные материалы Текст. / С.М. Кац. М.: «Металлургия», 1981. - 232 с.
17. Гузман, И.Я. Высокоогнеупорная пористая керамика Текст. / И.Я. Гузман. -М.: «Металлургия», 1971. 208 с.
18. Горбунов, Г.И. Исследование способности глинистого сырья к коагуляции в технологии пенокерамики Текст. / Г.И. Горбунов, В.А. Езерский, Д.В. Кролевец-кий // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века, 2004. №6. -С. 52-54.
19. Горбунов, Г.И. Технология пенокерамических стеновых и теплоизоляционных изделий Текст. / Г.И. Горбунов // Кровельные и изоляционные материалы, 2005 -№1,-С. 69-70.
20. Береговой, В.А. Жаростойкие пенобетоны на вяжущих смешанного типа твердения Текст. /В.А. Береговой А.И. Ерёмкин, А.П. Прошин, A.M. Береговой, О.В. Болотникова// Строительные материалы, 2005. -№1. С. 50-52.
21. Горлов, Ю.П. Технология теплоизоляционных материалов Текст. / Ю.П. Горлов, А.П. Меркин, A.A. Устенко. М.: Стройиздат, 1980. - 399 с.
22. Жуков, A.B. Искусственные пористые заполнители из горных пород Текст./ A.B. Жуков-Киев: Госстройиздат, 1962.- 111 с.;
23. Коношенко, Г.И. Технологические схемы производства термолита из опок различных разновидностей. Сб. трудов ВНИИСтрома: Эффективные искусственные пористые заполнители Текст. / Г.И. Коношенко, И.П.Миляков, М.В. Сафонова. -М, ВНИИСтром, 1988. 85 с.
24. Гончаров, Ю.И. Состояние керамической отрасли России и перспективы развития высоких технологий Текст. / Ю.И. Гончаров //Материалы Международного конгресса «Наука и инновации в строительстве SIB-2008, ВГАСУ, Воронеж, том 1. -с. 117.121.
25. Мэттьюз, Ф. Композитные материалы. Механика и технология Текст. / Ф. Мэттьюз, Р. Ролингс. М.: Техносфера, 2004. - 408 с.
26. Соломатов, В.И. Элементы общей теории композиционных строительных материалов Текст. /В.И. Соломатов //Материалы юбилейной конференции, 2001. М.: МИИТ. - С. 41-56.
27. Рыбьев, И.А. Материаловедение в строительстве Текст. / И. А. Рыбьев, Е.П. Казеннова-М.: Академия, 2008,- 528 с.
28. Пивинский, Ю.Е. ВКВС и керамобетоны. Основные этапы развития Текст./ Ю.Е. Пивинский //Новые огнеупоры, 2003,-№ 2. С.28-39.
29. Сычев, М.М. Неорганические клеи Текст. / М.М.Сычев — Л.: Химия, 1986.— 152 с.
30. Череватова, A.B. Строительные композиты на основе высоко концентрированных вяжущих систем Текст. / A.B. Череватова: Автореферат дисс. д-ра. техн. наук. Белгород, 2008. - 26 с.
31. Гришпун, Е.М. ВКВС и керамобетоны прорыв в технологии огнеупоров XXI века Текст. / Е.М.Гришпун, Ю.Е. Пивинский //Новые огнеупоры, 2002. - №2. -С.28-33.
32. Кирилишин, В.П. Кремнебетон Текст. / В.П. Кирилишин. Киев: Будевель-ник, 1975.-110 с.
33. Гришпун, Е.М. Новые огнеупоры производства ОАО «Динур» на службе у металлургов Текст. / Е.М.Гришпун, А. М. Гороховский, JI.A. Карпец // Новые огнеупоры, 2006. -№3. С. 39-41.
34. Мальцев, С. М. Применение керамобетонов в электролитическом производстве магния Текст. / С. М. Мальцев // Новые огнеупоры, 2005. № 8. - С. 3-9.
35. Дистанов, У.Г. Минеральное сырье. Опал-кристобалитовые породы. Справочник Текст. / У.Г. Дистанов. М.: Геоинформация, 1998. - с.27.
36. Дистанов, У.Г Кремнистые породы СССР Текст. / У.Г Дистанов. Татарское книжное издательство, 1976. -412 с.
37. Геология и полезные ископаемые мезо-кайнозойских отложений Ульяновской области Текст. / Под ред. А. П. Дедкова. Казань, 1964. -334 с.
38. Ермолаев А. А. Кремний в сельском хозяйстве Текст. / А. А., Ермолаев М.: Линф, 1992.-256 с.
39. Айлер Р. Колллоидная химия кремнезёма и силикатов (Пер. с англ.) Текст./ Р. Айлер-М.: Госстройиздат, 1959. -288 с.
40. Диатомиты Карелии: особенности формирования, размещения, перспективы использования Текст./ Отчет института геологии КарНЦ РАН. Петрозаводск. 2002.- 120 с.
41. Каримов, И.Ш. Тонко дисперсные минеральные наполнители в составах цементных композиций Текст./И.Ш. Каримов: Автореф. дис. канд. техн. наук. -СПб, 1996. -26 с.
42. Иваненко, В.Н. Строительные материалы и изделия из кремнистых пород Текст./ В.Н. Иваненко. Киев: Будевільник, 1978. - 119 с.
43. Каглер, М.А Фильтрование пива Текст./ М.А. Каглер, Я.И. Воборский М.: Агропромиздат, 1986. - 279 с.
44. Надольский, О. К. Диатомиты, трепелы и опоки Ульяновской области Текст./ О. К. Надольский //Краеведческие записки Ульяновского краеведческого музея. Вып 2. -1958. С. 319 -329.
45. Быков, В. Т. структура и адсорбционные свойства природных сорбентов // Природные сорбенты Текст./ Отв. ред. В. Т. Быков. М.: Наука, 1967. - 187 с.
46. Дьяков, В. М. Использование соединений кремния в сельском хозяйстве Текст./ В. М. Дьяков, В. В. Матыченков, В. А. Чернышев, Я. М. Аммосова // Актуальные вопросы химической науки и технологии и охраны окружающей среды. Вып. 7.-М.: НИИТЭХИМ, 1990. 32 с.
47. ГОСТ 2694-78 «Изделия пенодиатомитовые и диатомитовые. Технические условия», Москва.
48. Рахимов, Р.З. Современные теплоизоляционные материалы: Учебное пособие Текст. / Р.З. Рахимов, Н.С. Шелихов. Казань: КГАСУ, 2006.-392 с.
49. Иванов, И.А. Местные строительные материалы Пензенской области Текст. / И. Иванов, А. Кондратов. Пенза, 1970. - 168 с.
50. Коношенко, Г.И. Технологические схемы производства термолита из опок различных разновидностей Текст. / Г.И. Коношенко, И.П. Миляков, М.В. Сафонова // Сб. тр. ВНИИСтрома: Эффективные искусственные пористые заполнители. -М.: 1988.-С. 85.
51. Иваненко, В.Н. Термолит Текст. / В.Н. Иваненко, Б.И. Дмитриев и др. Харьков: Прапор, 1965. - 128 с.
52. Иваненко, В.Н. Кремнистые породы и новые возможности их применения Текст. / В.Н. Иваненко, Я.Г. Белик. Харьков: Изд-во ХГУ, 1971. - 148 с.
53. Гладышев, Б.М. Получение искусственного пористого заполнителя спеканием лёгких кремнистых пород Текст. / Б.М. Гладышев, Б.И. Дмитриев, B.C. Немерцев // Строительные материалы, 1971. -№7. С. 12-16.
54. Липницкая, Т.Д. Пористые заполнители бетонов на основе опок Текст. / Т.Д. Липницкая, Р.Д. Азелицкая, A.A. Спасских // Строительные материалы, 1973. -№3. С. 24.
55. Иваненко, В.Н. Особо лёгкий заполнитель для бетонов из кремнистых пород Текст. / В.Н. Иваненко // Строительные материалы, 1975. №8. - С. 13.
56. Плотников, А. Производство пористых заполнителей и изделий на их основе Текст. / А. Плотников, J1. Онацкая, И. Котова // Обзорная информация ЦНТИ. -М, 1977, 64 с.
57. Парута, Г.А. Улучшение качества термолита модификацией окремнелых опок Текст. / Г.А. Парута: Автореф. Дис.канд.техн.наук. Одесса, 1988. - 18 с.
58. Котляр, В.Д. Опоки перспективное сырьё для стеновой керамики Текст. / В.Д. Котляр, Б.В. Талпа // Строительные материалы, 2007. - №2. - С. 31-33
59. Власов, В. В., Дистанов, У. Г. О составе кремнезёма кремнистых пород палеогена Среднего Поволжья Текст. / В. В. Власов, У. Г. Дистанов // Доклады АН СССР. Т. 128. №6. - 1959. - С. 114 - 116.
60. Крупинин, A.A. Пористые заполнители из кремнистых опаловых пород Текст. / A.A. Крупинин, Г.А. Петрухина, Г.И. Коношенко //Строительные материалы. -1973. -№3. С. 20-21.
61. Крупинин А.А, Петрухина Г.А., Иваненко В.И. и др. Искусственные пористые заполнители из кремнистых опаловых пород //Строительные материалы. -1975. № 8.С. 7-8.
62. Иванюта, Г.Н. стеновые керамические изделия на основе опок, модифицированных ПАВ Текст. / Г.Н. Иванюта: Автореф. Дис. .канд. техн. наук. Ростов-на-Дону, 2006. - 22 с.
63. Шахова, Л.Д. Пенообразователи для ячеистых бетонов Текст. / Л.Д. Шахова, В.В. Балясников. Белгород, 2002. - 150 с.
64. Демченко, П.А. Коллоидно-химическая классификация ПАВ /П.А. Демченко //Маслобойно-жировая промышленность. 1962. -№7 -с.27-30.
65. Корнеев, Г.К. Пены в пористых средах /Г.К. Корнеев. М.: Изд-во физ.-мат. литературы, 2001. - 192 с.
66. Неволин, В.Ф. Химия и технология синтетических моющих средств/ В.Ф. Неволин. М.: Пищевая промышленность, 1971,- 424 с.
67. Шахова, Л.Д. Некоторые аспекты исследований структурообразования ячеистых бетонов неавтоклавного твердения Текст. / Л.Д. Шахова // Строительные материалы. 2003 . №2 [приложение]. С. 4-7.
68. Петров, Г.С. Нефтяные сульфокислота и их техническое применение Текст. / Г.С. Петров, А.Ю. Рабинович. М., 1932.-95 с.71.
69. Меркин, А.П., Непрочное чудо Текст. / А.П., Меркин, П.Р. Таубе. М.: Химия, 1983 г.- 125 с.
70. Шехтер, Ю.Н. Поверхностно-активные вещества из нефтяного сырья Текст. / Ю.Н. Шехтер, С.Э. Крейн. -М.: Химия, 1974 г. -212 с.
71. Поверхностные плёнки в дисперсных структурах Текст. / под ред. Е.Д. Щукина. М.: Изд-во МГУ, 1988. 279 с.
72. Фридрихсберг, Д.А. Курс коллоидной химии Текст. / Д.А. Фридрихсберг. Л.: «Химия», 1974.-352 с.
73. Васильев, В. А. Физико-химические основы литейного производства Текст. / В.А. Васильев. М.: Издательство МГТУ, 1994. - 320 с.
74. Величко, Е.Г. Рецептурно-технологические проблемы пенобетона Текст. / Е.Г. Величко, А.Г. Комар //Строительные материалы, 2004 г. -№3- с.26-29.
75. Мартыненко, В.А. Тенденции развития формовочно-резательного оборудования для производства мелкоштучных ячеисто-бетонных изделий Текст. / В.А. Мартыненко // Строительные материалы, 2004 г.-№3- с. 18-19.
76. Ахундов, A.A. Состояние и перспективы развития производства пенобетона Текст. / A.A. Ахундов, Ю.В. Гудков // Вестник БГТУ им В.Т. Шухова, 2003 г. -№4,-с. 33-39.
77. Сахаров, ГЛ. Поробетон и технико-экономические проблемы ресурсоэнергос-бережения Текст. / Г.Л.Сахаров, В.П. Стрельбицкий //Вестник БГТУ им В.Г. Шухова. Научно-технический журнал, 2003 г. -№4- с.25-32
78. Румянцев Б.М., Критарасов Д.С. Пенобетон, проблемы развития Текст. / Б.М. Румянцев //Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века, № 1, 2002.-с. 14-15.
79. Адамсон, А. Физическая химия поверхностей (перевод с англ.) Текст. / А. Адамсон М.: Мир, 1979. - 566 с.
80. Дерягин, Б.В. Поверхностные силы Текст. / Б.В.Дерягин, Н.Ю.Чураев, В.М. Муллер-М.: Наука, 1985 185 с.
81. Кругляков, П.М. Пена и пенные пленки Текст. / П.М. Кругляков, Д.Р. Ексеро-ва. М.: «Химия», 1990. - 432 с.
82. Писаренко, А.П. Курс коллоидной химии Текст. / А.П. Писаренко, К.А. Поспелова, А.Г. Яковлев. М.: «Высшая школа», 1969. - 248 с.
83. Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии Текст. / С.С. Воюцкий. М.: «Химия», 1964.-574 с.
84. Русанов, А. И. Мицеллообразование в растворах поверхностно-активных веществ Текст. / А. И. Русанов. СПб: Химия, 1992. - 263 с.
85. Тихомиров, В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения Текст. / В.К. Тихомиров. М.: «Химия», 1975. - 264 с.
86. Патент № 2147566 Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного бетона Текст. / Г.А. Денисов, Т.А. Ухова.
87. Патент № 97104832 Способ приготовления пенобетона, сырьевая смесь для приготовления пенобетона и способ изготовления конструкций Текст. / А.П. Тру-хин, В.К. Максимов, Н.А. Пожидаев.
88. Патент № 2063936 Быстросхватывающийся цемент и способ изготовления изделий из ячеистого бетона на быстросхватывающимся цементе Текст. / С.А. Зу-бехин, Б.Э. Юдович, В.Ю. Рубенчик.
89. Будников, П.П. Влияние сульфитно-спиртовой барды на ускорение влагоотдачи при сушке глины Текст. / П.П. Будников // Доклады АН СССР, 1952, Т. 32, № 1, - с. 46.52.
90. Хигерович, М.И. Производство глиняного кирпича (физико-химические способы улучшения свойств) Текст. / М.И. Хигерович, В.Е. Байер М.: Стройиздат, 1984.-96 с.
91. Коллоидная химия / под ред. Б.В. Дерягина, Е.Д. Щукина. М.:Мир,1984. -320 с.
92. Баженов, Ю.М. Технология бетона Текст. / Ю.М. Баженов. М.: «Высшая школа», 1987.-415 с.
93. Будников П.П. Технология керамики и огнеупоров Текст. / П.П. Будников,-М.:Стройизат. -1962 . 350 с.
94. Горчаков, Г.И. Состав, структура и свойства цементных бетонов Текст. / Г.И. Горчаков, Л.П. Орентлихер, В.И. Савин. М.: Стройиздат, 1970. - 144 с.
95. Батраков, Б.В. Модифицированные бетоны Текст. /Б.В. Батраков М.: Стройиздат, 1990. - 400 с.
96. Масленникова, Г.Н. Расчеты в технологии керамики Текст. / Г.Н. Масленникова, Ф.Я. Харитовнов, И.В. Дубов. -М.: Стройиздат, 1991. -320 с.
97. Griffin, W., Classification of Surface-active Agents by "HLB'7 W.Griffin Hi. Soc. Cosmet. Chem., 1, 1949.-311.
98. Вавржин, Ф. Химические добавки в строительстве Текст. / Ф. Вавржин, Р. Крчма. М.: Стройиздат, 1964. - 287 с.
99. Слюсарь, A.A. Коллоидно-химические аспекты пластификации пенобетонных смесей Текст. / Слюсарь A.A. Лахпов К.А. //Всстник БГТУ, 2003,- №4. с. 89-95.
100. Добавки в бетон: справочное пособие / B.C. Рамачандран, Р.Ф. Фельдман, М. Коллепарди и др. (перевод с англ.). М.: Стройиздат, 1988. -575 с.
101. Ребиндер, П.А. О механической прочности пористых дисперсных тел Текст. / П.А. Ребиндер, Е.Д. Щукин, Л.Я. Марголис. ДАН СССР, 1964. -т. 154, № 3. - с. 695-968.
102. Крылов H.A. Радиотехнические методы контроля качества железобетона Текст. / H.A. Крылов, В.А. Калашников, A.M. Полищук. Л.: Стройиздат, 1966. -374 с.
103. Ратинов, В.Б. Добавки в бетон Текст. / В.Б. Ратинов, Т.И. Розенберг М.: Стройиздат, 1989.- 188 с.
104. Тараканов, О.В. Цементные материалы с добавками углеводородов Текст. / О.В. Тараканов. Пенза: ПГАСА, 2003. - 166 с.
105. Калашников, В.И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов Текст. / В.И. Калашников: Авто-реф. дисс. д-ра техн. наук. Воронеж, 1996.
106. Ратинов, В.Б. Исследование механизма и кинетики гидратации при твердении минеральных вяжущих веществ Текст. / В.Б. Ратинов: Автореф. дисс. д-ра хим. наук Москва, 1964. -24 с
107. Пинскер, В.А. Некоторые вопросы физики ячеистого бетона Текст. / В.А. Пинскер / В кн. «Жилые дома из ячеистого бетона». М.: Госстройиздат, 1963. - С. 102.
108. Чернышов, Е.М. Особенности строения, закономерности деформирования и разрушения высокопоризованных неорганических композитов Текст. / Е.М. Чернышов, Е.И. Дьяченко, Ю.А. Неупокоев // VI-е Академические чтения РААСН. -Иваново: ИГАСА, 2000. С. 572-580.
109. Патент № 2139268 Способ приготовления ячеистобетонной смеси Текст. / Черных В.Ф., Маштаков А.Ф., Герасимов В.В., Щибря А.Ю., Горохова М.В.
110. Патент № 2273621 Сырьевая смесь для изготовления пенокерамики Текст. / К.В. Галаган, А.Ф. Маштаков, В.Ф. Черных, A.B. Линьков.
111. Китайцев, В.А. Технология теплоизоляционных материалов Текст. /В.А. Китайцев. М.: Изд-во литературы по строительству, 1970. - 384 с.
112. Горлов, Ю.П. Технолохия теплоизоляционных материалов Текст. / Ю.П. Горлов, А.П. Меркин, A.A. Устенко. М.: Стройиздат, 1980. - 399 с.
113. Дятлова, Е.М. Тугоплавкие теплоизоляционные материалы, полученные способами пено- и газообразования Текст. / Е.М. Дятлова, С.А.Гайлевич, Г.Я. Минен-кова, С.Л. Радченко // Стекло и керамика, 2002.-№2. С. 20-23.
114. Крючков, Ю.Н. Теплоизоляционный легковесный материал Текст. /Ю.Н. Крючков, В.П. Минеев, C.B. Троянская, В.В. Ткач // Стекло и керамика, 1999. -№5.-С. 29-30.
115. Мишин В.М., Соков В.Н. Теоретические и технологические принципы создания теплоизоляционных материалов нового поколения в гидротеплосиловом поле. -М.: МПА, 1999.-352 с.
116. Мишин В.М., Соков В.Н. Теоретические и технологические принципы создания теплоизоляционных материалов нового поколения в гидротеплосиловом поле. М.: МПА, 1999.-352 с.
117. Меркин, А.П. Установка для получения и транспортирования пенобетонных смесей Текст. / А.П. Меркин, Е.А. Зудяев // Строительные и дорожные машины, 1992.-№11-12.
118. Майзель, И.Л. Технология теплоизоляционных материалов Текст. / И.Л. Май-зель, В.Г. Сандлер. М.: «Высшая школа», 1988. - 239 с.
119. Чернышов, Е.М. Особенности строения, закономерности деформирования и разрушения высокопоризованных неорганических композитов Текст. / Е.М. Чернышов, Е.И. Дьяченко, Ю.А. Неупокоев // VI-е Академические чтения РААСН. -Иваново: ИГАСА, 2000. С. 572-580.
120. Романенков, И.Г. Физико-механические свойства вспененных пластмасс Текст. / И.Г. Романенков. M., Изд-во Государственного комитета стандартов при Совете Министров СССР, 1970. - 32 с.
121. Александров, А.Я. Конструкции с заполнителями из пенопластов Текст. /
122. A.Я. Александров, М.Я. Бородин, В.В.Павлов. М., «Машиностроение», 1972. - С. 10.
123. Ахвердов, И.Н. Теоретические основы бетоноведения Текст. / И.Н. Ахвер-дов. -Мн.: Выш. шк„ 1991.-188 с.
124. Малинина, JI.A. Метод определения капиллярной контракции и структуры твердеющего цементного камня и бетона Текст. / JI.A.Малинина, Н.Н.Куприянов,
125. B.Ф. Хардина //Новые методы исследования свойств бетонной смеси и твердеющего бетона: Тр.НИИЖБ, 1977. -Вып.29. С.52-61.
126. Невилль, A.M. Свойства бетона/ A.M. Невилль-М.: Стройиздат, 1972. 344 с
127. Гаджилы, P.A. Целенаправленное изменение пористой структуры строительных материалов Текст. / P.A. Гаджилы // Строительные материалы, 2001 №8.1. C. 41-43.
128. Безверхий, A.A. Прочность композиционных материалов Текст. / А.А Безверхий. Новосибирск, СБИ, 2000. - 400с.
129. Kingery, W. Introduction to Ceramics / W. Kingery. NY, London, 1967. - p. 124.
130. Ицкович, С.M. Заполнители для бетона Текст. / С.М. Ицкович. Минск: «Высшая школа», 1972. - 272 с.
131. Lewiski, В. Betony lekkie /В. Lewiski //Budowinctwo betonowe , Warszawa, 1967. -t. IV.-р.Юб.ПО.
132. Бахтияров, К.И. Технология и заводское изготовление бетонов (тяжелых, легких и ячеистых) Текст. / К.И. Бахтияров. М.: Госстройиздат, 1963. - С. 120.
133. Черепанов, Б.С. Макроструктура пенокерамики и ее прочностные свойства Текст. / Б.С. Черепанов, Д.И. Давидович //Стекло и керамика. 1981. -№8. - С. 13-14.
134. Шапиро, Я.З. Исследования по технологии шамотных бетонных теплоизоляционных изделий Текст. / Я.З. Шапиро, Л.Г. Литвин // Огнеупоры. -1991. №7. -С. 4-7.
135. Августинник, А.И. Связь поровой структуры с прочностными свойствами Текст. / А.И. Августинник, И.М. Бордичевский // Стекло и керамика. -1980. -№3. С. 20-22.
136. Горчаков, Г.И. Строительные материалы и изделия Текст. / Г.И. Горчаков, Ю.М. Баженов М.: Стройиздат, 1986. - 686 с.
137. Власов, O.E. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций Текст. / O.E. Власов. Госстройиздат, 1933.
138. Кауфман, Б. Н. Теплопроводность строительных материалов Текст. / Б. Н. Кауфман, Из-во «По строительству и архитектуре», Москва. 1955. - 159 с.
139. Бужевич, Г.А. Легкие бетоны на пористых заполнителях Текст. / Г.А. Буже-вич. М.: Изд-во литературы по строительству, 1970. - с. 126.
140. Прошин, А.П. Пенобетон. Состав, свойства, применение Текст. / А.П. Про-шин, В.А. Береговой, A.A. Краснощекое, A.M. Береговой Пенза: ПГУАС, 2005. - 164 с.
141. Киселев, И.Я. Международное межлабораторное сопоставление результатов измерения теплопроводности теплоизоляционных материалов Текст. / И.Я. Киселев, А.Л., Сильвестров // Строительные материалы. 1992. -№ 2. - С.8-11.
142. Чудновский, А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов Текст. / А.Ф. Чудновский М.: Изд. физико-математической литературы, 1962. -456 с.
143. Шлыков Ю.П., Ганин Е.А. Контактный теплообмен Текст. / Ю.П. Шлыков, Е.А. Ганин. -М.: Госэнергоиздат, 1963. 144 с.
144. Ривкин М.С., Ерухимович И.Л., Пугач В.В. Аналитическое описание теплопроводности наполненных полимеров Текст. / М.С. Ривкин, И.Л. Ерухимович, В.В. Пугач //Теплофизические свойства веществ и материалов, 1991, выпуск 31188-193 с.
145. Комохов, П.Г. Структурная механика и теплофизика легкого бетона. Текст. / П.Г. Комохов, B.C. Грызлов. Вологда: Вологодский научный центр, 1992. - 313 с.
146. Дульнев, Г.Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов Текст. / Г.Н. Дульнев, Ю.П. Заричняк М.: Энергия, 1974. -264 с.
147. Довжик, В. Г. Расчет и нормирование теплопроводности керамзитобетона и других видов бетона Текст. / В. Г. Довжик // Бетон и железобетон. 2007. - №5 (548).-С. 15-19.
148. Миснар, А. Теплопроводность твердых тел, газов, жидкостей и их композиций Текст./А. Миснар.-М.:Мир, 1968. 464 с.
149. Кришер О. Научные основы техники сушки: пер. с нем. Текст. / О. Кри-шер. — М.:Мир, 1961.-540 с.
150. Уздалев, А. И. Задача теплопроводности для бесконечной полосы с отверстиями Текст. /А. И. Уздалев, В. Е. Старостин // Инженерно- физический журнал, 1973.-№24.—1124.
151. Соломатов, В.И. Полиструктурная теория строительных материалов Текст. / В.И. Соломатов // Новые композиционные материалы в строительстве, 1981. Саратов. - С. 5-9.
152. Соломатов, В.И. Эффективные композиционные строительные материалы и конструкции Текст./В.И.Соломатов, Ю.Б.Потапов, К.Ч.Чощшиев, М.Г. Бабаев. -Ашхабад: Злым, 1991. 268 с.
153. Королев, Е.В. Методика и алгоритм синтеза радиационно-загцитных материалов нового поколения Текст.:учебное пособие/ Е.В. Королев [и др.]. Пен-за:ПГУАС, 2009,- 132 с.
154. Масленникова, Г.Н. Керамические материалы Текст./ Т.Н. Масленникова, P.A. Маладзе, С. Мидзута, К. Кщумото. М.: Стройиздат, 1991. -320 с.
155. Шульц, М.М. Современные представления о строении стекол Текст./ М.М. Шульц, О.В. Мазурин. -JL: Химия, 1974.-е. 123.
156. Куколев, Г.В. Химия кремния и физическая химия силикатов Текст. / Г.В.Куколев. М.: Высшая школа, 1966. - 455 с.
157. Масленникова, Г.Н. Некоторые эмпирические модели расчета вязкости силикатных расплавов Текст./ Г.Н. Масленникова, Ф.Я. Харитонов // Электронная техника. Сер. 6, Материалы, 1981. вып. 5.
158. Стекло. Справочник Текст./ Под ред. Павлушкина. М.: Стройиздат, 1973. -487 с.
159. Дудеров, Ю.Г. Расчеты по технологии керамики. Справ, пособие Текст./ Ю.Г. Дудеров, И.Г. Дудеров. М.: Стройиздат, 1973. - 80 с.
160. Бережной A.C. Оценка температурной границы субсолидусного состояния многокомпонентных систем. Изв. АН СССР. Сер. Неорганические материалы, 1970. ,т.6№ 8.
161. Диаграммы состояния силикатосодержащих систем. Выпуск 3 Текст./ Торо-пов. Наука.: Ленинград, 1970. - 464 с.
162. Бутт, Л.М. Технология стекла Текст./ Л.М. Бутт, В.В. Поляк. Из-во лит-ры по строительству, Москва, 1971. - с. 367.
163. Дульнев, Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуреТекст./ Г.Н. Дульнев. М.: Высшая школа, 1984. - 247 с.
164. Крейт, Ф. Основы теплопередачи Текст./ Ф.Крейт, У. Блэк М.: Мир. - 1983. -512 с.
165. Физика. Большой энциклопедический словарь Текст./ Гл. редактор A.M. Прохоров. М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. - 944с.
166. Самедов, A.M. Деформирование и разрушение конструкций при термосиловых воздействиях Текст./ A.M. Самедов. М.: Стройиздат, 1989. - 432 с.
167. Береговой, В.А. Прогнозирование теплопроводящих свойств поризованных арболитобетонов в процессе эксплуатации Текст./ В.А. Береговой, А.П. Прошин, С.Н. Солдатов, A.M. Береговой //Бетон и железобетон в Украине. 2003. - № 4. -С. 5-8.
168. Проектирование тепловой защиты зданий СП 23-101-200, Государственный комитет РФ по строительству и ЖКК, (ГОССТРОЙ РОССИИ), Москва 2001. 45 с.
169. Франчук, А.У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов Текст./ А.У. Франчук. Москва, НИИСФ, 1969. - с. 137.
170. Выровой, В.П. Механизм усадки твердеющих и затвердевших композиционных строительных материалов Текст./ В.Н. Выровой // Технологическая механика бетона: Сб. науч. тр. Рига: РПИ, 1985. - С.22-27.
171. Комохов, П.Г. О влиянии структуры молекулы воды на развитие усадочных деформаций цементного камня и бетона Текст./ П.Г. Комохов //Сб.тр. Ленингр. ин-та инж. ж.-д. трансп, 1976. -№ 398. С. 103. 113.
172. Шейкин, А.Е. Структура и свойства цементных бетонов Текст./ А.Е. Шейкин, Ю.В. Чеховский. М.: Стройиздат, 1979. - 344 с.
173. Uchikawa, Н. Structural Change of Hardened Mortar by Drying (Структурные изменения в затвердевшем строительном растворе при сушке)/ Uchikawa Н., Hanehara S., Sawaki D // Ceram. Jap., 1991. №124. - p. 1-14.
174. Goto Т. Influence of water on drying shrinkage of hardening cement. (Влияние воды на усадку при высыхании затвердевшего цемента)/ Goto Т. //Ceram. Jap., 1990. -№8.-р.719-721.
175. Nagamatsu S., Kawakami Y. Shrinkage and stress caused by drying of concrete. (Усадка и усадочные напряжения при высыхании бетона) //Rev. 31st Gen. Meet. Techn. Sess., Tokyo, 1977. - pp. 151-153.
176. Щербаков E.H. О прогнозе величин деформаций ползучести и усадки тяжелого бетона в стадии проектирования конструкций Текст./ E.H. Щербаков //Сб. тр. ЦНИИС, М.: Транспорт, 1969. Вып.70. - С.20-54.
177. Лыков, A.B. Теория сушки Текст. / A.B. Лыков. М.: «Энергия», 1968. - 472 с.
178. Ахвердов, И.Н. Основы физики бетона Текст. / И.Н. Ахвердов. М.: Стройиздат, 1981.-464 с.
179. Соколова, Ю.А. Методологические принципы создания радиационно-защитных каркасных бетонов Текст. / Ю.А.Соколова, О.В. Королева, А.П. Само-шин, Е.В. Королев- М., ГАСИС, 2006. 52 с.
180. Королев, Е.В. Радиационно-защитные и коррозионно-стойкие серные строительные материалы Текст. / Е.В. Королев, А.П. Прошин, Ю.М. Баженов, Ю.А. Соколова. Москва: Палеотип, 2004. - 464 с
181. Клубова, Т.Т. Влияние глинистых примесей на коллекторные свойства песча-но-алевритовых пород Текст. / Т.Т. Клубова М.:Наука, 1970. - 122 с.
182. Аэров, М.Э. Аппараты со стационарным зернистым слоем Текст. / М.Э.Аэров, О.М.Тодес, Д.А. Наринский-JI.: Химия, 1979. 176 с.
183. Товбина, З.М. Диффузия йода в капиллярах селикогеля Текст. / З.М. Товби-на //Украинский химический журнал, 1968. Т.24, 1- с.20-25.
184. Трапезников, A.A. Текст. / A.A. Трапезников, Е.С. Докунина // Коллоидный журнал, 1978. -T.40, №1 с. 92-99.
185. Чернышев, Е.М. Управление процессами технологии, структурой и свойствами бетонов Текст. / Е.М.Чернышев, Е.И. Шмитько. Воронеж, ГАСУ, 2002. - 344 с.
186. Sherman P., Emulsions science / P. Sherman. Academic Press, New York, 1968. -p. 131.
187. Рахимбаев, III.M. Прибор и методика для измерения реологических свойств пенобетонных смесей в производственных условиях Текст. / Ш.М. Рахимбаев, Л.Д.Шахова, Д.В. Твердохлебов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005. № 9,- с. 291-293.
188. Кондо, Р. Фазовый состав затвердевшего цементного теста: VI Международный конгресс по химии цемента (т.2, книга 1) Текст. /Р.Кондо, М. Даймон. Москва, 1976,- с. 244-258.
189. Кузнецова, Т.В. Напрягающий цемент из сульфоалюминатного клинкера Текст. /Т.В. Кузнецова//Цемент, 1978. -№ 10.-с. 12-14.
190. И. Талабер. Глиноземистые цементы: VI Международный конгресс по химии цемента Текст. / Й. Талабер. М.: ВНИИЭСМ, 1974. - 32 с.
191. Химия. Большой энциклопедический словарь Текст. / Гл. ред. И.Л. Кнунянц. М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. - 792 с.
192. Кузнецова, Т.В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы Текст. / Т.В. Кузнецова,-М.: Стройиздат, 1986.- 208 с.
193. Кузнецова, Т.В. Физическая химия вяжущих материалов Текст. / Т.В.Кузнецова, И.В.Кудряшов, В.В. Тимашев. М.: Высш. Шк., 1989. -384 с.
194. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика Текст. / В.Г. Батраков. М.: Технопроект, 1998. - 480 с.
195. Черкинский, Ю.С. Химия полимерных неорганических вяжущих веществ Текст. / Ю.С. Черкинский Л.: «Химия», 1967. - с. 224.
196. Кравченко, И.И. Труды 2-ого Всесоюзного совещания по применению поверхностно-активных веществ в нефтяной промышленности Текст. / И.И. Кравченко и др. ГОСТО и техиздат, 1963. - С. 160.
197. Шинода, К. Коллоидные поверхностно-активные вещества Текст. / К, Шино-да, Т. Накагава, Б. Тамамуси, Т. Исемура М.: «Мир», 1966. - 315 с.
198. Бабушкин, В.И. О некоторых новых подходах к использованию методов термодинамики в решении проблем технологии вяжущих и бетона Текст. / В.И. Бабушкин // Цемент и его применение, 1998. № 3 - с. 50-56.
199. Книгина, Г.И. Лабораторные работы по технологии строительной керамики и искусственных пористых заполнителей Текст. / Г.И. Книгина и др. М: Высш. шк., 1985.-233 с.
200. Дерягин, Б.В. Экспериментальное исследование сольватации поверхностей в применении к построению математической теории устойчивости лиофильных коллоидов Текст. / Б.В.Дерягин, М.М. Кусаков // Изв. АН СССР, ОМЕН, серия химическая. 1937,-№ 5,-с.1119-1152.
201. Мелик-Гайказян, В.И. Конкурирующие представления в работах по пенной флотации и перспективы их применения для подбора реагентов Текст. / В.И. Мелик-Гайказян, Н.П.Емельянова//Известия вузов. Цветная металлургия, 2007. -№4. с.4-20.
202. Leja, J. Flotation theory: Molecular interaction between frothers and collectors of solid liquid - air interfaces/ J. Leja, H. Schulman // Trans.AIME, 1954. - v. 199p.221-228.
203. Ребиндер, П.А. Физико-химия флотационных процессов Текст./ П.А. Ребин-дер, М.Е.Липец, М.М. Римская, А.Б. Таубман. М.: Металлургиздат, 1933. - 230 с.
204. Кругляков, П.М. Механизмы пеногаеящего действия Текст./ П.М. Кругляков //Успехи химии «Обзорный журнал по химии», 1994. № 6. - Том 63, с.493-505.
205. Акимов, М.А. Влияние природы ПАВ на воздухововлечение в цементно-песчаных средах Текст./ М.А.Акимов, A.M. Нурсалова /Азербайджанский химический журнал, 1973 г. -№1 -с.25-29.
206. Петров, Г.С. Нефтяные сульфокислоты и их техническое применение Текст. / Г.С. Петров, А.Ю. Рабинович. М., 1932.
207. Николаев, А.Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе Текст. / А.Ф. Николаев. Ленинград: «Химия», 1966. - 768 с.
208. Бабушкин, В.И. Термодинамика силикатов Текст. / В.И. Бабушкин, Г.М. Матвеев, О.П. Медчедлов-Петросян. -М.: Стройиздат, 1965. 352 с.
209. Мищенко, К.П. Краткий справочник физико-химических величин Текст. / К.П. Мищенко и др. М-Л.: Химия, 1965. - 160 с.
210. Карапетьянц, М.Х. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ Текст. / М.Х. Карапетьянц, М.Л. Карапетьянц. М.: Химия, 1968.-470 с.
211. Верещагин, В.И. Моделирование структуры и оценка прочности строительной керамики из грубозернистых масс Текст. / В.И. Верещагин, А.Д. Шильцина, Ю.В. Селиванов // Строительные материалы, 2007. №6. - С. 65.
212. Мельниченко, Л.Г. Технология силикатов Текст. / Л.Г. Мельниченко, Б.П. Сахаров, H.A. Сидоров. М.: «Высшая школа», 1969. - 345 с.
213. Соколова, C.B. Исследование процессов структурной модификации жаростойких композитов растворами фосфатов Текст. / C.B. Соколова: Автореф. дис.канд.техн.наук. Самара: СГАСУ, 2006. - с. 16.
214. Горин, В. М. Легкий жаростойкий бетон ячеистой структуры Текст. / В. М. Горин, В. Ю. Сухов и др. // Строительные материалы, 2003 №8 - с. 17-19.
215. Масленникова М. Г., Карпова А. Л. Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях с температурой применения 1100 1200 °С. - В кн.: Жаростойкие бетон и железобетон и области их эффективного применения в строительстве. Волгоград, 1968 - 130 с.
216. Вознесенский, В.А. Современные методы оптимизации композиционных материалов Текст. / В.А. Вознесенский, В.Н. Выровой, В.Я. Керш и др. Киев: Будівельник, 1983. - 144 с.
217. Зазимко, В.Г. Оптимизация свойств строительных материалов: Учебное пособие для вузов. М.: Транспорт, 1981 - 103 с.
218. Математическая теория планирования эксперимента Текст. / под ред. С.М. Ермакова. М: Наука, 1983. 392 с.
219. Ахназарова, C.JI. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии Текст. / C.JI. Ахназарова, B.J1. Кафаров. М.: Высшая школа, 1985. - 327 с.
220. Блази, В. Справочник проектировщика. Строительная физика (пер. с нем.) Текст. / В. Блази. М.: Техносфера, 2004. - 480 с.
221. Еремкин, А.И. Примеры теплотехнического расчета наружных ограждающих конструкций зданий Текст. / А.И.Еремкин, A.M. Береговой, В.Н. Мигунов. Пенза: ПГАСА, 1998.-27 с.
222. Колесников, Е.А. Влияние открытой и закрытой пористости на прочность керамзита Текст./Е.А.Колесников, JI.A. Волчек /В кн. «Проблемы повышения прочности пористых заполнителей». НИИКерамзит, Куйбышев, 1972.
223. ГОСТ 22023-76. Материалы строительные. Метод микроскопического количественного анализа структуры.
224. Береговой, В.А. Эффективные пенокерамобетоны для жилищного и специального строительства Текст./ В.А. Береговой // Журнал «Строительные материалы», 2008,- №9 -с. 93-96.
225. Брагнинский Л.Н., Бегачёв В.И., Барабаш В.М. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчёта. Л.: Химия, 1984. - 336 с.
226. Мельников, В.И. Машины и аппараты для обработки жидких тел Текст./ В.И. Мельников. М.: НИИхиммаш, 1959,- вып. 29., с. 126-150.
227. Романков, П.Г. Примеры и задачи по курсу «Процессы и аппараты химической промышленности» Текст./ П.Г. Романков, М.И. Курочкина. Л.: Химия, 1984.-232 с.
-
Похожие работы
- Безобжиговые цементно-глиняные стеновые материалы
- Разработка параметрических рядов машин для формирования комплексных трубопроводостроительных потоков
- Структурообразование и технология композитов общестроительного и специального назначения на основе малоиспользуемых отходов металлургии
- Модифицирование расширяющихся вяжущих веществ с целью управления собственными деформациями и прочностью бетонов
- Порошковые и порошково-активированные бетоны с использованием горных пород и зол ТЭЦ
-
- Строительные конструкции, здания и сооружения
- Основания и фундаменты, подземные сооружения
- Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
- Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов
- Строительные материалы и изделия
- Гидротехническое строительство
- Технология и организация строительства
- Здания и сооружения
- Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
- Строительство железных дорог
- Строительство автомобильных дорог
- Мосты и транспортные тоннели
- Гидравлика и инженерная гидрология
- Строительная механика
- Сооружение подземного пространства городов
- Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
- Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия
- Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
- Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов