автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Модифицированная добавка бентонитовой глины для штукатурных растворов на основе портландцемента

Хпмич Татьяна Сергеевна

МОДИФИЦИРОВАННАЯ ДОБАВКА БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ ДЛЯ ШТУКАТУРНЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск - 2007

003058000

Работа выполнена в Сибирской государственной автомобильяо-дорожной академии

Паул ый руководитель

кандидат химических наук, доцент ХомичВ А.

доктор технических наук, профессор Чернявский И Я кандидат технических наук [Наймов М X

Офичиальные огтоненш

Ведущее предприятие

ООО НПО «Мостовик»

Защита состоится «10» мая 2007 года в 14 часов на заседании дис-

.00

сертационного совета ДМ 212 298 02 при Южно-Уральском государственном университете по адресу

г Челябинск, пр Ленина 76, Южно-Уральский государственный университет, ауд 1001

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Юялю-Уральскоз о государственного университета

Просим Вас принять участие з защите и направить Ваш отзыв, заверенный печатью, в двух экземплярах по адресу

1 Челябинск, ир. Ленина 76, Южно-Уральский государственный университет, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212 298 08

Автореферат разослан « » апреля 2007г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Б Я, Трофимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из решений проблемы социального жилья является реконструкция крупнопанельных зданий массовой застройки Улучшение эксплуатационных показателей повсеместно применяемых штукатурных растворов на основе портландцемента представляет собой актуальную задачу При этом создание наукоемких технологий с использованием местных и региональных ресурсов является наиболее перспективным

Известной добавкой к строительным растворам на основе цементного вяжущего является глина Она используется в качестве водоудерживающего и пластифицирующего компонента В Омской области имеется два вида глинистого сырьевого материала Это бентонитовая глина Любинского и суглинок Надеждинского месторождений Недостатком использования «жирной» бентонитовой глины является воздушная усадка, что вызывает появление трещин в тонкослойных композиционных покрытиях на основе портландцемента Для ликвидации этого недостатка требуется введение структурирующего и армирующего компонента в цементно-глиняную композицию

Известны структуроформирующие добавки в композиционные материалы, которыми являются тонкодисперсньте порошки, состоящие из агрегатов наночастиц (порошки технического углерода в глиняных композициях, порошок карбонитрида титана в композициях на фосфатном вяжущем)

В связи с этим целесообразно изучить действие структурирующих тонкодисперсных порошков на добавку глины, и подобрать порошки, улучшающие эксплуатационные показатели готовой штукатурной смеси на основе портландцемента Особый интерес представляет действие порошков технического углерода

Цель диссертационной работы заключается в разработке состава модифицированной тонкодисперсным порошком добавки глины к штукатурным растворам на основе портландцемента

Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1 Исследовать местное глинистое сырье как добавку к строительному раствору на основе портландцемента для штукатурных работ

2 Подобрать модификатор - тонкодисперсный порошок - к добавке глины, для чего изучить физико-механические (прочностные и реологические) характеристики и физико-химические свойства (водородный показатель изоэлектрического состояния поверхности) глинистых композиций

3 Разработать состав модифицированной техническим углеродом добавки глины в портландцемент

4 Разработать состав штукатурной смеси для обрызга и грунтовки на основе портландцемента с модифицированной техническим углеродом добавкой бентонитовой глины

5 Исследовать действие порошка-модификатора на эксплуатационные свойства штукатурного раствора на основе портландцемента

Общая методика исследований. В работе использовался комплексный подход, аналитический, статистический и экспериментальный методы исследований Методологической базой исследования послужили работы П П Будникова, А В Думанского, А И Августиника, Л И Кульчицкого, Г И Книгиной, М И Хигеровича, Г М Слабышева, В И Соломатова, П А Ребиндера, Ю М Баженова и других

В исследованиях применялись современные методы, способы, приборы и оборудование лабораторий ООО «ОмскстройЦНИЛ», ИППУ СО РАН, кафедры инженерной экологии и химии, кафедры дорожных и строительных материалов СибАДИ

Достоверность научных выводов и результатов исследований подтверждается корректностью применения апробированного математического аппарата с привлечением статистических методов обработки результатов экспериментов, согласованностью результатов теоретических положений с данными, полученными автором экспериментальным путем, показателями производственного внедрения, а также проведением экспериментов на современном испытательном оборудовании

Научная новизна работы состоит в следующем Установлено, что эксплуатационные характеристики строительного раствора на основе портландцемента улучшает добавка бентонитовой глины модифицированная техническим углеродом марки П 161 Технический углерод, имеющий линейную структуру агрегатов частиц и оптимальную структурированность, создает армирующую сетку в модифицированных цементно-глиняных композициях, тем самым снижает усадку строительного раствора, повышает его трещиностойкость, увеличивает паропроницае-мость

Новизна технических решений защищена патентом РФ № 2227079 от 20 04 2004

Практическая значимость работы Разработан состав штукатурного раствора ручного нанесения для наружных работ (обрызга и грунтовки) на основе портландцемента с модифицированной добавкой бентонитовой глины В качестве модификатора добавки используется технический углерод П 161, что позволяет снизить усадку, повысить трещиностойкость и увеличить паропроницаемость затвердевшего штукатурного раствора Смесь растворная, штукатурная, цементная, М75, Пк3, 01330 кг/м3, ГОСТ 28013 - 98, опробована на производственном участке ОАО «Омский комбинат строительных конструкций» Промышленное опробование проведено строительной организацией ООО «Мирава» Апробация работы.

Основные положения работы изложены на межрегиональных научно-технических конференциях Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (г Новосибирск, 2001, 2006 гг); междуна-

родных научно-практических конференциях Пензенской государственной архитектурно-строительной академии (г Пенза 2001, 2002, 2003 гг), международных научно-практических конференциях Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (г Омск, 2001, 2003, 2005 гг), международной научно-практической конференции Томского государственного архитектурно-строительного университета (г. Томск, 2003 г), международной научно-практической конференции Белгородского государственного технического университета им В Г Шухова (г Белгород, 2005 г), 58 - ой научной конференции Южно-Уральского государственного университета (г Челябинск, 2006 г )

Публикации. Основные положения работы опубликованы в 12 научных статьях и тезисах докладов, включая патент на изобретение № 2227079 Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, приложений на 20 страницах, списка использованной литературы из 121 наименования, 64 рисунка, 43 таблиц Общий объем диссертации 170 страниц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы Показаны научная новизна и практическая значимость работы Дана информация по внедрению и апробации результатов исследования

Первая глава посвящена аналитическому обзору состояния проблемы Представлен краткий исторический обзор использования добавок для строительных растворов Рассмотрен механизм действия и основные области использования добавок для строительных растворов

Модифицирующие добавки активно влияют на процесс гидратации цемента и на образование цементного камня Их введение дает возможности управлять технологическими, физико-механическими и эксплуатационными свойствами строительных растворов на основе цементного вяжущего

В данной главе содержится описание глины как добавки в строительные растворы, а именно коллоидная структура и коллоидно-химические (коллоидно-механические) свойства глинистых суспензий, физико-химических и технологических свойств глин в сыром (дообжиговом) состоянии, даны характеристики наносистем (ультрадисперсных систем) и описание ультрадисперсных порошков, а также их использования в качестве добавки к композиционным строительным материалам

Общие вопросы теории регулирования структурно-механических свойств глиняных дисперсий нашли свое отражение в работах А И1 Авгу-стиника, Л И Кульчицкого, Г В Куколева, Г И Книгиной, В Ф Завадского, М И Хигеровича, Г М Слабышева и других

Литературные данные показывают, что вещества в тонкодисперсном состоянии характеризуются развитой поверхностью и обладают высокой поверхностной энергией Поэтому обладают гидравлической активностью и

хорошо удерживают воду Отмечено, что при подборе к добавке глины тонкодисперсного порошка необходимо улучшить контролируемые параметры строительных растворов при неизменной пластичности

Особое внимание уделено вопросам совершенствования строительных растворов для отделочных работ природной дисперсной добавкой, которой является глина Глина используется как природный пластификатор В качестве модификаторов применяются тонкодисперсные порошки Технический углерод известен как структуроформирующая добавка Модифицирование техническим углеродом добавки глины может привести к улучшению эксплуатационных характеристик штукатурных цементных растворов по тре-щиностойкости и паропроницаемости за счет образования пор в структурной сетке модификатора

В заключении главы определены цель и задачи исследования Во второй главе приведен перечень сырьевых материалов и описание методов исследований

В экспериментальной части использовались бентонитовые глины Лю-бинского месторождения Омской области и Уральского месторождения, а также суглинок Надеждинского месторождения Омской области Химический состав глин Любинского (Уральского) месторождений в % масс 8Ю2— 54,6 % (54,1 %), А1203-16 % (13 %), Ре203- 6,26 % (7,21 %), СаО - 6,23 % (5,41 %), Г^О - 2,34 % (2,34 %), С02- 3,5 % (4,5 %), К20+№20 - 2,21 % (2,44 %), п п п - 12,42 % (11 %)

В качестве модификаторов глин опробованы следующие порошковые материалы (

1 Порошки технического углерода произведены в отделе экспериментальных технологий углеродных материалов ИППУ СО РАН, г Омск Порошки различных марок, отличаются структурой и размерами агрегатов (табл 1) Использованы порошки, обработанные поверхностно-активным веществом ОС 20, а также водные суспензии технического углерода марок П 161-1В и П 268 Э - 2Э (ТУ 3841536-94)

Таблица 1

Физико-химические характеристики технического углерода

Марка технического углерода Буд аде, м2/г АДФ, сч3/100 г (показатель структурности) Вид агрегатов частиц Средний размер агрегатов частиц нм 1ехнические условия

П 161 165 63 Линейные 30 38 41519-91

II 603 35 80 Линейные 51 3841505-90

П 145 115 105 Разветвленные 34 38-11523-83

П 268 Э 232 174 Разветвленные 35 38-11591-87

2 Порошок карбонитрида титана (Т1СМ) получен в Рижском институте

неорганической химии Латвийской Академии наук по технологии плазмо-химического синтеза при Т = 3000 - 5000 К Частицы с размером 10 30 нм

составляют от 7 до 21 мае %, с размером 30 90 нм - от 3 до 71 -82 мае %, с размером 70 90 нм - от 3 до 17 мае %

3 Порошок гидролипидокракита получен из шлама систем промышленной водоподготовки плазмохимическим способом в Омском государственном университете Химический состав а - Ре203 — 55 %, у - Ре203 - 14 %, Ре304 - 4,8 %, 8Ю2 (кварц) - 10 %, ТЮ2 - 1,2 %, СаО - 2 %, К20 - 6 %, MgO — 4 %, Иа20 — 3 % Порошок имеет игольчатую гексагональную структуру Средний размер агрегатов частиц по данным электронно-микроскопических исследований составляет 193 нм

Для изготовления стандартных образцов-балочек из цементно-песчаного раствора использовались портландцементы марки ПЦ 400 Иски-тимского (ГОСТ 25328), а также Коркинского, Сухоложского и Невьянского заводов, соответствующие ГОСТ 10178, песок стандартный по ГОСТ 6139 и питьевая вода по ГОСТ 2874

Для изготовления штукатурных растворов использовали портландцемент Искитимского завода марки ПЦ 400, обогащенный речной песок из бассейна реки Иртыш, соответствующий ГОСТ 8736 (крупность зерен 0,5 — 2,5 мм), технический углерод марки П 161 (ТУ 38 41519-91), вода по ГОСТ 23732

Прочностные свойства модифицированных глин и суглинка исследовались по ГОСТ 3594 «Метод определения предела прочности глин формовочных огнеупорных при сжатии в сухом состоянии» В каждой серии экспериментов испытывался образец глины без добавки модификатора — стандартный образец Рассчитывался процент отклонения прочности образцов с добавкой модификатора от прочности стандартного образца

Изучение реологических свойств модифицированных глинистых систем, проводилось на цилиндрическом ротационном вискозиметре РЕОТЕСТ 2 1 Были приготовлены 50 %-ная суспензия суглинка и 20 %-ная суспензия бентонитовой глины, в которые затем добавляли тонкодисперсные порошки в количестве от 0,01 до 0,1 % (через 0,02 %) и от 0,1 до 1,0 % (через 0,2 %) Определение водородного показателя изоэлектрического состояния поверхности компонентов глинистых композиций проводили с помощью рН-метра марки ЭВ -71 Определения коллоидальности модифицированных глинистых систем проводили по ГОСТ 3594-10 «Глины формовочные Определение коллоидальности»

Электронно-микроскопические исследования модифицированных глинистых композиций проводили на электронном микроскопе ЭМ-125 с разрешающей способностью 0,5 нм Перемешивание порошков проводили в течение 15 20 минут в магнитной мешалке или шаровой мельнице Забор и перенос пробы на медную сетку осуществлялся с помощью стеклянного капилляра или методом втирания При исследовании суспензий контакт компонентов (глинистое сырье, тонкодисперсные наполнители, вода) составлял от 30 до 60 минут

Испытания цементного вяжущего проводились по ГОСТ 310 1-310 4 Свойства строительных растворов определялись по ГОСТ 5802 Адгезионная прочность строительных растворов определялась по ГОСТ 28089

Третья глава посвящена исследованию структурно-механических свойств глинистых композиций, модифицированных добавками тонкодисперсных порошков

В разделе представлены результаты исследований влияния тонкодисперсных порошков на свойства бентонитовой глины и суглинка Были исследованы глиняно-песчаные композиции с содержанием тонкодисперсных порошков от 0,01 до 1 % от массового содержания глины Процентное содержание выбрано в соответствии с патентными исследованиями по изменению технологических свойств образцов глин при введении в них тонкодисперсных порошков Для выявления оптимальных структур системы «модификатор — глина» исследовалось структурночуствительное свойство - прочность На основе экспериментальных данных было доказано, что тонкодисперсные порошки изменяют прочность глиняно - песчанных композиций

Установлено, что добавка технического углерода марки П 161, в интервале концентраций от 0,01 — 1 % повышает прочность до 37 % (рис 1) Повышение прочности образцов глинянно-песчанных композиций наблюдается также в случае модифицирования их техническим углеродом марки П 603, гидролипидокракитом (Ре203) и водной суспензией на основе технического углерода марки П 161 (1В) По прочностным свойствам и минимальному коэффициенту вариации были выбраны в качестве модификаторов порошки технического углерода марок П 161 и П 603, а также Ре203 и 1В Все эти тонкодисперсные порошки имеют линейную структуру агрегатов частиц

7Р (Г0 50

20 1и

-ЁГ*

-о-

(\Г\ 0 03 ¡105 «07 но« и! (и 0.5 0Л Содержание технического углерода, %

!) >1

Рис 1 Отклонение предела прочности композиции «бентонитовая глина - песок» с добавкой технического углерода марки П 161 от стандартного образца

По изучению реологических свойств глинистых суспензий с добавками тонкодисперсных порошков выявлено, что выбранные модификаторы не изменяют течения реологических кривых глинистой суспензии, так как образуют с ней однородные структуры (рис 2) Полученные результаты доказывают, что характер кривых деформаций для всех исследуемых композиций одинаков и отвечает поведению неньютоновских жидкостей С увеличением скорости сдвига вязкость незначительно уменьшается, а сдвигающее напряжение увеличивается Уменьшение вязкости зависит от концентрации модификатора Это объясняется тем, что тонкодисперсные порошки участвуют в формировании коагуляционных структур Увеличение вязкости, а значит структурированности систем, наблюдалось в глинистых суспензиях, модифицированных техническим углеродом П 161, обработанным поверхностно-активным веществом ОС 20, и техническим углеродом П 603 Результаты по возрастанию структурированности системы при ее лиофили-зации (П 161, ОС 20) коррелируют с увеличением прочностных характеристик глиняных композиций Вязкость суспензий при введении технического углерода марки П 161 практически сохранялась (рис 2)

1 10 100 1000 10000

Ог, с-1

Рис 2 Зависимость динамической вязкости от скорости сдвига суспензии бентонитовой глины с 1 % модификатора

1) бентонитовая глина,

2) бентонитовая I лина с техническим углеродом марки П 161,

3) бентонитовая глина с техническим углеродом марки ГТ 603,

4) бентонитовая глина с Рс203,

5) бентонитовая глина с техническим углеродом марки П 161, обработанным ПАВ ОС-20,

6) бентонитовая глина с1В

Исследования кислотно-основных свойств поверхности бентонитовой глины и тонкодисперсных порошков - модификаторов показали, что водородные показатели изо электрического состояния поверхности бентонитовой глины и тонкодисперсного порошка находятся в слабощелочной области

(для технического углерода марки П 161 рН = 8,1, для бентонитовой глины рН=8,0) и практически совпадают Следовательно, технический углерод марки П 161 совместим по рН с добавкой бентонитовой глины (рис 3) Для технического углерода П 603 водородный показатель изоэлектрического состояния поверхности равен 6,6 Поэтому между ним и бентонитовой глиной возможно кислотно — основное взаимодействие, которое приводит к агрегации частиц, тек уменьшению дисперсности системы Кислотно-основным взаимодействием можно объяснить повышение вязкости суспензии в случае использования в качестве модификатора бентонитовой глины порошка технического углерода марки П 603

/

/

г п :1 -

2 -

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 рн

Рис 3 Определение рН изоэлектрического состояния поверхности 1) технический углерод марки П161, 2) бентонитовая глина

Таким образом, тонкодисперсные порошки — технический углерод марки П 161, гидролипидокракит, а также водная суспензия технического углерода марки П 161-1В могут быть использованы в качестве модификаторов глины Модифицирующий эффект действия порошков объясняется следующим Как показывают данные электронно-микроскопических исследований технический углерод марки П 161 адсорбируется на частицах глины, за счет орто-кинетической коагуляции, и при перемешивании способствует лучшему диспергированию глины в композиции Агрегаты из частиц тонкодисперсных порошков в объеме композиций образуют пространственные сетчатые структуры Оптимальные структуры порошков обеспечат более равномерное распределение рыхлой сетки агрегатов в объеме

Одним из возможных направлений использования бентонитовой глины является ее применение как вяжущего По результатам исследований была предложена формовочная смесь на основе бентонитовой глины с добавкой модификатора технического углерода марки П 161 для разовых литейных форм (патент на изобретение РФ №2227079) Обработка гидрофобной поверхности образцов технического углерода специально подобранными ПАВ (ОС 20) и придания им гидрофильных свойств, привела к последующему увеличению прочностных свойств глиняной композиции

В четвертой главе приведены результаты выбора оптимального состава добавки глины модифицированной тонкодисперсными порошками

Добавки глины с модификаторами были опробованы в портландцементном вяжущем

Количество добавки составляло 5 — 15 % Количество модификатора составляло 0,5 % от массы добавки глины Добавка глины выбрана по СП 82-101-98, а количество порошка - это среднее количество из экспериментальных данных по подбору модификатора (0,1 % - 1,0 %) при максимальном приросте прочности Для портландцементного вяжущего с модифицированной добавкой измеряли следующие показатели нормальную густоту, сроки схватывания (рис 4,5,6)

Причина увеличения нормальной густоты связана с увеличением водопо-требности при добавлении тонкодисперсного порошка

Содержание бетонита пой глины, %

Рис 4 Зависимость нормальной густоты портландцементного вяжущего от процентного содержания бентонитовой глины 1) бентонитовая глина, 2) бентонитовая глина с техническим углеродом марки П161, 3) бентонитовая глина с Ре203, 4) бентонитовая пина с Ш

Из рис 5,6 видно, что при введении добавки бентонитовой глины начальные строки схватывания увеличиваются, так как она образует коагуля-ционные структуры и замедляет взаимодействие цемента и воды При добавлении модифицированной бентонитовой глины начальные и конечные сроки схватывания изменяются, так как на процессы структурообразования оказывают влияние тонкодисперсные порошки Следовательно, при добавлении модифицированной глины можно варьировать показатели нормальной густоты и сроки схватывания

Данные по измерению водопоглощения (табл 2) показывают, что для всех строительных растворов с добавками бентонитовой глины и суглинка, а также с модифицированными добавками, снижаются значения величин к проектному возрасту Это можно объяснить уплотнением структуры компо-

зиций в процессе их твердения Тонкодисперсные порошки технического углерода марки П 161 и гидролипидокракита незначительно увеличи-

вают водопоглощение, в отличии от суспензии 1 В, и, следовательно, могут быть опробованы в качестве модификаторов Так как гидролигшдокракит получают более дорогостоящим способом, все последующие исследования проведены с техническим углеродом

130 120 110

I 100

к

5 9»

о

К 80 70 60 50

Рис 5 Зависимое ib начальных сроков схватывания портландцементного вяжущего от процентного

содержания бентонитовой глины 1) бентонитовая глина. 2) бетониговая глина с техническим углеродом марки П 161, 3) бентонитовая глина с Fe?03, 4) бентонитовая глина с 1В

220 210 200 и 190 II § ISO й 170 к 160 -150 140 130 -0

Рис 6 Зависимость конечных сроков схватывания портландцементного вяжущего от процентною

содержания бентонитовой 1лины 1) бентонитовая 1лина, 2) бентонитовая пиша с техническим углеродом марки П 161, 3) бентонитовая глина с Ре20, 4) бентонитовая глина с 1В

-------- ------ - - ___¿с 1 -——

_ —^^^ ------ - Т з ---- —— - 4-

— -^ч^г----- — — ---.

--Г^г-^-,—, 1

0 5 10 15

Содержание бентонитовой глины, %

Содержание бентонитовой глины, %

Таблица 2

Показатели водопоглощеиия строительных растворов

№ Портландцемент с добавкой* Модификатор" Водопоглощение, %

3 сут 7 сут 14 сут 21 сут 28 сут

1 Суглинок 5% - 4 3 2 4 4

2 Суглинок 10% - 2 2 3 3 3

3 Суглинок 15% - 2 1 1 1 2

4 Бентонит гл 5% - 8 6 3 3 2

5 Бентонит гл 10% - 9 6 3 2 2

6 Бентонит гл 15% - 11 3 1 2 2

7 Суглинок 5% П161 14 11 8 1 2

8 Суглинок 10% П 161 8 6 3 1 2

9 Суглинок 15% П161 8 7 3 1 4

10 Суглинок 5% 9 6 4 2 4

11 Суглинок 10% Бе20, 8 7 5 2 3

12 Суглинок 15% Ре203 6 4 4 2 4

13 Суглинок 5% 1В 14 10 6 4 7

14 Суглинок 10% 1В 11 9 5 4 5

15 Суглинок 15% 1В 10 9 4 3 4

16 Бентонит гл 5% П 161 10 9 6 3 6

17 Бентонит г л 10% П 161 11 9 6 4 3

18 Бентонит гл 15% П161 12 5 3 1 3

19 Бентонит 1л 5% Ье203 8 6 4 3 2

20 Бентонит гл 10% Бе203 10 12 6 4 2

21 Бентонит гл 15% Бе203 11 8 4 4 5

22 Бентонит гл 5% 1В 9 12 10 7 5

23 Бентонит га 10% 1В 8 9 7 6 4

24 Бентонит 1л 15% 1В 16 16 10 10 8

Примечание * - отношение «портландцемент песок» составляло 1 3,

** - количество модификатора составляло 0,5 % от массы добавки глины

Добавка глины с выбранным модификатором исследовалась в порт-ландцементном вяжущем Были исследованы строительные растворы с 10 % - ным (среднее значение добавки) содержанием бентонитовой глины и суглинка с количеством модификатора — технического углерода марки П 161 -1, 2, 3 % от массы глины Концентрация модификатора была увеличена до 3 %, потому что при внесении добавки глины в портландцементное вяжущее часть модификатора распределяется в объеме цемента Измерялись показатели нормальной густоты, сроки схватывания для портландцементного вяжущего с добавками Измерялись величины водопоглощения, прочности при сжатии и плотности в возрасте 3, 7, 14, 28 суток для строительного раствора (отношение «портландцемент песок» составляло 1 3) Результаты испытаний показывают (табл 3), что нормальная густота с увеличением ко-

личества модификатора в добавке глины, возрастает Начальные сроки схватывания также возрастают, что позволяет улучшить «живучесть» системы

Адгезионная прочность композиций с модифицированной бентонитовой глиной выше, чем у композиции с модифицированным суглинком (табл 4) Поэтому модифицированную добавку бентонитовой глины использовали для улучшения эксплуатационных свойств штукатурных растворов на основе портландцемента

Добавку брали в количестве 5 — 15 % от массы вяжущего, а модификатор в количестве 0,5 — 3 % от массы глины Для растворной смеси определялись следующие показатели подвижность, расслаиваем ость, водоудержи-вающая способность (табл 5), для строительного раствора - водопоглоще-ние, прочность при сжатии (табл 6)

При использовании добавки бентонитовой глины, модифицированной техническим углеродом, улучшаются основные свойства растворной смеси Водоудерживающая способность возрастает до 99 %, соответственно рас-слаиваемость снижается до 1%

Таблица 3

Показатели нормальной густоты, сроков схватывания портландцемептного вяжущего с модифицированной добавкой и пока-

затели водопоглощеяия строительпого раствора

№ Портландцемент, % Бентонит гл, % Суглинок, % П 161, % нг, % Сроки схват, мин Водопоглощение, %, через кол-во суток

Нач. Кон 7 14 21 28

1 100 10 - 1 35,5 155 255 5 5 3 3

2 100 10 - 2 37,5 170 275 5 5 3 3

3 100 10 - 3 40,0 180 290 5 7 5 4

4 100 _ 10 1 32,5 165 255 6 5 4 3

5 100 - 10 2 33,5 165 255 10 7 5 4

6 100 - 10 3 35,0 155 250 10 7 5 5

Таблица 4

Показатели адгезиопной прочности строительного раствора

№ Портландцемент, % Бентонит гл,% Су1ЛИНОК , % П 161, % Иадг, МПа

1 100 - - - 0,30

2 100 10 - - 0,50

3 100 10 - 1 0,50

4 100 10 - 2 0,50

5 100 10 - 3 0,30

6 100 - 10 1 0,09

7 100 - 10 2 0,10

8 100 - 10 3 0,10

Таблица 5

Основные свойства растворной смесп

№ Портландцемент Бентонит гл П 161 нг Сроки схват (нач -кон ) Подвижность Водо-потреб-ность Плотность Р Водоу-держив способность Рас-слаи-вае-мость

% % % % мин мм г г/см3 % %

1 100 5 0 31 135-215 135 218 1,45 91 9

2 100 5 0,5 32 135-215 135 218 1,45 91 9

3 100 5 1 32 140-225 130 220 1,43 92 8

4 100 5 2 33 150-240 120 225 1,41 93 7

5 100 5 3 35 155-250 116 228 1,39 93 7

6 100 10 0 33 140-230 128 223 1,40 93 7

7 100 10 0,5 35 145-230 125 225 1,39 95 5

8 100 10 1 36 155-250 120 228 1,37 96 4

9 100 10 2 38 170-275 110 235 1,36 99 1

10 100 10 3 40 180-290 100 242 1,33 98 2

11 100 15 0 35 150-250 110 230 1,36 95 5

12 100 15 0,5 39 155-255 107 233 1,35 96 4

13 100 15 1 41 170-275 100 235 1,32 97 3

14 100 15 2 43 190-295 90 243 1,30 98 2

15 100 15 3 44 200-310 70 250 1,26 99 1

Таблица 6

Основные свойства затвердевшего материала

№ Портландцемент, % Бентонит гл, % П 161, % Р7'з г/см «28 Р 'з г/см Í^C* ) МПа R 28 МПа W,%

7 28

1 100 5 0 1,40 1,38 4,7 7,8 2 4

2 100 5 0,5 1,40 1,38 5,3 8,0 2 5

3 100 5 1 1,40 1,37 5,7 8,8 2 4

4 100 5 2 1,39 1,37 5,1 8,0 3 4

5 100 5 3 1,38 1,36 4,6 7,6 3 5

6 100 10 0 1?35 1 34 4,5 7,5 3 5

7 100 10 0,5 1,35 1,34 5,4 8,5 3 3

8 100 10 1 1,35 1,33 4,9 8,1 4 3

9 100 10 2 1,34 1,33 4,9 8,0 4 4

10 100 10 3 1,34 1,32 4,7 8,0 4 4

11 100 15 0 1,31 1,30 4,6 7,4 3 6

12 100 15 0,5 1,30 1,29 5,2 8,3 3 4

13 100 15 1 1,29 1,27 5,0 8,3 4 3

14 100 15 2 1,29 1,27 4,3 7,0 5 5

15 100 15 3 1,28 1,26 4,0 6,5 5 6

Испытаны составы строительного раствора вяжущее - портландцемент — 100 %, добавка — бентонитовая глина — 5—15 %, модификатор — технический углерод марки П 161 — 0,5 — 3 % Для указанных составов

- марка растворной смеси по подвижности Пк4 - Пк8,

- расплыв конуса на встряхивающем столике, мм 190 — 280,

- глубина погружения конуса, см 1-7 ,

- водоудерживающая способность, % 90-99,

- расслаиваемость, % 1-10,

- марка (класс) раствора по прочности М50, М75,

- прочность в возрасте 28 сут, МПа 6,5 — 8,7,

- адгезионная прочность, МПа 0,3 — 0,5

Для выбора оптимального состава брали следующие показатели 1 ) подвижность,

2) водоудерживающую способность,

3) расслаиваемость,

4) прочность в возрасте 28 суток.

Для расчета принимали максимальные значения подвижности и водо-удерживающей способности, минимальное значение расслаиваемое ги, прочность - 7,0 МПа и более

Математическая обработка данных по уравнениям регрессии с использованием методов оптимизации позволила определить оптимальный состав смеси для штукатурных работ при отношении Ц П равном 1 3 Штукатурный состав включает вяжущее (портландцемент M 400) — 100 %, бентонитовая глина — 10 % (от массы цемента), модификатор (П 161) - 2 % (от массы бентонитовой глины) В пересчете на композицию Портландцемент - 24 % Песок-73 %

Бентонитовая глина — 2,4 % Технический углерод марки П 161 — 0,6 %

Эксплуатационные характеристики штукатурной смеси оптимального состава следующие

, Марка растворной смеси по подвижности Пк3 Расплыв конуса, мм 260 Глубина погружения конуса, см 6 Водоудерживающая способность, % 99 Расслаиваемость, % 1 Марка (класс) раствора по прочности М75 Прочность в возрасте 28 сут, МПа 8,0 Адгезионная прочность, МПа 0,5 Марка по морозостойкости F100

Для оптимального состава измерена воздушная усадка штукатурного раствора, которая к проектному возрасту составила 0,2 мм/м (образец штукатурного раствора с немодифицированной добавкой глины имел усадку 0,7 мм/м) Трещиностойкость оценивалась визуально Отсутствие трещин на штукатурном покрытии фиксировалось 1,5 года Паропроницаемость строительного раствора составила 0,126 м2,ч*Па/мг Она в 1,4 раза выше по сравнению с паропроницаемостью бездобавочного раствора Морозостойкость штукатурного раствора оптимального состава составила 100 циклов Факт снижения деформации усадки и повышения трещиностойкости штукатурного раствора на основе портландцемента с модифицированной добавкой глины объясняется образованием пространственной армирующей сетки из агрегатов технического углерода (данные электронно-микроскопических исследований)

Процесс перемешивания тонкодисперсных наполнителей (глины, технического углерода) с водой при приготовлении растворной смеси сопровождается воздухововлечением, приводящим к образованию открытых и закрытых пор Это является одним из факторов, объясняющих значения величин плотности, водопоглощения, паропроницаемости, морозостойкости разработанного штукатурного раствора

Данные ртутной порометрии показывают, что в строительном растворе, модифицированном добавкой бентонитовой глины с техническим углеродом марки П 161, увеличиваются радиусы пор порядка 100 нм и выше, которые преимущественно определяют паропроницемость цементного камня Строительный раствор на основе портландцемента с добавкой бентонитовой глины в количестве 10 % имеет средний радиус пор 77 нм При введении модификатора П 161 в количестве 2 % от массы глины средний радиус пор составляет 379 нм Дальнейшее повышение количества модификатора до 3 % вызывает уменьшение среднего радиуса пор до 99 нм Увеличением количества замкнутых воздухонаполненных микропор в объеме штукатурного раствора может быть объяснена его морозостойкость

В табл 7 приведены показатели свойств разработанной смеси растворной, высокопластичной, штукатурной, цементной, М75, Пк3, Б 1330 кг/м3, ГОСТ 28013 - 98, для наружных работ в сравнении с показателями смеси с немодифицированной добавкой глины

Штукатурка не дает трещин Растворная смесь обладает лучшей пластичностью и удобоукладываемостыо Удобоукладываемость улучшается благодаря введению в композицию добавки бентонитовой глины Увеличение водоудерживающей способности и снижение расслаиваемое™ растворной смеси связано с наличием в ее составе добавки глины модифицированной техническим углеродом марки П 161 Модификатор стабилизирует цементное тесто, заполняет пространство между зернами цемента, увеличивает число контактов между ними

Таблица 7

Показатели свойств штукатурной смеси _

Показатели свойств Значения фактические штукатурной смеси с не-модифицированной добавкой глины Значения фактические штукатурной смеси с модифицированной добавкой глины Значения нормативные ГОСТ 28013-98, СНиП 3 04 01-87

1) Растворная смесь

Подвижность, марка Пк3 пкз Пк1-Пк4

Средняя плотность, кг/м3 1400 1360 1500 и менее

Расслаиваемость, % 7 1 Не более 10

Водоудерживающая способность, % 95 99 Не менее 90

2) Затвердевший раствор

Прочность, марка М50 М75 М4-М200

Средняя плотность, кг/м3 1340 1330 1500 и менее

Марка по морозостойкости F25 F100 Р4 — Р200

Адгезионная прочность, МПа 0,3 0,5 0,4

В пятой главе рассмотрены вопросы практического применения результатов диссертационной работы

Штукатурный раствор для наружных работ опробован на производственном участке ОАО «Омский комбинат строительных конструкций» Представлена технология производства штукатурной смеси на основе добавки глины модифицированной тонкодисперсньгм порошком технического углерода марки П 161

В этой части диссертационной работы приведена технологическая схема, нормы расхода сырьевых материалов, которые соответствуют требованиям СП 82-101-98, разработанным в развитие ГОСТ 28013, указаны параметры контроля поступающих материалов и готовой продукции, указаны экспресс - методики определения расслаиваемости растворной смеси и сцепления штукатурной смеси с основанием

По результатам производственных испытаний был сделан вывод о соответствии свойств штукатурного раствора, модифицированного разработанной добавкой глины с тонкодисперсным порошком марки П 161, нормативным требованиям, предъявляемым к физико-техническим свойствам строительных растворов. Экономический эффект достигается за счет увеличения сроков межремонтных работ по восстановлению оштукатуренных стен

В этой части диссертационной работы перечислены перспективные направления дальнейших исследований Основные из них расширение сырьевой базы, снижение количества модификатора в системе. Расширение номенклатуры модификаторов, физико-химическая модификация поверхности наполнителя

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработана добавка модифицированной бентонитовой глины для высококачественных цементных штукатурных растворов, отличающихся высокой водоудерживающей способностью (до 99%), хорошей удобо-укладываемостью, отсутствием расслаиваемое™ и деформаций при твердении (усадка менее 0,05%)

2 Исследовано действие порошка-модификатора на свойства цементного штукатурного раствора с добавкой бентонитовой глины Установлено, что порошок-модификатор П 161 образует армирующую сетку в объеме цементного камня, что предотвращает деформации цементного камня с добавкой бентонитовой глины.

3 Результаты электронно-микроскопических исследований и измерений ртутной порометрии указывают, что введение порошка - модификатора П 161 в штукатурную смесь вызывает увеличение радиуса пор уровня выше 100 нм Раствор портландцемента с бентонитовой глиной имеет радиус пор 77 нм, с модифицированной глиной — 397 нм Этот факт объясняет увеличение паропроницаемости затвердевшего цементного камня в 1,4 раза

4 В качестве структурирующих модификаторов бентонитовой глины испытаны тонкодисперсные порошки, агрегаты которых состоят из нано-частиц порошки карбонитрида титана (Т1СЫ), гидролипидокракита (Ре203), технического углерода марок П 603, П 145, П 161, П 268Э. Установлено, что порошки, имеющие линейную форму агрегатов частиц, улучшают прочностные свойства рассмотренных композиций Порошок Г1 161 увеличивает прочность глиняно-песчаной композиции в среднем на 19-27%

5 Установлено, что порошки Ре203, П 603 в количестве от 0,1 до 1 % (по массе) увеличивают вязкость глинистых суспензий на 6 мПа и 2,7 мПа соответственно Порошок П 161 не изменяет вязкость глинистой суспензии и почти не уменьшает подвижность штукатурной растворной смеси

6 Показано, что поверхности П 161, БегОз и бентонитовой глины в водной среде имеют слабощелочную реакцию (рН=8,0-8,1) Это обуславливает отсутствие химического кислотно-основного взаимодействия между порошками — модификаторами и добавкой бентонитовой глины Следовательно, порошок-модификатор слабо влияет на подвижность штукатурной растворной смеси

7 С использованием математической обработки полученных данных определен оптимальный, с точки зрения технологических и эксплуатационных свойств, состав модифицированной добавки для штукатурного раствора бентонитовая глина Любинского месторождения — 98 %, технический углерод марки П 161 — 2 %

В результате разработанной добавки получена смесь растворная, штукатурная, цементная, высокопластичная, для наружных работ, М75, Пк3, Б 1330 кг/м3, с морозостойкостью Р100

Основные положения диссертации представлены в следующих опубликованных работах:

1 Хомич В А , Седельников В В , Химич Т С Осциляции изменения прочностных свойств глинистых систем под воздействием ультрадисперсных порошков // Вопросы планировки и застройки городов Материалы VIII Международной научно-практической конференции - Пенза ПГАСА, 2001 -С 120-121

2 Хомич В А , Седельников В В , Химич Т С Особенности влияния ультрадисперсных порошков на свойства твердеющих глинистых систем // Труды НГАСУ -Новосибирск НГАСУ, 2001 Вып 4 (15)-С 167-170

3 Хомич В А , Химич Т С , Прокопец В С Модифицирование прочностных характеристик затвердевших композиций «суглинок — песок - вода» ультрадисперсными порошками // Повышение качества материалов дорожного и строительного назначения Сборник научных трудов СибАДИ - Омск Си-6АДИ, 2001 -С 107-112

4 Химич Т С , Хомич В А Реологические свойства глинистых композиций, модифицированных добавками УДП // Вопросы планировки и застройки городов Материалы IX Международной научно-практической конференции -Пенза ПГАСА, 2002 -С 161-163

5 Хомич В А , Химич Т С Модифицирование глинистого сырья добавками технического углерода // Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура Материалы международной научно-практической конференции — Омск СибАДИ, 2003 — К 2 — С 271-272

6 Химич Т С Сырьевая формовочная смесь на основе бентонита // Вопросы планировки и застройки городов Материалы X Международной научно-практической конференции - Пенза ПГАСА, 2003 — С 284-285

7. Химич Т.С. Структурно-механические свойства глинистых композиций // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. — Томск: ТГАСУ. - №2. — 2003. — С. 81-86.

8 Патент на изобретение Формовочная смесь для приготовления разовых литейных форм и способ ее получения В А Хомич, Т С Химич, В В Седельников - №2227079 от 20 апреля 2004 года

9 Хомич В А , Химич Т С , Эмралиева С А Направления по использованию черных и белых саж в глиняных и цементных композициях // Качество Инновации Наука Образование Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 75-летию образования СибАДИ — Омск СибАДИ,2005 -С 273

10 Хомич В А , Химич Т С , Эмралиева С А Функции черных и белых саж в глиняных и цементных композициях // Современные проблемы строительного материаловедения Вестник БГТУ им В Г Шухова — Белгород БГТУ - № 9 -2005 -С 245-247.

11 Хомич В А , Химич Т С Улучшение эксплуатационных свойств цементных растворов добавкой бентонитовой глины // Тезисы докладов 63 научной

конференции Новосибирской архитектурно- строительной академии — Новосибирск СибСТРИН, 2006 - С 24

12. Хомич В.А., Хпмич Т.С., Эмралиева С.А. Улучшение эксплуатационных характеристик штукатурных составов на основе портландцемента тонкодисперсными добавками // Омский научный вестник. — № 6(41).-С. 77-80.

Подписано к печати 02 04 2007 г Формат 60x84 1/16 Бумага писчая Отпечатано на дупликаторе Уел п л 1,28, уч-изд л 1,22 Тираж 100 Заказ 65

ПО УМУ СибАДИ 644080, г Омск, пр Мира, 5

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Анализ использования модифицирующих добавок к строительным растворам.

1.1. Структура строительного раствора.

1.2. Модификация строительных растворов.

1.3. Глина как добавка в строительные растворы.

1.4. Органические поверхностно-активные добавки.

1.5. Ультрадисперсные порошки как добавки к строительным материалам.

1.6. Технический углерод как структуроформирующая добавка в цементных и глиняных композициях.

1.7. Постановка цели и задачи исследования.

ВЫВОДЫ.

Глава 2. Изучение и оценка свойств сырьевых материалов. Методы их испытаний.

2.1. Методы испытаний.

2.2. Глины и суглинок.

2.3. Поверхностно-активные вещества.

2.4. Тонкодисперсные порошки.

2.5. Портландцемент.

2.6. Кварцевый песок.

2.7. Методика обработки результатов измерений.

Глава 3. Влияние тонкодисперсных порошков на свойства глин.

3.1. Изменение прочностных характеристик глины с применением модификаторов

3.2. Реологические свойства модифицированных глинистых суспензий.

3.3. Определение водородного показателя (рН) изоэлектрического состояния поверхностей суспензий бентонитовой глины, суглинка и модификаторов.

3.4. Электронно-микроскопические исследования.

3.5. Определение коллоидальности добавки глины с модификаторами.

3.6. Влияние тонкодисперспого порошка П 161 на основные свойства глиняного тсста.

3.7. Показатели и обоснование выбора состава пссчано-бснтонитовой смеси.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. Влияние модифицированной добавки глины па эксплуатационные свойства штукатурного раствора.

4.1. Выбор модификатора для добавки глины в портландцементпые композиции

4.2. Эксплуатационные свойства штукатурного раствора.

4.3. Исследование изменения эксплуатационных свойств цементных композиций

4.4. Влияние добавки бентонитовой глины на основные свойства растворной смсси и строительного раствора.

4.5. Результаты расчета сопротивления оштукатуренной стены паропроницапию

4.6. Выбор оптимального состава строительного раствора для штукатурных работ

ВЫВОДЫ.

Глава 5. Результаты производственного внедрения штукатурного раствора с модифицированной добавкой глины.

5.1. Промышленная апробация разработанного штукатурного раствора.

5.2. Экономическое обоснование применения разработанной шту кату рной смеси

ВЫВОДЫ.

Одним из решений проблемы социального жилья является реконструкция крупнопанельных зданий массовой застройки. Улучшение эксплуатационных показателей повсеместно применяемых штукатурных растворов на основе портландцемента представляет собой актуальную задачу. При этом создание наукоемких технологий с использованием местных и региональных ресурсов является наиболее перспективным.

Известной добавкой к строительным растворам на основе цементного вяжущего является глина. Она используется в качестве водоудерживающего и пластифицирующего компонента. В Омской области имеется два вида глинистого сырьевого материала. Это бентонитовая глина Любинского и суглинок Надеждинского месторождений. Недостатком использования «жирной» бентонитовой глины является воздушная усадка, что вызывает появление трещин в тонкослойных композиционных покрытиях на основе портландцемента. Для ликвидации этого недостатка требуется введение структурирующего и армирующего компонента в цементно-глиняную композицию.

Известны структуроформирующие добавки в композиционные материалы, которыми являются тонкодисперсные порошки, состоящие из агрегатов наночастиц (порошки технического углерода в глиняных композициях, порошок карбонитрида титана в композициях на фосфатном вяжущем).

В связи с этим целесообразно изучить действие структурирующих тонкодисперсных порошков на добавку глины; и подобрать порошки, улучшающие эксплуатационные показатели готовой штукатурной смеси на основе портландцемента. Особый интерес представляет действие порошков технического углерода.

Цель диссертационной работы заключается в разработке состава модифицированной тонкодисперсным порошком добавки глины к штукатурным растворам на основе портландцемента.

Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследовать местное глинистое сырье как добавку к строительному раствору на основе портландцемента для штукатурных работ.

2. Подобрать модификатор - тонкодисперсный порошок - к добавке глины; для чего изучить физико-механические (прочностные и реологические) характеристики и физико-химические свойства (водородный показатель изоэлектрического состояния поверхности) глинистых композиций.

3. Разработать состав модифицированной техническим углеродом добавки глины в портландцемент.

4. Разработать состав штукатурного раствора для обрызга и грунтовки на основе портландцемента с модифицированной техническим углеродом добавкой бентонитовой глины.

5. Исследовать действие порошка-модификатора на эксплуатационные свойства штукатурного раствора на основе портландцемента.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Установлено, что эксплуатационные характеристики строительного раствора на основе портландцемента улучшает добавка бентонитовой глины модифицированная техническим углеродом марки П 161. Технический углерод, имеющий линейную структуру агрегатов частиц и оптимальную структурированность, создает армирующую сетку в модифицированных цементно-глиняных композициях, тем самым повышает их трещиностойкость, воздухо - и паропроницаемость.

Новизна технических решений защищена патентом РФ № 2227079 от 20.04.2004 г.

Практическая значимость работы:

1. Разработан состав штукатурного раствора ручного нанесения для обрызга и грунтовки на основе портландцемента с модифицированной добавкой бентонитовой глины. В качестве модификатора добавки используется технический углерод П 161, что позволяет повысить тре-щиностойкость, паропроницаемость затвердевшего штукатурного раствора. Смесь растворная, штукатурная, цементная, М75, Пк3, D1330 кг/м\ ГОСТ 28013 - 98. Опробована на производственном участке ОАО «Омский комбинат строительных конструкций» и строительной организацией ООО «Мирава». Получены акты о внедрении. Апробация работы.

Основные положения работы изложены на межрегиональной научно-технической конференции Новосибирского Государственного архитектурно-строительного университета (г. Новосибирск, 2001, 2006 г.г.); международных научно-практических конференциях Пензенской государственной архитектурно-строительной академии (г. Пенза 2001, 2002, 2003 г.г.); международных научно-практических конференциях Сибирской государственной автомобиль! ю-дорожной академии (г. Омск, 2001, 2003, 2005 г.г.); международной научно-практической конференции Томского государственного архитектурно-строительного университета (г. Томск, 2003 г.); международной научно-практической конференции Белгородского государственного технического университета им. В.Г.Шухова (г. Белгород, 2005 г.); 58 - ой научной конференции Южно-Уральского государственного университета (г. Челябинск, 2006 г.)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана добавка модифицированной бентонитовой глины для высококачественных цементных штукатурных растворов, отличающихся высокой водоудерживающей способностью (до 99 %), хорошей удобо-укладываемостью, отсутствием расслаиваемости и деформаций при твердении (усадка менее 0,05 %).

2. Исследовано действие порошка-модификатора па свойства цементного штукатурного раствора с добавкой бентонитовой глины. Установлено, что порошок-модификатор П 161 образует армирующую сетку в объеме цементного камня, что предотвращает деформации цементного камня с добавкой бентонитовой глины.

3. Результаты электронно-микроскопических исследований и измерений ртутной порометрии указывают, что введение порошка-модификатора П 161 в штукатурную смесь вызывает увеличение радиуса пор уровня выше 100 нм. Раствор портландцемента с бентонитовой глиной имеет радиус пор 77 нм, с модифицированной - 397 нм. Этот факт объясняет увеличение паропроницаемости затвердевшего цементного камня в 1,4 раза.

4. В качестве структурирующих модификаторов бентонитовой глины испытаны тонкодисперсные порошки, агрегаты которых состоят из нано-частиц: порошки карбонитрида титана (TiCN), гидролипидокракита (РЪОз), технического углерода марок П 603, П 145, П 161, П 268 Э. Установлено, что порошки, имеющие линейную форму агрегатов частиц улучшают прочностные свойства рассмотренных композиций. Порошок П 161 увеличивает прочность глиняно-песчаной композиции в среднем на 19 - 27 % .

5. Установлено, что порошки Ре20з, П 603 в количестве от 0,1 до 1 % (по массе) увеличивают вязкость глинистых суспензий на 6 мПа и 2,7 мПа соответственно. Порошок П 161 не изменяет вязкость глинистой суспензии и почти не уменьшает подвижность штукатурного раствора.

6. Показано, что поверхности П 161, Fe203 и бентонитовой глины в водной среде имеют слабощелочную реакцию (рН = 8,0 - 8,1). Это обуславливает отсутствие химического кислотно-основного взаимодействия между порошками-модификаторами и добавкой бентонитовой глины. Следовательно, что порошок-модификатор мало влияет на подвижность раствора.

7. С использованием математической обработки полученных данных определен оптимальный с точки зрения технологических и эксплуатационных свойств состав модифицированной добавки для штукатурного раствора:

- бентонитовая глина Любинского месторождения - 98 %;

- технический углерод марки П 161 -2 %.

В результате разработанной добавки получена смесь растворная, штукатурная, цементная, высокопластичная, для наружных работ, М75, Пк3, D1330 кг/м\ с морозостойкостью F 100.

1. Августиник А.И. Керамика.-JI.: Стройиздат, 1975.-415 с.

2. Адамсон А. Физическая химия / Под ред. Я.И. Герасимова, Т.1. М.: Го-сахимиздат, 1963. 520 с.

3. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел.// Под ред. Г. Парфит, К. Рочестер. М.: Мир, 1986. - С. 350-363.

4. Андреева А.В. Границы раздела как область сложного поведения вещества в технологии синтеза УДС / Физикохимия ультрадисперсных систем: Материалы V Всероссийской конференции, 9-13 октября 2000 г., Екатеринбург, Россия. М.: МИФИ, 2000. - С.32-33.

5. Баженов Ю.М., Коровяков В.Ф., Денисов Г.А. Технология сухих строительных смесей. М: Ассоциация строительных ВУЗов, 2003. - с.З.

6. Батраков В.Г., Каприелов С.С., Иванов Ф.М., Шейнфельд А.В. Оценка ультрадисперсных отходов металлургических производств как добавок в бетон // Строительные материалы, 1990.

7. Бобков С.П., Блиничев В.Н. Применение механической активации твердых тел для интенсификации гетерогенных процессов // Химическая промышленность. 1995. -№ 8. - С. 478-482.

8. Ю.Бобрышев А.Н., Соломатов В.И. и др. Полимерные композиционные материалы в строительстве. М.: Стройиздат, 1988. - 309 с.

9. Большаков Е.А. Сухие смеси для отделочных работ. / Строительные материалы, 1997, № 7.

10. Глекель Ф.Л. Гидратационное структурообразование. Основы его регулирования с помощью добавок // Успехи коллоидной химии. Ташкент: Фан. - с. 191-198; Физико-химические основы применения добавок к минеральным вяжущим. - Ташкент: Фан, 1975. - 197 с.

11. Гольперина М.К. Глины России для производства керамических изделий. М.: Промстройиздат, 1992. - 75 с.

12. М.Грим Р.Е. Минералогия и практическое использование глин. / Пер. с английского. М.: Стройиздат, 1967. - 127 с.

13. Гуляев Б.Б., Коршошкин О.А., Кузин А.В. Формовочные процессы. Ленинград, Машиностроение, 1987, с. 8 -43.

14. Дерягин Б.В., Чураев Н.В. Смачивающие плёнки. М.: Наука, 1984. -160 с.

15. Долговечность строительных материалов и конструкций: Тез. докл. ме-ждунар. науч. конф. / Редкол.: Соломатов В.И. и др.. Саранск: Изд-во Морд, университета, 1995. - 96 с.

16. Евстюхина И.А., Петрикин Ю.В., Петрунин В.Ф., Силыюв С.М. Особенности применения физических методов для аттестации и исследования ультрадисперсных материалов нанокристаллов // Научная сессия МИФИ - 98. М.: МИФИ. 1998. - 4.4. -С. 122-123.

17. Зозуля П.В. // Заполнители, наполнители и функциональные добавки для ССС. http:// www. spsss. ru/confer/doclad 03/Zozoulya. html.

18. Зубов В.И. Об особенностях термодинамики ультрадисперсных систем / Физхимия ультрадисперсных систем: Сборник научных трудов IV Всероссийской конференции / Редкол.: Петрунин В.Ф. (отв. ред./ и др.). -М.: МИФИ, 1999.-334 с.

19. Иванов В.Н. Словарь справочник по литейному производству / М: Машиностроение, 1990. -80 с.

20. Иванов Ф.М. Добавки в бетоны и перспективы применения суперпластификаторов // бетоны с эффективными суперпластификаторами / НИИЖБ. -М., 1979.-С. 6-20.

21. Иванов Ф.М.Современное состояние применения химических добавок в технологии бетона/МДНТП.-М.: Знание, 1980.-С. 11-12.

22. Ильин АЛ 1. и др. // Пути развития промышленности технического углерода. М.: НИИШП. 1976. С. 23-37.

23. Ильип А.П., Широков Ю.Г., Прокофьев В.10. Механохимическое активирование глинозема/ Неорганические материалы.-1995.-Т.31, №7. С. 933-936.

24. Каириелов С.С. Шейпфельд А.В., Кривобородов IO.P. Влияние структуры цементного камня с добавками кремнезема и суперпластификатора на свойства бетона. / Строительные материалы, 1992.

25. Каримов И. Влияние тонкодисперсных минеральных наполнителей на прочность бетона. http://dh/ ufamel. ru/armiclefiller.html.

26. ЗО.Каталог химических добавок для бетонов и растворов. М.: МАДИ / ГТУ. 2002. 10 с.

27. ЗККнигина Г.И. Строительные материалы из горелых пород. М.: Строительство. 1966.

28. Книгина Г.И., Вершинина Э.Н., Тацки Л.Н. Лабораторные работы по технологии строительной керамики и искусственных пористых заполнителей. М.: Высшая школа. 1977.

29. Киигипа Г.И., Геласимов Г.И., Петров Ф.Ф. Исследования коллоидально физических свойств глин методом микрокалориметрии. Известия вузов. Ниси. 1994.

30. Козлов В.В. Сухие строительные смеси: Учебное пособие. М: Издательство АСВ, 2000.

31. Кр)глицкий Н.Н. Физико-химические основы регулирования свойств дисперсий глинистых минералов. Киев: Наукова думка. 1968. - С. 2846.

32. Кузьмииа. В.П. Применение пигментов и цветных цементов в технологии производства сухих декоративных строительных смесей. // Строительные материалы. 2000. - № 5. - С. 129-135.

33. Макридин Н. И. Композиционные строительные материалы с использованием отходов промышленности: Тезисы доклада к зон. Конференции., 20-21 октября 1986 г. ПИСИ г. Пенза 1986. 96 с.

34. Макридин Н.И. Структура и параметры трещииостойкости. цементных композитов / Макридин Н.И., Бобрышев А.Н., Калашников В.И. и др.; Под общ. ред. Макридина Н.И.; Рос. акад. архитектуры и строит, наук,

35. Междун. акад. наук экологии и безопасности жизнедеят., Пенз. гос. ар-хит строит, академия. - Пенза: ПГСА 2000. - 141 с.

36. Мартынов Е.А. Совершенствование методики расчета конструктивно -анизотропных многослойных жестких дорожных одежд на силовые и температурные воздействия: Диссертация на соискание степени к.т.н. -Омск,- 2005.-С.-196.

37. Морару В.Н., Маркова С.А. Овчаренко Ф.Д. Адсорбция Катионных ПАВ на монтмориллоните из водных растворов // Украинский химический журнал. 1981.-Т. 47.-№ 10.-С. 1062-1063.

38. Морохов И.Д., Петинов В.И., Петрунин В.Ф., Трусов Л.И. Структура и свойства малых металлических частиц. / УФН. 1981. - Т. 133. - Вып. 4. - С. 653-692.

39. Мчедлов-Петросян О.П. Попоз В.М. Глины, их минералогия, свойства и практическое значение. М.: Наука, 1970. -241 с.

40. Одинцов Д.Г. Невьянцев В.А. Транспортное обеспечение строительных потоков. М.: - Стройиздат. - 1992. -336 с.

41. Основы научных исследований / Под ред. В.И. Крутова, В.В. Попова М.: Высшая школа, 1989.-400 с.

42. Охлопкова А.А., Виноградов А.В., Пинчук JI.C. Пластики, наполненные ультрадисперсными неорганическими соединениями / Ин т механики металлополимер. систем им. В.А. Белого, Нац. АН Беларусии . - Гомель: ИММС НАМБ, 1999. - 162 с.

43. Павлов Г.В., Фолманис Г.Е. Биологическая активность УДП. М., 1999 -77 с.

44. Патент на изобретение. Формовочная смесь для приготовления разовых литейных форм и способ ее получения. № 1804368 от 23 марта 1993 г.

45. Патепт на изобретение. Формовочная смесь для приготовления разовых литейных форм и способ ее получения. В.А.Хомич, Т.С.Химич, В.В.Седельников. № 2227079 от 20 апреля 2004 г.

46. Петрупип В.Ф. Об искажениях атомной структуры в ультрадисперсных средах. / Изв. АН СССР. Серия физики. 1986. Т.50. - № 8. - С. 15661568.

47. Пегрунин В.Ф. Особенности атомной структуры ультрадисперсных порошков. / ЖВХО им. Менделеева. 1991. Т.36. - №2. - С. 146-150.

48. Печковская К.А. Сажа, как усилитель каучука. М.: Химия, 1968. 216 с.

49. Ратипов В.Б., Иванов Ф.М. Химия в строительстве. М.: Стройиздат, 1977.-107 е.

50. Ратнпов В.Б., Розинберг Т.И. Добавки в бетон. М.: Стройиздат, 1989. -36 с.

51. Ребипдер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. М.: Наука, 1979. 382 с.

52. Ребпндер П.А. Избранные труды. Т. 1 и 2. М.: Наука. 1978- 1979.

53. Ребиндер П.А. Совещание по вязкости жидкостей и коллоидальных растворов 1. М-л., Из-во АН СССР, 1941 с.361-380. (вязкость дисперсных систем и коллоидных растворов)

54. Ребиндер П.А., Фукс Г.И. Успехи коллоидной химии. М.: Наука. 1973. -5 с.

55. Русанов А.И. Удивительный мир наноструктур. / Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии: Автореферат докладов: 2-я международная конференция. С-Пб., 1998. - С. 16-19.

56. Рыбьсв И. А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ.

57. Рыбьев И.А., Арефьева Т.Н., Баскаков Н.С., Казеннова Е.П., Коровников Б./I,., Рыбьева Т.Г. Общий курс строительных материалов. М.: Высшая школа, 1987. - С. 123-174, 475-487.

58. Состав затрат и единые нормы амортизационных отчислений: Сб. нормативных документов. М.: Финансы и статистика, - 1995. - С. 206.

59. Симуров В.В., Терликовский Е.В. Модифицирование глинистых минералов при воздействии ультразвука.// В кн. Физико-химическая механика дисперсных систем и материалов. Киев: Наукова думка, 1980. -С 170.

60. СНиГ1 II-3-79* Строительная теплотехника. М.: Госстрой России, 1998.-49 с.

61. Структура, деформативность, прочность и критерии разрушения цементных композитов / Макридин Н.И. и др.; Под ред. Соломатова; РА-АСН Саратов: Изд - во Саратов университета, 2001. - 278 с.

62. Сумм Б.Д., Иванова Н.И. Объекты и методы коллоидной химии в нано-химии. / Успехи химии 69. (11) 2000. - С.995-1005.

63. Татарппов П.М. Глины. Их минералогия, свойства и практическое значение. -- М.: Стройиздат, 1970. 105 с.

64. Танки Л.II., Завадский В.Ф. О вещественном составе и вспучиваемости суглинков Омского месторождения / Известия вузов. №6. - 1976. -С.80-83.

65. Ультрадисперпые порошки, наноструктуры, материалы: Получение, свойства, применение. (Ставер. чтения): Материалы 2-ой межрегиональной конференции с международным участием, 5-7 октября 1999 г. / Красноярск КГТУ, 1999 - 287 с.

66. Урьев Н.Б. Физико химические основы технологии дисперсных систем и материалов. М.: Химия .1988.

67. Физикохпмия ультрадисперсных система: Материалы V Всероссийской конференции, 9-13 октября 2000 г., Екатеринбург, Россия. М.: МИФИ, 2000. - 420 с.

68. Физхимия ультрадисперсных систем: Сб. научн. тр. IV Всерос. конф. / Редкол.: Петрунин В.Ф. (отв. ред./ и др.). М.: МИФИ, 1999. - 334 с.

69. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия. 1989.

70. Хигерович М.И., Байер В.Е., Слабышев Г.М. Глиняный кирпич, улучшенный добавками ПАВ. / Строительные матералы. 1979. - № 5. - с. 13-14.

71. Хпмич Т.С. Структурно-механические свойства глинистых композиций // Вест пик Томского государственного архитектурно-строительного университета. Томск: ТГАСУ. - №2. - 2003. - С. 81-86.

72. Химич Т.С. Сырьевая формовочная смесь на основе бентонита // Вопросы планировки и застройки городов: Материалы X Международнойнаучно-практической конференции. Пенза: ПГАСА, 2003. - С. 284285.

73. Химич Т.С., Хомич В.А. Реологические свойства глинистых композиции, модифицированных добавками УДП // Вопросы планировки и застройки городов: Материалы IX Международной научно-практической конференции. Пенза: ПГАСА, 2002. - С. 161-163.

74. Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехноло-гии: 3-я Междунар. конф.: Автореф. докл. СПб., 2001. - 465 с.

75. Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехноло-гин: Автореферат докл. : 2-я международная конференция. СПб., 1998.-285 с.

76. Хомич В.А., Седельников В.В., Химич Т.С. Особенности влияния ульт-радпсперсных порошков на свойства твердеющих глинистых систем // Труды НГАСУ. Новосибирск: НГАСУ, 2001. Вып. 4 (15)-С. 167-170.

77. Хо.мпч В.А., Химич Т.С. Улучшение эксплуатационных свойств цементных растворов добавкой бентонитовой глины // Тезисы докладов 63 научной конференции Новосибирской архитектурно- строительной академии. Новосибирск: СибСТРИН, 2006. - С. 24.

78. Хомич В.А., Химич Т.С., Эмралиева С.А. Функции черных и белых саж в глиняных и цементных композициях // Современные проблемы строительного материаловедения: Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. -Белгород: БГТУ. № 9. - 2005. - С. 245-247.

79. Хомич В.А., Химич Т.С., Эмралиева С.А. Улучшение эксплуатационных характеристик штукатурных составов на основе портландцемента тонкодисперсными добавками // Омский научный вестник. -№ 6 (41). С. - 35-40.

80. Шаповалова Е.В. Разработка негорючих строительных материалов на основе металлофосфатных связующих. Автореферат на соискание степени к.т.п. Омск, - 1999. - 22 с.

81. Шевченко В.Я. Ультрадисперсные материалы (наноматериалы). // Второй съезд Российского керамического общества. Проблемы ультрадис-перспого состояния. С-П., 2000. С.21-23.

82. Экспрессный рентгенографический полуколичественный фазовый анализ глинистых минералов / ВНИИ минер. Сырья им. Н.М. Федоровского. М.: ВИМС, 1991.- 18 с.

83. Adams J.M., Clapp T.V., Clement D.E. // Clay Miner. 1983. Vol. 18. N. 4. P. 411.

84. Andricvski R.A. In "Advances in Powder Metallurgy and Particulate Materials 1996" voi.l. - MPIF. Princeton. - 1996. - p.79.

85. ASTM 1) 3849. Annual Book of ASTM Standards. 1990.Vol.09.01. P. 630.

86. Birringer R., Ilerr U., Gleiter H. Trans. Jpn. Inst. Met. Suppl. 27. 43 -1986.

87. Brindley G. W. and Wunter K. Mineralog. Mag. 1955. - vol.30. -№ 228.

88. Chegui H., Feldman K.F. Influence of silica fume on the microstruc-tural development in cement mortars // Cement and concrete Research. -1985. V. 15.-p. 285 -294.

89. Donnet J.В., Bansal R.C., and Wang M.J., Carbon Black Science and Technology, 2nd ed„ Marcel Dekker, Inc., New York. 1993. P. 89-173.

90. Drzaj В // VIII Conf. Clay Miner, and Petrol., Teplice, 1979. Ge-ologica. Prague, 1981. P. 223.

91. Fajnor V.S., Kuchta L. Effect of degradation of montmorillonite by vibration grinding on the DTA curves in the range 20-1500°C//J. of Thermal Analysis. 1995. - Vol. 45,№ 3. - P.481-489.

92. Gerspachcr M., O'Farrel C.P. Polymer/Filler Interface Energy Dissipation, CARBON BLACK 99, Perspective in Asia-Pacific, Japan, 1999.

93. Gleiter H. In "Deformation of Polycrystals: Mechanisms and Micro-strutures" ( Eds. Hansen N., Leffers T. And Lilholt H.). Riso Nat. Labor. Roskilde. 1981.-p. 15.

94. Gleiter H. Nanostruct. Mater. 6.3 1995.

95. Grim R. E. Clay Mineralogy. Mc Graw - Hill. Ch.4. - 1953.

96. Handa G.S., Dhawan G.S., Bahti I.G. Surkhi as a puzzolana, Ind. Concrete II, vol. 26, hh. 97 102. 1952.

97. Herd C.R., McDonald G.C. and Hess W.M. // Rubber Chem. Technol. 1991. Vol. 65. P. 1.

98. Israelachvili J. Intermolecular and Surface Forces. Academic Press. London. 1994.

99. Mechanochemica / interaction of the Kaolinite with the solid ctate acids / Grigorieva T.F. at a. // XIII th International Symposium on the Reactivity of Solids. Hamburg, GemanyA Program, a. Abstr. - p. 132.

100. Medalia A.I., Heckman F.A. and Harling D. F., Proc. Nat. Rubber Res. Conf., Kuala Lumpur. 1968. P. 1.

101. Nanotechology "Towards a molecular construction kit". Edited by Arthur ten world. 1998. Netherlands Study Center for Technology Trends (STT).

102. Powers T.C. The mechanism of Frost Action on Concrete // Lime and Gravel.- 1966. V. 41. - № 5. - p. 143-148, 181-185.

103. Siegel R. In "Processing and Properties of Nanocrystalline Materials" (Eds. Suryanarayana C., Singh J. And Hfroes F). TMS. Warrendale. -1996. - p.3.

104. Srinivasan R. Phisical and Chemical Studies on Surkhi, Rpt. R 12/51, Annal Report, 1951. p. 36-47.

105. Subba Rao N.K.V. Effect of surkhi admixtures on strength of cement surkhi mortars for Project, Rpt. Annal Report, Concrete Research Laboratory, Madras. 1948.

106. Weiss A. // Chem. and Industry. London. - 1980.-JVb9.-P.382/ккъшца 1 к прил.1. Определение предела прочности суглинкапри с,каши it сухом состоянии в зависимости от количества добавки П 161