автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Нанодисперсные модификаторы из отходов обогащения алмазодобывающей промышленности

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

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Лесовик Валерий Станиславович

Официальные оппоненты - Алимов Лев Алексеевич,

доктор технических наук, профессор, Московский государственный строительный университет, профессор кафедры технологии и вяжущих веществ и бетонов

- Клименко Василий Григорьевич,

кандидат технических наук, доцент, Белгородский инженерно-экономический институт, проректор по учебной работе

Ведущая организация - Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»

Защита состоится «10» декабря 2013 года в 14— часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ им. В.Г. Шухова, ауд. 242.

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

Автореферат разослан «_»_2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета '_' Г.А. Смоляго

бетонов, был выбран сапонит-содержащий отход (ССО) обогащения кимберлитовых руд предприятия ОАО «Североалмаз». Основными породообразующими минералами этого техногенного сырья являются сапонит (63 %), кварц (10 %) и доломит (10 %). Остальные минералы, суммарное содержание которых составляет 17 %, представлены хлоритом, гематитом, кальцитом, апатитом и пр.

Кварцсодержащим компонентом модификатора выбран мелкозернистый песок месторождения «Краснофлотский-Запад». Его стоимость и доступность (в Архангельской области балансовым запасом учтено более 20 месторождений песка, близкого по составу к выбранному) стали основными параметрами при выборе сырьевого материала. Гранулометрический анализ, выполненный на анализаторе размера частиц ЬаэеЩес 136()0\У819, показал, что зерна имеют сферическую форму, средний размер частиц 0,63 мм (рис. 1).

Я

Рисунок 1 - Компьютерная фотография исходного образца мелкозернистого песка, полученная с помощью анализатора LasentecD600\V819

Анализ элементного состава компонентов модификатора (мелкозернистый песок и ССМ) выполнялся методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии на спектрометре LabCenter XRF-1800. В результате количественного определения элементов в пересчете на оксиды установлено, что для песка их содержание составляет: Si02 - 93,5 %, А1203 - 2,92 %, Fe203 - 2,58 %. Содержание элементов в образцах ССМ составляет: Si02 - 56,3 %, MgO - 21,5 %, А1203- 6,72 %, Fe203 - 8,21 %, CaO — 4,59% и К20 - 1,59%. Содержание остальных элементов в сырьевом материале суммарно не превышает одного процента.

В качестве пластифицирующей добавки OHM был выбран гиперпластификатор «Реламикс», который широко применяется в условиях

Рисунок 8 - Влияние добавки OHM на микроструктуру цементного камня: а) без добавки OHM; б) с добавкой 7,5% OHM

На образце мелкозернистого бетона, полученного без модификатора, отчетливо проявляется микрошероховатость, и гетеропористая структура, в то же время, образец бетона с добавкой 7,5 % OHM обладает достаточного ровной однородной поверхностью без видимых дефектов.

Проведенные исследования показали, что предложенная модель механизма взаимодействия в системе «клинкерные минералы-вода-модификатор-заполнитель» корректна.

Внедрение результатов работы происходило на ООО «Динамика» при строительстве монолитного участка в г. Архангельск на объекте «Многоэтажный жилой дом с помещениями общественного назначения на нижних этажах», при производстве работ по устройству ростверков, выполняемых ОАО «АрхангельскГражданРеконструкция», на объекте «жилой многоэтажный дом «Дуэт» с торговыми помещениями» в г. Архангельске.

Для широкомасштабного внедрения результатов научных исследований разработаны следующие нормативные документы: СТО 11-25.1.7-2012 «Органоминеральный нанодисперсный модификатор. Технические условия» и СТО 12-25.1.7 - 2012 «Бетоны мелкозернистые с использованием органоминерального нанодисперсного модификатора. Технические условия».

Ожидаемый экономический эффект использования разработанного органоминерального нанодисперсного модификатора при производстве высокопрочного мелкозернистого бетона составляет 569 рублей на 1 м3 композита. Это обусловлено использованием местных доступных сырьевых компонентов, рационально подобранным составом бетонного композита, позволяющим снизить количество цемента в смесях, а также получением материалов с улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложен и экспериментально подтвержден механизм оптимизации процесса структурообразования при помощи разработанного органоминерального нанодисперсного модификатора (OHM) для мелкозернистых бетонов, который заключается в его комплексном воздействии: пластифицировании на этапе приготовления бетонной смеси, регулировании флюидного состава и связывание оксида кальция, выделяющегося при гидратации алита с образованием гидросиликата кальция второй генерации на этапе синтеза новообразований.

2. Предложен состав высокодисперсного минерального наполнителя (96% кварцевый песок и 4 % ССМ), увеличивающий разрушающее усилие мелкозернистых бетонов. Введение добавки такого наполнителя в количестве 5 % от массы цемента позволяет повысить данную характеристику на 35% без увеличения расхода цементной составляющей.

3. Разработан состав минерального нанодисперсного наполнителя (OHM): 1 % - гиперпластификатор «Реламикс», 10 % - ЦЕМ I 42,5, 85 % - кварцевый мелкий песок месторождения «Краснофлотский-запад» и 4 % - сапонит-содержащий материал (отход горнодобывающей промышленности). Показано, что добавка 7,5 % увеличивает прочность бетона на 78,8 % (с 46,3 МПа до 82,2 МПа), уменьшает его водопоглощение с 4,3 до 3,7 % и повышает морозостойкость с F300 до F400.

4. Установлен механизм очистки оборотной воды, накапливающейся при обогащении кимберлитовых руд, методом электролитной коагуляции. Показано, что максимальное выделение твердой фазы сапонит-содержащего сырья из суспензии оборотной воды происходит при введении раствора MgCl2 концентрацией 0,015 моль/л. Установлено, что введение электролита уменьшает электростатический барьер взаимодействия частиц дисперсной фазы, переводя их в состояние близкое к изоэлектрическому, нарушает агрегативную устойчивость системы и, как следствие, вызывает быструю седиментацию сапонит-содержащей твердой фазы.

5. Определены основные режимные параметры процесса выделения сапонит-содержащего сырья для производства органоминерального нанодисперсного модификатора: скорость седиментации 10,9 см/час, время выдержки реакционной смеси 60 мин. С учетом данных параметров разработаны способ выделения ССМ и, защищенная патентом, технологическая установка для его реализации.

6. Установлена функциональная взаимосвязь между степенью измельчения компонентов модификатора, величиной изменения свободной поверхностной энергии и значением удельной поверхности частиц, при которой система характеризуется самопроизвольной конгломерацией зерен.

4. Фролова М.А., Тутыгин А.С., Айзенштадт A.M., Лесовик B.C., Махова Т.А., Поспелова Т.А.. Критерий оценки энергетических свойств поверхности.

- Наносистемы: физика, химия, математика, 2011. - №2(4) - С. 120-125.

5. Фролова М.А., Тутыгин А.С., Айзенштадт A.M., Махова Т.А., Поспелова Т.А. Применение термодинамического подхода к оценке энергетического состояния поверхности дисперсных материалов. -Нанотехнологии в строительстве, 2011. - №6 — С. 13-25.

6. Природные сырьевые материалы строительного назначения в СевероАрктическом регионе. Минерально-сырьевая база Архангельской области/ А.С. Тутыгин, М.А. Фролова, С.Е. Аксенов, Т.А. Махова, И.Ю Заручевных, A.M. Айзенштадт, A.JI. Невзоров, B.C. Лесовик; под ред. A.M. Айзенштадта,

A.Л. Невзорова, B.C. Лесовика,- Архангельск; С(А)ФУ, 2011.-148с.

7. Тутыгин А.С., Айзенштадт М.А., Айзенштадт A.M., Махова Т.А. Влияние природы электролита на процесс коагуляции сапонит-содержащей суспензии. // Геоэкология. 2012 -М. №5, С. 470-474

8. Фролова М.А., Тутыгин А.С., Айзенштадт A.M., Махова Т.А., Лесовик

B.C. Неразрушающий контроль качества бетонных строительных композитов. - Строительные материалы. 2012. - №3, С. - 20-22.

9. Тутыгин А.С., Айзенштадт A.M., Шинкарук А.А. Выделение сапонит-содержащего материала из отходов горнодобывающей промышленности. — Русский инженер, 2012. - №2(33) - С. 82-83.

10. Айзенштадт A.M., Махова Т.А., Фролова М.А., Тутыгин А.С., Стенин А.А., Попова М.А. Проектирование состава нано- и микроструктурированных строительных композиционных материалов. -Промышленное и гражданское строительство. 2012. - № 10. - С. 26-30.

11. A. Tutygin, A. Shinraruk, М. Frolova, A. Aisenstadt. Improvement of water recycling systems for water mining enterprises. - J. of International Scientific Publications: Egology& Safety, 2012, v.6, part 1, p. 45-54.

12. A. Tutygin, M. Frolova, A. Aisenshtadt, L. Veshyakova. Determination of free surface energy of nano-dispersed materials. - 18. InternationaleBaustofftagung (18. ibausil), Beton und Betondauerhaftigkeit Durability of Concrete, P 2.24.

13. Шинкарук А.А., Тутыгин А.С. Электрокинетические явления в наноструктурах различной геологической природы. - Развитие СевероАрктического региона: проблемы и решения: по мат-лам науч. конф. проф,-препод. состава, науч. сотруд. и аспир. САФУ имени М.В. Ломоносова, Архангельск, 2012,ч. 1.-е. 70-71.

14. Тутыгин А.С., Айзенштадт A.M., Лесовик B.C., Фролова М.А., Боброва М.П. Проектирование состава строительных композитов с учетом термодинамической совместимости высокодисперсных систем горных пород.

- Строительные материалы. 2013. — № 3. — С. 74-76.

15. Боброва М.П., Тутыгин А.С. Термодинамическая характеристика высокодисперсных систем на примере горных пород. - Сб. докл. Шестнадцатой Международной науч.-практ. конференции студентов,

магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Строительство -формирование среды жизнедеятельности», Москва, 2013, - с. 461-464.

16. Патент на полезную модель «Устройство для моделирования процесса осветления технологической воды на предприятиях горнодобывающей промышленности», Тутыгин А.С., Айзенштадт A.M., Фролова М.А., Шинкарук А.А., Дроздюк К.В. № 122584, опубл. 10.12.12, Бюл. № 34

17. Заявка на получение патента «Способ определения удельного сцепления грунтов», Тутыгин А.С., Айзенштадт A.M., Фролова М.А., Вешнякова Л.А., Невзоров A.JL, Шестаков А.А. приоритет от 30.09.2012.

18. Патент на изобретение «Способ определения прочности бетона», Вешнякова JI.A., Тутыгин А.С., Фролова М.А., Айзенштадт A.M. № 2486488, опубл. 27.06.2013, Бюл. №18.

19. A.S. Tutygin, А.А. Shinkaruk, A.M. Aisenstadt, M.F. Frolova, Т.A. Pospelova. Ways to increase and monitor bearing capacity of soils. - J. of International Scientific Publications: Ecology & Safety, 2013, v.7, part 1, p. 37-45.

ТУТЫГИН АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ БЕТОНЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ НАПОЛНИТЕЛЕЙ ИЗ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Автореферат

диссертации на соискание ученойстепени кандидата технических наук

05.23.05 — Строительные материалы и изделия

Подписано в печать 28.10.2013 / Формат 60x84 1/16. Объем 1,6 уч.-изд. л. Тираж 100 экз.

Отпечатано в печатном салоне «Лайт». 163051, г. Архангельск, ул. Воскресенская, 116/3.

к

Белгородский государственный технологический университет

имени В. Г. Шухова

НАНОДИСПЕРСНЫЕ МОДИФИКАТОРЫ ИЗ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ АЛМАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор В.С. Лесовик

Белгород -2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................................................5

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА........................................................................................................11

1.1 Состояние и перспективы развития производства строительных материалов в Архангельской области..............................11

1.2 Минерально-сырьевая база промышленности строительных материалов Архангельской области................................................................................13

1.3 Особенности проектирования бетонов для использования в арктических регионах Российской Федерации..................................................25

1.4 Повышение эффективности мелкозернистых бетонов....................26

1.5 Характеристика композиционных вяжущих..........................................28

1.6 Особенности использования нанодисперсных модификаторов. 32

1.7 Выводы........................................................................................................................................34

2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ 36

2.1 Методика исследований................................................................................................36

2.1.1 Рентгенофазовый анализ................................................................................36

2.1.2 Электронно-микроскопический анализ..........................................40

2.1.3 Определения физических, поверхностных и прочностных характеристик высокодисперсного материала......................................41

2.1.4 Определение фракционного состава сырья................................42

2.1.5 Определение размера частиц....................................................................43

2.1.6 Определение удельной поверхности..................................................45

2.1.7 Изучение свойств мелкозернистого бетона................................47

2.1.8 Определение предельного сопротивления сдвигу................48

2.1.9 Определение угла естественного откоса........................................50

2.1.10 Характеристика измельчения применяемых материалов. 51

2.2 Свойства применяемых материалов........................................................................51

2.2.1 Характеристика цемента....................................................................................52

2.2.2 Песок месторождения «Краснофлотский-Запад»........................52

2.2.3 Отход горнодобывающей промышленности (сапонит-

содержащего материала)................................................ 53

2.3 Выводы...................................................................... 54

3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЫРЬЯ С ВЫСОКОЙ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИЕЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОМОДИФИКАТОРА.................................................... 55

3.1 Отход обогащения кимберлитовых руд, сапонит-содержащий материал и его характеристики........................................... 55

3.1.1 Выделение сапонит-содержащего материала.................. 57

3.1.2 Опытная модель получения сырья из отходов горнодобывающей промышленности................................... 71

3.2 Особенности термодинамики поверхности твердого тела в высокодисперсном состоянии............................................. 74

3.3 Термодинамическая модель оптимизации состава микро- и нанокомпозитов.............................................................. 76

3.4 Анализ энергетических характеристик поверхности............ 78

3.6 Подбор оптимального состава наполнителя..................... 88

3.7 Выводы..................................................................... 96

4 ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ............................................ 98

4.1 Принципы проектирования мелкозернистых бетонов.......... 98

4.2 Свойства наномодификатора в зависимости от состава компонентов................................................................... 99

4.3 Проектирование состава мелкозернистого бетона с учетом оптимального состава наполнителя...................................... 105

4.4 Оптимизация мелкозернистого бетона за счет использования органоминерального нанодисперсного модификатора........................108

4.5 Деформационные характеристики мелкозернистых бетонов 112

4.6 Разработка составов мелкозернистых бетонов...................... 117

4.7 Выводы..................................................................... 122

5 ВНЕДРЕНИЕ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ............................................................................................................124

5.1 Разработка нормативной документации......................................................124

5.2 Внедрение результатов исследований............................................................124

5.3 Технико-экономическое обоснование применения наполнителя на основе сырьевых ресурсов........................................................125

5.4 Внедрение в учебный процесс................................................................................129

5.5 Выводы..........................................................................................................................................130

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ..................................................................................................................131

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................................................134

ПРИЛОЖЕНИЯ......................................................................................................................................152

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время непрерывно увеличивается объем возводимых зданий и сооружений, что требует использования все большего количества бетонов, обладающих необходимыми эксплуатационными и прочностными свойствами. Особое внимание при строительстве уделяют мелкозернистым бетонам. В отличии от тяжелых бетонов на крупном заполнителе мелкозернистые бетоны обладают повышенной прочностью на изгиб, хорошей водонепроницаемостью и морозостойкостью.

Использование местного сырья, отходов промышленных предприятий и различных добавок на основе горных пород позволит повысить энергоэффективность и увеличить ресурсосбережение при производстве строительных конструкций на основе мелкозернистых бетонов.

Однако дефицит сырья во многих регионах Российской федерации, в условиях рынка, ведет к увеличению его себестоимости. Удаленность мест разработки природных каменных материалов, так же влечет за собой большие транспортные расходы сырья по его доставке на место производство работ.

В связи с этим для улучшения физико-механических характеристик мелкозернистых бетонов перспективным направлением является разработка их составов на основе местных сырьевых ресурсов и экологически безопасных отходов промышленных предприятий, с учетом их особенностей.

Вместе с тем, исследование роли и значения наноразмерных частиц при модификации строительных материалов является важным этапом в создании строительных композитов нового поколения и разработки новых высоких технологий. Поэтому важным этапом работ в этом направлении является получение научных данных о системной взаимосвязи параметров структуры и свойствах наноразмерных частиц. Особенно это актуально при эксплуатации материалов в экстремальных условиях, а именно температурного и влажностного режимах Северо-Арктического региона (САР).

Многочисленные исследования свойств компонентов основной сырьевой базы строительных материалов (глинистых, органических, органоминеральных грунтов) и отходов производства (зола ТЭЦ, отсев дробления, отход горнодобывающей промышленности) носят, как правило, локальный, эмпирический характер. В большинстве случаев физический смысл влияния различных факторов на деформационно-прочностные свойства материалов не анализируется.

Для подбора состава мелкозернистого бетона особое внимание уделяется минеральному составу и удельной поверхности частиц компонентов бетонной смеси. Для улучшения физико-механических характеристик мелкозернистых бетонов вводятся различные добавки проходящие процесс механического измельчения. При получении материалов в микро- и нанодисперсных состояниях происходит образование новой поверхности. В процессе измельчения возникают дефекты, которые разрывают массу вещества и частицы располагавшиеся внутри оказываются на поверхности. Это вызывает изменение свободной энергии всей системы, а следовательно и ее термодинамических характеристик.

В связи с этим перспективным направлением при проектировании мелкозернистого бетона является изучения процесса структурообразования с учетом термодинамических параметром сырья и получение более качественных бетонов с его использованием.

Актуальной задачей для условий крайнего Севера и Арктики является использование промышленных отходов, складирование которых отражается на экологии региона.

Диссертационная работа выполнена в рамках Программы стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова на 2012-2016 годы и внутривузовского гранта «Геоника. Предмет и задачи. Реализация в строительном материаловедении» на 2012-2014 гг.

Цели и задачи работы.

Повышение эффективности мелкозернистых бетонов за счет использования органоминерального нанодисперсного модификатора, полученного на основе сырьевых ресурсов Архангельской области.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение сырьевых ресурсов Архангельской области;

- исследование процесса осветления сапонит-содержащей суспензии оборотной воды при обогащении кимберлитовых руд и разработка способа получения сапонит-содержащего сырья для органоминерального нанодисперсного модификатора (OHM);

разработка методики оптимизации состава OHM и ее экспериментальная апробация при производстве высокопрочного мелкозернистого бетона;

- разработка нормативно-технической документации и внедрение результатов исследования.

Научная новизна.

Предложены принципы повышения эффективности мелкозернистых бетонов за счет оптимизации процесса структурообразования путем использования органоминерального нанодисперсного модификатора на основе сапонит-содержащего отхода обогащения кимберлитовых руд алмазодобывающей промышленности, заключающиеся в его комплексном воздействии: пластифицировании на этапе приготовления бетонной смеси, регулировании флюидного состава и связывании СаО, выделяющегося при гидратации алита с образованием гидросиликата кальция второй генерации на этапе синтеза новообразования.

Установлен механизм очистки оборотной воды, накапливающейся при обогащении кимберлитовых руд, методом электролитной коагуляции, который основан на переводе высокодисперсных частиц в состояние, близкое к изоэлектрическому, что ведет к нарушению агрегативной устойчивости системы и быстрой седиментации сапонит-содержащего материала. Это

позволило разработать способ выделения сапонит-содержащего сырья и технологию производства органоминерального нанодисперсного модификатора, улучшающего эксплуатационные характеристики мелкозернистого бетона, предназначенного для эксплуатации в условиях крайнего Севера и Арктики.

Установлен характер функциональной взаимосвязи между степенью измельчения компонентов модификатора, величиной изменения свободной поверхностной энергии и значением удельной поверхности частиц, при которой система характеризуется самопроизвольной конгломерацией зерен. Это позволило оптимизировать состав модификатора, который активирует процесс структурообразования в системе «клинкерные минералы-вода-модификатор-заполнитель».

Практическое значение работы.

-разработана технология производства органоминерального нанодисперсного модификатора;

- разработаны составы высокопрочных бетонов для строительства в условиях Севера

- разработана технология выделения твердой сапонит-содержащей фазы - сырья для производства высокодисперсной добавки;

- предложена методика определения свободной поверхностной энергии (поверхностного натяжения) высокодисперсных систем на основе горных пород;

- разработан экспресс-способ и подана заявка на изобретение «Способ определения удельного сцепления сыпучего материла»;

- создано устройство для моделирования процесса осветления технологической воды на предприятиях горнодобывающей промышленности. Получен патент на полезную модель.

Внедрение результатов исследований.

Теоретические положения, полученные в данной работе, апробированы в промышленных условиях г. Архангельска на ОАО «Архангельск-ГражданРеконструкция» и ООО «Динамика».

Для широкомасштабного внедрения результатов научных исследований разработаны следующие нормативные документы:

стандарт организации СТО 02011820-003-20123 «Органоминеральный нанодисперсный модификатор. Технические условия»;

стандарт организации СТО 02011819-003-2013 «Бетоны мелкозернистые с использованием органоминерального нанодисперсного модификатора. Технические условия»;

- рекомендации по изготовлению и применению органоминерального нанодисперсного модификатора;

- рекомендации по изготовлению и применению мелкозернистых бетонов с использование органоминерального-нанодисперсного модификатора.

Теоретические положения и результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, используются в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 270800.62 «Строительство» профиля «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» и магистров, обучающихся по направлению 270800.68 «Строительство» по программам подготовки «Строительство в северных климатических условиях» и «Теория и проектирование зданий и сооружений».

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы представлены на: Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (г. Белгород, 2010); Международной научно-практической конференции «Инновационные материалы и технологии» (г. Белгород, 2011), Международной научно-практической конференции

«Современные тенденции в науке: новый взгляд» (г. Тамбов, 2011); Двадцать первом международном симпозиуме «Экология и безопасность. За чистый и безопасный мир» (г. Солнечный Берег, Болгария, 2012); Научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, посвященной Дню российской науки (г. Архангельск, 2012); Международной конференции «Экологически чистые материалы - полимеры, сырьевые ресурсы и композиционные материалы» (г. Ганновер, Германия, 2013); Двадцать втором международном симпозиуме «Экология и безопасность» (г. Солнечный Берег, Болгария, 2013).

Публикации.

Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 19 научных публикациях, в том числе 7 статей опубликованы в центральных рецензируемых изданиях.

На защиту выносятся:

- теоретические и практические аспекты повышения эффективности мелкозернистых бетонов за счет оптимизации процесса структурообразования органоминеральным нанодисперсным модификатором;

- способ выделения сапонит-содержащего сырья из оборотной воды процесса обогащения кимберлитовых руд и технология производства OHM;

- методика оптимизации состава OHM и результаты экспериментальных исследований на опытных образцах высокопрочного мелкозернистого бетона;

- результаты внедрения.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, включающего 38 таблиц, 65 рисунков и фотографий, список литературы из 176 наименования, 8 приложений.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Состояние и перспективы развития производства строительных материалов в Архангельской области

Промышленность строительных материалов в Архангельской области обладает значительным потенциалом. Однако анализ работы организаций промышленности строительных материалов в 2012 году показал спад производства по сравнению с 2011 годом на 1,6 %. Кроме этого по данным статистических отчетов Архоблстат отрасль промышленности строительных материалов понесла убытки в размере 98,2 млн. руб.

На сегодняшний день в области работают 6 крупных предприятий производящих сборные железобетонные конструкции и детали, такие например как: панели однослойные из керамзитобетона и из тяжелого бетона толщиной 160 мм; панели трехслойные (тяжелый бетон, пенополистирол и кирпич); вертикальные и горизонтальные наружные и внутренние стеновые блоки; трехслойные арболитовые изделия; сборные железобетонные изделия и многое другое.

В Плесецком районе Архангельской области добывается сырье из которого на ЗАО «Савинский цементный завод» в 2012 году было получено 1300 тыс. тонн цемента. На ООО «Котласский завод» и ООО «Архангельский завод силикатного кирпича» в том же году произведено 120 млн шт. строительного кирпича и 73 млн. шт. силикатного кирпича соответственно.

Для нужд строительных компаний занимающихся возведение промышленных и гражданских объектов ООО «СП-Бетон» и ООО «БЛК-групп» за 2012 год произведено в совокупности 220 тыс. м товарного бетона.

При современных тенденциях развития гражданского и промышленного строительства увеличивается потребность в конструкциях и изделиях полученных на основе мелкозернистых бетонов