автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Прессованный кирпич на основе мягкого мела и мелоподобных горных пород Ростовской области

На правах рукописи

Форопонов Кирилл Сергеевич

ПРЕССОВАННЫЙ КИРПИЧ НА ОСНОВЕ МЯГКОГО МЕЛА И МЕЛОПОДОБНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-9 лент

Ростов - на - Дону 2010

004615938

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор ТКАЧЕНКО ГЕННАДИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

НЕСВЕТАЕВ ГРИГОРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

Кандидат технических наук, доцент ПЫЛАЕВ АЛЕКСАНДР ЯКОВЛЕВИЧ

Ведущая организация:

ОАО «СевКавНИПИагропром»

Зашита диссертации состоится «24» декабря 2010 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.207.02 при Ростовском государственном строительном университете по адресу: 344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162,РГСУ, главный корпус, ауд.232. тел/факс 8(863)227-73-78; 227-75-68; E-mail: dis sovet rgsu@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного строительного университета и на сайте www.rgsu.ru

Автореферат разослан «23» ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

канд. техн. наук, доцент

Налимова Александра Владимировна

Общая характеристика работы

Актуальность. Ростовская область располагает двумя крупными месторождениями мягкого мела: Кульбякинским и Лысогорским. Общий объем разведанного мела всех категорий превышает 10 млн.т. Месторождения располагаются в сельскохозяйственных районах области, где весьма слабо развита промышленность строительных материалов и довольно остро стоит проблема их поставки из промышленных районов области. За счет транспортных расходов их стоимость существенно возрастает.

Существующий опыт использования меловых отложений, с одной стороны, определил возможности получения довольно качественных материалов (воздушной извести, дисперсного мела для красок и подкормки птиц и др.), а с другой - выборочная разработка месторождений привела к накоплению значительных по объему меловых отвалов, которые легко размываются дождем, загрязняя плодородные земли и водоемы, что приводит к нарушению экологического равновесия в природе.

На основании ранее проведенных исследований неоднократно подтверждалась перспективность использования мягкого мела для производства не только воздушной извести, но и других качественных материалов для кладки стен (пеноблоков, жесткопрессованного кирпича и др.). Значительное разнообразие в номенклатуре производимых строительных материалов предопределяет возможности не только безотходной разработки мягкого мела в карьерах, но и изготовление недорогих стеновых строительных материалов из местного лег-кодобываемого сырья.

Для решения важной государственной программы «Доступное и комфортное жилье гражданам России» безотходную разработку месторождений мела и изготовление местных стеновых материалов можно признать довольно актуальной задачей.

Разработана малозатратная технология изготовления кирпича методом жесткого прессования, которая легко адаптируется к возможностям малого и среднего бизнеса. Она базируется на современных подходах к модифицирова-

нию структуры цементно-меловых композиций (ЦМК) повышенной водо- и морозостойкости.

Цель диссертационной работы - разработка технологии производства рядового и лицевого (в т.ч. цветного) кирпича методом жесткого прессования из малопрочного и неморозостойкого мягкого мела.

Для реализации поставленной цели требовалось решить следующие задачи:

- экспериментально доказать возможность использования мягкого мела всех категорий в производстве цементно-мелового кирпича;

- разработать рецептуру и параметры приготовления жесткопрессованого рядового кирпича с требуемыми свойствами;

- использовать принципы направленного структурообразования жестко-прессованных ЦМК, обладающих достаточной водо- и морозостойкостью, для получения лицевого кирпича;

- разработать цветные составы ЦМК для изготовления лицевого кирпича;

- на основе проведенных исследований составить рекомендации для практического использования.

Научная новизна работы заключается в:

- использовании принципов механохимической активации для получения долговечных окрашенных ЦМК и цветного лицевого жесткопрессованного кирпича на их основе;

- разработке технологических приемов модифицирования структуры ЦМК за счет регулирования зернового состава формовочной смеси и введения химических добавок, что позволяет использовать легкоразмокаемый и малопрочный мягкий мел в производстве качественного рядового и лицевого кирпича;

- системном подходе к проблемам безотходной разработки месторождений мягкого мела с целью получения пригодных в производстве стеновых изделий из жесткопрессованных ЦМК.

Практическая значимость и внедрение результатов работы:

- отработана рецептура и определены оптимальные параметры подготовки сырья, формовочной смеси, формования изделий и условий их твердения;

- обоснована возможность безотходного использования добытого мела всех категорий в производстве рядового и лицевого кирпича;

- определены оптимальные составы окрашенных ЦМК для изготовления цветного жесткопрессованного кирпича;

- разработана и предложена для практического использования необходимая нормативно-техническая документация (ТУ, ТР, правила подбора состава ЦМК, бизнес-план организации производства кирпича);

- дана оценка технико-экономической эффективности использования мягкого мела в производстве прессованного кирпича.

Результаты исследований использованы при выпуске опытной партии цветного кирпича, а также в учебном процессе Ростовского государственного строительного университета при разработке методических указаний к лабораторным работам «Процессы и аппараты в технологии строительных материалов», при выполнении курсовых проектов и НИР студентов.

Достоверность результатов исследований обеспечена:

- использованием при проведении экспериментальных исследований методик и приемов, регламентированных действующими стандартами, и поверенного оборудования;

- применением современной электронно-вычислительной техники и программного обеспечения при постановке опытов и в обработке научных результатов, испытанием необходимого количества контрольных образцов-близнецов, определяющих доверительную вероятность 0,95 при погрешности не более 10%;

- использованием методов физико-химических исследований структуры мела и ЦМК.

На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований окрашенных ЦМК для получения цветного лицевого кирпича с требуемыми эксплуатационными свойствами;

- научное обоснование и экспериментальное подтверждение эффективности приемов направленного структурообразования жесткопрессованных ЦМК при использовании принципов механохимической активации формовочных смесей;

- рецептура и оптимальные параметры основных технологических операций в производстве жесткопрессованного рядового и лицевого кирпича, разработанные по результатам экспериментальных исследований.

Апробация результатов исследования.

Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на следующих научных конференциях: Международной научно-практической конференции «Строительство - 2008» РГСУ, Ростов-на-Дону, 2008 г.; Международной научно-практической конференции «Строительство - 2009» РГСУ, Ростов-на-Дону, 2009 г.; Международной научно-практической конференции «Строительство - 2010» РГСУ, Ростов-на-Дону, 2010 г.; Всероссийской научно-практической конференции «Строительное материаловедение сегодня: актуальные проблемы и перспективы развития», г.Челябинск, 2010 г.

Диссертационная работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы: «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 10 работ, в том числе 2 - в изданиях, рецензируемых ВАК.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка литературы, 3 приложений и содержит 212 страниц машинописного текста, 17 рисунков, 74 таблицы. Список используемых источников включает 152 позиции.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность исследуемой темы, цель и задачи исследований, раскрываются научная новизна и практическая значимость полученных результатов выполненной работы, изложены основные положения, которые автор выносит на защиту.

В первой главе рассмотрены проблемы использования мягкого мела как сырья для производства строительных материалов.

Мел является эффективным заменителем известняка благодаря своей химической чистоте. Кроме того, как широко доступный наполнитель, мел имеет важное значение для многих производств, для раскисления почв, в животноводчестве для подкормки и т.д. При небольших затратах его легко добывать и перерабатывать. Однако при всем этом ежегодно вывозится в отвалы свыше 15 млн.т мела. Эти отвалы, вследствие слабой водостойкости меловых и мелоподобных горных пород, легко размываются ливневыми потоками, загрязняя реки и водоемы.

Вместе с тем практически каждая разновидность добытого в карьере мела может быть использована в промышленности строительных материалов. Организация их безотходного производства позволит насытить местный рынок недорогими материалами, создать дополнительные рабочие места и улучшить экологическую обстановку.

Изучению природного мела уделялось серьезное внимание (Б.В. Зеленский, П.А. Ребиндер и др.). Его минералогический и химический составы достаточно разнообразны. Небольшое содержание примесей, особенно глинистых, существенно меняет его физико-механические свойства. Мягкий мел легко диспергируется в водной среде. Он отличается большой пористостью, низкой плотностью, высоким водопоглощением и невысокой прочностью (от 1 до 5МПа, а с ростом глинистой составляющей - до 15МПа). Водонасыщение мела существенно снижает его прочностные свойства, а морозостойкостью мягкий мел и вовсе не обладает. Однако, благодаря своей высокой химической активности, мел и мелопо-добные горные породы в тонкодисперсном состоянии вступают во взаимодействие с цементными новообразованиями. Особенно активно эти процессы протекают в условиях всестороннего обжатия, что позволило сделать вывод о возможности получения достаточно прочных цементно-меловых композиций в процессе прессования в матрице.

Для изготовления цементно-мелового кирпича было предложено использовать технологию жесткого прессования, суть которой заключается в одностадий-

ном кратковременном приложении прессующего усилия. Такой метод формования малозатратен, так как позволяет отказаться от дорогостоящей опалубки и тепловой обработки. Отформованные изделия можно сразу же пакетировать и транспортировать к месту вызревания.

Процессы структурообразования при прессовании хорошо исследованы в керамике и в последние годы в производстве жесткопресованных цементно-минеральных мелкоразмерных изделий (Е.И. Шмитько, Р.Я.Попильский, Ф.В.Кондрашев, Г.А.Ткаченко, А.Н.Юндин, С.Н.Дахно, Е.О.Лотошникова и др.). Практически определена суть уплотнения полусухих формовочных смесей, что позволяет достигать требуемых показателей назначения изделий.

При использовании легкоразмокаемого и влагоемкого мела для производства водостойких и долговечных изделий предложено применять современные методы модифицирования структуры ЦМК, в том числе введение химических добавок, и целесообразные механохимические воздействия на мел и формовочные смеси. Было высказано предположение, что для получения качественных ЦМК лучше использовать гидрофобные химические добавки. Их положительную роль неоднократно подтверждали в своих работах Г.И.Горчаков, В.Т.Батраков, О.В.Кунцкевич и др. Авторы отдавали предпочтение кремнийорганическим соединениям (ГКЖ-94 и добавкам на ее основе). Эти добавки способны проявлять свою положительную роль в формировании структуры и свойств жесткопрессо-ванных ЦМК.

На основании литературного обзора, анализа результатов многочисленных экспериментов установлена возможность изготовления цементно-мелового кирпича путем использования гидрофобизирующих добавок и их совмещения с методами механохимической активации. Следует учесть также важную роль карбоната кальция в цементном камне, на которую неоднократно указывали Р.Л. Маи-лян, М.А.Ахматов, В.А.Невский, и результаты современных исследований. Образующиеся комплексные соединения способны придать ЦМК повышенные механические свойства и достаточную коррозионную стойкость.

На основании проведенного анализа можно сформулировать рабочую гипотезу, положенную в основу дальнейших научных исследований:

«Цементно-меловой рядовой и лицевой, в том числе газетной, жесткопрес-сованный кирпич, может быть произведен из цементно-меловых композиций, полученных направленным структурообразованием композиций путем регулирования зернового состава мела, использования модифицирующих добавок, пигментов и выбора рациональных режимов подготовки формовочной смеси, ее уплотнения и твердения».

Во второй главе дана подробная характеристика мелов Лысогорского месторождения, на базе которых и были выполнены все эксперименты данной диссертационной работы. В опытах был исследован мел всех категорий (А, В, Q и метаморфизированный Со).

В качестве вяжущих были использованы бездобавочные портландцементы марок М400 и М500 Старооскольского и Новороссийкого цементных заводов, а также сульфатостойкий портландцемент марки М400.

Для повышения физико-механических характеристик жесткопрессованных ЦМК применялись жидкие химические добавки производства совместного российско-германского предприятия MC-Bauchemie Russia, кремнийорганическая эмульсия производства ОАО «Химпром» Новочебоксарск, а также сухие добавки суперплатификатор СП-1 и полифункциональный модификатор ПФМ-НЛК в порошке производства ОАО «Полипласт».

В соответствии с ГОСТ 4.206-83 были установлены основные требования к жесткопрессованным ЦМК, которые оценивались по методикам соответствующих нормативных документов. Эти свойства определяли на образцах-цилиндрах диаметром и высотой 5 см.

Для формования образцов использовался метод жесткого прессования при удельном давлении 10-40МПа. Подготовка мела заключалась в его дроблении с отсевом фракций менее 5 мм. Для проведения опытов в ряде случаев использовался тонкомолотый мел с удельной поверхностью 6000 см2/г, полученный в лабораторной установке активации процессов (УАП).

Подготовку формовочной смеси осуществляли или ручным перетиранием, или на смесительных бегунах, а дозирование смеси - на весах. Твердение отформованных образцов проходило в нормальных условиях, а их испытания - по методикам нормативных документов.

Роль зернового состава мела в формовочной смеси исследовали с использованием метода математического планирования эксперимента в виде симплекс-решетчатого плана Шеффе. В экспериментах применяли методы физико-химических исследований структуры мела и жесткопрессованных ЦМК (петрографический, дифференциально-термический, рентгенофазовый анализы).

В третьей главе изложены результаты исследования мягкого мела Лысо-горского месторождения как сырья для производства жесткопрессованного кирпича. Анализ нормативно-технической документации показал, что для его изготовления необходимо, чтобы прочность ЦМК превышала ЮМПа, а водостойкость, оцениваемая коэффициентом размягчения Кр, была больше 0,8. Проведенные опыты подтвердили принципиальную возможность получения таких композиций при расходах цемента М400 - М500 не менее 20-25% от массы сухих компонентов формовочной смеси, удельном давлении прессования не менее 25МПа, но при обязательном использовании химических добавок, что подтвердилось при постановке двухфакторного эксперимента.

Последующие эксперименты показали, что наиболее важным свойством формовочной смеси, которое обеспечивает получение композиций с наилучшими показателями, является ее исходное водосодержание. Опыты по оптимизации этого технологического фактора выявили наличие двух оптимумов: одного для прочности и плотности свежеотформованного композита, который составил 7% от массы сухих компонентов, и второго для аналогичных свойств жесткопрессованных ЦМК в проектном возрасте, который составил 8% (рис.1).

Подшчскржлнпе, •/•

9 С

л в

II ё

л с

& а

II

Водл<жк-ржанпе, V

" .лш.

Рис. 1. Графики изменения плотности (а) и прочности (б) свежеотформованных образцов; плотности сухих образцов (в) и их прочности при сжатии в проектном возрасте (г) от исходного водосодержания смеси

Поскольку экспериментально было доказано ранее, что распалубочная прочность свежеотформованных композитов для сохранения свойств изделий при транспортировании должна быть не менее 0,8МПа, в дальнейших исследованиях водосодержание формовочной смеси было принято равным 8%. Превышение этого оптимума приводило к появлению в образцах технологических трещин и водоотделению при прессовании.

Опыты по влиянию рецептурно-технологических факторов на показатели назначения ЦМК позволили уточнить рациональный расход цемента в пределах 20% от массы сухих компонентов. Дальнейшее увеличение расхода цемента не приводило к пропорциональному росту плотности и прочности ЦМК, т.е. оказывалось малоэффективным.

Важные результаты были получены при исследовании влияния вида мела на свойства ЦМК. В экспериментах был использован мел всех категорий А,В,С] и метаморфизированный мел категории С> с высоким содержанием глинистых примесей. Испытания проводили на составах М:Ц=1:4 при водосодер-

жании формовочной смеси 8% от массы сухих компонентов и удельном давлении 25МПа. Их результаты приведены в табл.1.

Таблица 1

Влияние вида мела на физико-механические свойства жесткопрессованных ЦМК

Категория мела Свежеотформ. В возрасте 28 суток

плотность, кг/мЗ прочность, МПа сухие водонасыщенные Коэффициент размягчения, Кр

средняя плотность, кг/м3 средняя прочность, МПа средняя прочность, МПа водопо-глощ. по массе, %

А 1892 1,15 1872 12,46 8,72 18,8 0,70

В 1900 1,15 1880 12,52 8,89 18,6 0,71

С, 1900 1,22 1880 12,74 9,11 18,3 0,72

с2 1970 2,10 1940 16,16 12,61 14,3 0,78

Анализ полученных результатов позволил сделать важный практический вывод: независимо от категории мела можно получать качественные ЦМК, пригодные для изготовления рядовых стеновых изделий. Поскольку в обнажениях мягкий мел располагается по категориям хаотично, то для практического использования в производстве жесткопрессованных ЦМК не требуется его выборочная добыча.

Эксперименты по влиянию вида цемента и его активности показали, что для изготовления ЦМК с требуемыми свойствами лучше использовать высокоактивное вяжущее с возможно меньшей его водопотребностью.

Для оценки возможности улучшения физико-механических свойств ЦМК был выполнен ряд последовательных экспериментов. Установлено, что при энергичном перемешивании формовочной смеси в смесительных бегунах, свойства затвердевших ЦМК значительно улучшаются. С учетом малой твердости меловых частиц в этом случае формовочная смесь наполняется дополнительным содержанием тонкодисперсной фракции и это приводит к росту плотности, прочности и водостойкости композитов.

Важную роль в структурообразовании жесткопрессованных ЦМК играет режим его уплотнения. Современные гидравлические пресса способны создавать в формовочной смеси удельное давление прессования до 25МПа в течение 3-4с. Такое ударное воздействие на смесь требует довольно точного регулирования зернового состава заполнителя, чтобы обеспечить достаточную интен-

12

сивность удаления вовлеченного воздуха. Поэтому и водосодержание формовочной смеси должно быть таким, чтобы отжимаемая из пленок вода не закупоривала капиллярные поры и не затрудняла удаление воздуха из системы. Таким образом, регулирование зернового состава формовочной смеси и удельного давления прессования являются основными рецептурно-технологическими факторами, определяющими качество цементно-меловых композитов. В опытах с ЦМК уже при давлении 25МПа достигалась практически максимальная их плотность, а рост давления прессования до 40МПа оказался малоэффективным.

С целью повышения водо- и морозостойкости жесткопрессованных ЦМК на дробленном меле был опробован широкий набор химических добавок. Установлено, что все добавки положительно влияют на формуемость, связанность и уплотняемость смесей. Однако наилучшие результаты показали гидрофобнопла-стифицирующие добавки Murasan BWA-21 и кремнийорганическая эмульсия КОЭ. Благодаря их гидрофобизирующим свойствам были получены ЦМК на дробленном меле с прочностью до 15МПа и коэффициентом размягчения 0,85. Таким образом, только за счет введения гидрофобных добавок оказалось возможным получить жесткопрессованные композиции, вполне пригодные для изготовления качественного рядового кирпича. При соответствующем регулировании зернового состава мела и использования таких добавок становится перспективным получение композиций для изготовления лицевого кирпича.

В четвертой главе приводятся результаты исследований жесткопрессованных ЦМК с улучшенными свойствами, пригодных для изготовления лицевого кирпича. К лицевому кирпичу предъявляются не только повышенные требования по прочности (не менее М150), но и к морозостойкости (марки F25-F35). Чтобы обеспечить эти довольно высокие требования были использованы известные приемы механохимической активации (регулирование зернового состава, введение модифицирующих химических добавок), позволяющие полнее воспользоваться внутренней энергией мела и его химической активностью для создания более качественной структуры композита.

Проведенные опыты с подготовкой формовочной смеси на смесительных бегунах наглядно выявили скрытые возможности мелового заполнителя в улучшении физико-механических свойств ЦМК. Эти опыты были продолжены с тонкомолотым мелом при обязательном введении различных химических добавок. Результаты такого эксперимента, выполненного с формовочными смесями той же рецептуры М:Ц=1:4 с водосодержанием 8% при удельном давлении прессования 25МПа, приведены в табл.2.

Таблица 2

Свойства ЦМК на тонкоизмельченном меле_

Особенности состава, используемая добавка Плотность затвердевших ЦМК р, кг/м3 Распалу-бочная прочность Ыс, МПа Прочность при сжатии, ЦМК Ксж, МПа Водопо-глощение XV, % Коэффициент размягчения к„

Без добавки 1840 1,25 16,7 15,5 0,83

В\УА-16 1882 1,42 21,3 13,7 0,89

В\¥А-21 1876 1,34 23,4 13,2 0,93

КОЭ 1880 1,31 21,8 13,1 0,91

Активация Ц+М 1844 1,28 16,7 14,9 0,85

Активация Ц+М+СП-1 1893 1,31 17,7 14,0 0,90

Активация Ц+М-КПФМ-НЛК) 1877 1,29 18,5 13,7 0,91

Значительное увеличение удельной поверхности меловых частиц (до 5уд=6500 см2/г), вводимых в состав формовочной смеси, привело к существенному росту прочности затвердевших ЦМК и их водостойкости.

Вступая в активное взаимодействие с гидратными новообразованиями цемента, мел образует довольно прочные кристаллы гидрокарбоаллюминатов кальция и другие продукты их взаимодействия. Этот вывод нашел подтверждение в физико-химических исследованиях структуры цементно-меловых композиций.

В ходе эксперимента отметили не только существенный рост прочности и водостойкости ЦМК (прочность при сжатии больше 20МПа, а коэффициент размягчения Кр до 0,93), но и большую эффективность использованных гидрофоби-зирующих добавок. Однако получение тонкодисперсного мела - экономически высокозатратный процесс. Было необходимо продолжить исследования с целью определения эффективного количества тонкоизмельченного мела в формовочной смеси, которое бы позволяло получать ЦМК с требуемыми свойствами.

в/о

13,80'

>14,75

1,25-5

0,832

0,686

Был поставлен специальный эксперимент с использованием математического планирования. Применение симплекс-решетчатого планирования позволило получить математическое описание зависимостей «состав-свойство» и построить диаграммы (рис.2), на которых можно выделить области оптимальных значений зернового состава мела.

На основании анализа полученных диаграмм установленный оптимальный зерновой состав для изготовления лицевого кирпича содержал зерна фр. 1,25-5 мм -10%, фр. 0,16-1,25 мм -60% и тонкоизмельченного мела - 30%. При таком зерновом составе мела даже без использования химических добавок ЦМК имели прочность в Рис.2. Диаграммы «состав-свойство»:

а - изолинии прочности затвердевших пределах 16,5МПа и коэффициент размягчения -композитов; б - изолинии коэффициента размягчения 0,78.

На оптимизированном зерновом составе мела при использовании портландцемента М500 были дополнительно проверены все рецептурно-технологические факторы, влияющие на свойства ЦМК. Как и предполагалось оптимальное водосодержание смеси осталось прежним - 8%, подтвердилась рациональная дозировка цемента и эффективность прессования при удельном давлении 25МПа. Таким образом, закономерности влияния ре-цептурно-технологических факторов на свойства жесткопрессованных ЦМК на оптимизированном зерновом составе мела остались такими же, как и при использовании в качестве заполнителя дробленного мела. Данный вывод имеет большое практическое значение, так как позволяет осуществлять вариации зернового состава без изменения технологического процесса и рецептуры формовочных смесей и получать при этом смеси, пригодные как для производства рядовых, так и лицевых изделий.

Известно, что мягкий мел и мелоподобные горные породы имеют светлые тона. Поскольку в ЦМК они составляют большую часть, то представляло интерес оценить возможности получения и цветных композиций. В проводимых исследованиях были использованы минеральные пигменты фирмы «Вауег» различных цветов (зеленого, красного, желтого, коричневого и синего). Выбор перечисленных пигментов был связан с обеспечением экологичности изготовленного кирпича и его высокой атмосферостойкости.

С точки зрения экологии пигменты не должны содержать ионов тяжелых металлов, быть устойчивыми к свету и щелочам, легко диспергироваться в воде и иметь устойчивые цветовые характеристики. В ходе экспериментов по оценке условий распределения пигментов лучшие результаты были получены, когда пигменты равномерно смешивали с мелом, затем добавляли цемент и наконец воду затворения. При этом общее время приготовления формовочной смеси при принудительном перемешивании составило 2-2,5 мин.

Оптимизацию рецептурно-технологических факторов для цветных ЦМК производили на подобранном ранее зерновом составе мела, содержащем 10% фракции 1,25-5 мм; 60% - фр.0,16-1,25 мм и 30% - тонкоизмельченного. При введении пигментов в формовочную смесь отмечается небольшой рост плотности (на 4-6%) и незначительное снижение прочности и водостойкости. Однако влияние исходного водосодержания формовочной смеси, удельного давления прессования и расхода цемента на свойства цветных ЦМК оставалось аналогичным обычным как и для неокрашенных лицевых изделий.

Путем исследования ЦМК для рядовых, лицевых неокрашенных и цветных изделий выявили важную для их практического применения особенность: постоянство влияния рецептурно-технологических факторов на их свойства.

При введении добавок-модификаторов цветные жесткопрессованные ЦМК по своим свойствам полностью соответствовали требованиям к лицевым композициям, о чем можно судить по данным табл.3, в которой приведены результаты испытаний ЦМК с желтым пигментом.

Таблица 3

Результаты испытаний ЦМК с желтым пигментом

Состав Прочность свежеотфор- мованных образцов Кс, МПа Плотность в проектном возрасте образцов р, кг/м3 Прочность сухих образцов Нсж, МПа Водопогло-щение W, % Коэффициент размягчения кР

Без добавки 0,91 1888 15,97 15,5 0,77

BWA-16 (1%) 1,03 1893 17,55 13,7 0,84

BWA-21 (1%) 1,11 1890 19,35 13,2 0,91

ШЭ(0,1%) 1,03 1889 16,79 13,1 0,91

Долговечность жесткопрессованных ЦМК была исследована на составах

для лицевых неокрашенных и цветных изделий. Изготовленные образцы на меле с оптимизированным зерновым составом были выдержаны в нормальных условиях и затем испытаны с целью оценки порового пространства и водопо-глощения композитов, а также их морозостойкости по стандартной методике ГОСТ 7025. Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 4 и 5.

Таблица 4

Оценка показателей порового пространства и водопоглощения образцов жесткопрессованных ЦМК на оптимизированном зерновом составе мела

Состав Водопоглощение, W% Коэффициент размягчения Кр Пористость, %

Контрольный 14,1 0,79 34,4

BWA-16 12,8 0,86 29,2

BWA-21 12,9 0,91 29,1

КОЭ 13,1 0,9 29,3

Таблица 5

Результаты испытаний на морозостойкость жесткопрессованных ЦМК

Состав Средний предел прочности водонасы-щенных образцов, МПа Коэффициент размягчения Кр Основные образцы

15 циклов 25 циклов 35 циклов

нарушение структуры ЦМК изменение прочности, % нарушение структуры ЦМК изменение прочности, % нарушение структуры ЦМК изменение прочности, %

Контрольный 11,94 0,79 - -9,7 + -22,6 не проводилось

BWA-16 15,65 0,86 - -2,8 - -11,4 - -26,9

BWA-21 18,31 0,91 - -2,4 - -11,3 - -18,3

КОЭ 16,47 0,90 - -2,4 - -12,3 - -19,5

Анализ приведенных результатов показал, что без применения добавок-модификаторов можно получить лишь композиции, пригодные для изготовления рядовых изделий. При введении химических добавок Мигавап В\УА-21 и кремнийорганической эмульсии КОЭ были получены композиты с маркой по морозостойкости Б35, что вполне удовлетворяет требованиям качества к лицевому кирпичу.

При проверке морозостойкости окрашенных ЦМК было установлено небольшое ее снижение по отношению к аналогичным неокрашенным. Изменение прочности через 35 циклов замораживания-оттаивания составило 19,119,2% при использовании химических добавок В\УА-21 и кремнийорганической эмульсии КОЭ. Таким образом, цветные цементно-меловые композиции удовлетворяют требованиям к морозостойкости лицевого кирпича, а введение пигментов позволяет производить и цветной кирпич.

Кроме оценки морозостойкости цветных жесткопрессованных ЦМК была проверена их атмосферостойкость по специальной методике, приведенной в диссертационной работе. В исследованиях использовали образцы-цилиндры, изготовленные при оптимальных рецептурно-технологических параметрах на различных пигментах. При этом определяли степень изменения внешнего вида образцов: потеря блеска, изменение цвета, белесоватость, выветривание, растрескивание, отслаивание, коррозия (табл.6).

Таблица 6

Исследования атмосферостойкости жесткопрессованных ЦМК

Пигмент Потеря Белесова- Выветрива- Растрескива- Коррозия,

блеска тость ние ние отслаивание

Зеленый 3 3 4 5 4

Коричневый 4 4 5 5 5

Желтый 4 4 5 5 5

Красный 3 3 5 5 5

Синий 2 3 4 5 4

Для желтых и коричневых композиций атмосферостойкость оказалась вполне хорошей, а именно эти композиты наиболее интересны в изготовлении цветного кирпича. Для других окрашенных композиций требуется повышать дозировку цемента и пигмента.

В пятой главе показаны возможности практического применения результатов исследований. Для производства цветного лицевого цементно-мелового кирпича разработана методика подбора состава формовочной смеси и приведена блок-схема назначения ее номинального состава.

Разработаны основные положения технических условий на цветной кирпич, в которых учитывали требования к изделиям и исходным сырьевым материалам, правила приемки и методы контроля на всех этапах производства кирпича. Приведены указания по использованию кирпича в кладке и условиям его эксплуатации. Разработанные технические условия «Кирпич жесткопрессован-ный цветной цементно-меловой на базе мягкого мела Лысогорского месторождения» приведены в диссертации.

Составлена функциональная технологическая схема производства цветного лицевого кирпича на базе мягкого мела по агрегатно-поточной технологии и указаны особенности его производства применительно к условиям разработки месторождения. В технологическом регламенте на производство полнотелого кирпича при использовании метода жесткого прессования даны рекомендации по рецептуре формовочных смесей, подобраны и детально описаны режимы подготовки дробленного мела, приготовления формовочных смесей, их уплотнения при использовании гидравлических прессов жесткого прессования, условия твердения, правила хранения и транспортирования, а также техника безопасности при изготовлении изделий. В регламенте предусмотрены варианты производства рядового, лицевого неокрашенного и цветного лицевого кирпичей.

Подробно описано изготовление и испытание цветного мелового кирпича в выпущенной опытной партии. Результаты испытаний подтвердили возможности производства изделий, полностью отвечающих требованиям нормативных документов. Параллельно была испытана и проба цветного силикатного кирпича Глубокинского кирпичного завода. В табл.7 приведены результаты сравнения свойств цементно-мелового и силикатного кирпича заводского изготовления.

Таблица 7

Сравнительный анализ испытания кирпича_

Ед.изм. Данные эксперимента

Свойства изделий цементно-меловой силикатный

кирпич кирпич

Средняя плотность кг/м3 1870 1856

Масса кг 3650 3620

Марка по прочности - М175 М200

Марка по морозостойкости - F35 F35

Теплопроводность Вт/м°С 0,55 0,75

Сцепление с раствором кгс/см7 3,86 1,56

Сравнительный анализ результатов испытаний подтвердил вполне достаточные свойства цветного цементно-мелового кирпича, которые в ряде случаев превосходили показатели качества силикатного кирпича. Отметим также, что коэффициент теплопроводности цементно-мелового кирпича на 27% ниже, чем у силикатного, а сцепление с кладочным раствором оказалось практически в два раза выше.

В заключение было выполнено ТЭО целесообразности производства цветного цементно-мелового кирпича. При годовой производительности технологической линии 2 352 900 шт.усл.кирпича (4588 м3) годовая валовая выручка от реализации кирпичей составит 14286 тыс.р. Предполагаемый уровень цены одного кирпича при норме прибыли 30 %: неокрашенного - 6,3 р; цветного -11,4 р., что не превышает рыночной стоимости на современном рынке промышленности Южного федерального округа РФ.

Общие выводы

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена принципиальная возможность производства рядовых и лицевых, белых и цветных прессованных кирпичей из легкоразмокаемого и малопрочного мягкого мела методом жесткого прессования по технологии малозатратного производства.

2. Экспериментально установлена возможность использования мела всех категорий, меловых осыпей и отвалов в производстве рядового кирпича марок не ниже М100 и F15. Отсутствие необходимости выборочной разработки мела в карьере делает предлагаемую технологию производства жесткопрессованного

кирпича безотходной и позволяет существенно улучшить экологическую обстановку в регионе.

3. Предложены и апробированы рецептура (М:Ц=4:1 при В/Т=0,08) и все необходимые параметры производства жесткопрессованных цементно-меловых изделий: условия приготовления и уплотнения формовочных смесей, уровень давления прессования и организация вызревания отформованных изделий.

4. С использованием принципов механохимической активации (регулирования зернового состава, интенсификации перемешивания и введения модифицирующих гидрофобизирующих добавок) получены водостойкие жесткопрессован-ные цементно-меловые композиции с марками по прочности М150 и более и морозостойкостью F35, вполне пригодные для изготовления качественного лицевого кирпича.

5. Реализованное симплекс-решетчатое планирование позволило получить математическое описание зависимости «состав-свойство» и построить диаграммы, по которым можно определить области оптимальных зерновых составов мела для получения изделий различного назначения.

6. Физико-химические исследования структуры цементно-меловой композиции подтвердили достаточно высокую химическую активность тонкодисперсного мела, который вследствие химического сродства с цементным камнем и взаимодействия с гидратными новообразованиями цемента, формирует прочные кристаллы гидрокарбоаллюминатов кальция, придающие композитам достаточно высокую водо- и морозостойкость.

7. Доказана возможность изготовления долговечных цветных жесткопрессованных цементно-меловых композиций, удовлетворяющих требованиям к лицевому кирпичу. С учетом светлого тона мела при введении минеральных пигментов эти композиты легко меняют окраску, обладая при этом достаточно высокой атмосферо- и морозостойкостью (до F35).

8. Разработана необходимая нормативно-техническая документация для внедрения результатов исследований в производство (технические условия, технологический регламент и бизнес-план). Выполненный технико-экономический

анализ выявил существенные преимущества жесткопрессованного цементно-мелового кирпича по сравнению с силикатным (снижение теплопроводности и повышенное сцепление в кладке). Себестоимость лицевого кирпича марок М150 и F35 не будет превышать себестоимости аналогичного по свойствам силикатного.

Основные результаты диссертации опубликованы в 10 работах:

- в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Форопонов К.С., Ткаченко Г.А. Возможности обеспечения экологической безопасности при разработке месторождений мягкого мела // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. -Ростов-на-Дону, - 2009. - №6. - С.93-97.

2. Форопонов К.С., Ткаченко Г.А. Использование мягкого мела в производстве рядовых и лицевых стеновых изделий // Строительные материалы. - 2010. -№9. - С.54-56.

- в других изданиях:

3. Форопонов К.С., Ткаченко Г.А., Налимова A.B. Влияние технологических факторов на свойства жесткопрессованных цементно-меловых композиций: материалы Международной научно-практической конференции «Строитель-ство-2008». - Ростов-н/Д:РГСУ, 2008. - С.28-29.

4. Ткаченко Г.А., Форопонов К.С. Влияние дисперсности мягкого мела на свойства жесткопрессованных цементно-меловых композиций: материалы юбилейной Международной научно-практической конференции «Строи-тельство-2009». - Ростов-н/Д:РГСУ, 2009. - С.3-4.

5. Форопонов К.С. Повышение водостойкости жесткопрессованных цементно-меловых композиций за счет введения химических добавок: материалы юбилейной Международной научно-практической конференции «Строительство-2009». - Ростов-н/Д:РГСУ, 2009. - С.5-6.

6. Ткаченко Г.А., Форопонов К.С. Свойства жесткопрессованных композиций на основе доломитизированного мела для производства стеновых изделий:

материалы Международной научно-практической конференции «Строитель-ство-2010». - Ростов-н/Д:РГСУ, 2010. - С.5-6.

7. Форопонов К.С., Ткаченко Г.А. Влияние зернового состава измельченного мела на физико-механические свойства жесткопрессованных композиций: материалы Международной научно-практической конференции «Строитель-ство-2010». - Ростов-н/Д:РГСУ, 2010. - С.20-22.

8. Форопонов К.С., Ткаченко А.И., Почевалов П.П. Нормативно-техническое обеспечение производства стеновых изделий из жесткопрессованных композиций: материалы Международной научно-практической конференции «Строительство-2010». - Ростов-н/Д:РГСУ, 2010. - С.23-25.

9. Форопонов К.С. Повышение водостойкости жесткопрессованных цементно-меловых композиций за счет введения специальных химических добавок: материалы Международной научно-практической конференции «Строитель-ство-2010». - Ростов-н/Д:РГСУ, 2010. - С.25-27.

10.Форопонов К.С., Ткаченко Г.А. Стеновые изделия, полученные механо-химической активацией мягкого мела: сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции «Строительное материаловедение сегодня: актуальные проблемы и перспективы развития». - Челябинск, 2010.-С.133-136.

Подписано в печать 16.10.2010 г. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Ризограф. Уч.-изд.л. 1,З.Тираж 100 экз. Заказ № 763.

Редакционно-издательский центр Ростовского государственного строительного университета 344002, г.Ростов-на-Дону, ул.Социалистическая, 162

ВВЕДЕНИЕ

Глава I: СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И РАБОЧАЯ ГИПОТЕЗА

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Мел как сырьевой материал и его рациональное использование в промышленности

1.2 Особенности мягкого мела как сырья в производстве строительных материалов

1.3 Жесткое прессование и его особенности как способа уплотнения при изготовлении строительных материалов

1.4 Современные подходы к модифицированию структуры композитов с целью повышения их водо- и морозостойкости

1.5 Цель и способы изменения цвета в условиях щелочной среды цементно-меловых композиций

1.6 Рабочая гипотеза и частные задачи исследования

Глава II: МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ПРОВОДИМЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Характеристики мела Лысогорского месторождения

2.2 Характеристики других использованных материалов

2.3 Выбор формы и количества образцов. Методика их изготовления и условия твердения

2.4 Методики для определения физико-механических свойств

2.5 Специальные методики испытаний

2.6 Методики физико-химических испытаний структуры мела и цементно-меловых композиций

Глава III ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЯГКОГО МЕЛА В ПРОИЗВОДСТВЕ

ЖЕСТКОПРЕССОВАННЫХ СТЕНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

3.1 Обоснование основных показателей назначения цементномеловых композиций, пригодных для производства рядовых стеновых изделий

3.2 Рецептурно-технологические факторы и их влияние на свойства цементно-меловых композитов

3.3 Влияние вида мела и цемента на свойства цементно-меловых композиций

3.4 Оценка влияния способов подготовки смесей и режимов их уплотнения на свойства жесткопрессованных цементно-меловых композитов

3.5 Предварительная оценка способов повышения водо- и морозостойкости жесткопрессованных цементно-меловых композитов

Глава VI ЖЕСТКОПРЕССОВАННЫЕ ЦЕМЕНТНО-МЕЛОВЫЕ КОМПОЗИЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛИЦЕВОГО КИРПИЧА

4.1 Обоснование основных направлений в создании жесткопрессованных ЦМК с улучшенными физико-механическими свойствами для лицевых стеновых изделий

4.2 Повышение физико-механических свойств жесткопрессованных ЦМК за счет оптимизации зернового состава мела

4.3 Рецептурно-технологические факторы и их влияние на свойства жесткопрессованных ЦМК с оптимизированным зерновым составом мела

4.4 Физико-химические исследования структуры жесткопрессо-ванного цементно-мелового композита ^

4.5 Окрашенные жесткопрессованные ЦМК и их свойства. Оценка необходимости корректировки рецептуры и параметров их изготовления

4.6 Оценка долговечности жесткопрессованых ЦМК для производства лицевых неокрашенных и цветных стеновых изделий

4.7 Исследования целесообразности использования ТВО в производстве жесткопрессованных ЦМК

Глава V ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

5.1 Методика подбора состава формовочной смеси для производства лицевого цветного жесткопрессованного цементно-мелового кирпича

5.2 Основные положения технических условий на цветной же-сткопрессованный цементно-меловой кирпич

5.3 Организация производства цветного цементно-минерального кирпича на базе мягкого мела Лысогорского месторождения

5.4 Технологический регламент на производство цветного лицевого кирпича из жесткопрессованных ЦМК

5.5 Изготовление и испытание цветных жесткопрессованных цементно-меловых кирпичей

5.6 Оценка эффективности производства лицевого кирпича на базе мягкого мела Лысогорского месторождения 145 Общие выводы 155 Литература - 157 Приложения

Актуальность. Ростовская область располагает двумя крупными месторождениями мягкого мела: Кульбякинским и Лысогорским. Общий объем разведанного мела всех категорий превышает 10 млн т. Месторождения располагаются в сельскохозяйственных районах области, где весьма слабо развита промышленность строительных материалов и довольно остро стоит проблема поставки этих материалов из промышленных районов области. За счет транспортных расходов их стоимость существенно возрастает.

Существующий опыт использования меловых отложений, с одной стороны, определил возможности получения довольно качественных материалов (воздушной извести, дисперсного мела для красок и подкормки птиц и др.), а с другой - выборочная разработка месторождений привела к накоплению значительных по объему меловых отвалов, которые легко размываются дождем, загрязняя плодородные земли и водоемы, что приводит к нарушению экологического равновесия в природе.

Ранее проведенные исследования неоднократно подтверждали перспективность использования мягкого мела для производства не только воздушной извести, но и других качественных материалов для кладки стен (пе-ноблоков, жесткопрессованного кирпича и др.). Значительное разнообразие в номенклатуре производимых строительных материалов предопределяет возможности не только безотходной разработки мягкого мела в карьерах, но и изготовление недорогих стеновых строительных материалов из местного легкодобываемого сырья.

Для решения важной государственной программы «Доступное и комфортное жилье - гражданам России» безотходную разработку месторождений мела и изготовление местных стеновых материалов можно признать довольно актуальной задачей.

Разработана малозатратная технология изготовления кирпича методом жесткого прессования, которая легко адаптируется к возможностям малого и среднего бизнеса. Она базируется на современных подходах к модифицированию структуры цементно-меловых композиций (ЦМК) повышенной водо-и морозостойкости.

Цель диссертационной работы - разработка технологии производства рядового и лицевого (в т.ч. цветного) кирпича методом жесткого прессования из малопрочного и неморозостойкого мягкого мела.

Для реализации поставленной цели требовалось решить следующие задачи:

- экспериментально доказать возможность использования мягкого мела всех категорий в производстве цементно-мелового кирпича;

- разработать рецептуру и параметры приготовления жесткопрессовано-го рядового кирпича с требуемыми свойствами;

- использовать принципы направленного структурообразования жестко-прессованных ЦМК, обладающих достаточной водо- и морозостойкостью, для получения лицевого кирпича;

- разработать цветные составы ЦМК для изготовления лицевого кирпича;

- на основе проведенных исследований составить рекомендации для практического использования.

Научная новизна работы заключается в:

- использовании принципов механохимической активации для получения долговечных окрашенных ЦМК и цветного лицевого жесткопрессован-ного кирпича на их основе;

- разработке технологических приемов модифицирования структуры ЦМК за счет регулирования зернового состава формовочной смеси и введения химических добавок, что позволяет использовать легкоразмокаемый и малопрочный мягкий мел в производстве качественного рядового и лицевого кирпича;

- системном подходе к проблемам, безотходной разработки месторождений мягкого мела с целью получения; пригодных в производстве стеновых изделий из жесткопрессованных ЦМК.

Практическая значимость и внедрение результатов работы:

- отработана рецептура и определены оптимальные параметры, подштов-ки сырья, формовочной смеси, формования изделий и условий! их твердения;

- обоснована возможность безотходного использования добытого мела всех категорий в производстве рядового и лицевого кирпича;

- определены оптимальные; составы окрашенных ЦМК для изготовления цветного-жесткопрессованного кирпича;

- разработана и предложена для практического использования- необходимая. нормативно-техническая документация; (ТУ, ТР, правила подбора состава; ЦМК, бизнес-план организации производства кирпича);

- дана; оценка технико-экономической эффективности использования мягкого мела в производстве прессованного кирпича:

Результаты, исследований; использованы при выпуске опытной партии цветного кирпича, а также в учебном процессе Ростовского государственного строительного университета при разработке методических указаний к лабораторным работам; «Процессы и аппараты в технологии строительных материалов», при выполнении курсовых проектов и НИР студентов;

Достоверность результатов исследований обеспечена: *

- использованием при проведении экспериментальных исследований! методик и приемов; регламентированных действующими' стандартами, и поверенного оборудования;

- применением современной электронно-вычислительной техники и программного- обеспечения при- постановке опытов и в обработке научных результатов, испытанием необходимого количества контрольных образцов-близнецов, определяющих доверительную- вероятность' 0;95 при погрешности не более 10%;

- использованием комплекса методов физико-химических исследований структуры мела и ЦМК.

На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований окрашенных ЦМК для получения; цветного лицевого кирпича с требуемыми эксплуатационными свойствами;

- научное обоснование и экспериментальное подтверждение эффективности приемов; направленного; структурообразования жесткопрессованных ЦМК при использовании принципов , механохимическош активации, формовочных смесей;

- рецептура и оптимальные параметры основных технологических: операций в производстве жесткопрессованного рядового- и лицевого кирпича, разработанные по результатам экспериментальных исследований;;

Апробация результатов исследования

Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на следующих научных конференциях: Международной научно-практической конференции? «Строительство-2008» РГСУ, Ростов-на-Дону, 2008 г.; Международной?научно-практической конференции «Строительство-2009» Р1 СУ, Ростов-на-Дону, 2009 г.; Международной научно-практической. конференции1 «Строительство-2010» РГСУ, Ростов-на-Дону, 2010 г.; Всероссийской; научно-практической конференции «Строительное материаловедение сегодня: актуальные проблемы ш .перспективы развития», г.Челябинск, 2010 г.

Публикации.„По - результатам проведенных исследований; опубликовано 10 работ, в том числе 2 - в изданиях, рецензируемых ВАК.

Структура и объсм работы:

Диссертационная; работа состоит из введения, 5 глав; основных выводов, списка литературы и 3 приложений и содержит 212! страниц; машинописного текста, 17 рисунков, 74 таблицы. Список используемых; источников включает 152 позиции.

Общие выводы

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена принципиальная возможность производства рядовых и лицевых, белых и цветных прессованных кирпичей из легкоразмокаемого и малопрочного мягкого мела методом жесткого прессования по технологии малозатратного производства.

2. Экспериментально установлена возможность использования мела всех категорий, меловых осыпей и отвалов в производстве рядового кирпича марок не ниже М100 и F15. Отсутствие необходимости выборочной-разработки мела в карьере делает предлагаемую технологию производства жест-копрессованного кирпича безотходной и позволяет существенно улучшить экологическую обстановку в регионе.

3. Предложены и апробированы рецептура (М:Ц=4:1 при В/Т=0,08) и все необходимые параметры производства жесткопрессованных цементно-меловых изделий: условия приготовления и уплотнения формовочных смесей, уровень давления прессования и организация вызревания отформованных изделий.

4. С использованием принципов механохимической активации (регулирования зернового состава, интенсификации перемешивания и введения модифицирующих гидрофобизирующих добавок) получены водостойкие же-сткопрессованные цементно-меловые композиции с марками по прочности М150 и более и морозостойкостью F35, вполне пригодные для изготовления качественного лицевого кирпича.

5. Реализованное сипмлекс-решетчатое планирование позволило получить математическое описание зависимости «состав-свойство» и построить диаграммы, по которым можно определить области оптимальных зерновых составов мела для получения изделий различного назначения.

6. Физико-химические исследования структуры цементно-меловой композиции подтвердили достаточно высокую химическую активность тон> кодисперсного мела, который вследствие химического сродства с цементным камнем и взаимодействия с гидратными новообразованиями цемента, фор* i I мирует прочные кристаллы гидрокарбоаллюминатов кальция, придающие композитам достаточно высокую водо- и морозостойкость.

7. Доказана возможность изготовления долговечных цветных жестко-прессованных цементно-меловых композиций, удовлетворяющих требованиям к лицевому кирпичу. С учетом светлого тона мела при введении минеральных пигментов эти композиты легко меняют окраску, обладая при этом достаточно высокой атмосферостойкостью и морозостойкостью (до F35).

8. Разработана необходимая нормативно-техническая документация для внедрения результатов исследований в производство (технические условия, технологический регламент и бизнес-план). Выполненный технико-экономический анализ выявил существенные преимущества жесткопрессо-ванного цементно-мелового кирпича по сравнению с силикатным (снижение теплопроводности и повышенное сцепление в кладке). Себестоимость лицевого кирпича марок М150 и F35 не будет превышать себестоимости аналогичного по свойствам силикатного.

157

1. Паус К.Ф. Химия и технология мела. /К.Ф.Шаус, И.С.Евтушенко. -М.: Стройиздат.- 1977г,-138с.

2. Лотошникова Е.О. Некоторые свойства, мелкозернистых жестко-прессованных бетонов со структурообразующими; добавками: /Е.О.Лотошникова, Известия РГСУ, - 2005г, №9., - С. 394-395.

3. Талпа Б.В. Безобжиговый кирпич из техногенного карбонатного сырья Юга России. / Б;В. Талпа, - Строительные материалы, 11, С.50-51 -2003г.

4. Носов Г.И. Литология туронско-коньякской толщи мела правобережья Дона: автореф. Дис. Канд.геолог.-минер.наук. Москва, - 1956г.

5. Маслов H.H. Основы механики грунтов и инженерной геологии. Маслов H. H. М.: Высшая школа, 1968

6. Попилский Р.Я. Прессование керамических порошков. /Р.Я.Попильский, Ф.В.Кондрашов. — М.: Изд-во «Металлургия», 1962г. -272с.: ил.

7. Berry W.C. Ceram.Soc.Bull. /W.C.Berry, W.A.Allen, Hasset, J.Amer.- 1959, v.38, №8, P.393-400.

8. Соломин H.B. Стекло и керамика. /Н.В.Соломин, 1952, №1, С.710.

9. Ries H.B. Interceram. /H.B.Ries. 1963, №1, P.51-55

10. Балыиин М.Ю. Порошковое металловедение. /М.Ю.Балынин, -Металлургиздат, 1948г.

11. Бережной A.C. Огнеупоры. /А.С.Бережной, 1954г. - №7, - С.305314.

12. Балкевич B.JI. Огнеупоры. /В.Л.Балкевич, С.М.Гольдберг, -1958г.-№4,-С. 172-175.

13. Полубояринов Д.Н. Строительные материалы. /Д.Н.Полубояринов, 1932г. - №3, - С.63.

14. Виноградов Г.А. Прессование и прокатка металлических порошков. /Г.А.Виноградов, И.Д.Радомысельский, Машгиз, - 1963г.

15. Кингери У.Дж. В сб. «Процессы керамического производства»./У. Дж.Кингери, под.ред.Кингери, ИЛ., - 1960г. С.73-81.

16. Покровский Г.И. Исследование по физике грунтов. /Г.И.Покровский, Изд.Института ВОД ГЕО, - 1937г. '

17. Балыпин М.Ю. Дубровский А.П. ДАН ССР, т. 136,1961 г, №2, С.332-335.

18. Кальмекс Н.В. В кН. «Радиокерамика». /Н.В.Кальмекс, под.ред. Н.В.Бородицкого и В.В.Пасынкова. - Госэнергоиздат, - 1963г.

19. Лоповок М.И. Местные строительные материалы. / М.И.Лоповок,- БТИ МПСМ РСФСР, вып.№9, - 1947г. - С.4-9.

20. Лундина М.Г. Производство кирпича методом полусухого прессования. /М.Г.Лундин, П,Н.Беренштейн, Г.С.Брох, Госстройиздат, - 1958г., -164с.:ил.

21. Ярошевский A.B. Рационализация технологии производства глиняного кирпича. /А.В.Ярошевский, БТИМПСМ РСФСР, - 1949г.

22. Norton F.U. Ceram.Soc. /F.U.Norton, A.L.Johanson, J.Amer, 1944, v.27, - №3, P.77-80.

23. Айлер P.K. Коллоидная химия кремнезема и силикатов. / Р.К.Айлер, Госстройиздат, - 1959г.

24. Герсеванов Н.М. Теоретические основы механики грунтов и их практическое применение. /Н.М.Герсеванов, Д.Е.Польшин, Госстойиздат, -1948г.

25. Денисов Н.Я. Строительные свойства глинистых пород и их использование в гидротехническом строительстве. / Н.Я.Денисов, Госстройиздат, 1956г.

26. Денисов Н.Я., Ребиндер П.А., ДАН ССР, т.54, 1946г., №6, -С.523-526.

27. Дерягин Б.В. Известия АН СССР, ОТН; 1937г. №6, - С.853-866.

28. Соколов В.Г. Прочностные характеристики оптимальной структуры. /В.Г.Соколов, А.С.Соколов, Ю.Н.Денисов, В.П.Лаптев, Строительные материалы, №8, - 1995г.

29. Глебов C.B. В сб.трудов ВИО, Л. /С.В.Глебов, А.К.Карклит, -вып. 19, 1940г., - С.98-133.

30. Иванов Е.В. Огнеупоры. /Е.В.Иванов и др., 1957г., №3, - С. 120123.

31. Игнатова Т.С. Огнеупоры. /Т.С.Игнатова, А.Д.Хамутинина, -1961г., №2, С.86-90.

32. Кондратов Ф.В. Стекло и керамика. /Ф.В.Кондратов, Р.Я.Попильский, 1960г., №3, - С.29-33.

33. Кондратов Ф.В. В сб.трудов НИИстройкерамика вып. 16. /Ф.В.Кондрашов, Р.Я.Попильский, 1960г., - С.84-99.

34. Кондратов Ф.В. В сб.трудов НИИстройкерамика вып. 18. /Ф.В.Кондрашов, Р.Я.Попильский, 1961г., - С.63-73.

35. Кондратов Ф.В. В сб.трудов НИИстройкерамика вып. 19. /Ф.В.Кондрашов, Р.Я.Попильский, 1962г., - С.54-66.

36. Огарков А.Ф. Огнеупоры. /А.Ф.Огарков, П.С.Мамыкин, 1956г., №6, - С.274-276.

37. Огарков А.Ф. Огнеупоры. /А.Ф.Огарков, П.С.Мамыкин, 1957г., №9, - С.398-406.

38. Стрелов К.К. Огнеупоры. /К.К.Стрелов, 1958г., №3, - С.131-136.

39. Вознесенский В.А. Численные методы решения строительно-технологических задач на ЭВМ. /В.А.Вознесенкий, Т.В.Ляшенко, Б.Л.Огарков, Киев, - Высшая школа, - 1989г. - 328с.

40. Баженов Ю.М. Получение бетона заданных свойств. /Ю.М.Баженов, Г.И.Горчаков, Л.А.Алимов, В.В.Воронин, М.:Стройиздат, -1978г.-52 с.

41. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение PDF. Учеб. пособие для строит, спец. вузов / И. А. Рыбьев. — 2-е изд., испр. М.: Высшая школа, 2004.

42. Комохов П.Г. Механико-энергетические аспекты процессов гидратации, твердения и долговечности цементного камня. -/П.Г.Комохов, Цемент, - 1987г., №2, - С.20-22.

43. Выровой В.Н. Физико-механические особенности структурообра-зования композиционных строительных материалов: Дис. .д-ра.техн.наук.:05.23.05, Утв.24.02.89, Одесса, - 1987г., -340с.

44. Ипполитов E.H. Оптимизация состава, структуры и свойств мелкозернистых бетона: Дис. .канд.техн.наук. :05.23.05, -1980г.

45. Горчаков Г.И. Состав, структура и свойства цементных бетонов. /Г.И.Горчаков, Л.П.Орентлихер, В.И. Савин и др. — Москва, Стройиздат, -1976г. 144с

46. Дахно. С.Н. О влиянии низкомодульных минеральных добавок на свойства прессованных цементно-минеральных композиций для дорожного4 строительства. /С.Н.Дахно, Г.А.Ткаченко, Известия РГСУ. - Ростов-на-Дону, 1998г. - №2. С.90-94.

47. Композиционные строительные материалы и конструкции пониженной материалоемкости / Соломатов В.И., Выровой В.Н., Дорофеев B.C., Сиренко A.B. К.: Буд1вельник, 1991. - 144с.

48. Дахно С.Н. Структура и свойства прессованных цементно-минеральных композитов с добавкой пористого низкомодульного компонен- • та. — Дис. .канд.техн.наук.: 05.23.05. . Науч.руководитель Г.А.Ткаченко, -РГСУ, Ростов-на-Дону. 1998г. С233.

49. Капитонов С.М. Морозостойкость бетонов с демпфирующими компонентами: автореф.дис. .канд.техн.наук.: 05.23.05, 1987г.

50. Горчаков Г.И. Вяжущие вещества, бетоны и изделия их них. /Г.И.Горчаков, Учебное пособие для вузов, - М.: «Высшая школа», - 1976г., - 294с.:ил.

51. Зубехин А.П. Физико-химические методы исследования тугоплавких неметаллических и силикатных материалов. /А.П.Зубехин, В.И. Страхов, В.Г.Чеховский, СПб:Синтез, - 1995г., -190с.:ил.

52. Горшков B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. /В.С.Горшков, В.В.Тимашев, В.Г.Савельев, М.: «Высшая школа», -1981г.,-335с.:ил.

53. Горшков B.C. Термография строительных материалов. /В.С.Горшков, Москва, - 1968г., - 240с.:ил.

54. Микроскоп поляризационный агрегатный лабораторный с микропроцессором «ПОЛАМ-ЛМПР». Техническое описание и инструкция по эксплуатации Ю-33.24.412 ТО — Ленинградское оптико-механическое объединение им. В.И.Ленина, 1989г.

55. Розенталь Н.К. Коррозионная стойкость цементных бетонов низкой и особо низкой проницаемости. / Н.К Розенталь, — М.: ФГУП ЦПП, -2006. 520 с.

56. Афанасьев Н.Ф. Добавки в бетоны и растворы / Н.Ф.Афансьев, М.К.Целуйко, К.: Будивэльнык, - 1989г., 128 е.: ил.

57. Ефимов С.Н. Бетоны улучшенного качества на ВНВ, содержащие отходы металлургии и энергетики: Дис. .канд.техн.наук.: 05.23.05. МГСУ, 1992г.

58. Юсупов Х.В. Особые свойства бетонных сооружений на основе ВНВ в условиях сухого климата: Дис. .канд.техн.наук.: 05.23.05. МГСУ. — 1992г.

59. Бабас Ш.Т. Особенности технологии получения и исследование свойств высокопрочных бетонов с добавками суперпластификаторами. /Ш.Т.Бабас.- 1979г.

60. Касторных Л.И. Бетон с комплесной модифицирующей добав-коы. /Л.И.Касторных, Международная научно-практическая конференция «Строительство 2000», - Ростов н/Д: РГСУ, - 2000г. '

61. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика^ / В.Г.Батраков, М.: Технопроект. - 1998г. 768 с.

62. Кунцевич О.В,. Влияние состава бетона на их морозостойкость / О. В.Кунцевич, П. Е. Александров. С .91-111,

63. Ицкович С.М. Заполнители для бетона. /С.М.Ицкович, Минск: «Высшая школа», - 1983г., - 216с::ил.

64. Носов Г.И. Литология,: туронско-коньякской толщи мела правобережья дона: автореф. Дис. Канд.геолог.-минер.наук. Москва, - 1956г.,

65. Лазаренко Е.К. Курс минералогии /Е.К.Лазаренко, Учебник для университетов. - М.-.ИГУ, - 1991 г. 608 е.: ил. ,

66. Логвиненко Н.В: Петрография осадочных пород./Н.В, Логвинен-ко, — Справочник. М: Высшая школа. — 1984 г. 416 с.:ил

67. Белоусова О.Н. Общий курс: петрографии: /О.Н.Белоусова, В.В.Михина// М.:Недра. - 1972 г.

68. Вавренюк С.В1. Механохимическое модифицирование цементно-минеральных, систем нефункциональными'; кремнийорганическими соединениями.,

69. Островский, Г.М., Процессы и аппараты химических технологий. . (часть I- II) (Новый справочник химика и технолога)

70. Лундина М.Г. Производство кирпича методом полусухого прессования. /М.Г.Лундин, П,Н.Беренштейн, Г.С.Брох, Госстройиздат, - 1958г., -164с. :ил.

71. Шпыновой Л.Г. Физико-химические основы формирования структуры цементного камня. /Л.Г.Шпыновой, Львов: Вища Школа, изд. При Львовском университете, - 1981г., - 160с.

72. Волженский Б.В. Справочник по химии цемента. /Б.В.Волженский, Л.Г.Суданаса, Ленинград: Стройиздат, - 1980г.

73. Горшков B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. /В.С.Горшков, В.В.Тимашев, В.Г.Савельев, М.: «Высшая школа», -1981г.,-335с.:ил.

74. Солдатенок М.В., Рекомендации фирмы Bayer

75. Неорганические пигменты концерна Bayer (Германия) "Bayferrox" МРАМОР ИЗ БЕТОНА // Строительство и недвижимость, 2008.

76. ПИГМЕНТЫ ДЛЯ БЕТОНА, http://trotoar.v-s-d.ru/ Вятка Строй-деталь, 2008.

77. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов/ М-во экономики РФ, М-во финансов РФ, ГК по стр-ву, архит. и жил. политике. М: ОАО «НПО Изд-во «Экономика», 2000.

78. Маилян Р.Л. Бетон на карбонатных заполнителях, 1967.

79. Копаница .Н.О, Наполненные вяжущие вещества для сухих строительных смесей / Н.О.Копаница, М.С.Макаревич // Сухие строительные смеси. 2008. - №2 - С.46-48.

80. Белов В.В, Модифицированные сухие общестроительные смеси оптимальной гранулометрии / В.В.Белов, М.А.Смирнов// Сухие строительные смеси. -2007. №1. - С.52-53

81. Ратинов В.Б, Розенберг Т.И. Добавки в бетон.-М., Стройиздат, 1973.208с.

82. Прочность, структурные изменения и деформации бетона / Под ред. Гвоздева А.А.-М., Стройиздат, 1978.-299с.

83. Раманчадран В, Фельман Р. Наука о бетоне. М., Стройиздат, 1989.-177С.

84. Симонов М.З, Шагинян С.Г. Использование природных пористых заполнителей в производстве бетона и железобетона // Бетон и железобетон.-1985.-№7.-С.6-7.

85. Шейкин А.Е, Чеховский Ю.В, Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов.-М:, Стройиздат, 1979.-343с.

86. Ярлушкина С.Х. Формирование контактной зоны цементного камня с заполнителями при твердении бетонов в различных температурных условиях// Труды института, физико-химические исследования бетонов и ихсоставляющих. НИИЖБ, М., 1975. Вып.17.-С.88-99.

87. Пауэре Т.К. Физическая структура портландцементного теста. В кн.:Химия цемента/ под ред. Тейлора Х.Ф.У. М.: Стройиздат, 1958. 364с.

88. Несветаев Г.В. К определению деформативных свойств бетона при сжатии // Бетон и железобетон. 1994.-№5.- С. 10-11.

89. Несветаев Г.В, Ефремова И.А, Егорочкина И.О. К управлению качеством бетонов посредством регулирования свойств контактной зоны // Стройтельные материалы, изделия и конструкции на рубеже веков. Ростов н/Д. 1999. С.28-30.

90. Курасова Л. П. Роль пористого заполнителя в формировании микроструктуры и прочностных свойств керамзитобетона: Автореф. дисс. канд. техн. наук.: 05-23-05.-М., 1978.-23с.

91. Маилян Р.Л, Ахматов М.А. Железобетон на пористых каменных отходах. М.,Стройиздат, 1987.-208с.: ил.

92. Макридин Н.И, Максимов H.H. Структура, деформативность, прочность и критерии разрушения цементных композитов. Саратов, 2001.280с.

93. Ахматов М.А. Эффективность применения легких бетонов и рыхлых пористых пород вулканического происхождения: Автореферат дисс. докт. тех. наук 05-23-01, 05-23-05. Ростов н/Дону. 1999. 59с.

94. Ахматов М.А. Эффективность применения строительных материалов и бетона. Нальчик «Эльбрус» 1986.-160с.

95. СН 509-78 Инструкция по определению экономической эффективности использования в строительстве новой технологии, изобретений и рационализаторских предложений.

96. Пановко Я.Г. Механика деформируемого твердого тела.- Современные концепции, ошибки и парадоксы.- М. Наука. 1985- С-287.

97. Ткаченко Г.А, Романенко Е.Ю.Центрифугированные бетоны с модифицирующими добавками из отходов промышленности- Тезисы докладов конференции «Композиционные строительные материалы с использованием отходов промышленности», Пенза, 1990.

98. Ткаченко Г.А, Бурлаков Г.С, Романенко Е.Ю. Деформативные свойства центрифугированных бетонов- Сборник научных трудов РИСИ «Строительные материалы в производстве», Ростов н/Д, 1988.

99. Ткаченко Г.А, Романенко Е.Ю, Богуславская Г.Л, Патрин П.А. Высокопрочный центрифугированный бетон с повышенной трещиностоико-стью внутренних слоев.- Тезисы докладов республиканской конференции

100. Современные проблемы коррозии и защиты материалов от коррозии». Уфа,1990.

101. Прокопович И.Е. Влияние длительных процессов-на напряженное и деформированное состояние сооружений; Госстрйиздат-1963. Москва-260с.

102. Стольников В.В. Изменение структуры бетона в зависимости от его влагосодержания и возроста. Структура5 прочность и деформация бетона. Стройиздат. М. 1966.

103. Берг О.Я Физические основы теории прочности бетона и железо-бетона.-М.: Стройиздат, 1965.-230с.

104. Способы защиты от коррозии неметаллических строительных материалов, РИСИ 1967. 175с.

105. Горчаков Г.И. Бетоноведение проблема ресурсосбережения и качества бетона//Бетон и железобетон 1990.-№7.-С.37-38.

106. Миненко Е.Ю. Усадка и усадочная трещиностойкость высокопрочных бетонов с органоминеральными модификаторами.: Дисс. канд.тех.наук- Пенза 2004.153с.

107. Миронов С.А, Малинина JI.A. Ускорение твердения бетона.- М., Стройиздат, 1964.-343с.

108. Мощанский H.A. Плотность и стойкость бетонов. М., Стройиздат 1951. 680с.

109. Зайцев Ю. В. Строительные конструкции заводского изготовления «Вышая школа» Москва, 1987.352с.

110. Fulton, F.S. Concrete Technology, Portland Cement Institute, Johannesburg, Afrique du Sud, p. 307-310, 1977.

111. Feld, J. « Lessons From Failures of Concrete Structures », American Concrete Institute, monographie no 1 de ГАС1, p. 23-39, 1967.

112. Rajani, B. et С. Zhan. Performance of Concrete Sidewalks : field studies , Revue canadienne de génie civil, 24: 303 — 312, 1997.

113. Rajani, В. Tenue et résistance des trottoirs en béton , Institut de recherche en construction, Conseil national de recherches du Canada, Solution constructive no 53, 2002, 6 p.

114. Portland Cement Association. Concrete Floors on Ground, Engineering Bulletin, 40 p., 2001.

115. American Public Works Association. APWA Paver : Pavement Condition Index Field Manual Concrete, 1997.

116. Rajani, В .Règles de l'art relatives à la construction des trottoirs en béton , Institut de recherche en construction, Conseil national de recherches du Canada, Solution constructive no 54, 2002, 6 p.

117. Public Works Research Institute (PWRI), Japan Ministry of Construction. What types of sidewalk pavements are comfortable for people, no 74, p. 2-3, 1998.

118. Spears, R.E. Concrete Floors on Ground, Portland Cement Association, Engineering Bulletin. 40 p., 1983.

119. Спиридонов Ф.В. Перспективы строительства энергоэффективных зданий / Ф.В.Спиридонов // Строительство и недвижемость. 2002.

120. Рояк С.М, Специальные цементы / С.М.Рояк, Г.С.Рояк // уч.пособие для вузов. — 2 изд. Перераб. И доп. М.:Стройиздат. - 1983. - 279 е., ил.