автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Стеновые строительные материалы на основе модифицированных ВКВС кварцевого песка

ПЕРЕДЕРЕЕВ НИКОЛАЙ ГРИГОРЬЕВИЧ

СТЕНОВЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ВКВС КВАРЦЕВОГО ПЕСКА

05 23 05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□□3 1ТВ432

Белгород - 2007

003176432

Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Дороганов Евгений Анатольевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Алимов Лев Алексеевич (МГСУ, г Москва)

- кандидат технических наук, профессор Степанов Анатолий Михайлович (БГТУ им В Г. Шухова, г Белгород)

Ведущая организация - Липецкий государственный технический

университет (г. Липецк)

Защита состоится «11» декабря 2007 г. в 15й2 часов на заседании диссертационного совета Д 212 014.01 в Белгородском государственном технологическом университете (БГТУ) им В.Г. Шухова по адресу 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, главный корпус, ауд. 242

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

Автореферат разослан « Л » ноября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук,

Г. А. Смоля го

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В современных условиях изменились технические и экономические предпосылки использования бетонов в строительстве. Появились и с каждым годом все шире применяются в технологии и изготовлении бетона композиционные вяжущие, суперпластификаторы и другие эффективные модификаторы структуры и свойств бетона, тонкодисперсные минеральные наполнители, новое эффективное оборудование. А так же решающим фактором стало качество и стоимость материала, расширение архитектурно-строительных решений на основе применения новых бетонов В тоже время наблюдается интенсивный рост областей науки и техники, связанных с получением и применением различных коллоидных и микрогетерогенных систем (наносиситем)

Однако применение наночастиц сопряжено с некоторыми технологическими трудностями По мере достижения частицами размеров, близких к наноуровню, значительно снижается плотность их упаковки Более оптимальным вариантом, с технологической точной зрения, можно считать наличие в системах небольшого (оптимального) содержания наночасгац Наличие оптимального количества наночастиц позволяет улучшить реотехнологические свойства формовочных систем, приводит к росту механической прочности на стадии структу-рообразования и в процессе термобработки

В этой связи весьма перспективным направлением является разработка технологии строительных материалов, в основу которой положено использование вяжущих свойств полученных по специальной технологии высококонцентрированных вяжущих суспензий (ВКВС)

Одним из основополагающих факторов, определяющим практически все основные технологические и эксплуатационные свойства как ВКВС, так и материалов, получаемых на их основе, являются реотехнологические свойства ВКВС Направленное регулирование реотехно-логических свойств ВКВС, формирование структуры строительных материалов, оптимизация физико-химических основ технологии производства и проектирование оптимальных технологических процессов требует научно обоснованного подхода и детального изучения закономерностей и кинетики структурообразования дисперсных систем в ходе их технологической переработки и применения

Диссертационная работа выполнялась в рамках НИР «Физико-химические основы регулирования реотехнологических характеристик керамических суспензий с учетом структурной нестабильности сырья»

Целью работы являлось разработка теоретических принципов модификации высококонцентрированных вяжущих суспензий (ВКВС) кварцевого песка на различном уровне дисперсности и технологических приемов получения стеновых строительных материалов на основе модифицированных ВКВС.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- на основе модельных систем выявление степени влияния регулирования зернового состава на микро-, мезо- и наноуровне на реотех-нологические свойства ВКВС;

- изучение физико-механических свойств вяжущего на основе модифицированных ВКВС, определение их оптимального состава;

- разработка и оптимизация составов мелкозернистых бетонов для изготовления стеновых строительных материалов на основе модифицированных ВКВГ;

- получение математических зависимостей влияния параметров получения строительных материалов на основе модифицированных ВКВС

Научная новизна. Установлена взаимосвязь физико-химических процессов при модифицировании ВКВС на различном уровне дисперсности на реотехнологические свойства ВКВС, заключающееся в том, что оптимизация зернового состава частиц твердой фазы ВКВС на микро- и мезоуровнях способствует более плотной упаковке частиц суспензии как при движении, так и при структурообразо-вании При этом часть дисперсионной среды переходит в кинетически свободную, увеличивая ее общий объем, что приводит к снижению вязкости систем

Вьивлено, что пористость образцов из ВКВС, изготовленным методом литья в гипсовые формы, пропорциональна изменению вязкости систем при малых значениях скорости сдвига Тк процесс структурообразования происходит именно в этой области скорости сдвига, то снижение вязкости позволяет получать более плотную структуру образцов вяжущего и, как следствие, повышенные значения физико-механических свойств материалов на их основе.

Теоретически обоснована и практически подтверждена возможность повышения физико-механических характеристик образцов при модифицировании ВКВС на наноуровне, заключающаяся в том, что при помоле ВКВС в условиях высокой концентрации твердой фазы и повышенной (до 60-70 °С) температуры на поверхности частиц образуется пленочная кремниевая кислота, а в дисперсионной среде - ее рас-

твор Введение модифицирующих кремнеземсодержащих добавок позволяет повысить удельную концентрацию кремниевой кислоты, особенно в дисперсионной среде (за счет того, что добавки являются на-нодисперсными)

Установлен характер повышения прочности материалов на основе модифицированных ВКВС, заключающийся в том что, при оптимальном содержания модифицирующей добавки, в поровой структуре матрицы кремнеземистых материалов, вследствие деполимеризации БЮг образуется перенасыщенный раствор кремниевой кислоты, твердая фаза которой на поверхности матрицы переосаждается по механизму поликонденсации При упрочнении по УХАКС-механизму с последующей термообработкой формируются дополнительные кристаллизационные контакты

Практическое значение работы. Разработаны оптимальные составы и энергосберегающая технология изготовления строительных материалов на основе модифицированных ВКВС

Установлено, что при модифицировании на наноуровне в 1,5-2 раза сокращается технологический цикл изготовления ВКВС Оптимальное содержание модифицирующих добавок позволяет (при упрочнении по УХАКС-механизму) повысить прочность при сжатии образцов вяжущего в 3,6 раза

Получены уравнения регрессии и графоаналитические зависимости основных физико-механических свойств материалов на основе модифицированных ВКВС от состава и параметров формования и упрочнения, позволяющие прогнозировать свойства строительных материалов

Разработана технологическая схема производства стеновых строительных материалов, технические условия на изготовление модифицированных ВКВС кварцевого песка и строительных материалов на их основе

Апробация работы. Результаты работы доложены на Международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии производства изделий и конструкций» (Белгород, 2001), Международной научно-методической конференции «Экология-образование, наука и промышленность» (Белгород, 2002); Международном конгрессе «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2003)

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы изложены в пяти научных публи-

кациях, в том числе в одной статье в центральном рецензируемом издании, определенном ВАК РФ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы из 103 наименований Общий объем диссертации 198 страницы машинописного текста, включающего 68 рисунков, 24 таблицы, 33 страницы приложений

На защиту выносятся:

- результаты исследования влияния модифицирования на различных уровнях дисперсности на реотехнологические свойства модельных систем на основе ВКВС,

- рекомендации по повышению физико-механических характеристик материалов на основе ВКВС кварцевого песка путем модифицирования на наноуровне в процессе помола кремнеземсодержащими добавками с последующим упрочнением по УХАКС-механизму,

- математические модели зависимости основных физико-механических свойств материалов на основе модифицированных ВКВС от состава и параметров формования и упрочнения;

- результаты исследований строительно-технических свойств полученных материалов

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Бетон является одним из основных материалов для строительства, с широким диапазоном свойств - от особо легких до специальных и особопрочных Преимущество бетонной технологии заключается в гибкости технологии, возможности изготовления изделий практически любой конфигурации. В настоящее время под термином «бетон» подразумевают не только строительные композиты с использованием цемента, но и материалы на основе различных вяжущих

Развитие современных ресурсо- и энергосберегающих технологий эффективных строительных материалов все чаще базируется на явлениях и процессах естественно существующих в природе Это относится и к разработкам связующих веществ, основной принцип создания которых подсказан тем фактом, что основная часть кремнеземистых и силикатных пород образовались в естественных условиях В этих породах аморфизированные силикаты являются связующим веществом, вяжущие свойства которого обусловлены коллоидным кремнеземом Клеющие свойства коллоидного кремнезема стали известны в 1861 году, позднее коллоидный кремнезем (водный раствор тетра-этоксисилана) был синтезирован, началось его промышленное произ-

водство и применение в технике В начале второй половины XX века было установлено, что при определенных условиях гидродисперсия кварцевого стекла проявляет вяжущие свойства, что послужило основанием для их применения в производстве огнеупоров

В 80-90-х годах XX века была разработана технология производства строительных материалов на основе высококонцентрированных вяжущих суспензий (ВКВС) кварцевого песка Эта технология основана на способности силоксановых связей внутри материала =Si-0-Si= деструктироваться в результате механической обработки кварца в водной среде и образовывать силанольные связи, придающие материалу достаточную прочность Ценные технологические свойства ВКВС (высокая концентрация частиц твердой фазы, плотность и прочность полуфабриката после формования при незначительной усадке и др ) позволяют получать материалы различными способами, шликер-ным литьем, центробежным формованием, вибролитьем и вибропрессованием Не смотря на достаточную простоту и все преимущества этого направления создания материалов строительного назначения, она не получила широкого распространения в силу ряда причин. Одним из основных недостатков таких материалов является значительная зависимость их физико-механических характеристик от наличия в ВКВС связующего компонента - наночастиц (коллоидных частиц)

Фундаментальными работами по технологии ВКВС и материалов на их основе являются труды Ю Е Пивинского 3 начительный вклад в развитие экспериментально-теоретических основ технологии внесли работы ученых И И Немеца, M А Трубицына, Р.Я Попиль-ского, В А Бевза, П Л Митякина, А Г Ромашина и др Их труды открыли практически неограниченную область использования технологических принципов получения ВКВС на основе различных материалов как природного, так и техногенного происхождения

При выполнении работы применяли современные методы исследований- реологические свойства суспензий исследовали на ротационном вискозиметре «Rheotest-2» (ГДР) Определение зернового состава частиц твердой фазы ВКВС проводили седиментационным методом и с использованием лазерного анализатора частиц "MicroSizer 201" Для расчета зернового состава частиц твердой фазы и построения интегральных кривых распределения использовали разработанную нами программу в среде Microsoft® Excel

Расчет коэффициентов уравнений регрессии при планировании двух-, трех- и четырехфакторных экспериментов проводили с использованием составленных нами программ в среде Microsoft® Excel. Аппроксимацию экспериментальных данных и расчет коэффициентов

уравнений проводили методом итераций, с использованием программы Sigma Plot® (демонстрационная версия программы любезно предоставлена фирмой SPSS Science Software GmbH) и составленной нами программы в среде Microsoft® Excel

Основные физико-механические свойства образцов определяли по стандартным методикам.

В работе в качестве исходного материала для получения ВКВС и наполнителя использовался кварцевый песок Зиборовского месторождения (Si02 > 96 %). В качестве модифицирующих добавок были использованы кремниевая кислота (марки хч.), высокодисперсная суспензия кварцевого стекла, синтезированный кремнегель

При изготовлении материалов, где в качестве вяжущего используется ВКВС, как правило, ставится задача получения материалов, в которых матричная фаза имела бы высокую плотность (низкую пористость) Пористость матричной фазы является сложной функцией технологических и реологических свойств ВКВС, характеристик дисперсности и условий формования материала Одним из основных факторов понижения пористости полуфабриката, формуемого различными методами, является подбор оптимального зернового состава Зерновой состав ВКВС может регулироваться на различных уровнях дисперсности: - на микроуровне (1-200 мкм) путем введения наполнителя, - на мезоуровне (0,1-10 мкм) путем регулирования процесса помола, введения наполнителя, - на наноуровне (менее 0,1 мкм) путем регулирования процесса помола, введения различных модифицирующих добавок.

В обобщенном виде дисперсный состав частиц твердой фазы можно характеризовать кривыми относительного зернового распределения На основании сопоставления экспериментальных данных в ряде публикаций, оптимальное зерновое распределение частиц твердой фазы ВКВС можно ограничить некоторой областью, представленной на рис 1 Построение этой области основано на анализе взаимосвязи зернового состава ВКВС и физико-механических свойств образцов на их основе В связи с тем, что на кривых относительного зернового распреде-

Рис 1 Оптимальная область относительного зернового распределения ВКВС

ления не учитывается дисперсность, т е величина максимального диаметра частиц, то предпочтительнее сравнительный анализ проводить по интегральным кривым

На первом этапе работы были проведены исследования по регулированию зернового состава предварительно полученной ВКВС кварцевого песка на микроуровне путем введения наполнителя различной дисперсности (5^=2000-6000 см2/г) и полидисперсности (Кп=4-12)

Установлено, что с наиболее эффективным является модификация полидисперсным наполнителем с 5^=2000 см2/г Он позволяет наиболее точно приблизить дисперсный состав систем к оптимальной кривой распределения (рис 2) По мере приближения к оптимальному зерновому распределению наблюдается снижение вязкости систем оптимального состава (рис 3) При этом наблюдается снижение открытой пористости

образцов и рост прочности Максимальное значение прочности при сжатии отмечается при использовании полидисперсного наполнителя, которое в 1,3 раза превышает таковое для образцов из исходной ВКВС

Установлено, что пористость образцов вяжущего пропорциональна изменению вязкости систем при малых значениях скорости сдвига Т к процесс структурообразования происходит

именно в этой области градиента скорости сдвига, то снижение вязкости позволяет получать более плотную структуру образцов вяжущего

01 1 10 100 с! мм

Рис 2 Зерновой состав модифицированных ВКВС

I — исходная ВКВС, 2 - наполнитель ¿уд=2000 см2/г, 3, 4 и 5-модифицированные ВКВС с 10,30 и 50% наполнителя, штриховкой показана область идеальных зерновых составов

Содержание наполнителя, %

Рис. 3 Изменение сгпюсигспывй вязкости модифицированных ВКВС Градиент скорости сдвига 1 - 5, 2 - 16, 3 - 81, 4-243 с1 соответственно

На втором этапе работы выявлялась степень влияния модифицирования суспендированных сухомолотых порошков кварцевого песка, с удельной поверхностью близкой к ВКВС, на мезо- и наноуровне

Отличительной особенностью сухомолотых порошков является то, что в них, в отличие от ВКВС, практически отсутствуют фракции менее 0,1 мкм Это обстоятельство объясняет тот факт, что при сопоставимых с ВКВС значениях объемной доли твердой фазы их вязкость выше на 1,5-2 порядка Суспендированные порошки характеризуются значительной дилатансией, которая возрастает с увеличением концентрации твердой фазы. Открытая пористость образцов достигает 3537 %, а прочность при сжатии не превышает 0,5-0,8 МГ1а (у образцов из исходной ВКВС 17-18 % и 8-9 МПа соответственно)

В качестве модификатора суспендированных порошков была использована высокодисперсная ВКВС кварцевого стекла (ВМД) с размером частиц менее 10 мкм (90 % частиц менее 3 мкм, 70 % - менее 1 мкм, 20 % - менее 0,2 мкм)

Изучение полученных систем показало, что использование ВМД позволяет значительно снизить вязкость (рис 4). При оптимальном ее содержании (20%) вязкость в области дилатантного упрочнения снижается в 10 раз

При этом пористость образцов снижается с 35 до 21 %, прочность при сжатии увеличивается до 4,5 МПа При повышении содержания ВМД до 50 % при незначительном снижении вязкости наблюдается постепенное повышение пористости образцов до 25 %, однако прочность при сжатии при этом увеличивается до 9 МПа Повышение пористости объясняется тем, что при введении большого количества тонкодисперсных частиц значительно ухудшается коэффициент фильтрации через слой набранной массы в гипсовых формах Повышение прочности происходит за счет роста удельной концентрации наночастиц, которые придают вяжущие свойства системе и при сушке за счет поликонденсации создают прочные связи

Ч.ФФ'

в.с'

Рис 4 Реологические характеристики модифицированных сухомолотых порошков. 1,2, 3,4,5 - 0, 5, 10, 20 50% ВМД

На третьем этапе работы были проведены исследования модифицирования предварительно полученной ВКВС кварцевого песка добавкой ВМД При этом объемная доля твердой фазы смешанных систем поддерживалась постоянной

Как показали интегральные кривые зернового распределения частиц твердой фазы смешанных систем при введении ВМД наблюдается повышение коэффициента полидисперсности за счет увеличения доли частиц менее

1 мкм Установле- л**,

но, что введение до 20 % ВМД снижает вязкость во всем диапазоне сдвига, а наиболее эффективно в области дилатантного упрочнения (рис. 5)

При повышении содержания ВМД до 50 % наблюдается незначительное снижение вязкости в области дилатантного упрочнения, однако в области малых скоростей сдвига наблюдается повышение вязкости Это приводит к тому, что открытая пористость уменьшаясь с 18 до 16,5 % (при содержании ВМД 20 %) с повышением концентрации ВМД более 20 % возрастает до 24 % При этом снижения прочности при сжатии не наблюдается и она возрастает до 14 и 15,5 МПа при содержании ВМД 20 и 50 % соответственно.

Таким образом, установлено, что более эффективным является модифицирование ВКВС на мезо- и микроуровне оптимальным количеством тонкодисперсной добавки

Известно, что оптимальное содержание наночастиц (коллоидного компонента) оказывает положительное влияние в технологии ВКВС и керамобетонов Ранее были проведены исследования по влиянию коллоидного компонента на различные свойства как ВКВС, так и материалов на их основе Исходные ВКВС обеднялись или обогащались коллоидным компонентом, полученным методом ультрацентру-фугирования или в состав ВКВС вводился высокодисперсный слив кварцевого стекла

Рис 5 Реологические характеристики модифицированных ВКВС 1,2, 3,4,5 - 0,5,10,20,50 % ВМД

В связи с тем, что при помоле и стабилизации не всегда удается получить ВКВС с оптимальным содержанием коллоидного компонента предпринята попытка модификации ВКВС путем искусственного введения дополнительного количества наночастиц (модификация на наноуровне) и изучения их влияния на основные физико-механические свойства как ВКВС, так и керамобетонов на ее основе

В качестве модифицирующих добавок были использованы безводная кремнекислота НгЭЮз (химический реактив марки хч.), синтезированный кремнегель (МДК), полученный в результате химического взаимодействия натриевого жидкого стекла и соляной кислоты, с последующей отмывкой отЫаС1.

Введение модифицирующих добавок изменяет реологические характеристики ВКВС. Так кремнекислота в исходном виде (размер частиц менее 50 мкм) в значительной степени повышает ее вязкость При введении 2,5 % НгБЮз вязкость в области скорости сдвига от 100 до 400 с"1 возрастает приблизительно в 8 раз, при этом характер течения становится тиксотропно-дилатантным Дальнейшее повышение концентрации Н28103 до 5 % увеличивает вязкость в среднем в 12-14 раз Это объясняется тем, что НгБЮз является тонкодисперсной добавкой, которая значительно повышает в ВКВС содержание частиц в области от 0,1 до 10 мкм с одновременным повышением объемной концентрации твердой фазы

При использовании добавки МДК наблюдается снижение вязкости во всем диапазоне скоростей сдвига. Это объясняется главным образом тем, что добавка МДК имеет значительную влажность (70-80 %) Это приводит к снижению объемной концентрации твердой фазы и, как следствие, снижению эффективной вязкости. При введении упаренной до влажности 20 % МДК плотность ВКВС практически не меняется и наблюдается снижение вязкости, достаточно значительное в области градиента скорости сдвига до 100 с"'

Одним из способов повышения физико-механических характеристик материалов на основе ВКВС является так называемое «холодное спекание», заключающееся в химическом активировании контактных связей (УХАКС-механизм) Процесс УХАКС может происходить путем пропитки и выдержки полуфабриката в химически активном растворе с последующей сушкой, непосредственной гидротермальной обработки при атмосферном или повышенном давлении, последовательной обработки в растворе и гидротермальной обработки Упрочнение при этом предположительно можно объяснить незначительным растворением (в процессе выдержки в растворе или гидротермальной обработки) твердой фазы матрицы. Исходя из известных

положений, растворение происходит прежде всего в местах наибольшей кривизны (минимальные по размеру частицы, шероховатость поверхности), а переосаждение - в местах наименьшей кривизны (контакты частиц) В поровой структуре матрицы кремнеземистых материалов в процессе гидротермальной обработки или выдержки в щелочном растворе в следствие растворения (деполимеризации) 8Ю2 образуется перенасыщенный раствор кремниевой кислоты, твердая фаза которой на поверхности матрицы переосаждается по механизму поликонденсации

В связи с тем, что в нашей работе используются кремнеземсо-держащие модификаторы, которые в то же время имеют очень малый размер частиц, то, предположительно, использование УХАКС-механизма должно принести значительный эффект

С точки зрения экономических затрат, наиболее эффективным является процесс упрочнения в растворе натриевого жидкого стекла

С целью выяснения комплексного влияния дополнительного введения наночастиц и времени упрочнения в растворе жидкого стекла различной плотности был использован метод трехфакторного математического планирования эксперимента В качестве варьируемых факторов были использованы. X, - количество модифицирующей добавки, %, Х2 - время упрочнения, мин, Х3 - плотность раствора жидкого стекла, г/см3.

В результате обработки результатов эксперимента получены следующие уравнения регрессии

- при использовании Н^БЮз.

ПОТ1ф=24,813-0ДЗХ1+0,18Х2-0,06Х3+1,67Х12+1,04Х22-1,36Х32+ +0,425Х1Х2-0,2Х1Х3+0,275Х2Х3

осжИ 5,57+1,6Х,+0,64Х2+0,71Х3-0,2Х,2+0,4Х22-0,23Х32-1,186Х,Х2-1,388Х]Х3-0,265Х2Х3

- при использовании МДК ПОгкр=24,64-1,69Хг0,73Х2-0,92Х3-0,81Х12-0,27Х22-0,54Х32+0,35Х1Х2-

-0,05Х,Х3+0,7Х2Х3

Оок=7,763+1,45X1+0,635Х2+0,67Х3+0,71Х|2+0,185Х22+0,41Х32+ +0,05Х,Х2+0,075Х,Х3-0,1Х2Х3

Анализ зависимости открытой пористости от параметров варьирования показывает, что при варьировании плотности жидкого

стекла с увеличением содержания и времени упрочнения наблюдается снижение пористости. Наиболее влияющим фактором на снижение открытой пористости является содержание Н28103 При повышении ее концентрации от 0 до 5 % наблюдается снижение пористости с 26-27 % до 21-22 % Время упрочнения практически не влияет на изменение пористости Анализ прочностных характеристик показывает, что введение НгБЮз способствует повышению прочности образцов вяжущего с 6-7 до 10-11,5 МПа При прочих равных условиях с увеличением плотности раствора жидкого стекла с 1,05 до 1,09 г/см3 прочность повышается со 11,0 до 12,0 МПа

Таким образом, проведенные исследования показывают, что использование в качестве модифицирующей добавки в готовую ВКВС кремнекислоты дает незначительный эффект Это, по-видимому, связано с тем, что кремнекислота в виде химического реактива малоактивна не позволяет достичь требуемого результата

При использовании МДК наблюдается ярко выраженный минимум пористости, который соответствует времени упрочнения 15-17 мин При этом с повышением плотности раствора жидкого стекла с 1,05 до 1,09 г/см3 минимум пористости образцов вяжущего смещается в сторону меньшей концентрации модифицирующей добавки (с 4,2 до 3,3 %). При использовании в качестве добавки МДК удается достичь меньших значений открытой пористости образцов по сравнению с кремнекислотой (17 и 21 % соответственно) Аналогичным образом изменяются прочностные показатели образцов вяжущего При отсутствии дополнительно введения наночастиц с увеличением времени упрочнения и плотности жидкого стекла прочность возрастает с 5 (плотность 1,05 г/см3, время 5 мин) до 10,5 МПа (плотность 1,09 г/см3, время 25 мин) При введении 2,5 % МДК прочность при плотности жидкого стекла 1,05 г/см3 и времени упрочнения 5 мин возрастает до 9 МПа При этом прочность при плотности раствора 1,09 г/см3 и времени упрочнения 25 мин составляет 13,5 МПа Дальнейшее повышение содержания наночастиц путем введения МДК до 5 % приводит к снижению прочности и повышению пористости образцов вяжущего

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о положительном эффекте введения дополнительного количества наночастиц за счет МДК

В связи с тем, что кремнекислота в виде химического реактива не обладает достаточной активностью, а синтезированный кремнегель имеет достаточно большую влажность, они были использованы при получении ВКВС Добавки вводилась в процессе помола при первой загрузке материала в количестве 1-10 % от массы материала

Установлено, что введение добавок способствует интенсификации процесса помола ВКВС (рис 6). При этом время сокращается в 2 раза (при введении 5 % НгБЮз), и представляется возможным получение ВКВС с повышенной концентрацией твердой фазы С повышением содержания КК до 10 % существенной разницы в скорости помола, по сравнению с ВКВС с 5 % КК не обнаружено При использовании МДК время помола сокращается в 1,8 раза.

Помимо сокращения времени помола введение модифицирующих добавок до 5 % способствует снижению вязкости ВКВС во всем диапазоне скорости сдвига (рис 7) Максимальный эффект снижения вязкости наблюдается при содержании КК и МДК 5 % в области минимальных скоростей сдвига (до 10 с"1), что способствует снижению открытой па . __па"с......

пористости и повышению прочности образцов вяжущего Аналогичным образом, но в меньшей степени, действует добавка МДК При повышении содержания КК и МДК до 10 % наблюдается появление эффекта тиксотро-пии, величина эффективной вязкости при этом превышает вязкость для ВКВС без добавок Это приводит к росту открытой пористости образцов и снижению прочности

Физико-механические свойства образцоз вяжущего на основе модифицированных при помоле ВКВС приведены в табл 1

Время помола, ч

Рис 6 Изменение объемной доли твердой фазы ВКВС в процессе помола при введении Н^Юз 1, 2, 3, 4, 5 - 0, 1, 3, 5, 10 % НгЭЮз соответственно

О 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400

¿Г,с1

Рис 7 Реологические характеристики ВКВС кнарцевого песка с введением при помоле Н^Ю, 1, 2, 3, 4, 5 - 0, 1, 3, 5, 10 % ВДЮз со ответственно

Таблица 1.

Свойства образцов вяжущего_

Показатель Исходная ВКВС ВКВС с добавкой КК ВКВС с добавкой МДК

1 % 3% 5% 10% 1 % 3% 5% 10%

Открытая пористость, % 18,0 16,7 14,9 13,8 14,3 17,6 16,7 14,5 15,2

Предел прочности при сжатии, МПа 8,7 9,1 11,7 16,9 16,2 8,8 10,2 14,2 13,6

Таким образом, использование модифицирующих добавок при их содержании до 5 % при получении ВКВС способствует росту прочности (в 1,6-2 раза) и снижению пористости образцов.

Содержанке КК, % Содержание МДК, %

Рис. 8. Зависимость предела прогости при сжатии (МПа) от содержания модифицирующей добавки и времени упрочнения в растворе жидкого стекла: 1 - без упрочнения; 2, 3,4 - 10, 20, 30 мин. упрочнения.

Установлено, что модифицирование ВКВС на наноуровне оказывает значительное влияние на физико-механические свойства вяжущего, упрочненных по УХАКС-механизму. На рис. 8 приведены прочностные показатели образцов вяжущего при их упрочнении в растворе жидкого стекла плотностью 1,07 г/см3.

Как следует из приведенных зависимостей модифицирование на наноуровне оптимальным количеством добавки (5 %) позволяет повысить физико-механические свойства при упрочнении в 2,8—3,2 раза.

Это связано с тем, что при помоле ВКВС в условиях высокой концентрации твердой фазы и повышенной (до 60-70 "С) температуры на поверхности частиц образуется пленочная кремниевая кислота, а в дисперсионной среде - ее раствор. Введение модифицирующих добавок, содержащих аморфный кремнезем, позволяет повысить удельную

концентрацию кремниевой кислоты, особенно в дисперсионной среде (за счет того, что добавки являются тонкодисперсными) Снижение прочностных показателей при содержании модифицирующей добавки более 5 % связано с тем, что значительно увеличивается общая поверхность раздела фаз Это приводит к повышенной водопотребности систем, что способствует повышению открытой пористости материала и, как, следствие, снижению прочности

Таким образом, полученные результаты показывают возможность получения модифицированной вяжущей системы с высокими показателями прочности

Модифицированные ВКВС были использованы для получения строительных материалов В качестве заполнителя использовался песок Зибровского месторождения Образцы формовались методом вибропрессования Известно, что в свойства как полуфабриката, так и изделий при прочих равных условиях (амплитуда и частота вибрации) основное влияние оказывает соотношение вяжущее заполнитель и величина пригруза. В связи с этим для выявления комплексного влияния состава сырьевой смеси и параметров формования был использован метод математического планирования четырех факторного эксперимента, план которого приведен в табл 2

Таблица 2.

План четьп эехфакторного эксперимента

Факторы Уровни варьирования Интервал варьирования

-1 0 1

Содержание ВКВС, % X, 25 30 35 5

Содержание модифицирующей добавки,% х2 0 2,5 5 2,5

Время упрочнения, мин Хз 0 10 20 10

Величина пригруза, МПа х4 0,01 0,02 0,03 0,01

Уравнение регрессии при использовании планирования на четырех уровнях имеет следующий вид

у = Ьо+Ь1Х1+Ь2Х2+Ь1Х3+Ь4Х4+Ь5Х12+Ь6Х22+Ь7Хз2+Ь8Х42+Ь9Х1Х2+

+Ь1 оХ] Хз+Ь 1 ] X1Х4+Ь 12Х2Х3+Ь| 3Х2Х4+Ь14X3X4

где у - функция отклика, Ь0-Ь|4 - коэффициенты

В результате математической обработки результатов эксперимента рассчитаны коэффициенты уравнений регрессии, приведенные в табл 3. Эти уравнения использованы для построения графоаналитических зависимостей, позволяющих прогнозировать свойства материалов во всем диапазоне изменения факторов варьирования

Установлено, что на изменение средней плотности материалов основное влияние оказывает содержание вяжущего и величина пригруза, плотность изделий практически не зависит от времени упрочнения При использовании в качестве модифицирующей добавки кремнекислоты наблюдается следующая тенденция изменения средней плотности С увеличением содержания ВКВС с 25 до 35 % при равном значении величины пригруза плотность возрастает в 1,13 раза При равном содержании ВКВС с изменением величины пригруза плотность возрастает в 1,02 раза Оптимальное содержание модифицирующей добавки составляет 4-4,5 % При варьировании содержания ВКВС и величины пригруза минимальное значение плотности равно 1960 кг/м3, максимальное - 2260 кг/м3 Аналогичная картина наблюдается при использовании синтезированного кремнегеля, при этом минимальное значение плотности — 1935 кг/м3, максимальное - 2230 кг/м3

Влияние факторов варьирования на прочностные показатели располагаются в следующей последовательности: наиболее влияющие факторы -время упрочнения и содержание модифицирующей добавки, затем содержание ВКВС и величина пригруза. Максимальные достигнутые значения прочности при сжатии составляют при использовании кремнекислоты - 40 МП а, кремнегеля 35 МП а, при изгибе - 10 и 8 МП а соответственно Максимальные прочностные значения достигнуты при содержании добавок 5 %, величине пригруза 0,03 МПа и времени упрочнения 20 мин

Известно, что одним из основных параметров, характеризующих эксплуатационные свойства строительных материалов является их коэффициент водостойкости

Полученные данные показывают, что при содержании модифицирующих добавок 4-4,5 %, содержании ВКВС 35 %, величине пригруза 0,03 МПа и времени упрочнения 15-20 мин удается получить максимальное значение коэффициента водостойкости При использовании в качестве модифицирующей добавки кремнекислоты 0,95-0,97, при использовании кремнегеля — 0,9-0,93. В зависимости от коэффициента водостойкости и величины открытой пористости морозостойкость образцов изменяется от 35 до 100 циклов

Таблица 3

Значения коэффициентов в уравнении регрессии

Функция отклика У ь, Ь, Ь> ь, ь. ь, Ь4 ь, ь. ь, Ь|0 Ьп Ь|а Ь„ Ьм

Материалы на основе ВКВС модифицированной КК

Плотность сырца, кг/м' 2316 14«) 10,03 4,М 2216 -81,96 10,12 4,168 -9,750 0,601 0,279 1,327 0,021 0 104 0048

Плотность материала, кг/м3 2201 127 3 10"! 4,65 22 15 -81,68 -9 «4 •''89 -9,474 0 601 0 279 1 327 0 021 0 104 0 048

Открытая пористость, % ПО -4 807 •0 379 -0 176 -0 836 2 842 0 1317 0058 0118 ■0 023 -001 -0 05 8Е-04 ■0004 -0

Прочность при сжатии, МПа 19 59 431 5 32 3 95 3 67 •0 75 231 -3 07 0 19 1 55 1 75 105 2 18 131 1 48

Прочность при изгибе, МПа 4 Кб 1 2 145 1 38 103 4)15 4154 ■0 73 0 081 0 52 031 0 39 0 42 046 0 24

Коэффициент водостойкости 089 0 051 0 12 0 068 0 0344 -0 006 -0063 4)033 -«01 -0 02 -О012 -0 006 -0 027 -0014 4101

Материалы на основе ВКВС модифицированной МДК

Птотность сырца, кг/м3 2257 151,8 7 461 147 13 99 -45 91 •8 03 •8,030 -10,19 0 469 0218 0 880 00123 0,0497 0 0211

Пчотность материалу кг/м3 2131 131 7 746 3 47 13 92 -45,62 7 746 7 741 -9,904 0,469 0 218 0 881 0 0126 0 047 0 0218

Открытая пористость, % 19 423 -4 971 -0 282 -0 131 -0 528 1482 00523 0 052 0 134 >0 018 -0 008 •ООЗЗ 5Е-04 ■0 002 ■0

Прочность при сжатии, МПа 14 89 3 7871 4 075 5081 3 218 -0 69 ■0417 1 53 0015 1 201 1 514 0 9445 1625 1 0118 1 279

Прочность при изгибе, МПа 3 727 0 9475 1019 1 279 0 8052 -01» ■0 112 ■0 39 -0 0 3 0 3785 0 2361 0 406 0 2515 0 32

Коэффициент водостойкости 0 798 0 0599 0 1 0 057 00399 -0 -0 049 ■0022 0002 -0 017 -001 -0 007 -0016 ■ООН ■0 01

Полученные уравнения регрессии и номогораммы позволяют прогнозировать физико-механические свойства материалов на основе модифицированных ВКВС в зависимости от основных технологических параметров

В зависимости от требуемой марки по прочности возможно регулирование как состава массы, так и параметров формования и упрочнения

Разработана калькуляция себестоимости разработанных стеновых строительных материалов на основе модифицированных ВКВС кварцевого песка Технико-экономические расчеты показали, что полная себестоимость в пересчете на условный кирпич составляет 904 руб/1000 шт

выводы

1 Установлена степень влияния модифицирования ВКВС на различном уровне дисперсности На примере модельных систем на основе ВКВС кварцевого песка показано, что модифицирование на микро- и мезоуровне позволяет регулировать зерновой состав частиц твердой фазы ВКВС, их реотехнологические свойства, что позволяет снизить пористость образцов вяжущего и в 1,3 раза повысить прочность.

2 Установлено, что при модификации ВКВС на микро- и мезо-уровнях происходит оптимизация зернового состава частиц твердой фазы ВКВС, способствующая более плотной упаковке частиц суспензии как при движении, так и при структурообразовании При этом часть дисперсионной среды переходит в кинетически свободную, увеличивая ее общий объем, что приводит к снижению вязкости систем

3 Теоретически обоснована и практически подтверждена возможность повышения физико-механических характеристик вяжущего при модифицировании ВКВС на наноуровне, заключающаяся в повышении содержания кремниевой кислоты, твердая фаза которой на поверхности матричной фазы переосаждается по механизму поликонденсации, а при упрочнении по УХАКС-механизму с последующей термообработкой формирует дополнительные кристаллизационные контакты

4 Наиболее эффективно модифицирование ВКВС на нано-уровне При этом значительно снижается вязкость, прочность при сжатии образцов вяжущего возрастает в 1,8 - 2 раза. Оптимальная концентрация модифицирующих добавок при этом составляет 5 %.

5 Установлено, что введение модифицирующих добавок в процессе получения ВКВС более эффективно. Помимо значительного снижения (в 2 раза) продолжительности получения ВКВС модификация в процессе помола, в сочетании с упрочнением по УХАКС-механизму позволяет получить прочность при сжатии образцов 50-55 МПа при пористости 14 - 15 %

6. Подобраны оптимальные составы масс для изготовления строительных материалов методом виброформования с прочностью при сжатии до 35-40 МПа

7. Разработаны технические условия на производство модифицированной ВКВС, технологическая схема производства стеновых строительных материалов на основе ВКВС кварцевого песка.

Основные положения диссертации изложены в работах:

1. Немец, И.И На пути к нанотехнологиям /ИИ Немец, Н Г Передереев // Вестник Национального технического университета «ХПИ» Тематический сборник научных трудов «Физико-химические проблемы керамического материаловедения» — Харьков Изд-во НТУ «ХПИ» -2001.-№18 -С 38-41

2 Передереев, Н Г Бесцементные строительные материалы на основе кремнеземсодержащих связующих субстанций / Н Г Передереев //Сб докл Международной научно-технической конференции Напр. 5 «Ресурсосберегающие технологии производства изделий и конструкций» - Белгород: Изд-во БелГТАСМ -2001 - С 132

3. Передереев, Н Г Технология производства строительных материалов непревзойденной экологической чистоты / Н Г Передереев, И И Немец)//Сб докл Международной научно-методической конференции «Экология-образование, наука и промышленность» 4 3 — Белгород Изд-во БелГТАСМ -2002-С 158-159

4. Немец, И И. Энергосберегающая технология строительных материалов на основе гидродисперсий кварцевого песка / ИИ. Немец, Н.Г. Передереев // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова Мат. Международного конгресса «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» Ч. И -Белгород Изд-во БГТУ. — 2003. - № 5. С 201-204.

5 Дороганов, Е А. Мелкозернистый бетон на основе модифицированной ВКВС кварцевого песка / Е А. Дороганов, В С. Лесовик, Н Г. Передереев, Н.И. Алфимова// Промышленное и гражданское строительство. - 2007. - № 7. - С 55-57.

ПЕРЕДЕРЕЕВ НИКОЛАЙ ГРИРОРЬЕВИЧ

СТЕНОВЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ВКВС КВАРЦЕВОГО ПЕСКА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

05.23 05 - Строительные материалы и изделия

Подписано в печать so 10 2007 Формат 60x84/16 Гарнитура Times Уч. издл-1,18 Уел печл 1,0 Тираж 100 экз Заказ № 44 Тиражировано ИП «Остащенко А.А »

308036 г. Белгород, ул. Буденного, Юкв 14

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ

1.1 Актуальные вопросы производства мелкозернистых бетонов

1.2. Новые технологии бетона

1.3. ВКВС как вяжущее для мелкозернистых бетонов

1.3.1. Общая концепция ВКВС

1.3.2. Наночастицы как основа проявления вяжущих свойств ВКВС

1.3.3. Нанодисперсный кремнезем. Система Si02-H

1.3.4. Роль дисперсности в проявлении вяжущих свойств

1.3.5. Факторы, определяющие реологические свойства

1.4. Теоретические аспекты и проблемы формования изделий на основе ВКВС

1.4.1. Вибрационные методы уплотнения и формования

1.2.4. Схемы процессов виброформования

1.4.3. Общие характеристики формовочных систем

1.4.4. Особенности и проблемы процессов виброформования

Выводы

2. ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика использованных материалов

2.2. Методы исследований и приборы

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗЕРНОВОГО СОСТАВА ЧАСТИЦ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ НА ОСНОВНЫЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

3.1. Оптимальное зерновое распределение ВКВС

3.2. Характеристики модельной ВКВС кварцевого песка

3.3. Исследование модельных ВКВС, модифицированных на микроуровне

3.4. Исследование модельных суспензий, модифицированных на мезоуровне

3.5. Исследование модельных суспензий, модифицированных на мезо- и наноуровнях

3.6. Исследование ВКВС кварцевого песка модифицированных на мезоуровне

3.7. Влияние модификации ВКВС на мезоуровне на реологические характеристики и свойства вяжущего на их основе

Выводы по главе

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВКВС КВАРЦЕВОГО ПЕСКА МОДИФИЦИРОВАННЫХ НА НАНОУРОВНЕ

4.1. Изучение физико-механических характеристик образцов вяжущего из исходной ВКВС при упрочнении

4.2. Изучение влияния модификации на наноуровне предварительно полученной ВКВС кварцевого песка

4.3. Изучение комплексного влияния модификации на наноуровне ВКВС и упрочнения на физико-механические характеристики образцов вяжущего

4.4. Изучение влияния модификации на наноуровне в процессе помола ВКВС

4.5. Влияние упрочнения по УХАКС-механизму на физико-механические свойства образцов вяжущего на основе модифицированных при помоле ВКВС

Выводы по главе

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕНОВЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ВКВС

5.1. Изучение и подбор оптимальных параметров формования строительных материалов на основе модифицированных ВКВС

5.1.1. Планирование эксперимента

5.1.2. Изучение уплотняемости масс при виброформовании

5.1.3. Подбор оптимальных параметров формования строительных материалов на основе модифицированных ВКВС

5.2. Технологическая схема производства

Выводы по главе

6. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Бетон является одним из основных материалов для строительства, с широким диапазоном свойств - от особо легких до специальных и особопрочных. Преимущество бетонной технологии заключается в гибкости технологии, возможности изготовления изделий практически любой конфигурации. В настоящее время под термином «бетон» подразумевают не только строительные композиты с использованием цемента, но и материалы на основе различных вяжущих [1].

В последние время активно внедряются в строительство многокомпонентные мелкозернистые бетоны. Ранее их применение сдерживалось некоторыми особенностями структуры и свойств. Применение в качестве заполнителя только песка вызывало значительное увеличение удельной поверхности заполнителя и его пустотности. Для получения равноподвижных бетонных смесей плотной структуры по сравнению с бетоном на крупном заполнителе требовалось на 15-25% увеличивать расходы воды и цемента. В свою очередь в последующем это приводило к увеличению усадки бетона. Существовавшие жесткие требования по ограничению расхода цемента в бетоне сдерживали применение мелкозернистых бетонов в строительстве, хотя в ряде регионов, учитывая специфические условия строительства, мелкозернистые бетоны с успехом использовались для возведения различных сооружений и зданий.

В современных условиях изменились технические и экономические предпосылки использования бетонов в строительстве. Появились и с каждым годом все шире применяются в технологии и изготовлении бетона композиционные вяжущие, суперпластификаторы и другие эффективные модификаторы структуры и свойств бетона, тонкодисперсные минеральные наполнители, новое эффективное оборудование. А так же решающим фактором стало качество и стоимость материала, скорость возведения объектов, расширение архитектурно-строительных решений на основе применения новых бетонов. Вместе с тем новые технико-технологические возможности, особенно переход от обычных бетонов к многокомпонентным составам с широким использованием суперпластификаторов, тонкодисперсных наполнителей и других добавок, позволили свести к минимуму повышение расхода воды и цемента в мелкозернистых смесях и резко уменьшить усадку материала, получая в ряде случаев безусадочные мелкозернистые бетоны.

Развитие современных ресурсо- и энергосберегающих технологий эффективных строительных материалов все чаще базируется на явлениях и процессах существующих в природе. Это относится и к разработкам связующих веществ, основной принцип создания которых подсказан генезисом кремнеземистых и силикатных горных пород. В этих породах аморфизированные силикаты являются связующим веществом, вяжущие свойства которого обусловлены коллоидным кремнеземом. Кремнезем, являясь самым распространенным веществом в природе, служит основным сырьем при производстве силикатных строительных материалов по традиционным технологиям.

В 80-90-х годах XX века была разработана технология производства строительных материалов на основе высококонцентрированных вяжущих суспензий (ВКВС) кварцевого песка. Эта технология основана на способности си-локсановых связей внутри материала деструктироваться в результате механической обработки кварца в водной среде и образовывать силанольные связи, придающие материалу достаточную прочность.

ВКВС получают путем мокрого помола различных материалов в условиях высокой концентрации твердой фазы и повышенной температуры с соблюдением специальных технологических приемов и в соответствии с принципами реотехнологического соответствия [2]. В зависимости от химической природы и вида исходного материала процесс измельчения различается как по продолжительности, так и по технологическим особенностям помола.

На сегодняшний день получены и изучены ВКВС на основе многих материалов как природного, так и техногенного происхождения.

Однако недостатком таких материалов является значительная зависимость их физико-механических характеристик от количества в ВКВС связующего компонента - коллоидных частиц [2].

Цель работы:

Разработка теоретических принципов модификации высококонцентрированных вяжущих суспензий (ВКВС) кварцевого песка на различном уровне дисперсности и технологических приемов получения стеновых строительных материалов на основе модифицированных ВКВС.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- на основе модельных систем выявление степени влияния регулирования зернового состава на микро-, мезо- и наноуровне на реотехнологические свойства ВКВС;

- изучение влияния модификации ВКВС на различном уровне дисперсности на их реотехнологические свойства;

- изучение физико-механических свойств вяжущего на основе модифицированных ВКВС, оптимизация состава;

- получение математических зависимостей влияния параметров получения строительных материалов на основе модифицированных ВКВС.

Научная новизна:

Установлена взаимосвязь физико-химических процессов при модифицировании ВКВС на различном уровне дисперсности на реотехнологические свойства ВКВС, заключающееся в том, что оптимизация зернового состава частиц твердой фазы ВКВС на микро- и мезоуровнях способствует более плотной упаковке частиц суспензии как при движении, так и при структурообразовании. При этом часть дисперсионной среды переходит в кинетически свободную, увеличивая ее общий объем, что приводит к снижению вязкости систем.

Выявлено, что пористость образцов из ВКВС, изготовленным методом литья в гипсовые формы (отливок), пропорциональна изменению вязкости систем при малых значениях скорости сдвига. Т.к. процесс структурообразования происходит именно в этой области скорости сдвига, то снижение вязкости позволяет получать более плотную структуру отливок и, как следствие, повышенные значения физико-механических свойств материалов на их основе.

Теоретически обоснована и практически подтверждена возможность повышения физико-механических характеристик образцов при модифицировании ВКВС на наноуровне, заключающаяся в том, что при помоле ВКВС в условиях высокой концентрации твердой фазы и повышенной (до 60-70 °С) температуры на поверхности частиц образуется пленочная кремниевая кислота, а в дисперсионной среде - ее раствор. Введение модифицирующих кремнеземсодержа-щих добавок позволяет повысить удельную концентрацию кремниевой кислоты, особенно в дисперсионной среде (за счет того, что добавки являются нано-дисперсными).

Установлен характер повышения прочности материалов на основе модифицированных ВКВС, заключающийся в том что, при оптимальном содержания модифицирующей добавки, в поровой структуре матрицы кремнеземистых материалов, вследствие деполимеризации SiC>2 образуется перенасыщенный раствор кремниевой кислоты, твердая фаза которой на поверхности матрицы переосаждается по механизму поликонденсации. При упрочнении по УХАКС-механизму с последующей термообработкой формируются дополнительные кристаллизационные контакты.

Практическая значимость:

Разработаны оптимальные составы и энергосберегающая технология изготовления строительных материалов на основе модифицированных ВКВС.

Установлено, что при модифицировании на наноуровне в 1,5-2 раза сокращается технологический цикл изготовления ВКВС. Оптимальное содержание модифицирующих добавок позволяет (при упрочнении по УХАКС-механизму) повысить прочность при сжатии образцов вяжущего в 3,6 раза.

Получены уравнения регрессии и графоаналитические зависимости основных физико-механических свойств материалов на основе модифицированных ВКВС от состава и параметров формования и упрочнения, позволяющие прогнозировать свойства строительных материалов.

Разработана технологическая схема производства стеновых строительных материалов, технические условия на изготовление модифицированных ВКВС кварцевого песка и строительных материалов на их основе.

Апробация работы:

Результаты работы доложены на Международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии производства изделий и конструкций» (Белгород, 2001); Международной научно-методической конференции «Экология-образование, наука и промышленность» (Белгород, 2002); Международном конгрессе «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2003).

Публикации: По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 работа в рецензируем издании, рекомендованном ВАК.

На защиту выносятся:

- результаты исследования влияния модифицирования на различных уровнях дисперсности на реотехнологические свойства модельных систем на основе ВКВС;

- рекомендации по повышению физико-механических характеристик материалов на основе ВКВС кварцевого песка путем модифицирования на наноуровне в процессе помола аморфизированными кремнеземсодержащими добавками с последующим упрочнением по УХАКС-механизму;

- математические модели зависимости основных физико-механических свойств материалов на основе модифицированных ВКВС от состава и параметров формования и упрочнения;

- результаты исследований строительно-технических свойств полученных материалов.

Список научных трудов, опубликованных по теме диссертации

1. Немец, И.И. На пути к нанотехнологиям / И.И. Немец, Н.Г. Переде-реев // Вестник Национального технического университета «ХПИ»: Тематический сборник научных трудов «Физико-химические проблемы керамического материаловедения». - Харьков: Изд-во НТУ «ХПИ». - 2001. - № 18. -С. 38-41.

2. Передереев, Н.Г. Бесцементные строительные материалы на основе кремнеземсодержащих связующих субстанций / Н.Г. Передереев //Сб. докл. Международной научно-технической конференции. Напр. 5. «Ресурсосберегающие технологии производства изделий и конструкций». - Белгород: Изд-во БелГТАСМ. - 2001.- С. 132.

3. Передереев, Н.Г. Технология производства строительных материалов непревзойденной экологической чистоты / Н.Г. Передереев, И.И. Немец)//Сб. докл. Международной научно-методической конференции «Экология-образование, наука и промышленность» Ч. 3. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ. -2002.- С. 158-159.

4. Немец, И.И. Энергосберегающая технология строительных материалов на основе гидродисперсий кварцевого песка / И.И. Немец, Н.Г. Передереев // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. Мат. Международного конгресса «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» Ч. II. - Белгород: Изд-во БГТУ. - 2003. - № 5. С. 201-204.

5. Дороганов, Е.А. Мелкозернистый бетон на основе модифицированной ВКВС кварцевого песка / Е.А. Дороганов, B.C. Лесовик, Н.Г. Передереев, Н.И. Алфимова// Промышленное и гражданское строительство. - 2007. - № 7. - С. 55-57.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлена степень влияния модифицирования ВКВС на различном уровне дисперсности. На примере модельных систем на основе ВКВС кварцевого песка показано, что модифицирование на микро- и мезо-уровне позволяет регулировать зерновой состав частиц твердой фазы ВКВС, их реотехнологические свойства, что позволяет снизить пористость образцов вяжущего и в 1,3 раза повысить прочность.

2. Установлено, что при модификации ВКВС на микро- и мезоуровнях происходит оптимизация зернового состава частиц твердой фазы ВКВС, способствующая более плотной упаковке частиц суспензии как при движении, так и при структурообразовании. При этом часть дисперсионной среды переходит в кинетически свободную, увеличивая ее общий объем, что приводит к снижению вязкости систем.

3. Теоретически обоснована и практически подтверждена возможность повышения физико-механических характеристик вяжущего при модифицировании ВКВС на наноуровне, заключающаяся в повышении содержания кремниевой кислоты, твердая фаза которой на поверхности матричной фазы переосаждается по механизму поликонденсации, а при упрочнении по УХАКС-механизму с последующей термообработкой формирует дополнительные кристаллизационные контакты.

4. Наиболее эффективно модифицирование ВКВС на наноуровне. При этом значительно снижается вязкость, прочность при сжатии образцов вяжущего возрастает в 1,8-2 раза. Оптимальная концентрация модифицирующих добавок при этом составляет 5 %.

5. Установлено, что при упрочнении в растворе жидкого стекла образцов из ВКВС кварцевого песка наиболее влияющим фактором является время выдержки в растворе. При этом предел прочности при изгибе возрастает с 2,6 до 5,7 МПа, предел прочности при сжатии возрастает с 8,5 до 16,8 МПа.

6. Установлено, что введение модифицирующих добавок в процессе получения ВКВС более эффективно. Помимо значительного снижения (в 2 раза) продолжительности получения ВКВС модификация в процессе помола, в сочетании с упрочнением по УХАКС-механизму позволяет получить прочность при сжатии образцов 50-55 МПа при пористости 14-15%.

7. Введение модифицирующих добавок при получении ВКВС позволяет значительно интенсифицировать процесс помола (в 2 раза). Помимо этого выявлено положительное влияние добавок на снижение вязкости ВКВС.

8. Установлено, что оптимальной концентрацией модифицирующей добавки является ее содержание в количестве 5 %. При этом предел прочности образцов составляет 16,9 и 14,2 МПа при использовании кремнекислоты и кремнегеля соответственно.

9. Исследование комплексного влияния содержание модифицирующей добавки, плотности раствора жидкого стекла и времени выдержки в нем образцов вяжущего показало, что предел прочности при сжатии повышается до 50 - 55 МПа. Таким образом, модификация ВКВС на нанодисперсном уровне позволяет получить вяжущую систему с высокими физико-механическими показателями.

10. Изучено комплексное влияние состава сырьевой смеси и параметров формования на плотность сырца, среднюю плотность материала, величину открытой пористости, предел прочности при изгибе, предел прочности при сжатии, коэффициент водостойкости.

11. Спланирован и проведен активный факторный эксперимент второго порядка для четырех уровней. Факторами варьирования являлись влияние содержания ВКВС, содержания модифицирующей добавки в ВКВС, время упрочнения в растворе жидкого стекла и величина пригруза.

12. По результатам обработки экспериментальных данных рассчитаны эмпирические коэффициенты в уравнении регрессии второго порядка в кодированном виде. Полученные уравнения адекватно описывают изменение функции отклика от параметров варьирования.

13. Изучено влияние ВКВС и величины пригруза на уплотняемость масс при виброформовании. Установлено, что с увеличением содержания ВКВС с 25 до 35 % плотность возрастает на 13-15 %. При увеличении величины пригруза плотность также растет на 13-15 %.

14. Подобран оптимальный состав формовочной смеси (30 % ВКВС, содержащей 5 % модифицирующей добавки) и оптимальные параметры формования (пригруз 0,03 МПа) и упрочнения (20 мин. В растворе о плотностью 1,07 г/см ). При этом предел прочности при сжатии образцов составляет 35-40, МПа, коэффициент водостойкости - 0,93-0,98, морозостойкость 75-100 циклов.

15. На основании полученных данных предложена технологическая схема производства стеновых строительных материалов на основе модифицированной ВКВС кварцевого песка. Разработаны технические условия на производство модифицированной ВКВС.

16. Рассчитана калькуляция себестоимости разработанных стеновых строительных материалов на основе модифицированных ВКВС кварцевого песка. Технико-экономические расчеты показали, что полная себестоимость в пересчете на условный кирпич составляет 904 руб./ЮОО шт.

1. Баженов, Ю.М. Технология бетона, строительных изделий и конструкций / Ю.М. Баженов, JI.A. Алимов, В.В. Воронин, У.Х. Магдеев. М. : Асс. строит. ВУЗ, 2004. - 256 с.

2. Пивинский, Ю.Е. Наночастицы и их эффективность в технологии ВКВС и керамобетонов / Ю.Е. Пивинский, П.В. Дякин, Я.Ю. Пивинский, С.В. Вихман // Новые огнеупоры. 2003. - № 8. - С. 34— 39.

3. Баженов, Ю.М. Высокопрочный мелкозернистый бетон для армоцементных конструкций/ Ю.М. Баженов. М. : Госстройиздат, 1963.- 128 с.

4. Осипов, А.Д. Влияние гранулометрического состава песка на свойства мелкозернистого бетона / А.Д. Осипов // Гидротехническое строительство. 1975. - № 2. - С. 7-9

5. Каприелов, С.С. Общие закономерности формирования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов/ С.С. Каприелов // Бетон и железобетон. 1995. - №6. - С.16-20.

6. Бурунгулов, Р.И. Физико-механические свойства мелкозернистого бетона на классифицированных песках / Р.И. Бурунгулов // Исследование и применение мелкозернистых бетонов. Сб. тр. НИИЖБ. М. : Стройиздат, 1978. - Вып. 35. - С. 15.

7. Хьюджес, Б.П. Проектирование состава бетона на местных материалах/ Б.П. Хьюджес // Технология товарной бетонной смеси. -М. : Стройиздат, 1981. С. 74-87.

8. Ицкович, С.М. Заполнители для бетона/ С.М. Ицкович. Минск: Высш. шк., 1983.-214 с.

9. Гусев, Б.В. Влияние микронаполнителей на свойства мелкозернистых бетонов/ Б.В. Гусев, Б.С. Дуамбеков, Ю.В. Чеховский, В.Н. Корегин //Изв. вузов. Стр-во и арх-ра. 1987. -№10. - С.127-130.

10. Крекшин, В.Е. О влиянии тонкодисперсных фракций песка на микроструктуру бетона / В.Е. Крекшин //Соверш. стр-ва назем, объектов нефт. и газ. пром-сти. Сб.науч.трудов НПО "Гидротрубопровод". М., 1990. - С.23-26.

11. Лесовик, P.B. Мелкозернистые бетоны для малых архитектурных форм/ Р.В. Лесовик, М.С. Агеева, В.Г. Голиков, Ю.В. Фоменко// Строительные материалы 2005. - № 11. - С. 13-16.

12. Бабаев, Ш.Т. Эффективность вяжущих низкой водопотребности и бетонов на их основе/ Ш.Т. Бабаев, Н.Ф. Башлыков, Б.Э. Юдович // Бетон и железобетон. 1998. № 6. - С. 3-6.

13. Калашников, В.И. Современные представления об использовании тонкомолотых цементов и ВНВ в бетонах/ В.И. Калашников, А.А. Борисов, Л.Г. Поляков и др.// Строительные материалы. 2000. - №7. -С.13-14.

14. Подмазова, С.А. Высокопрочные бетоны на вяжущем низкой водопотребности / С.А. Подмазова // Бетон и железобетон. 1994. -№1. - С.12-14.

15. Батраков, В.Г. Бетоны на вяжущих низкой водопотребности/ Батраков В.Г., Башлыков Н.Ф., Бабаев Ш.Т. и др. // Бетон и железобетон. 1988. - №11. - С.4-6.

16. Бабаев, Ш.Т. Высокопрочные цементные композиции на основе вяжущих низкой водопотребности/ Ш.Т. Бабаев, Н.Ф. Башлыков, И.Я. Го льдина // Бетон и железобетон. 1990. - №2. - С.8-10.

17. Бабков, В.В. Аспекты долговечности цементного камня/ В.В. Бабков, А.Ф. Полак, П.Г. Комохов // Цемент. 1988. - № 3. - С. 14-16.

18. Власов, В.К. Закономерности оптимизации состава бетона с дисперсными минеральными добавками / В.К. Власов // Бетон и железобетон. -1993. №4. -С.10-12.

19. Larbi, J.A. The chemistry of the pole fluid of silica fume-blended cement systems / J.A. Larbi, J.M. Bijen //Cem. and Concr. Res. -1990. -V20. -№4. -pp.506-516.

20. Баженов, Ю.М. Технология бетона/ Ю.М. Баженов: Учеб. пособие -М.: Высш. шк., 1987. 415 с.

21. Пивинский, Ю.Е. Новые огнеупорные бетоны и вяжущие системы -основополагающее направление в разработке, производстве и применении огнеупоров в XXI веке. Часть 1. Тенденция развития, вяжущие системы/ Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1998. - № 2. - С. 4-13.

22. Пивинский, Ю.Е. Огнеупорные бетоны нового поколения. Низкоцементные бетоны, наливные вибрационные тиксотропные огнеупорные массы/ Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1990. - № 7. - С. 1-10.

23. Пивинский Ю.Е. Огнеупорные бетоны нового поколения. Реологический аспект технологии/ Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. -1994.-№4.-С. 6-14.

24. Третьяков, Ю.Д. Проблемы развития нанотехнологий в России и за рубежом / Ю. Д. Третьяков // Вестник Российской академии наук. 2007. Т. 77, № 1. С. 3-10.

25. Суздалев, И.П. Нанотехнология. Физикохимия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов / И. П. Суздалев. М. : КомКнига, 2006.-592 с.

26. Пул, Ч. Нанотехнологии / Ч. Пул, Ф. Оуэне ; пер. с англ. 2-е изд. -М.: Техносфера, 2006. - 334 с.

27. Фролов, Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы / Ю.Г. Фролов. М. : Химия, 1982. - 400 с.

28. Шабанова, Н.А. Химия и технология нанодисперсных оксидов / Н.А. Шабанова, В.В. Попов, П.Д. Саркисов. М. : Академкнига, 2006. - 3 Юс.

29. Наноминералогия. Ультра- и микродисперсное состояние минерального вещества ; отв. ред. Н. П. Юшкин, А. М. Асхабов, В. И. Ракш. СПб.: Наука, 2005. - 578 с.

30. Сумм, Б.М. Объекты и методы коллоидной химии в нанохимии / Б.М. Сумм, Н. И. Иванова // Успехи химии. 2000. - Т. 69, № 11.-С. 995-1108.

31. Пивинский, Ю. Е. Кварцевая керамика, ВКВС, керамобетоны -страницы истории. Ч. 1 и 2 / Ю. Е. Пивинский // Новые огнеупоры. -2007.-№2. -С. 56-64;-№4. С. 53-61.

32. Пивинский, Ю. Е. ВКВС. Коллоидный компонент и вяжущие свойства / Ю. Е. Пивинский, Ф. С. Каплан,С. Г. Семикова и др. // Огнеупоры. 1989. - № 2.С. 13-18.

33. Пивинский, Ю. Е. Керамические вяжущие и керамобетоны/ Ю.Е. Пивинский. М.: Металлургия, 1990. - 270 с.

34. Пивинский, Ю. Е. Наночастицы и их эффективность в технологии ВКВС и керамобетонов. Часть 1 и 2 / Ю. Е. Пивинский, П.В. Дякин, Я.Ю. Пивинский и др. // Новые огнеупоры. 2003. - № 8. - С. 3439; -№ 10.-С. 43-48.

35. Пивинский, Ю.Е. Неформованные огнеупоры. В 2 т. Т. 1. Общие вопросы технологии / Ю.Е. Пивинский. -М. : Теплоэнергетик, 2003. -448 с.

36. Красный, Б.Л. Риски нанотехнологий для здоровья человека и окружающей среды / Б.Л. Красный. В.П. Тарасовский // Стекло и керамика. 2007- № 1. - С. 32.

37. Тимошенко, К.В. Наносистемы в технологии керамики и огнеупоров / К.В. Тимошенко, А.Д. Буравов // Новые огнеупоры. 2007. - № 2. -С. 75-79.

38. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика / В.Г.

39. Батраков. 2-е изд. - М., 1998. - 768 с.

40. Айлер, Р. Химия кремнезема / Р. Айлер ; под ред. В. П. Прянишникова ; пер. с англ. М. : Мир, 1982. 1127 с.

41. Шабанова, Н.А. Основы золь-гель технологии нанодисперсного кремнезема / Н.А.Шабанова, П.Д. Саркисов. М. : Академкнига, 2004. -208 с.

42. Высоцкий, 3.3. Очерк истории химии дисперсных кремнеземов / 3.3. Высоцкий. Киев : Наукова думка, 1971. - 186 с.

43. Шабанова, Н.А. Процесс перехода золя в гель и ксерогель в коллоидном кремнеземе / Н.А. Шабанова, Н.В. Труханова // Коллоидный журнал. 1989. -Т. 51,-№ 6. - С. 1157-1163.

44. Кузнецова, Т.В. Специальные цементы /Т.В. Кузнецова, А.П. Осокин, М.М. Сычев и др.. СПб. : Стройиздат СПб, 1997. - 314 с.

45. Корнеев, В.И. Жидкое и растворимое стекло / В.И. Корнеев. В.И.Данилов. СПб.: Стройиздат СПб, 1996. 216 с.

46. Федоров, Н.Ф. Кремнезем в кристаллическом и аморфном состояниях / Я.Ф. Федоров, Т.А. Тунин, А.В. Куриленко. СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2002. - 62 с.

47. Тотурбиев, Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций / Б.Д. Тотурбиев. М.: Стройиздат, 1988. -206 с.

48. Пивинский, Ю.Е. Керамические и огнеупорные материалы. Избранные труды. Т. 2 / Ю.Е. Пивинский. СПб. : Стройиздат СПб., 2003.- 688 с.

49. Трубицын, М. А. Производство безобжиговых строительных материалов на основе кремнеземистых суспензий / М. А. Трубицын, И. И. Немец, Ю. И. Алешин и др. // Строительные материалы. 1993. № 1.-С. 5-7.

50. Парк, Д. Бесцементные огнеупорные материалы на коллоидно-кремнеземистой связке : новый подход к огнеупорам для черной ицветной металлургии / Д. Парк // Новые огнеупоры. 2005. - № 9. -С. 36-39.

51. Пивинский, Ю.Е. ВКВС. Дисперсионная среда, стабилизация и вяжущие свойства / Ю.Е. Пивинский, М.А. Трубицын // Огнеупоры. 1987. - №12. С. 9-14.

52. Пивинский, Ю.Е. Дисперсный состав и пористость отливки / Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1989. - № 4. - С. 17-23.

53. Каплан, Ф.С. Исследование влияния дисперсного состава на реологические свойства высококонцентрированных суспензий кремнезема/ Ф.С. Каплан, Ю.Е. Пивинский //Коллоидный журнал. -1992. Т. 54. - № 4. -С. 73-79.

54. Тихонов, А.П. Влияние дисперсности твердой фазы на структурно-механические свойства высококонцентрированных суспензий/ А.П. Тихонов, А.Ф. Кривощепов //Коллоидный журнал. 1979. - Т.41. -№2.-С. 383-386.

55. Функс Г.И. Успехи коллоидной химии/ Г.И. Функс. -М.: Наука. 1973. -117 с.

56. Капиллярная химия//Под ред. К. Тамару: пер. с японск. -М.: -Мир, 1983.-272 с.

57. Связанная вода в дисперсных системах. -М.: Изд-во МГУ. Вып. 4. -215 с.

58. Ребиндер, П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия/ П.А. Ребиндер. -М.: Наука, 1978.-368 с.

59. Пивинский, Ю.Е. Объемные и фазовые характеристики и их влияние на свойства суспензий и керамических литейных систем/ Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1982. - №11. - С. 50-58.

60. Пивинский, Ю.Е. Огнеупорные бетоны нового поколения. Бесцементные бетоны / Ю.Е. Пивинский, М.А. Трубицын // Огнеупоры. 1990. - № 8. - С. 6-16.

61. Пивинский, Ю.Е. Огнеупорные бетоны нового поколения. Низкоцементные бетоны, наливные вибрационные тиксотропные огнеупорные массы/ Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1990. - № 7. -С. 1-10.

62. Пивинский, Ю.Е. Огнеупорные бетоны нового поколения. Общая характеристика вяжущих систем/ Ю.Е. Пивинский, М.А. Трубицын // Огнеупоры. 1990. - № 12. - С. 1-8.

63. Пивинский, Ю.Е. Огнеупорные бетоны нового поколения. Зерновой состав и объемные характеристики/ Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. -1992.-№ 11.- С.22-27.

64. Пивинский, Ю.Е. Огнеупорные бетоны нового поколения. Взаимосвязь состава, структуры и некоторых свойств/ Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1993. - № 3. - С.5-11.

65. Пивинский, Ю.Е. Огнеупорные бетоны нового поколения. Коллоидно-химический аспект технологии/ Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1994. - № 1. - С. 12.

66. Пивинский, Ю.Е. Огнеупорные бетоны нового поколения. Реологический аспект технологии/ Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры-1994.- №4.-С.6-15.

67. Umeya, К. Fundamental Theory for Construction Using Prepared Unshaped Refractories / K. Umeya // Taikabutsu. Refractories. -1978.- V. 80. -№ 250. -P.- 625-636 s.

68. Routschka, J. Studien zum rheologischen Verhalten von feuerfesten thixotropen Vibrationsmassen/ J. Routschka, A. Majdic // Sprechsaal. -1986.-Bd. 119.-№3.- 164-173 s.

69. Routschka, J. Beobachtungen an Vibrierenden und fliessenden feuerfesten Vibrationsmassen/ J. Routschka, A. Majdic // Sprechsaal. -1986. -Bd 119. -№ 8. 677-680 s.

70. Eguchi, T. Low-Cement-Bonded Castable. Refractories / T. Eguchi, J. Takita, J.Yoshitomi et al.// Taikabutsu. Overseas. -1989. -V. 9. -№ 1- P.-10-25 s.

71. Naruse, Y. Relation Between Propagation of Vibration in Monolithic Refractory and Ins Rheological Properties/ Y. Naruse, S.Fuiemoto, S.Kiwaki et al. // Taikabutsu. Refractories. -1983. -V. 35 № 5.-P.- 243-248 s.

72. Watanabe, K. Rheology of Castable Refractories / K.Watanabe, M. Ishikawa, M. Wakamatsu //Taikabutsu. Refractories. -1988. -V. 40 № 4.-P.-231-244 s.

73. Hosoi, E. Flow Value of Cement-less Castables / E. Hosoi, T.Yamaguchi, N. Moritani // Taikabutsu. Refractories. -1990. -V. 42. -№ 5.- P.- 279280 s.

74. Гусев, Б.В. Ударно-вибрационная технология уплотнения бетонных смесей /Б.В. Гусев, А.Д. Деминов, Б.И. Крюков и др. М.: Стройиздат. - 1982- 150 с.

75. Пивинский, Ю.Е. Получение и свойства строительных кремнеземистых керамобетонов /Ю.Е. Пивинский // Строительные материалы. 1994. - № 4. - С. 15-18.

76. Пивинский, Ю.Е. Изучение вибрационного формования керамобетонов. Формовочные системы и основные закономерности процесса/ Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1993. - № 6. - С. 8-14.

77. Куннос, Г.Я. Вибрационная технология бетона/ Г.Я. Куннос. JL: Стройиздат - 1967 - 168 с.

78. Десов, А.Е. Вибрационный бетон/ А.Е. Десов. М.: Госстройиздат-1956.- 240 с.

79. Попов, JI.H. Лабораторный контроль строительных материалов и изделий:Справочник/ Л.Н. Попов. -М.: Стройиздат 1975- 367 с.

80. Старк, Ю. Теория состава бетонной смеси /Пер. с словац./ Ю. Старк -Л.: Стройиздат 1971 - 238 с.

81. Райхель, В. Бетон. Часть 2 / Пер. с нем./ В. Райхель, Р. Глатте. М.: Стройиздат - 1981-112 с.

82. Афанасьев, А.А. Возведение зданий и сооружений из монолитногожелезобетона/ А.А. Афанасьев. -М.: Стройиздат 1990 - 328 с.

83. Блещик, Н.П. Структурно-механические свойства и реология бетонной смеси и прессвакуумбетона/ Н.П. Блещик. Минск: Наука и техника, 1977, 230 с.

84. Кутьков, Б.П. Пригрузы в технологии бетонов/ Б.П. Кутьков, В.Н. Шмигальский. Кишинев: Штиинца - 1983 - 130 с.

85. Руденко, И.Ф. Формование изделий поверхностными виброустройствами/И.Ф. Руденко. -М: Стройиздат 1972- 104 с.

86. Ребю, П. Вибрирование бетона / Пер. с франц./ П. Ребю М.: Стройиздат,- 1970.- 256 с.

87. Гусев, Б.В. Вибрационная технология бетона/ Б.В. Гусев, В.Т. Зазимко. Киев: Будивельник - 1991.- 160 с.

88. Савинов, О.А. Вибрационная техника уплотнения и формования бетонных смесей/ О.А. Савинов, Е.В. Лавринович. Л.: Стройиздат-1986.-280 с.

89. Рекомендации по вибрационному формованию железобетонных изделий /НИИЖБ. М.: Стройиздат.- 1986.- 78 с.

90. Урьев, Н.Б. Физико-химическая механика и интенсификация образования пищевых масс/ Н.Б. Урьев, М.А. Талейсник. М.: Пищепром. - 1976. - 240 с.

91. Попильский, Р.Я. Прессование порошковых керамических масс/ Р.Я. Попильский, Ю.Е. Пивинский. М.: Металлургия - 1983 - 176 с.

92. Шаталова, И.Г. Физико-химические основы вибрационного уплотнения порошковых материалов / И.Г. Шаталова, Н.С. Горбунов, В.И. Лихтман. М.: Наука.- 1965 - 163 с.

93. Практикум по коллоидной химии и электронной микроскопии. Под ред. Воюцкого С.С и Панич P.M. -М.: Химия, 1974. 224 с.

94. Пивинский, Ю.Е. О фазовых соотношениях, важнейших технологических свойствах и классификации керамических и других вяжущих систем/ Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры. 1982. №6. С. 49 60.

95. Ефремов, И.Ф. Образование и свойства периодических коллоидных структур // Поверхностные силы в тонких пленках/ И.Ф. Ефремов, Г.М. Лукашенко, Э.А. Терентьева. -М.: Наука, 1979. С. 20-29.

96. Craban, S. Progress and Trends in Rheology II/ S. Craban, W. Parzonka, V. Havlik. N.Y.: Springer-Verlag, 1988.

97. Hodne H. Rheological modelling of cementitious materials using the Quemada model / H. Hodne, S. Galta, A. Saasen//Cement and Concrete Research.- 2007. -Volume 37. Issue 4. P. 543-550.

98. Пивинский, Ю.Е. Высококонцентрированные керамические вяжущие суспензии. Дисперсный состав и пористость отливки/Ю.Е. Пивинский //Огнеупоры. 1989. № 4. С. 17-23.

99. Пивинский, Ю.Е. Высококонцентрированные керамические вяжущие суспензии. Принципы технологии/Ю.Е. Пивинский//Огнеупоры. 1987. №10. С. 3-9.

100. ОО.Пивинский, Ю.Е. Изучение центробежного литья керамики. Основные параметры и закономерности процесса/ Ю.Е. Пивинский, Т.И. Литовская, И.Б. Волчек //Огнеупоры, 1991. № 11, с. 2-6.

101. Дей, К. Теоретическая неорганическая химия/ К. Дей, Д. Селбин. -М.: Мир, 1976. -567 с.

102. Моррисон, С. Химическая физика поверхности твердого тела/ С. Моррисон.-М.: Мир, 1980.-488 с.

103. ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫЕ ВЯЖУЩИЕ1. СУСПЕНЗИИ (ВКВС)1. Технические условия1. ТУ 5744-001-54670599-20071. Введены впервые1. Дата введения «»2007 г.

104. Держатель подлинника БГТУ им. В.Г. Шухова1. СОГЛАСОВАНО:

105. ЗАО «Союзтеплострой-Белгород»1. ДирщХф J'- i'H^s А.В. Поляков» ? 2007 г.1. РАЗРАБОТАНО:1. Е.А. Дороганов 2007 г.1. Н.Г. Передереев 2007 г.1. Белгород-2007 г.

106. Высококонцентрированная вяжущая суспензия может применяться при производстве строительных материалов, мертелей, торкрет-бетонов, жаростойких бетонов в качестве вяжущего компонента.

107. Обязательные требования к высококонцентрированной вяжущей суспензии, обеспечивающие безопасность для жизни и здоровья человека, указаны в п.п. 4.6, 5.9.1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

108. Высококонцентрированную кремнеземистую вяжущую суспензию выпускают следующих марок: Ml00; М125; Ml50; М200; М250; М300.

109. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ 2.1. Высококонцентрированная вяжущая суспензия должна изготовляться в соответствии с требованиями настоящих технических условий и технологической документации, утвержденной в установленном порядке.1. ТУ 5744-001-54670599-2007

110. Высоноконцентрированные вяжущие суспензии (ВКВС). Технические условия1. Лит.1. Лист1. Листов1. БГТУ им. В. Г Шухова

111. Высококонцентрированная вяжущая суспензия характеризуется следующими показателями:- объемной концентрацией твердой фазы Cv;- плотностью;- тонкостью помола; -РН;- прочностью при сжатии (марка).

112. Материалы, используемые для изготовления высококонцентрированной вяжущей суспензии должны соответствовать требованиям действующих стандартов.

113. Перечень используемых материалов приведен в приложении .

114. Составы масс для приготовления высококонцентрированной вяжущей суспензии на конкретных видах исходных материалов подбираются с соблюдением требований технологического регламента производства вяжущей суспензии и настоящих технических условий.

115. Исходные материалы для приготовления высококонцентрированной вяжущей суспензии дозируются по массе. Вода дозируется по массе или объему. Погрешность дозирования исходных материалов ± 2%.

116. Характеристики и показатели качества высококонцентрированной вяжущей суспензии должны соответствовать указаны в таблице.