автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Технология и свойства композиционных стеновых материалов полусухого прессования

КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ ДЩЕШ

на правах рукописи Уф:.669.7 : 591.23

КУАТЕАЕВ АЗАТ КУАНГ АЛИЕВ1,«

ТЕХНОЛОГИЯ И СВОЙСТВА КСМГС02ЩИ0ННЫХ СТЕНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОЛУСУХОГО ПРЕССОВАНИЯ

05.23.05. - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на сэйскэнл«? учзнсн степени кандидата г-глпютгют: наук

алмэты 1594

Райота выполнена в Казахской Государственной архитектурное- строитель ной академии,

Научные руководители: заслуженный деятель науки и техники РФ

доктор технических наук, профессор

Сычев М.М. !_:_

доктор технических наук, профессор Сайбулзтов С.Ж,

Официальные оппоненты; академик НАН РК, доктор технически:

наук, профессор Ни Л.П., кандидат технических наук Жакипбеког. ¡11, К. Ведуа^зя организация - Государственная холдинговая компания

" Курылыс материзддары "

Защита состоится 1994 г. в " часов

на заседании Спевдалшаированного Совета Д 14.03.01 в Казахской Государственной архитектурно-строительной академии по адресу: 480043, г.Адааты,' уд.Каирата Рыскулбекова, 28.

Отзывы »з автореферат, в двух экземплярах,заверенных гербовой печатью, дросии высылать ш адресу: 480043, Алиаты, : К ,1 аскудбекоза, 28, спэциашшированному совету, ученому секретарю, ■ " '

О диссертацией мсшзо ознакомиться в библиотеке КазГАСА.

Автореферат разослан " " ^дд^ года.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технияеск к наук

К.С.Шинтемяров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность работы.Выполнение указа арегидента РэспуОлшси Казахстан "О новой жилищной политике" от б сентяОря 1993 г. требует увеличения выпуска строительных материалов. Судастпуа-шал централизация производства стенояых строителькак материалов делает ere уязвимым и зависимым от источников сырьй5 энергии и транспорта, обуславливая уменьшение объема выпуска, снижение качества и удорожание готовой продукции.

В этих условиях особую актуальность приобретает разработка технологии,определяющими критериями которой являются низкая •энергоемкость, простота и надежность технологического оборудования, доступность сырьевых материалов, экологичэскзя чистота как технологических процессов, гак я гохазой продуэдяи.Стеновые материалы,выпускаемые по такай токяодапш на мобильных и быстровогводимых предприятиях ка к«егкого сырья и техногенних продуктов промышленности и ргссчйтгянно за тсиинл потребительский рынок ЯВЛЯЮТСЯ H8K60ES& sfómsmn&at а дееевшя.

Физико-химические основы гкдратэдйошюги синтеза ааомоо»-гли-кагкш: строительны;-: материалов в "отасяетш "условиях да с,ис пор детально не разработали. Йе кизагзя яоотаточккх экспериментальных к практических днпню о процессах взаимодействия их в прессуемых смесях, тверд.жцж а естественных условиях. Не установлено Близкие состава и структура гвдратных фаз на прочность стеновых материалов.

Целью настоящих исследований: яадяэтил разработка технологии производства стековых материалов полусухого прессования нз основе местного сьтрья и техногенных продуктов прошияенностк.

Для достижения укагакной целя били решены следующие задачи;

- исследован механизм твердения п осоЗениости фаговьк преара-сений в атюмосилккзгкыХ материала: полусухого прессования с аппаратурным оформлением технологической линии;

- определены составы смесеГ: нз основе премьшеЕНьк егколов,

обеспечивающие необходимые ^иэикс-механичеекие характеристики стеновых материалов;

- разработаны экономичные и несложные технологические процессы изготовления стеновых материалов,исключающее из традиционной технологии прессованных изделий дорогостоящие, громоздкие, энерго- и ресурсоемкие,сложные и продолжительные переделы (помол, силосование, высокотемпературная обрзботка и др.).

Научная новизна. Разработаны научно-теоретические принципы эффективной технологии стенойых материалов полусухого прессования на основе местного сырья и отходов промышленности, твер-дешщ в обычных условиях или при пропаривавди.

Определена область рецептур материалов с гарантированным уровнем качества по комплексу физико-технических свойств.

Установлена динамика Газообразования и состав цементирующих веществ в зависимости от состава смеси, параметров получения и условий твердения материалов полусухого прессования, выявлена взаимосвязь между фазовым' составом, структурой цементирующих "веществ и свойствами изделий.

На заицгу выносятся:

- результаты исследований динамики фазообразовашш » механизма твердения цементирующих веществ в зависимости от технологических факторов иэготовленга стеновых материалов полусухого прессования;

- основные технологические параметры производства стеновых материалов полусухого прессования;

- данные о физико-механических свойствах и долговечнети стеновых материалов полусухого прессования.

Практическая значимость работы. Разработаны технологические параметры производства кирпича полусухого прессования, тверд е-юцего при. обычных условиях и при пропаривании. Уставов-

зены основные физика-технические свойства и долговечность материала» позволяющие определить область его применения.

Производство разработанного материала освоено а силикатном ;ехе НИКстромпроекта. На основании полученных данных на ПО 'Машиностроительный завод им. С.'М. Кирова" (г.Ллмзты) изготовлены четыре комплекта технологической линии для строительства заЕодов (цехов) по производству кирпича полусухого прессования з г.г.йзна-Озень (Мангыстзуская обл.), Кайнар (АСразинсккй расой, Семипалатинской обл.), Юйао-Сахалинск,' Тольятти, где а 53сгоящее время осуществляется иоятад оборудования.

Апробация работы. Основные положения работы доложена на Международной научно-технической конференции иП02ыа:зняе долго-зечнасти и эффективности работа конструкций сельскохозяйствен-ш зданий и сооружений "(г.Челябинск» 1992 г»); научно-гэхки-1еской конференции Новосибирского инженерно-строительного кпс-гитута "Материалы, технология, организация я экономика строи-' гельства" (Новосибирск, 1992 г.); международной научно-техни-теской конференция-, посвященной 16СКюггл СГШ1 (Садат-Пегер-5ург, 1992 г.); мезкдуягродкой конференции "РесуреосСерегаозще технологии строительных материалов» изделий я конструкций" И научные чтения Белгородского технолопмеского 1!нсгатута сгрои-гелакых материалов (Белгород, 1333 г.); республиканском кеуч-ио-нрактическсм сенкнзрэ-соведаняи "Нгукозедегкз к современность" (Алматы, ¡992 г.); научно-технической конференции Аша-тинского автомобиль ко-дгрсягого пнсипутз' "Проблема ооаеряенс-иозания н моделирования дорожной тэхтет к -.гехнояогическяс процессах сгроотельстза автомобильное дорог и автотранспорта" (Алматы,1992 г.); нкутривуасзской научно-практической конференции аспирантоз и студентов КзэГАСА (Алмзги, 1993 г.); научно-технической конференции КазГАСА "Перспективы строительной

науки" (Алматы, 1994 г.).

Публикация'работы. Основное содержание опубликовано в if работах, подучен один патент и одно авторское свидетельство,

Объем работы^ Диссертация состоит из общей характеристик! работы,анализа литературных данных,выбора объектов и методоз исследования,экспериментальной части,изложенной в шести разделах, выводов и изложена на страницах машинописного текста, включающих 32 таблицы, 35 рисунков, ;30 библиографических источников и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Состояние вопроса. Анализ литературных источников показывает, что в настоящее время в республике стеновые материалы выпускаются в основном из глинистого сырья методом обжига и иг смеси песка и извести, методом автоклавной обработки под высоким давлением насыщенного пара.Однако осуществление этих энергоемких процессов связано с процессом значительного количестве дорогостоящего тепла или пара, для получения которых требуется добывать и сжигать уголь, гад и нефтепродукты, что сопровождаются выделением различных газов и пыли и наносит экологически? ущерб пр1'.,:оде. Кроме тога, действующие заводы стеноЕых материалов бок ной мощности снабжены громоздким оборудованием, тре: Сующим больших производственных площадей, централизованный выпуск продукции связан с необходимостью ее дальних перевозок. Все эти факторы удорожаит строительные материалы.

В работе рассматриваются вопросы создания нетрадиционного технологического процесса получения стеновых материалов из местного сырья и промышленных отходов, который должен быть несложным и продолжительным с мобильным и быстровозводимым оборудованием, позволяющим изготавливать изделия различных ви-

)

дав и конфигураций, да всем свойствам отвечающая требованиям стандарта. В основу технологии положен метод полусухого прессования тонкодисперсних силикатных сырьевых материалов.Применение дисперсных вторичных продуктов промышленности с аморфной нестабильной структурой позволяет за счет их повышенной реакционной способности интесифицировать технологический процесс и снизить топливно-энергетические затраты. Твердение высокодисперсных систем содержащих аморфные и нестабильные фазы и тлевших избыточную поверхностную энергии в большинстве случаев протекает по контактна-конденсационному механизму, с образованием структур с фазовыми контактами, особенно в "стесненных" условиях, например при прессовании под давление«, что позволяет осуществлять направленное регулирование структурообравоза-ния в материалах, твердевдих без высокотемпературной тепловой обработки.

Еыбор об"ектоа и методов исследований. В работе использованы золы от сжигания углей Карагандинского и Эхнбасгузского бассейнов, бокситовый шлам Павлодарского алюминиевого завода, нейтрализованный электрогермофосфорный шлак, портландцемент марки 400, известь кальциевая, полевотпатово-кварцевый песок, В качестве пластифицирующих добавок применяли пластичную глину, лессовидный суглинок, дефекат (отхо; сахарного производства), циклонную пыль от облета керамзита.

Для изучения, вещественного состава сирьевых материалов, фазовых и структурных превращений в процессе твердения использован комплекс методов физико-химического анализа, включзсщи"! термографии, микроскопический, ректгекосгруктурный, злектрон-ношкроскопический и спектральные анализы.

Скгикг-механшеские сесй:.тьа разработанных влжуЕих матери-злов определяла: 2 сс;-те-:-гс7вш: с общепринятыми методикам»: и

стандартами. Рад характеристик структурообрззования при тьер-денда вяжущих веществ» используемых для получения композиционных материалов полусухого прессования, определяли методом дифференциальной контрактом®трш на приборе "Контрзктометр дифференциальный КД-02". Ери этом совместно со специалистами Научно-исследовательского института физико-технических и ра-дю-технических измерений (Россия) разработан и апробирован "Метод компенсации", адаптирующий дифференциальную контракто-метрио к условиям работы со шлаковыми вяжущими веществами.

Исследования физико-механических свойств полученного стенового материала производили по стандартным метздикам и в соответствии с ГОСТ. Показатели готовых изделий контролировали согласно требованиям СГ РК 538-92 "Кирпич и камни силикатные".

Уровень естественной радиоактивности исследованных промышленных отходов, в соответствии с нормами радиационной безопасности, допускает их применение в производстве строительных материалов без ограничений для жилищного и промышленного строительства.

Разработка составов вяжущих веществ и композиционных сте-йовых материалов полусухого прессования. Использованные основные сырьевые материалы в в ¡оде ыноготонажных промышленных отходов по классификации проф. Паримбетова Б.II. относятся к третьей группе известково-кремнеземистьк Материалов, и представляют собой дисперсные системы практически нерастворимых макрочастиц аморфной или субмикрокристаллической структуры, характеризующиеся значительным запасом кинетической свободной энергии, достаточной для взаимного притяжения макрочастиц, о образованием водостойких структурных связей и позволяющие их, идентифицировать как матерш щ о потенциальными контактно-конденсационными свойствами. Л

Принимая Ео внимание высокую реакционную способность сырьевых материалов, предопределяемую их нестабильной структурой. подбор оптимальных составов вядувщх материалов на основе промышленных отходов заключал л в выборе доступных и распространенны-: активизирующих добавок. По наихушш показателям фнэико-механичесгак свойств рекомендованы следующие составы: зола ТЭС 70 X, цемент 20 X (предел прочности при сдатии 21 Ша и при иггибе 5 Ша при нормальной твердении в течении 28 сут.);

бокситовый вш 80 7., цемент 8 X, гипсовый камень 12 7. (предел прочности при сжатии ü изгибе 23,6 и 5,7 МПа соответственно при тех хе условиях твердения);

нейтрализованный фосфорный шлак 94 Z, цемент 3 7,, кальцинированная содз 3 7. (предел npo'vtocTit при сжатии Р.7,5 и изгибе 9 МПа).

Полученные вядухдие wäre риалы оптимального состава были использованы при разработке рецептуры смесей для кирпича полусухого прессования, получаемого в условиях недостаточной влажности (7...Э %) и высокой компрессии (15...20 МПа).

Исследованиями установлено, что отпрессованные изделия, традиционно содержание в своем составе вяжущие и заполнитель-песок, имеют низкую прочность сырца, Улучшить формовочные свойства кирпича возможно путем использования минералов групп глин, обуславливающие аутогеэиояясе взаимодействие дисперсий. Введение 10 7. пластичной глины обеспечивает xopocr/ю пластичность и связующие свойства сырьевь-х смесей, достаточную сырцо-в>ю прочность - 0,38. ..0,41 Ша - при относительно невысоких усилиях прессования. В качестве ататгрнзгивкой замены Сьии ал. робирсваны лессовидный суглинок, циклонная пыль от обадтгз керамзита, де£екациснкый злам, выгодно стличакзаиеся технолзгяч-

костью, к доступность». Спгдалааькая дозировка этих добавок имеет унифиякрова^-коС' еиачениг - 10 %.

Оптимальные. осотаэы сыесэй для изготовления кирпича: цемент 10 1, глина 10 X, лесов 80 % { прочность при сжатии через 28 оут. нориздь'ного «вердйнря-17,4 Шз, после прожаривания 18,4 МПа)}

1>ола 10 Х.щадяг " 7kf тош 10 Z, песок 73 % (прочность при'сжзхю! череэ'ЕЗ qy.s. шрдгщького твердения 12,4 МПа, после пропарададаз iD.tj Ща){ ;'

бакснтовуй шву .-дзм^з? 2 природный гипс 3 X, пе-' ооп 75 % (яррдаЬфть. ярн сдаапш .цорзе 23- оухочного твердения .13,8 ра/ яррвг щт^тщ'^.г мпэн / -фосфор^й'-^ф; .адшат 1 Л,".сед 1 гдаа Ю %, песо к 60 % Хшщщта срд саая» чар?« 28 сут. нормального тае-р-, mm щ^-хщ&р.ярощ^щщ £в,оша).'

Щобщщтщ 'чаояшая щя полная в

.преоо-щ^чз'#05®|5пда$с>аого. неся«» огходамг дробления,.• го-дой-yjiOo щк-рс^оуау отгальцш бо?совтовад лдаадм практически щ. алшет Е4 .дачазегь изделий и дша в некоторых слу^зщ (цри ррпадаерзаэзш) gejss в некоторому снижению физккф-йекащгаесгак характер:игЕл. .

Влияние вида цяжудего « условий твердендя свойства кир-квча»' Установлено, что применяя местные вяйуцзта . раз^щного состеэа щщо рзрулировать сюйстза кирпича. Прочность образцов Щ. а ссояш которой: входи цемент, достигает 14,6 Шз,'

« КЗ ввзуцрм, содержащей всего Д X соде , ш®-.

13,4 Ша, Ввкогороа коюшченяе- доота,?^ S?,,, рЗрзгцы ' § цзочксзуйш сорадка до Ша аа осноз© азйтвога: {щф^^т ^тта. ц вош7 ш tp s . cqqs-'

з$хог»Цйо)Щфж ; 'сяртущ оЯра&цра находится а ^редедай

1810,. .1860 kt/í.;2. Есдологлощение ?... 10 7., морозостойкость 25,..50 циклов. Этл даяныо локззьшаот, что кирпич изготовлек-шЛ пилусухш прессованием и тв^рдвзпй 23 сут. а естественных условиях отввчззг требованиям СГ РК <33-92.

CBofcTBñ кпрятт гпгкеят от вида аяяуяэго и условий гвер-"г-гкг-пг - рпспспгух sasasssem обьясняякзя различном $лгЬ;:гг соотглсл 'я карсгагером iiiKpoioprcToft струтаург, 5'с?г.чос:и:!?з; что Еф^жш&й ради/о кикролор (R -íí.. A) и рэ~6ссс: по$'Ю (ДЕ,

е

4) г рнзпогчо::1:;:'! от yc-.ro;'-jr:i 'л.:>> vi. -з :о;л р

псал?дс::"1::лькссг.и > > ¡'С-'лл-лп;к.

5 oír'--**vus inrotoar.-rn^ ^•.'■'•.гл /•

гсгД'-чт-су л- жогадрх-ирсягл- •*; -ей и С':,'-

(d- 3,Cí; 1,79', 2,751 2,СО; К,5.0 Л), nr.yrí::-JT,iir -1,9«;

1 ,Р2; '.,?■? Л) и к^которо? ги^плеопо С РА <П (с- ¿.03:1,67 />}•

Ил: л'-лдлтп ко ??.?~л^гс"-"-- Глл'"л,;гл''' ллл; лт^ уллглл'л,;, о ПРИ пглгллг-ллл ~п~-;.гп-?-л с'-ГЛг:л--г;.! ■ v. 2:о:пи':схгз »глеол'Д ллл^ 'Г-кдллл? к

уггггл'::.">. <-ct:. '-reí (П. г-.то, о:лл---л?л"

о

гс- псодУкгл о .¡пяпята d--- 5,07; К,К; 1,5т- л тс-^ср-:гар;ло:,:гс ..:слглгл. íbno^ícax'crrm'ji а ¿л." кэлпгн nr^uyrcvsjer 53 гс«т с-б'^и: па сч?? рззв'-тя "оптлкг-

;"~гогл': с;стгл c5p~ci!02 ка ccncve ?с.ть::з-цг:й'*г1у"ого r-'nv-~.-ло, в кл/;уг:ко--су>:ях гет.^огзл-;!

2 основном СЕН (I) (d- 3,03; 2.Г7; 1,82 Л) П И»5к-чесгпом гглесбр;лкого тсб?рмор:ка. ГУ^и ЧЕердйяг" ~С5 глэтгу;-условиях п ссобеш-э г.ра вроззрдаагш, яю-пг-йотвз гел^обрпгь'огс продукта тобермеритогего ссстага (d*.J"i 14 й) разячкггзгеа,

а количество СБН (I) уменьшается. Фазовый состав образцов на основе шлама-цементного вяжущего представлен^гидратом С^ (с!* 5,43; 2,87; 1,90 А). Кроме того образуется гелеабраэная масса о с^ 6,18 А и ксокотлит (с!> 7,64; 4,29; 3,06 А). При твердении образцов во влажных условиях и пропаривании увеличивается образование гелеобраэного продукта.

В образцах на основе шлако-цементного вяжущего во всех условиях твердения образуются низкоссновный гидросшшкат СЗН (I) (с!- 3,03; 2,28; 1,81 А) и гелеобразная масса (с1= 10-14 А).

О

Кроме того обнаруживается ^-гидрат С2Б (с!= 3,35; 2,64;1,89 А). При твердении образцов во влажных условиях, особенно при пропаривании процесс сопровождается не количественными,а качественными изменениями микроструктуры: гелеобразная масса уплотняется, заметно укрупнение элементов структуры за счет слияния ее частей.

Влияние удельного давления прессования на свойства кирпича. Синтез прочности кирпича в естественных условиях обусловлен, Главным образом, контактно-конденсационными явлениями, для проявления которых необходимо максимальное сближение частиц смеси, путем прессования под давлением. Прочность образцов как после формования, так и после твердения увеличивается с повышением прессового давления. Интенсивный набор прочности отмечается до значения удельного прессового давления 20 МПа» затем прочность стабилизируется и составляет лишь 15.. .20 7. при формовании о прессовым давлением 50 МПа. Повышение прочности образцов полусухого прессования с увеличением прессового давления объясняется созданием "стесненных условий", при которых взаимодействуйте чзотиод значительно сближены, соль вотированная твердая фаза плотно упакована и поляризационное вааи-иодейотвие частиц компонентов в значительной степени усилива-

ется. При недостаточном прессовом давлении (5...10 МПа) соль-аатироЕанные частицы компонентов разобщены, между ними содержатся толстые прослойки воды, что приводит к ослаблению поляризационных взаимодествий и снижению интенсивности образования цементирующих веществ. Учитывая сложность создания установки с прессовым давлением 40...50 МПа и трудности работы с таким давлением, большую вероятность расслаивания массы пресс-материала и, как следствие, снижение морозостойкости и долговечности кирпича, прессовое давление рекомендуется в пределах 15...20 МПа.

Долговечность стенсвых материалзв полусухого прессования. Результаты двухлетних испытаний показали, что образцы кирпича изготовленные из смесей различного состава, имеют одинаковый характер изменения прочности во времени, п^и полном отсутствии признаков спада прочности. Ео всех случаях прочность образцов интенсивно возрастает первые 28 суток, затем рост прочности стабилизируется, с сохранением тенденции к увеличению в дальнейшем. Это можно объяснить различным фазовым составом цементирующих веществ, в различной степени подвергающихся процессам карбонизации, влияющему на рост прочности в поздние сроки. Наибольшее значение набора прочности наблюдается у образцов на основе цемента, наименьшее у образцов на основе зольно-цементного вяжущегз.

Результаты испытаний кирпича на водостойкость показали, что прочность образцов после их 6-месячного хранения в воде не снижается,- а, наоборот увеличивается. Так, у образцов на основе цемента первоначальная прочность пооле £8-суточного хранения в естественных условиях составила 1?,4 МПа, после хранения в воде в течении 6 мео.возросла до 28 МПа, т.о. на В9 %,. Для образцов на эольно-цеметном вялущем рост прочности составил 22

для образцов на основе шшо-цеиентвого и вшако-цементного соотвествеш-о 45 к Ю Вьгсаса водостойкость образцов обменяется фазовш состав гцдросаадсагог кальция- представленных СБН (I) и гоберморнтои,." которые йздораствориш в воде, кроме того вовгечгназм в процесс 'гидратации непрогадратированных чаоткц цемоиа и.слачз (шша) оря дяительюзм полном хранений.'

При попеременном увлгшвди к юеушвашш прочность образцов после 1Б вдклор испшаща"! снижается на 2.. .Б X, а через 25...33 циклов «¡иксируегск ковыяеикд прочности на 10..Л5 X. Внешний ввд образцов праг.тшескп не изменяется. -

иорозоото&асть ойраздоз гавкояг м* состава смеси, из которой они маготошшяу. Поело 15 .циклоа ваыорзживааия я оттаиваний спкхение прочности образцов аарьир'/етсл от 1 до 10 Т., при наибольшей снкаешй у образцов, на зольно-цеиентиом влжу-цем. Последуют:-г испытания до 25... 60. щшоа приводят к увеличения срочности до -10. ..15 что связано с даль нашей гидратацией Еякуцда ксиамество хкмячесяк связанной воды в образцах после ш ц&ааз ¡.о^и^агп:;; укшвпазоса на £0..,25 %.

Уотгесяиевэ, йршяость сцзйлеияя ' кзмеякой- кладки иг кирпича каг/оуквго .йгердевдзго в естественных уо-

лэеиш:,шккгтс-гсй о- О,С до 0,НЗ Ша в еевксщости от состой Сгглазо СН;;П-П-?-оЗ пр/^яелле подобного щтериага

носуь,:к к е^'-сл.^гуц.^ *. сос^укений.

Сг-с-овиг прой?5де:чг:л в отеков:-.'; к'пгтрпа~зх полусухого црзс-совзкия. Б обр2вцз>; астеии шяйп-гяака-кэ?^, в первые 7 сут,

о

образуется гкдсыазй касса с с!- 5,05 А, которая к 14 сут. преходог е кгусто.г-хгшуа фьау М- '3,03; 2,ВО; 1,82 А), количество которой после этого срока уменьшатся вевду перехода в

о .

гелесбрззный продукт с d» 7,03:А. Такш фазовые переходы гель > CSH (I) > гель характерны длл твердофазного механизма твердения материала. При твердении образцов этой серии во влажных условиях количество аморфной-гели возрастает, а кристаллической фазы типа CSH (1> уменьшается.' ' -

В образцах системы плам-цемент-вода, 'твердевших в воздушно-сухих условиях, начиная через 3 ч, образуется аморфная масса с d » 5,4 A, J =27,58 о.е.к кристаллические фазы CSH (I), СЗН (II), U и гидраты CjS, - Начиная с 14. сут«твердения наблюдаются качественные изменения -.в структуре гелёобразной массы

о

(d увеличивается с 5,4 до 6,14 А),существенно возрастает количество геля С , J = 2,75 0,0. до 84,5 а.е.). В дальнейшем гель переходит в кристаллическое состояние с прианаками структуры ксонотлита (с о» ?,62; 4,20; 3,05 А, ТТ Jn =26,1 о.е.). фа-

¿ о

аовый переход осуществляется по схем<5: гель (6,15 А) > гель (7,62 А) > ксокотлит. В образцах, воэдудяо-сухого твердения но-вообразоааний кенът, чем й образцах элачдого твердения, з количество крйстагшпеского ксонотлитз богаче.

3 образцах ойема зодатцемейт-глтщ-вода.вэашные переходы происходят по скеш; гель > CSH (I) > гель,

5 npecopESstfax. образцам системы пдак-цемеят-сода-глина-во-да гидратдаащ новообразованиями является -релеобрагпаа масса, гидрсамикзты кадьцзд о кристаллической структурой CSH (I) я 1Фокотлпт, В ггвяоямооти от сроков тлордешм а воздушно-сухпх условиях,-вааккша фавоа^э даракода происходя*$ гель (d=» 3,16 А) > гель (d- 7,62 1) > кеовочдат fri» 7>ES)i а во влажных условиях: таль(<1- 4,98.. .10,6 А) > CSHCí) id» 3,03 А) > гель (d-8,'28..,8,92 А). Уоганавленйые вззкшшэ фазовые переходы гщ~-■ ртщх новообразований в образцах свидетадьствуат о твердофщз-'кем тханруэ процесса твердения наследованных сдатеы.

Промышленная технология кирпича полусухого прессования. Разработаннзя несложная, дешевая и досг/пная технология стеновых материалов, условно' названная нами "Кирпич полусухого прессования", характеризуется следующими технологическими параметрами: состав смеси - вяжущее 10...30 пластификатор 5. ..10 X, залоляитель 60. ..85 влажность смеси 7 X; прессовое давление 13...20 МПз; твердение в естественных условиях (при 20 + 5°С и относительной влажности 60...70 X) в течении 28 сут. или при пропаривании по режиму - 1,5 + 8 + 1,5 ч.с температурой изотермической выдержки 80...90* С. Предлагаемая технология . кирпича осуществляется в следующей последовательности: ппием сырьевых материалов, дозировка, перемешивание, увлажнение, усреднение смеси, формование и твердение. Средние показатели кирпича, опытно-промышленной партии, выпущенной в условиях силикатного цеха НИИстромпроекта, отвечают требованиям СТ РК 936-92 "Кирпич и камни силикатные": водопоглощение б...8,4 X, плотность 1850...1920 кг/мЗ; прочность при сжатии 8,6. ..16,2 Шз, а при изгибе 3,1...4,6 Ша; сырцовая прочность при сжатии 0,37.. .0,38 Ша; морозостойкость 15.. .50 циклов; коэффициент теплопроводности 0,61...О,63 Вт'ы, Кирпич полусухого прессования после 3 суг. твердения в естественных условиях имеет 60...70 Т. от марочной прочности, а после проваривания 70...75 Г..

Базируясь на результатах выполненных работ и опытко-промы-шеннык испытаний совместна с хозрасчетными порагделешгяш при Московском инстиуте химического машиностроения. ГО"Мз1шнострои-тельный завод юл. С.М.Кирова"(г.Алмзты) и Арендным коллективом НГПг-трсмпроекта запроектированы и изготовлены технологические линии, мощностью 1...Б млн. шг. угл>.th-.ro кирпича в год

для монтажа в городах Кана -Оземь (Манптстауская обл.), Ш-но-Сахалинск, Тольятти и пос.Кайнар (Абрашшский район, Семипалатинской обл.). В настоящее время ведутся строительно-монтажные и наладочные работы. По средним проектным показателям (капитальные затраты, расход электроэнергии и топлива, себестоимость , окупаемость л др.) предлагаемое производство значительно эффективнее зарубежках анзлогов. Экономическая эффективность от внедрения предлагаемой технологии составляет 10 млн. российских рублгй Св ценах на 1992 г.)'при объеме произ- » водства 5 млн.щт. условного клрпича в год.

ВЫВОДЫ

1.Разработаны теоретические принципы несложной энергосберегающей технологии стеновых материалов полусухого прессования на основе местного сырья и отходов промышленности,твердеющих в естественных условиях и при тпопаривании rio контактно-конденсационному механизму.

2. Выявлена возможность повышения прочности сырца н улучшения формовочных свойств кирпича путем ввода з смесь добавок глины в количестве 10 7. ¡ эалесоченных глин или промышленных отходов, содержэщх минералы с функциональными ОН-группами.

Технологические аспекты,определяющие качество стеновых материалов полусухого прессования,твердеющих в различных условиях :

сырьевые материалы- пески или аапесоченные глины и вяжущие-(цемент,золь но-цементное,шламо-цементное,шлака-цементное ); влажность формуемой смеси -6....8Х; величина прессового давления -15.,.2D МПа; условия твердения - обычное, влажное, лроларивание.

3. Полученные ст>; новые материалы полусухого прессования по своим фиаико-техническим свойствам отвечают требованиям нормативов на стеновые материалы. В зависимости от твердения и состава кирпич имеет марку 75...250, плотность 1750...1920 кг/и куб.,водопоглощение 7...10 морозостойкость 15-50 цпклсе попеременного замораживания и оттаивания.

4. Кирпич полусухого прессования .наготовленный на осное» разработанных вяжущи , ¡характеризуется стойкостью к действии различных атмосферных осадков и обеспечивает долговечность зданий и сооружений,возводимых из неге.

5. Установлено,что на ранних стадиях твердения материалов полусухого прессования происходит постепенная гидратация составляющих вяжущих с образованием гидратного геля.С увеличением сроков твердения наведается образование промежуточных продуктов, в основном гелеоСгзгных масс. С ззовый'состав конечных продуктов твердения материала также зависит от состава смеси. В смеси с использованием цемента основной фазой является С5Н (1) с использованием бокситового шлама-ксонотлит, фосфорного шлака - CSH (1 ) и ксоноглкт.

Характер превращений гидратных фаз в значительной мере определяется гидрофильными свойствами глинистой составляющей смеси, способствующей регулированию процесса гидратации во времени аа счет разномерного перераспределения и сохранения влаги.

6.Выявлено влияние способов изготовления на фааообразовз-ние и микроструктуру твердеющих систем.При изготовлении в "нестесненных " условиях образцы имеют слаЬую структуру,а в "стесненных " условиях процессы протекает с формированием стабильных монообраговзний с рагвитиой кристаллической структурой.

В вогдугага - сухих условиях 7вэрд*н:н i-згогк? переходы

гидросиликатов протекают по схеме: гель > кристаллогидраты;

во влажных условиях - по схеме *. гель > промежуточные

продукты > кристаллогидраты. Такие взаимные переходы характер .

терны для дофазового механизма твердения материала.

7. Показано,что параметры микропористой структуры фззо-образуюцих. гидросиликатов кальция, изменяющиеся от условий твердения, предопределяют зксплутационные качества материала.

Менее пористая и Солее однородня структура, имеющая место при твердении образцов во влажных' условиях или при пропарнва-нии,. соответствует наибольшей прочности и морозостойкости материалов.

8. На основании разработанного технологического регламента

в силикатной цехе ШШстромпроекта выпущен стеновой . материал ' полусухого прессования обычного твердения в виде кирпича стандартного размера в количестве 500 тыс. шт. Экономический эффект от внедрения- результатов работы составляет 10 млн. рублей в год [ в i:-нач 1992 г. в российских руб.], при производительности заводи 5 млн. шт. условного кирпича в год. ■

9.По результатам выполненных экспериментальных работ и опытно-промышленных испытаний запроектированы . и* изготовлены технологические линии по выпуску кирпича полусухого прессования с годовой мощностью от 1 до 5 млн.шт. условного кирпича и Отправлены для монтажа в городах Казахстана и России.

Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в следующих работах: • :

1. Куатбаев А.К. Активизация обезвреженного фосфорношлакового вяжущего /Комплексное использование минерального сырья.-HAH РК.ИА PK , РАН.-1992 .-N15.-0.60-65

2.Куатбаев А.К./ В соавторстве с Сайбулатовым С.Н. ,Куатбаеэой

Г.К./Проблемы ресурсс бережения промышленности строительных материалов в новых экономически условиях //Сб.Территориальные и отраслевые проблемы перехода к рыночным отношениям. Госкомитет по экономике РК.НЩЗРО.- Алма-Ата. -1992 .-с. 154-161

3.Куатбаев А.К./В соавторстве с Сайбулатовым С.Ж./Активность многокомпонентных вяжущих на основе отходов теплоэнергетики// Материалы, технология, организация и экономика строительства'" Тезисы докл. научно-техн.конф.Новосибирсокого инженерно-строительного института им.3.В.Куйбышева. Новосибирск. -19Э2 . -с.97-98

4. Куатбаев А.К./В соавторстве с Марковым А.К./Использование метода дифференциальной конграктометрии при разработке состава фосфорновяжуш,его//Материалы , технология, организация и экономика строительства/Тезисы докл. нзучно-техн.конф.Новосибирского инжэкерно-строитедьнсго инстиута пм.В.В.Куибыпева.Новосибирск. -1992.-С.98-99

5. КуатСаев А.К./В соавторстве с Ни В.В..Идрксовьм Д.А.,Куат-баевьм К.К./Нетрадиционные методы твердения дородно-строительных материалов//Пробдемы совершенствования и моделирования дорожной техники и технологических процессов строительства автомобильных дорог и автотранспорта/ Тез.докл.научн,- практ.конф. ААДИ. Алма-Ата.-1992. с.54-55

6.Куатбаев А.К./В соавторстве с Ни Е.В. Дуатбаевым К.К./Твердение доро.чшых строительных материалов из иламов алюминиевого производства//Пробдемы совершенствования и моделирования дородной техники и технологических процессов строительства автомобильных дорог и автотранспорта/Тез.докл.кз-учн.-практ.конф.ААДИ.Алма-Ата.-! 992.с.57-59

7.Куатбаев А.К./В соавторстве с Куатбаевым К.К./Безавтоклавная технология силикатных стеновых материалов//Проблеш совершено-

твовання и моделирования дородной техники и технологически; процессов строительства автомобильных дорог и автотранспорта7 Гез.докл.научн-практ.конф. ААДИ.Алма-Ата.-1992 .-с.56-57

8.Куатбаев А.К./В соавторстве с Сайбулатовым С.Ж. /Э£фектив-ность использования отходов теплоэнергетики в технологии вяжущи материзлов//Нзуковедение и современность/Материалы к рес-п.научн.-практ.семинару-совещанию.Комитет науковедения РК.Ал-ма-Ага. 1992.-с. 56

9.Куатбаев А.К./В соавторстве с Мзрксвьм А.П./ Эффективное ис-

■ пользование новых методов исследований при разработке составов фосфорновялущ?га//Науковедение и современность/Материалы к ре-спуб.научн.-практ. семинару-согещашпо. Комитет науковедения РК. Алма-Ата.-1992 .-с.58

Ю.Куатбаев А.К. Снижение материальных и трудовых затрат при изготовления многослойных наружных стеновых панелей//Тез.докл. международной кснф./ МИСИ им.В.В.Куйбышева .-M.-1989.-c.59 П.Куатбаев А.К./В соавторстве с Шинтемировым Т.К./Применение зол ТЭС в технологии тонкоыолотьк многокомпонентных вяжущих //Международи.научно-техн.конф., посвященная 160-летию СПЛСИ/ Санкт-Петербургский инженерно-строительный институт. Санкт-Петербург. -19927

12.Куатбаев А.К./В соавторстве с Сайбулатовым С.К./Ресурсосберегающая технология композиционных вяжущих низкой водопотреб-ности//Ресурсосберегаюшде технологш строительных материалов, изделий и конструкций/Тез.докл.ХП научного чтения БТИСМ им. А.И. Гришмановз. Белгород. -1993.

13. Куатбаев А.К./ Б соавторстве с Сайбулатовым С.Ж./ Применение, эксплутационные свойствз тонкомолатых многокомпонентных вяжущих на основе отходов теплоэнергетики//Повышение долговечности и эффективности работы конструкций сельскохозяйственных

зданий и сооружений/ Тег.докл.междунар.научно-техк.конф.Новосибирский аграрный университет.-Урало-Сибирский дом экономической и научно-технической пропаганды общества"Знанпе" Российской Федерации.Челябинск.-1992 .-с.53-54

Н.Куатбаев А.К./Б соавторстве с Шинтемировш Т.К.. .Саибулато-. вым С.Я./Ресурсосберегающая технология многокомпонентных Еяжу-щих//Теэ.довл.внутрнвуговской научн.-практ. кснф. аспирантов и студентов КаэГАСА. Алматы.-1993.-с.27-28

15.Авторское свидетельство СССР и 1787976, А1 С 04 В 23/20. Сырьевая смесь для' изготовления (неаатоклзвногс) силикатного кирпича (в соавторстве с др.) - Б.И.- 1993. - N2

16.Патент СССР 1788951 АЗ С 04В 7/14. Вяжущее, (в соавторстве с Сычевым М.М. и др.) - Б.И. - 1993. - N 2

КуатСаев Аззт Куангали-улы Кемпозицпялщ кабыргалык мзтерзлдардын дзртылай кургвь: кесым аркылы злу технологнясы мен каснеттер!.

Кабыргалык курлыс материалдарын Tiiii.yù жасау технологнясы белгчленген. Бул мзтериалдзрдын касиет1 жене тоэ1мдШ-п ore жогаргы сзтыда. Мзркэеы 75...250.0ларды жасауга кол-данылатын отыч мен электр кузты аз молшерде жумсадынзды, тег тургыалады, арзан ■ жзне ти1мд1. Материалдардын катаю процесстер1, байланыстыргьш эзттзрдын ер1меген TyipaiKTepi iip-CipiweH катты ку1нд* косшу неПзхнде белгыенген.

Azat K. K.uatbaev lecnolcgy arid Properties ai Composite Wall Materials.

The technology of wall materials of half-dry pressing-frari local raw materials and industrial wastes, heardtning in normal conditions is developed.

It is stated that this material has marcs 75...2EO and its strenght and durability corresponds the demands of standards and this material rr \y be used as a wall material. The mehanism of. hardening 01 the material corresponds the solid-phase process.

The proposed technology is very simple, less heat- and energy capable and most economical in costs.