автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Цементоустойчивое стекловолокно на основе местного сырья Туркменистана

1№ 8НН I г »о ала

На правах рукописл

И 13 Л Н Г У Л Ы Е В АТА ВЕРДИ

ЦЕМЕНТОУСТОЙЧ}!ВОЕ СТЕКЛОВОЛОКНО НА ОСНОВЕ

ШГШОГО СЫРЬЯ ТУРКМЕНИСТАНА

Специальность 00-1?. 11 - Технология керажчесщос, сшшнатнкз и тугоплавких неметаллических материалов

АВТОРЕЭЕРДГ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Москва - 1896

Работа выполнена в Российском химика-технологическом университете ш. Д.И.Менделеева.

Научный руководитель - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Горшков В.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Ермоленко H.H.; кандидат технических наук, доцент Петров С.В.

Ведущее предприятие - АООТ НПО "Стеклопластик"

Защита диссертации состоится <13^ 1995 г. в час. в ауд.^-С^у, уХА/ на заседании диссертационного совета Д 053.34.01 в Российском химико-технологическом университете км.Д.И.Менделеева по здреоу: 125047, г.Москва, А-47, Миусская пл.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХГУ им.Д.И.Менделеева.

Автореферат разослан

1996 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Стеклсцементы - композиционные материалы на основе портландцемента, армированного стекловолокнами - являются эффективными материалами, используемыми в современной строительной индустрии.

Такие свойства отеклоцемента, как: повышенная трещинсустой-кость, водонепроницаемость, морозостойкость, высокая прочность при растяжении, большая ударная прочность в комплексе с высокой экономической эффективностью открывают широкие перспективы его применения в различных отраслях строительства.

Использование в качестве основного вяжущего портландцементов предполагает применения только щелочеустойчивых стекловолокон, так как в процессе твердения порглавдцементного камня образуется высокощелочная среда, в которой обычное стекловолокно со временем разрушается.

В настоящее время ряд зарубежных фирм освоили промышленный выпуск щелочеустойчивых стекловолокон, типа СЕМР1Ь, к основному недостатку которых следует отнести Еысоксе содержание дорогостоящего и дефицитного диоксида циркония.

Поиск составов щелочеустойчкЕого стекловолокна, отвечающего всем требованиям строителей и в то же время не столь дорогого, как СЕМЧЬ, является одним из перспективных направлений при создании стеклоцементов.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью настоящей работы явилась разработка и исследование новых составов стекол и стекловолокон в системе К'аоО-Мё'О-СаО-АЗ.гОз-Зз.Ог с повышенной ¡цэлочеусгойчивоотыо в среде твердеющего портландцемента и обладающих удовлетворительными технологическими свойствами, для производства которых может быть использовано местное сырье Туркменистана.

НАУЧНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. В широкой области пятикомпонентной системы ЫагО-МеО-СаО-АЪгОз-ЗШг, используя метод планирования эксперимента, синтезированы стекла и из них выработаны стекловолокна, для которых определены параметры щедочеустойчивости $"ост, %с1, %ш) в щелочной среде, имитирующей цементную вытяжку. Методом наименьших квадратов получены уравнения регрессии, позволившие выявить закономерность щелочеустойчгавостк от химического состава стекла. Определена область составов, обладающих повышенной щелочеустойчивостыо.

Для исследованных стекол рассчитан структурный параметр Ру> характеризующий сагу связанности структурного каркаса стекла. Установлена корреляция данного структурного параметра с щелочеус-тойчивоотью стекла, что поэваляет его рекомендовать для прогнозирования химических свойств стекла.

Для стекол системы МагО-МшО-СаО-АЬгОз-ЗЮг выявлены два фактора, совокупность которых определяет их щелочеустойчивасть:

- высокая сила связанности структурного каркаса стекла;

- способность стекла образовывать на поверхности волокон защитные экранирующие пленки в твердеющем портландцементном каше.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Разработан новый состав щелочеустой-чивого стекловолокна для армирования портландцементного камня, отличающийся отсутствием дефицитных компонентов. Оптимальный состав стеюта обладает удовлетворительными технологическими и эксплуатационными свойствами и пригоден для получения стекловолокна в промышленном масштабе.

Рааработанные составы стекол и стекловолокон прошли успешную апробацию по технологическим свойствам и по щелочеустойчивосги на 03 АОЗТ "Стеклопластик", что дает возможность для их широкого промышленного применения с использованием местного сырья Туркменистана.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Всероссийском Совещании "Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной экономии" (г.Москва, 1995г.). Материалы диссертации опубликованы в 3-х печатных работах. На разработанный состав стекла получен патент Российской Федерации.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, включающего £21 источник и приложений.

Работа содержит 132 листа машинописного текста, 29 рисунков и 14 таблиц.

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ. Создание композиционных строительных материален ¡-.а основе неорганических вяжущих, армированных стекляными волокнами, является актуальной задачей. Композиции с арматурой из стекловолокон внедрены в практику строительства в Англии, США, ФРГ, Франции, Японии и других странах.

Непременное условие разработки технологии и конструкций из стеклоцемента - создание специального цементостойкого стекловолокна.

Промышленное производства цементостойкого волокна на основе высокоциркониевых составов под фирменной маркой "CEMFIL" впервые организовала английская фирма "Пилкингтон" Однако, стоимость волокна "CEMFIL" (по зарубежным публикациям) в 2-3 раза превышает стоимость алюмоборосиликатного состава. Исходя из этого, разработка составов щелочеустойчивых стекол без содержания диоксида циркония является одним из перспективных направлений для решения проблемы армирования портландцемента стекловолокном.

По данным авторов (Маджумдара Д., Али М„ Павлушкина Н.М., Ботвинкина O.K.) система Na20-R0-Al203-Si02 может служить основой для получения щелочеустойчивых составов стекол, пригодных для непрерывной выработки стекловолокна.

Анализ литературных данных показал, что высокая устойчивость стекол данной системы к действию групп ОН', по всей вероятности, обусловлена наличием в их составе компонентов, способных при взаимодействии с щелочной средой твердеющего портландцементного камня образовывать нерастворимые в щелочах защитные соединения, прекращающие коррозию стекла.

Кроме того, ряд авторов (Аппен A.A., Ермоленко H.H., Мазурин О.В., Безбородое М.А.) полагает, что повышенной щелочеустойчивостью обладают стекла с высоким значением силы связанности структурного каркаса. С повышением прочности структурного каркаса стекла повышается его устойчивость к действию иона гидроксила.

В соответствии с целью работы и на основании анализа состояния вопроса были определены следующие задачи исследования:

1. Разработка и синтез стекол в системе Na20-Mg0-Ca0-Al203-Si02 и выработка из них стекловолокон.

2. Изучение процессов взаимодействия стекол и стекловолокон с щелочными растворами и реальной средой твердеющего портландцементного камня.

3. Сопоставление свойств разработанных составов стекловолокон со свойствами патентованных составов стекловолокна.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В соответствии с поставленной задачей выбранные при использовании метода планирования эксперимента составы стекол были синтезированы, из них выработано стекловолокно и определена их щелочеустойчивость по ускоренной методике Маджумдара в растворе цементной вытяжки (0,88 г/л ЫаО; 3,45 г/л КОН; 0,48 г/л Са(ОН)2; рН раствора 12,6) при температуре раствора 95x2°С и выдержке в нем стекловолокон в течении 4 часов.

После обработки волокно тщательно промывали в воде, 0,01 N соляной кислоте и ацетоне. Диаметр стекловолокна измеряли на оптическим микроскопе "Эи^аг" с увеличением в 750 раз.

Первоначальный и остаточный (после взаимодействия с щелочным раствором) предел прочности на разрыв стекловолокна определяли на динамометре, сконструированном на базе аналитических весов при скорости нагружения 1сН/с. Намеряли процент потери диаметра и массы стекловолокна и стекла в растворе цементной вытяжки.

Исследование количества элементов, экстрагированных с поверхности стекловолокон в 2% раствор КОН при различной длительности взаимодействия, проводилось методом атомно-абсорбционной спектроскопии (спектрофотометр ААБ-З).

Для изучения состояния поверхности стекол и стекловолокон, контактировавших с щелочным раствором или с жидкой фазой гидратирующегося портландцементного камня использовали метод электронной микроскопии (электронный микроскоп "Тез1а ВС-301").

Зона контакта стекло - портландцементный камень изучалась методом рентгенофазового анализа (рентгеновский дифрактометр ДРОН-ЗМ).

Величину деформации предела прочности при изгибе и сжатии стекпоцементов определяли на разрывной машине Р-0,5.

Измерения ударной вязкости стекпоцементов проводили на маятниковом копре ЛСХ-20, плотность определяли методом гидростатического взвешивания в керосине.

Работы проводились с портландцементом марки 400, содержание стекловолокон в матрице составляло 2%, диаметр волокон 10-М2 мкм, длина 3-5 мм, всдсцсментиое отношение равнялось 0,33. Сроки твердения образцов стекпоцементов от 1 года до 50 лет моделировали по методике Пащенко А.А.

Математическую обработку результатов экспериментов проводили на ЭВМ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

1. ВЫБОР СОСТАВОВ СТЕКОЛ.

Анализ литературных публикаций по вопросу разработки и создания щелочеустойчивых составов стекол позволил выделить систему стекол, которая может служить основой для получения щелочеустойчивых составов стекол, и границы изменения концентраций составляющих компонентов (мол.%): Ыа20-10-г20; Мд0-0-И5; СаО-О+15; А1203-0-М5; ЭЮ2-50^-70

ЗЮ2 был выбран как основной структурообразующий оксид.

А1203 значительно повышает щелочеустойчивость стекол, участвуя в образовании защитных пленок, а также повышает степень связанности кремнекислородного каркаса стекла.

МдО и СаО способны вызывать ингибицию щелочной коррозии и входить в состав защитных пленок на поверхности стекла, особенно эффективно совместно. МдО также может повышать степень связанности кремнекислородного каркаса стекла.

№20 как наиболее доступный компонент, положительно влияющий на технологические свойства стекла и стекловолокна.

Для выявления оптимальных по щелочеустойчивости составов стегал в данной системе с использованием метода планирования эксперимента были выбраны 47 составов. Стекла были синтезированы и из них выработаны стекловолокна, свойства которых определяли экспериментально.

ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТЕКОЛ и СТЕКЛОВОЛОКОН.

Выбранные при использовании метода планирования эксперимента составь стекол были синтезированы, из них выработано стекловолокно. После этого был!' измерены физико-химичкеские свойства стекол и стекловолокон.

На основании экспериментальных данных на ЭВМ были расчитань коэффициенты уравнений регрессии, выражающих зависимость исследованны) свойств от химического состава стекла в выбранных концентрационных пределах По полученным уравнениям зависимости остаточного предела прочносп стекловолокна от состава стекла методом деформированного многограннике была проведена оптимизация состава стекла. Составы и значения свойст! оптимального состава в системе №гО-Мд0-Са0-А1203-ЗЮ2 (К-95) приведены I таблицах 1 и 2. Для сравнения приведены свойства патентных стекол. Как видне из представленных данных, разработанные составы не уступают п( щелочеустойнивости патентным составам с высоким содержанием диоксид; циркония.

Таблица 1. Составы исследованных стекол.

N Обозначе ние состава стекла Содержание оксидов, мол.%

Ыа20 МдО СаО В203 А1203 Ре203 ЗЮ2 ТЮ2 ъог

1 К-95 12 15 15 - 7 - 51 - -

2 43-2 13,88 15,37 - - 7,86 - 58,7 3,93 0,26

3 Щ15-ЖТ 10,59 8,21 СаР2 свер 100% 2 1,93 1,65 72,27 4,00 1,35

4 СЕМЯН 15,50 - 6,50 - - - 69,00 - 9,00

5 Е- стекло 0,50 6,30 19,6 8,90 9,20 55,50

6 Кварце вое 99,99

Таблица 2. Свойства исследованных стекол.

Свойст- Темпера Темпера Темпера Псрзсмс» Остгточ Умень- Предел Предел

ва стекол тура тура тура чальный шение прочное прочное

варки выработ верхне- предел ный диамет- ти при ти при

°С ки во- го пре- прочное предел ра стек- изгибе изгибе

локна дела ти при прочное доволок стекло- стекло-

°С кристал разрыве ти при на, % цемента цемента

лизации стекло- разрыве 28 сут. 50 лет

°С волокна стекло- тверде- тверде-

МПа волокна, ния, ния,

МПа МПа МПа

К-95 1500 1250 1120 1650 1510 3,5 23,9 26,8

43-2 1560 1380 1150 2080 1770 0,8 24,2 27

Щ15-ЖТ 1550 1340 1260 1790 1650 1,1 22,1 24,6

CEMFÍL 1560 1380 1210 1780 1420 1,2 23,7 26,5

Получены зависимости между данными о величине остаточного предела прочности, уменьшения диаметра стекловолокна в зависимости от его химического состава (рис.1). Анализ зависимости, представленный на рисунке 1, показывает, что стекловолокно достигает максимальных значений предела остаточной прочности и минимума потери диаметра и массы вблизи оптимального состава стекла.

Такое поведение кривых можно объяснить следующим образом: вероятно, в данном случае прочность стекловолокна определяется в большей мере его структурным состоянием. Очевидно, катионы магния и алюминия в структуре стекла находятся в тетраэдрической координации, отношение (Мд0+А!203)/(№20+Са0) к 1. При этом часть Са2+(восьмикоординированная) играет роль аналогичную №2+. Закономерно предположить, что в этом случае все ионы натрия участвуют в образовании с ионами магния, кальция и алюминия структурных комплексов [Мд04/г]№2, [АЮ4/г]№, [Мд04/г]Са, [АЮ4/г]2Са В результате этого, количество немостиковых связей в структуре стекла минимально, а, значит, средняя сила связанности структурного каркаса стекла Ру имеет наивысшее значение.

б"ост. -. 103(МПо)

24 Г ф

го

16

12

0,03

12

13

13

14

14

15

15

К1агО МдО ' СаО

А1г03

Рис.1. Зависимость остаточного предела прочности при разрыве стекловолокна и процента уменьшения диаметра стекловолокна при замещении №20 на МдО (1, 1а), СаО (2 и 2а) и А1203 (3 и За).

Таким образом, анализируя полученные в результате работы данные, можно утверждать, что параметром, определяющим все исследованные физико-химические свойства стекол, гуляете я сила связанности структурного каркаса стекла. Основываясь на приведенном расчете, можно полагать, что с достаточно высокой степенью вероятности можно рекомендовать расчетный параметр - силу связанности структурного каркаса стекла для анализа и прогнозирования общей тенденции изменения структурно-чуствительных свойств от состава стекол.

В результате исследования процесса взаимодействия выбранных составов стекловолокон с 2%-ным раствором КОН установлено, что для щелочеустойчивых составов стекол зависимости количества экстрагированных в раствор катионов от длительности взаимодействия с щелочью аналогичны друг другу и имеют вид параболы с горизонтальной осью. На рисунке 2а представлена наиболее характерная из них - зависимость для стекловолокон состава 1. Стабилизация значений концентраций перешедших в раствор элементов с поверхности стекловолокон происходит после 2-3 лет взаимодействия. На основании того, что дальнейшее увеличение концентрации в растворе ионов кремния, алюминия и натрия не происходит, закономерно предположить о прекращении взаимодействия стекла с щелочью. Зависимость количества экстрагированных в раствор ионов магния и кальция от длительности взаимодействия отличается от рассмотренных зависимостей и имеет вид гиперболы. Стабилизация значений происходит также после 2-3 лет. Объяснение аномального характера данной зависимости, очевидно, заключается в том, что катионы магния и кальция не переходят в раствор в процессе взаимодействия с щелочью, а, наоборот, сорбируются на поверхности стекловолокон.

Для Е-стекловолокон зависимость количества экстрагированных в раствор катионов кремния (рисунок 2 в) - основного структурообразующего компонента -от длительности взаимодействия имеет линейный характер, что свидетельствует о непрекращающемся процессе разрушения стекла.

Рис.2. Зависимость концентрации элементов, экстрагированных из стекла состава 1 (2а) и стекла состава 5 (26) в 2%-ный раствор КОН от длительности обработки

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТЕКЛОЦЕМЕНТОВ.

Одним из основных критериев щелочеу стойчивости стекловолокон в среде твердеющего портландцементного камня является изменение предела прочности при изгибе образцов стеклоцементов с течением времени. С этой целью были исследованы образцы портландцемента, армированные стекловолокнами всех выбранных составов стекол. Для сопоставления физико-механических свойств наряду со стеклоцементами были изучены образцы неармированного цементного камня и асбестоцемента (содержание волокон хризотил-асбеста составляло 15%). Анализ зависимости предела прочности при изгибе образцов стеклоцементов от длительности твердения (рис.3) позволяет выделить несколько характерных временных участков:

1. При сроках твердения от 7 до 28 суток (участок а) происходит значительное (до 30%) увеличение предела прочности при изгибе всех исследованных образцов, что связано с возрастанием прочности самой матрицы и (для армированных цементов) ростом адгезии волокон к ней.

2. При сроках твердения от 28 до 180 суток (участок в) наблюдается более медленный рост предела прочности при изгибе для стеклоцементов. Этот факт можно объяснить одновременным действием двух противоположно направленных конкурирующих процессов. С одной стороны, увеличению прочности композиции способствует дальнейшее повышение прочности самой цементной матрицы и рост адгезии волокон к ней, а, с другой стороны, процессы физического воздействия матрицы на волокна и химической коррозии последних понижают прочность стеклоцементной композиции. Если превалируют первые из указанных процессов, то значения предела прочности при изгибе продолжают увеличиваться (28^90 суток), если происходит их взаимная компенсация (9СЙ-180 суток), изменения прочности образцов не наблюдается.

Для всех образцов неармированного портландцементного камня и асбестоцементов после 90 суток твердения наблюдается стабилизация прочностных характеристик.

I; сут.

Рис. 3. Анализ зависимости предела прочности при изгибе образцов стеклоцементов от длительности твердения. Номера кривых соответствуют номерам составов стекол, представленных в таблице 1

3. При сроках твердения от 180 суток до 2 лет (участок с) для всех образцов стеклоцементов наблюдается незначительное (10+15%) снижение значений прочности, тек как, очевидно, процессы коррозии стекловолокон щелочной средой гидратирующего портландцементного камня и физического воздействия матрицы на волокна преобладают над процессами, повышающими прочность композиции.

4. При сроках твердения от 2 до 50 лет (участок d) для цементов, армированных составами стекловолокон 5 и 6, наблюдается падение значений предела прочности при изгибе, что свидетельствует о непрекращающемся процессе разрушения стекловолокон и о непригодности их для армирования портландцементного камня. Для цементов, армированных волокнами 1-Й-, значения прочности стабилизируются и в 2,5 раза превышают прочность неармированного цементного камня. Это свидетельствует о прекращении щелочной коррозии стекловолокон в среде твердеющего цементного камня.

Аналогичные результаты были получены при изучении изменения пределов прочности при сжатии, ударном изгибе, модуля упругости и плотности образцов стеклоцементов от длительности твердения.

С целью изучения процессов, происходящих на границе раздела стекло -цементный камень были использованы стекла и стекловолокна, длительное время контактировавшие с раствором щелочи или с реальной средой гидратирующегося портландцементного камня. Установлено, что в результате взаимодействия с щелочными реагентами на поверхности щелочеустойчивых стекол и стекловолокон образуется плотный, экранирующий поверхность слой новообразований, не соответствующий по структуре ни портландцементному камню, ни исходным стеклам. Для составов стекловолокон 1-^4 он состоит из компактных чешуек с размерами от 0,3+0,5 мкм. Закономерно предположить, что именно в результате образования таких экранирующих слоев происходит прекращение щелочной коррозии стекловолокон, чем объясняется стабилизация прочностных характеристик стеклоцементов (рис.3). Для стекловолокон составов 5 и 6 при взаимодействии с щелочными растворами наблюдается значительное (в 2+3 раза) уменьшение диаметра, вследствие процесса коррозии стекла, что вызывает падение физико-механических свойств цементов, армированных этими волокнами (рис.3).

Определение фазового состава новообразований, зарегистрированных на поверхности щелочеустойчивых стекол 1:4 показало, что повышенная щелочеустойчивость стекол 1, 2 обусловлена образованием на их поверхности соединений группы манассеита Mg6AI2(OH)|6- 4Н20.

По литературным данным высокая щелочеустойчивость указанных соединений обусловлена экранирующим действием брусита (Мд(ОН)2), которое наблюдается и в хризотил-асбестовых волокнах, обладающих высокой устойчивостью к действию группы ОН'. Кроме того, на поверхности стекла 1 обнаружено вещество с формулой 7СаО ■ 5AI203 • МдО, на поверхности стекла 2 обнаружено титансодержащее соединение типа 4(МдО ■ 2ТЮг) ■ (Al203 • ТЮ2).

На поверхности стекла состава 3 было идентифицировано кристаллическое соединение класса водных кальциевоалюмосиликатов. Эти соединения относятся к каркасным силикатам, обладающим самым прочным типом структуры.

Методом относительного количественного рентгенофазового анализа поверхности стекла 1, контактировавшего с портландцементным камнем, установлено, что интенсивный рост соединений типа манассеита происходит в интервале от 180 суток до 2-3 лет (рис. 3). После этого, с увеличением сроков твердения дальнейшего увеличения их количества не происходит, так как поверхность стекла полностью экранирована новообразованиями от щелочного реагента, что и является причиной стабилизации прочностных свойств стеклоцементов после 2-3 лет твердения.

ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

С целью проверки технологических и физико-химических свойств разработанного в лабораторных условиях стекла состава К-95 было проведено опытно-промышленное апробирование результатов исследования. Варку стекла осуществляли в ванной печи периодического действия цеха стекловарения опытного завода АОЗТ "Стеклопластик". Температура осветления стекломассы составляла 1520°С с выдержкой при данной температуре 1 сутки. При варке стекло хорошо проварилось и осветлилось. Выработку стекловолокна из стеклошариков проводили в цехе №2 опытного завода АОЗТ "Стеклопластик" из 100-фильерного платинородиевого сосуда с диаметром фильеры 1,55 мм. Температура выработки составляла 1270°С при скорости вытягивания

стекловолокна 650 об./мин. Диаметр выработанных волокон равнялся 12 мкм. Для получения рассыпающегося ровинга использовался замасливатель №9. Состаг отекла K-S5 показал удовлетворительные выработочные свойства. В АОЗТ "Стеклопластик"были проведены испытания на щелочеустойчивость в растворе цементной вытяжки (рН раствора 12,6) элементарных волокон и нитей. Разработанный состав стекловолокна К-95 показал повышенную устойчивость, значительно превышающу ;ю требования, предъявляемые к составам стекловолокна для армирования портландцемента.

По результатам опытно-промышленных испытаний состав стекла К-95 может быть рекомендован для выпуска в промышленном масштабе в качестве армирующего элемента портландцементной матрицы.

ВЫВОДЫ

1. В широкой области пятикомпонентной системы MasO-f.lg-O-CaO-AlsOs-SiQa, используя планирование эксперимента по методу Мак Лина и Андерсона, синтезированы стекла и ив них выработаны стекловолокна, для которых определены параметры щелочеус-тойчивости (остаточный предел прочности при разрыве стекловолокна (Joct, уменьшение диаметра Id и массы Zrn) в щелочной среде, имитирующей цементную вытяжку.

2. На основании экспериментальных данных па значениям ($сст, %d,%m исследованных стекловолокон методам наименьших квадратов было получено уравнение регрессии, позволившее выявить закономерности целсчеустойчивости от химического состава стекла.

3. Методом деформированного многогранника определен оптимальный по щелочеустойчивооти состав стекла К-95, золскнз которого обладают максимальным значением остаточного предела прочности при разрыве стекловолокна после обработки раствором цементной вытяжки.

4. Получена корреляция между физико-химическими свойствами стекол системы NaaO-MfO-CaO-AlgQs-SiOg и силой связанности структурного каркаса стекла, который, как обобщенный фактор, характе-ризукций состояние структуры стекла, дает возможность прогнозировать щелочеустойчивость стекловолокна.

5. С помощью электронномикроскшических исследований показано, что на поверхности стекол к стекловолокон щелочеустойчезых составов в результате длительного контакта з щелочной средой гид-ратирующего портландцементного камня образуется слой новообразований, имеющий компактную плотную структуру и состоящий из соединений типа шнасоеига и кадьцийалшинзгного соединения. Интенсивный роот новообразований на поверхности стекол происходит в интервале от 0,5 года до Е-3-х лет, после чего поверхность стекла оказывается полностью покрыта слоем новообразований и дальнейшего увеличения их количества hg происходит.

6. Сравнительное исследование и анализ поведения рагрзботан-ного и патентны;; стекол показали, что зависимости концентраций экстрагированных в щелочной раствор компонентов щелочеусгойчивых стекловолокон от длительности взаимодействия имеют вид параболы или гиперболы с горизонтальной осью, что свидетельствует о прекращении коррозии стекловолокна в следствии обогащения его поверхности ионами магния и кальция. СтаЗшшзация указанных концентраций происходит после 3 лет взаимодействия.

7. Установлено, что высокая делачеустайчивооть предлагаемого к использовании щелочеуотойчивого. состава стекловолокна К-95 обусловлена наличием прочной структуры стекла, определяемой величиной силы связанности структурного каркаса стекла и способностью его в результате взаимодействия с агрессивным щелочным раствором гидратирувдегося портландцементного камня образовывать пленки, экранирующие поверхность стекла.

8. Исследование физико-механических свойств стеклоцемэнтных композиций, армированных стекловолокнами разработанного состава и составами стекловолокон, взятыми из патентов, показало, что образцы портландцементного камня, армированные щелочеустойчивыыи составами стекловолокна, сохраняют свои первоначально высокие прочностные характеристики в течение длительного срока твердения.

9. Разработанный состав отекла К-95 не содержит дефицитных компонентов, обладает высокой щелочеустойчиЕостьа, хорошими технологическими и эксплуатационными свойствами, что дает возможность для их широкого промышленного производства с использованием местного сырья Гурменистана.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Горшков В.А., Ишангулыев А. Разработка щелочеустойчивых составов стекловолокна // Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной экономики.: Тез.докл. Москва, 1995 -с.£02.

2. Горшков В.А., Ишангулыев А. Процессы взаимодействия стекол различных составов с твердеющим портландцементным камнем. РХТУ им.Д.И.Менделеева - 10 с. - Деп. в ВИНИТИ 24.11.95. N 3114.

3. Патент РФ N95102341/33.13/00. Стекло для стеловолокна/ Саркисов П.Д., Горшков В.А., Ипангулыев А. Опуб. от 04.01.96 г.