Физико-химические основы автоклавной технологии силикатных материалов с улучшенными эксплуатационными свойствам
Разработка физико-химических способов получения силикатных материалов автоклавного твердения с улучшенными технико-эксплуатационными свойствами путем направленного изменения кинетики и механизма процессов гидратационного взаимодействия компонентов.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 23.05.2018 |
Размер файла | 1,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО , ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
УДК 666.965.2: 666.973.6:002
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Физико-химические основы автоклавной технологии силикатных материалов с улучшенными эксплуатационными свойствами
05.17.11-Технология силикатных и тугоплавких неметаллических
материалов
Рахимов Рахимбай Атажанович
Ташкент-2008
Выполнена в Ташкентском химико-технологическом институте и Ургенчском государственном университете
Научный консультант: доктор технических наук, профессор
Атакуэиев Темуржан Азим-углы
Официальные оипоненты доктор технических наук, профессор Таймасов Вахигжан Таймасович доктор технических наук, профессор Ходжаев Саидаслам Аглоевич доктор технических наук Талипов Нигматулло Хамндович
Ведущая организация Институт общей и неорганическойхимии АН РУз
Защита состоится «23 » XII 2008 г. в 14. часов на заседании Специапизированного совета Д.067.24.01 при Ташкентском химико-технологическом институте по адресу: 100007, г. Ташкент, ул. Х.Абдуллаева, 41, библиотека ТашХТИ.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ташкентского химико-технологического института по адресу: 100011, г.Ташкент, ул.А.Навои, 32.
Автореферат разослан «22» X I 2008 г.
Ученый секретарь Специализированного
совета, доктор технических наук, профессор М.Ю.Юнусов
РЕЗЮМЕ
Диссертации Рахимова Рахимбая Атажановича на тему: «Физико-химические основы автоклавной технологии силикатных материалов с улучшенными эксплуатационными свойствами» на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.17.11-Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов.
Ключевые слова: известково-кремнеземистое вяжущее, природный лесс, термо- и термохимическая активация лесса (ТХАЛ), силикатная масса, активность, гидротермальная обработка, фазовый состав, микроструктура, силикатный кирпич, силикатный ячеистый бетон, адгезия, атмосферо-, морозо-, сульфатостойкость, ресурсосбережение.
Объекты исследования: силикатный кирпич и ячеистый бетон на известково-кремнеземистом вяжущем с добавкой ТАЛ и ТХАЛ.
Цель работы: Разработка научно-обоснованных принципов физико-химических основ и ресурсосберегающей технологии получения силикатных материалов автоклавного твердения с улучшенными технико-эксплуатационными свойствами путем целенаправленного изменения механизма процессов гидратационного взаимодействия компонентов, кинетики структурообразования и морфологии гидратных новообразований при гидротермальной обработке известково-кремнеземистых систем введением термо-и термохимически активированных добавок местного происхождения. силикатный кинетика автоклавный
Методы исследования: химический, физико-механический (определение пластической и механической прочности), физико-химический (рент-генофазовый, ДТА, электронно-микроскопический, ИК-спектроскопический) методы исследования, гидротермальной и метод термической обработки.
Полученные результаты и их новизна: Разработаны научно-методические принципы физико-химической основы и ресурсосберегающая технология получения силикатных автоклавных материалов путем установления корреляционной зависимости «структура-свойство» и закономерностей гидратационного взаимодействия минералов в силикатных композициях «барханный песок-известь-ТАЛ» при гидротермальной обработке. Из-за быстрого связывания определенной части Са(ОН)2 алюминатными соединениями в гидроалюминаты кальция ускоряется процесс растворения кремнезема в насыщенной известковой среде с образованием гидросиликатов пониженной основности и предупреждается их переход о высокоосновные гидросиликаты. Образующиеся гидросиликаты типа CSH(B) являются стабильными в твердеющей системе. Армированный, сросшимися нитевидными и волокнистыми кристаллами гидратных минералов силикатный кирпич проявляет высокие физико-механические свойства, атмосферо- и морозостойкость.
Благодаря исключению пластических свойств глинистых составляющих лесса при его термохимической активации совместно с фосфогипсом интенсифицируется процесс газообразования, увеличивается коэффициент использования газообразователя, сокращается длительность процесса вспучивания, ускоряется структурообразование, сокращается время изотермического прогрева газобетона, повышается его прочность и морозостойкость, уменьшается водопоглощение.
Практическая значимость: расширяется сырьевая база для производства силикатных строительных материалов автоклавного твердения, за счет масштабного вовлечения широкораспространенных в Узбекистане лессов и лессовидных суглинков, огромных запасов отхода фосфогипса, достигается экономия извести, интенсификация и сокращение длительности их изготовления за счет применения ТАЛ и ТХАЛ, обеспечивающего высокие технико-эксплуатационные свойства изделий и конструкций. Результаты исследований служили нормативной базой для разработки НТД на опытное производство силикатного кирпича и ячеистого бетона с использованием термо- и ТХАЛ, на основе которых проведены испытания по выпуску опытных их партий.
Степень внедрения и экономическая эффективность:
Результаты лабораторных исследований проверены в условиях Ургенчского завода строительных материалов путем выпуска опытной партии силикатного кирпича в объеме 3460 шт на основе известково-кремнезе-мистого вяжущего,, содержащего 15-20 % ТАЛ. За счет экономии 4-5 % извести на 100 кг смеси снижение стоимости силикатной смеси составляет 2320 сум., что позволил получить 110720 сум экономического эффекта. При переводе Ургенчского ЗСМ на выпуск силикатного кирпича с добавкой ТАЛ ожидаемый экономический эффект составит 41472000 сум/год.
Опытно-промышленные испытания, проведенные на Джизакском КСМ по выпуску опытной партии ячеистого силикатного бетона с использованием ТХАЛ показало, что себестоимость ячеистого бетона рекомендованного состава ниже, чем себестоимость традиционного ячеистого силикатного бетона. Ожидаемый экономический эффект при ежегодном объеме производства 64300 м3 силикатного ячеистого бетона с использованием ТХАЛ составит 46937000 сум/год
Область применения: промышленность строительных материалов и стройиндустрия РУз.
Техника фанлари доктори илмий даражасига талабгор Рахимов Рахимбай Атажанович 05.17.11-"Силикатлар ва ?ийин эрийдиган нометалл материаллар технологияси" ихтисослиги бўйича "Эксплуатация хоссалари яхшиланган силикат материаллар автоклав техноло-гиясининг физик-кимёвий асослари" мавзусидаги диссертациянинг
РЕЗЮМЕСИ
Таянч сўзлар: о?ак-кумли бо?ловчи, табиий лесс, термик ва термокимёвий фаоллаштирилган лесс (ТКФЛ), силикат массаси, фаоллик, гидротермал ишлов, фаза таркиб, микроструктура, силикат ?ишти, ?овакли силикат бетон, адгезия, атмосфера ва сову??а бардошлик, ресурс тежамкорлик, сульфатбардошлик.
Тад?и?от объектлари: Термин ва термокимёвий фаоллаштирилган лесс кўшилган о?ак-кумли бо?ловчи асосидаги силикат ?ишти ва ?овакли бетон.
Ишнинг ма?сади: «О?ак-кум» тизимига термик ва термокимёвий фаоллаштирилган ма?аллий ?ўшимчалар кўшиб гидротермал ишлов берилганда компонентларнинг гидратланиш жараёнидаги ўзаро таъсирлашув механизмини гидратланган янги хосилаларнинг структура хосил килиш кинетикаси ва морфологиясини ма?садли ўзгартириш йўли билан техник-эксплуатация хоссалари ю?ори бўлган автоклавда котувчи силикат материаллар олишнинг физик-кимёвий асосларининг илмий асосланган тамойиллари ва ресурстежамкор технологиясини яратиш.
Тад?и?от методлари: кимёвий, физик-механик (пластик ва механик муста?камликни ани?лаш), физик-кимёвий (рентгенофазовий, дифференциал термик тахлил, электрон-микроскоп ва И?-спектроскопик) тад?и?от усуллари, гидротермал ва термик ишлов бериш усуллари.
Олинган натижалар ва уларнинг янгилиги: "Бархан ?уми-о?ак-ТКФЛ" силикат композицияларига гидротермал ишлов берилганда минерал-ларнинг гидратланиш жараёнида ўзаро таъсир кўрсатиш ?онуниятлар ?амда "хосса-структура" ўзаро бо?ли?лигини ани?лаш оркали автоклавда ?отувчи силикат материаллар олишнинг физик-кимёвий асосларини илмий услубий тамойиллари ва ресурстежамкор технологияси яратилди. Ca(OH)i нинг маъ-лум бир ?исмини алюминатли бирикмаларнинг тезликда кальций гидроалю-минатларга бо?ланиши туфайли ?умтупро?нинг тўйинган охакли му?итда эриш ва паст асосли гидросиликатлар ?осил ?илиш жараёни тезлашади, ю?ори асосли гидросиликатларга ўтиб кетишининг олди олинади, ?осил бўлган CSH(B) турдаги гидросиликатларнинг ?отаётган тизимдаги тур?ун-лиги таъминланади. Уларнинг бир-бири билан чатишиб кетган ипсимон ва толасимон кристаллари билан синчланган силикат ?иштининг физик-механик хоссалари, атмосфера ва совуккд бардошлилик кўрсаткичлари юкори бўлади.
Лессни фосфогипс билан биргаликда термокимёвий фаоллаштирилганда унинг таркибидаги тупрокли компонентлар ёпишкокли хусусиятларини йў?отиш ?исобига силикат массасидан газ ажралиб чи?иши тезлашади, газ хосил ?илувчидан фойдаланиш коэффициента ошади, структура шакллани-ши тезлашади, газобетонни изотермик ?издириш вакти ?ис?аради, муста?-камлиги, сову?ка бардошлиги ошади ва сув ютилиши камаяди.
Амалий а?амияти: Республикамизда кенг тар?алган лесс ва лессимон суглинкаларни, чи?инди фосфогипснинг катта за?ираларини кенг микёсда автоклавда котадиган силикат курилиш материаллар ишлаб чи?аришга жалб этиш хисобига хом ашё базаси кенгаяди, ТКФЛ дан фойдаланиш хисобига о?ак тежалади, тайёрлаш жадаллашади ва олиш ва?ти ?ис?аради, буюм ва жихозларнинг техник-эксплуатация хоссалари ю?ори бўлиши таъминланади. Тадки?от натижалари ТФЛ ва ТКФЛ дан фойдаланиб силикат гишти ва овакли силикат бетонни тажриба сифатида ишлаб чй?арилиши учун меъбрий-техник хужжатлар яратилишида меъёрий база бўлиб хизмат ?илади.
Татби? этиш даражаси ва и?тисодий сямарадорлиги: Тад?и?от натижалари Урганч ?МЗ да текширувдан ўтказилди. Бунда 15-20 % ТФЛ кўшилган о?ак-?ум боЕЛовчисидан 3460 дона силикат ?иштининг синов партияси ишлаб чи?арилди. 4-5 % о?ак тежалиши ?исобига 100 кг силикат аралашмасининг нархи 2320 сўмга арзонлашди ва 110720 сўм и?тисодий самара олинди. Урганч ?МЗ да ТФЛ ?ўшиб ?ишт олишга ихтисослаштирилса кутилган и?тисодий самарадорлик йилига 41472000 сўмни ташкил этади.
Жиззах ?МК ТКФЛ дан фойдаланиб ?овакли силикат бетоннинг тажриба партиясини ишлаб чикариш бўйича олиб борилган синов ишлари йилига 64300 м3 ?ажмда говакли силикат бетон ишлаб чи?арилса, кутилган и?тисодий самарадорлик 46937000 сўмни ташкил этади.
?ўлланиш со?аси: ЎзР курилиш материаллари ишлаб чи?ариш саноати ва курилиш индустрияси.
RESUME
Thesis of Rahimova Rahimbaya Atazhanovicha on the scientific degree competition of the doctor of sciences in 05.17.11 on speciality technology silicate and tight smelting not metallic material subject: "Physico-chemical bases autoklavnoy to technologies silicate material with perfected working characteristic"
Key words: lime-silica mixture, natural less, thermo- and thermo chemical activation lessee (THAL), silicate mass, activity, hydrothermal processing, phase composition, micro structure, silicate brick, silicate cellular concrete, adgeziy, atmosphere-, frost-, sulfatostability, resource saving.
Subjects of the inquiry: silicate brick and cellular concrete on lime-silica mixture with additive THAL.
Aim of the inquiry: Development scientifically-motivated principle physic-chemical and resource saving- technologies of the reception silicate material autoclaving of the repeating over and over again with perfected technician-working characteristic by way of the goal-directed change the mechanism of the processes hydratasionnog interactions component, kineticses of the structurization and morphologies hydrating new formations at hydrotermalno to processing lime-silica systems by introduction thermo- and thermo chemical of the actuated additives of the local origin.
Methods of inquiry: chemical, physico-mechanical (the determination plastic and mechanical toughness), physico-chemical (x-rays phase, DTA, electronic-microscopic, lK-spectroscopic) methods studies, hydrotermalno processing, method of the thermal processing.
The results achieved and their novelty: is Designed scientifically-methodical principles physico-chemical base and resource saving technology of the reception silicate autoclave material by determinations correlation dependencies "structure-characteristic" and regularities hydratasionnog interactions mineral in silicate composition "barhan sand-lime-melted" at hydratasionnog to processing. Because of quick collecting certain portion by Sa(ON)2 alyminat by join process dissolutions of silica speeds up hydraalyminat calcium in saturated lime ambience with formation hydrasilikat lowered and is warned their transition about high main hydra silicates, forming hydra silicates type SSN(In) are stable in hardening system. Armirovannyy, nitevidnim and voloknnistnimi crystal hydra mineral silicate brick shows the high factors physico-mechanical characteristic, atmosphere- and frost stability.
Due to exception plastic characteristic clinics forming lessee under his(its) thermochemical of the activations with fosfogypsum the process gas of the formation, increases the utilization ratio gas of the formation, grows shorter duration of the process вспучивания, speeds up the structurization, grows shorter time an izotermal aboutgreva gas of the concrete, increases his(its) toughness and frost stability, decreases waterabsorption.
Practical value: enlarges the source of raw materials for production of the silicate building materials autoklavnoy repeating over and over again to account of scale involvement broadly wide-spread in Uzbekistan лессов and lessoseen loam, enormous spare of the departure fosfogypsum, is reached economy of lime, and reduction to duration of their fabrication to account of the using THAL, providing high technician-working characteristic product and design. The Results of the studies served the normative base for development NTD on pilot production of the silicate brick and cellular concrete with use thermo- and THAL, on base which is organized test on issue experienced their party.
Degree of embed and economic effectivity: The Results of the studies are checked in condition Urgenchskogo ZSM by issue to initial lot of the silicate brick in volume 3460 sht on base lime- silica searched for, with additive 15-20 % TAL. To account spare 4-5 % lime prime cost, on 100 kgs mixture reduction cost silicate mixture forms 2320 sum. that has allowed to get 110720 bags of the economic effect. At translation Urgenchskogo ZSM on issue of the silicate brick with additive TAL expected economic effect will form 41472000 bags/year.
Experienced-industrial test, called on on Dzhizakskom KSM on issue of the initial lot of the cellular silicate concrete with use THAL has shown that prime cost of the cellular concrete of the recommended composition lower, prime cost of the traditional cellular silicate concrete. Expected economic effect under annual volume of production 64300 m3 silicate cellular concrete with use THAL will form 46937000 bags/year
Sphere of usage: industry of the building materials and formation industry RUz.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ
Актуальность работы. Интенсивное развитие стройиндустрии республики и резкое увеличение объемов промышленного и гражданского строительства в последние годы требует соответственного роста производства строительной продукции. Решить эту задачу наиболее быстро и , качественно с минимальными капиталовложениями можно за счет вовлечения в производство строительных материалов наиболее доступных и широкораспространенных сырьевых ресурсов. Об этом особо подчеркивается в Указе Президента нашей страны от 24.03.2005 г. «Об углублении экономических реформ и ускорении развития промышленности строительных материалов», в котором уделяется особое внимание «внедрению и освоению новых современных технологий производства строительных материалов» и «обеспечению рационального размещения производства строительных материалов в тесной увязке и перспективным освоением новых месторождений и местных строительных ресурсов».
В настоящее время в Узбекистане функционируют ряд заводов, выпускающих силикатный кирпич и силикатобетон на базе местных барханных и речных песков, а также лесса и лессовидных суглинков. Однако, силикатный кирпич на их основе не отвечает соответствующим требованиям, предъявляемым к прочности сцепления с кладочным раствором. Низкое качество силикатного кирпича не позволяет строить из него даже одноэтажные здания в регионах с высокой сейсмической активностью, к числу которых относится и наша республика. Вместе с тем, имеется реальная возможность улучшения технико-эксплуатационных свойств силикатного кирпича, в том числе его прочности сцепления на отрыв с кладочным раствором путем введения в известково-песчаную смесь (ИПС) различных минеральных добавок, в том числе и термоактивированных лессовых пород, способствующих изменить характер физико-химических процессов синтеза гидросиликатов кальция и структурообразования в процессе автоклавной обработки.
Применение лесса и лессовидных суглинков, запасы которых неисчерпаемы в Средней Азии, для производства ячеистых бетонов также представляет несомненный интерес в плане замены ими некондиционных местных кварцевых песков, на которых работают ныне действующие заводы по производству силикатных изделий, и которые по химико-минералогическому составу не удовлетворяют требований соответствующих стандартов на сырье для силикатобетона.
Выпускаемые отечественной силикатной промышленностью изделия-блоки на природной лессовидной породе отличаются от силикатобетона на кварцевом песке низкими физико-техническими свойствами, возникновением усадочных деформаций вследствие недостаточной гомогенизации, низкой активности массы и создания непрочных структур при автоклавировании.
В связи с этим, при производстве силикатобетона проблемой номер один является улучшение технологии приготовления и качества гомогенизации массы, повышение химической активности лесса путем изменения минералогического состава введением различных активных минеральных добавок и удалением химически связанной воды из кристаллических решеток составляющих его глинистых минералов.
Проблема комплексного использования термически и термохимически активированного лесса (ТХАЛ) и лессовидных суглинок при производстве силикатного кирпича и ячеистого бетона с целью повышения их технико-эксплуатационных свойств является актуальной также в плане увеличения объема производства в республике навесных панелей для каркасно-панельного строительства, что весьма важно при возведении зданий и сооружений в сейсмоактивных районах.
При введении ТХАЛ в известково-песчаную смесь или же когда он служит матрицей для получения ячеистого бетона плотностью 600-700 кг/м3 и прочностью 7,0-8,5 МПа, кинетика и механизм процессов гидрато-и структурообразования при автоклавировании в корне будут отличаться от традиционных. За счет ускоренного протекания процесса гидратации и взаимодействия компонентов будет формироваться искусственный конгломерат, резко отличающийся от известных подобных повышенными строительно-техническими свойствами. Выявленные закономерности «состав-структура-свойство» при автоклавировании известково-крем-неземистых вяжущих (ИКВ), содержащих указанные добавки, вносят определенный вклад в развитие науки о химии и технологии вяжущих материалов автоклавного твердения.
Степень изученности проблемы. Благодаря фундаментальным и прикладным исследованиям Ю.М.Бутта, П.П.Будникова, П.И.Баженова, О.П. Мчедлова-Петросяна, И.И.Хинта, А.В.Волженского, Л.М.Хавкина, М.С. Шварцзайда, Л.М.Ботвиной, А.С.Канцепольского, Б.Н.Виноградова, Б.И. Нудельмана, М.А.Захарченко и многих других отечественных и зарубежных ученых в достаточной степени развивалась наука и технология производства силикатных автоклавных материалов на базе некондиционных материалов, как барханные пески и различные кремнеземсодержащие материалы, огромными запасами которых располагает также и наша республика. Однако, объем производства и качество выпускаемого силикатного кирпича и ячеистого бетона на их основе значительно отстает от высоких требований, предъявляемых к ним современной строительной индустрией, что является большим пробелом в химической технологии силикатных материалов автоклавного твердения. Разработка способов улучшения строительно-технических свойств силикатного кирпича и ячеистого бетона на основе барханных песков и лессовидных суглинков, диктует необходимость совершенствование состава силикатных масс и технологии их приготовления при изготовлении изделий с целью повышения эксплуатационной надежности и долговечности строящихся объектов, что в свою очередь, требует проведение широкомасштабных исследований по улучшению свойств силикатных масс и изделий на их основе, что возможно путем направленного структурообразования и изменением морфологии образующихся гидратных фаз при гидротермальной обработке известково-кремнеземистых вяжущих.
Связь диссертационной работы с тематическими планами НИР. Исследования проводились в соответствии с планом научно-исследовательских работ ТАСИ в рамках ГКНТ «Разработка технологий производства строительных материалов и изделий на базе местных сырьевых ресурсов и отходов производств» (2000-2002 гг.) и ГНТП 3.7.2.2 по теме: «Разработка высокоэффективных технологий получения новых видов вяжущих и изделий на их основе с комплексным использованием минерального сырья и отходов производств» (2002-2005 гг.).
Цель исследования: разработка научно-обоснованных методических принципов, физико-химических основ технологии получения силикатных материалов автоклавного твердения с улучшенными технико-эксплуатационными свойствами путем направленного изменения кинетики и механизма процессов гидратационного взаимодействия компонентов, процесса структурообразования и морфологии гидратных новообразований при автоклавной обработке известково-кремнеземистых систем введением термо-и термохимически активированных добавок местного происхождения.
Задачи исследования. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
-научное обоснование эффективности термо- и термохимической активации лессовидных пород, как высокореакционных компонентов ИКВ для получения различных видов силикатных материалов автоклавного твердения во взаимосвязи с деструкцией кристаллической структуры составляющих их минералов, обеспечивающей ускорение их гидратационного взаимодействия и структурообразования в процессе гидротермальной обработки;
-выявление механизма и закономерностей ускорения образования полиминеральных гидратных фаз и формирования структуры силикатного бетона в присутствии ТХАЛ;
-разработка эффективных составов масс для получения силикатного кирпича на основе барханного песка с использованием различных активных минеральных добавок, выявление корреляционной зависимости физико-механических свойств силикатного кирпича от активности силикатной массы;
-оптимизация состава масс и технологического процесса производства силикатного кирпича с целью повышения его основных физико-механических свойств и прочности сцепления с кладочным раствором;
-разработка научных и технологических основ производства ячеистого силикатного бетона на основе лесса с термохимически активированными минеральными добавками и исследование корреляционной зависимости
«вспучиваемость-добавка-свойство» при получении газобетонной смеси из термохимически активированной лессоизвестковой композиции;
-разработка технологии получения ячеистого силикатного бетона на основе ТХАЛ и извести-кипелки и изучение химико-технологических, структурно-механических, физико-технических показателей газобетона и влияние активности массы на эти процессы;
-выбор оптимальных температурно-влажностных режимов при авто-клавировании газобетонной смеси на основе ТХАЛ и извести-кипелки;
-разработка НТД на опытное производство силикатного кирпича, силикатных бетонов пористой структуры и проведение опытных испытаний по их производству с использованием наполнителя из ТАЛ- и ТХАЛ;
-организация выпуска опытных партий силикатного кирпича с введением в композицию из барханного песка и извести ТАЛ;
-определение технико-экономической эффективности использования ТАЛ- и ТХАЛ в производстве силикатных автоклавных материалов;
Обьекг и предмет исследования. Объектом исследования являются лесс и лессовидные суглинки, фосфогипс, силикатный кирпич, ячеистый бетон автоклавного твердения на известково-кремнеземистом вяжущем с использованием лесса в термо-и термохимически активированном виде.
Технология получения, физико-химические, структурно-механические, технико-эксплуатационные свойства, процессы новообразования и формирования микроструктуры силикатных материалов автоклавного твердения с использованием ТАЛ- и ТХАЛ составляют предмет исследований диссертационной работы.
Методы исследований. Исследования выполнены с использованием стандартных и апробированных методов приготовления силикатной массы, изготовления и определения физико-механических свойств силикатного кирпича и ячеистого силикатного бетона. Особенности физико-химических превращений и структурообразование при автоклавной обработке силикатных масс изучались с применением комплекса физико-химического исследования (рентгенофазовый, ДТА, электронно-микроскопический, ИК-спектроскопический и т.д.).
Основные положения, выносимые на защиту:
-выявленные особенности физико-химических превращений и структурообразования при автоклавировании силикатных масс на основе некондиционного барханного песка и извести в присутствии ТАЛ и технология получения силикатного кирпича с улучшенными технико-эксплуатационными свойствами;
- выявленные закономерности ускорения физико-химических процессов гидратационного взаимодействия компонентов силикатных масс для получения силикатного кирпича в присутствии различных растворимых неорганических солей;
-установленные закономерности изменения физико-механических свойств силикатного кирпича в зависимости от активности силикатной массы, величины прессового давления и вида активных минеральных добавок;
-установленные закономерности протекания процессов гидратации газосиликата при автоклавировании и изменение его технологических и технико-экономических показателей;
-результаты фундаментального и прикладного характера, составляющие научно-методическую и технологическую основу получения ячеистого силикатного бетона на основе природного лесса в присутствии термохимически активированных минеральных добавках;
-критерии оценки вспучи?ваемости газобетонной смеси из лессо-известковой композиции с добавкой ТХАЛ по степени увеличения ее объема и времени завершении процесса газовыделения;
-оптимальный температурно-влажностный режим автоклавирования газобетонной смеси на основе ТХАЛ и извести-кипелки;
-технологию получения ячеистого силикатобетона на основе ТХАЛ и выявленные закономерности по физико-химической природе протекания процессов структурообразования в зависимости от активности массы;
-результаты опытно-производственных испытаний по получению силикатного кирпича, ячеистого бетона с использованием природного и термо- и термохимически активированного лесса;
-экономическую эффективность использования разработанных технологий при производстве высокоэффективных силикатных материалов автоклавного твердения.
Научная новизна. Разработаны научно-методические принципы и физико-химические основы технологии получения силикатных автоклавных материалов путем установления корреляционной зависимости «состав-структура-свойство» и закономерностей гидратационного взаимодействия минералов в силикатных композициях «барханный песок-известь-ТХАЛ-вода» при гидротермальной обработке. Установлено, что введение ТХАЛ способствует целенаправленному протеканию процесса структурообразования при гидротермальной обработке ИКВ за счет создания благоприятных условий для ускоренного поступления ионов Са +, SiO24", Al f в жидкую фазу и интенсивной кристаллизации низкоосновных гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Из-за быстрого связывания определенной части Са(ОН)2 алюминатными соединениями в гидроалюминаты кальция ускоряется процесс растворения кремнезема в насыщенной известковой среде с образованием гидросиликатов пониженной основности и предупреждается их переход в высокоосновные гидросиликаты, в связи с чем образующиеся гидросиликаты типа CSH(B), тоберморит, ксонотлит, гиролит и гидроалюмосиликаты являются стабильными в твердеющей системе. Армированный, сросшимися нитевидными и волокнистыми кристаллами указанных гидратных минералов, силикатный кирпич проявляет высокие показатели физико-механических свойств, атмосферо- и морозостойкость.
Установлена эффективность использования ТХАЛ для достижения высокой степени гомогенизации силикатной массы и синтеза оптимальной структуры ячеистого бетона на его основе с низкой плотностью и высокими технико-эксплуатационными свойствами. При этом благодаря исключению пластических свойств глинистых составляющих лесса при его термохимической активации процесс газообразования, увеличивается коэффициент использования газообразователя, сокращается длительность процесса вспучивания, ускоряется структурообразование, благодаря чему сокращается время изотермического прогрева газобетона и повышается его прочность на 20-25 % и уменьшается водопоглощение (22,8 %) по сравнению с ячеистым бетоном (39-44,8 %) из природного лесса, повышается морозостойкость.
Выявлено, что при гидротермальной обработке газосиликата с использованием ТХАЛ основными продуктами гидратации, обеспечивающими его высокие физико-технические свойства при относительно низких плотностях (400-1000 кг/м3), являются низко- и высокоосновные гидросиликаты, гидросульфоалюминаты и их кристаллические сростки, основная часть которых в процессе гидротермальной обработки образуются быстро на стадии прогрева силикатной массы, составляя цементную связку и срастаясь в период изотермической выдержки формируют равномерно-пористую структуру с размером пор от 10 до 600 мкм. Установлено, что в процессе гидратации за счет изъедания оксидом кальция небольшого количества, не вступившего в химической взаимодействие кварцевого составляющего, он имеет шероховатую поверхность, около пустотное пространство окаймлено зернами кальцита, негидратированную часть составляющих минералов исходного сырья обволакивает пленка из мельчайших кристаллов новообразований, причем, цементирующая связка из низкоосновиых гидросиликатов кальция сконцентрирована непосредственно около поверхности зерен кварца и крепко армируют его, а на периферии располагаются кристаллические фазы высокоосновных гидросиликатов и гидросуль-фоалюминатов, а также твердые растворы типа гидрогранатов, которые в сочетании C2SH(A) улучшают деформативность и коррозионностойкость силикатного ячеистого бетона в процесс его эксплуатации.
Научная и практическая значимость результатов исследования. Результаты исследований развивают и расширяют представления об особенностях процессов фазо- и структурообразования, формирования прочности и эксплуатационных свойств силикатного кирпича и ячеистого бетона на основе термо- и ТХАЛ, что составляет физико-химическую основу технологии производства высокоэффективных силикатных материалов автоклавного твердения на базе местных природных и техногенных сырьевых ресурсов.
Практическое значение результатов исследований заключается в расширении сырьевой базы для производства силикатных строительных материалов автоклавного твердения за счет вовлечения широкораспространенных в Узбекистане лесса и лессовидных суглинков, огромных запасов отхода фосфогипса, интенсификации и сокращении длительности их изготовления за счет применения ТХАЛ, способствующего ускоренное прохождение реакций химического взаимодействия составляющих компонентов с формированием оптимальной структуры, обеспечивающей высокие технико-эксплуатационные свойства изделий и конструкций. Результаты исследований служили нормативной базой для разработки НТД на опытное производство силикатного кирпича и ячеистого бетона с использованием термо- и ТХАЛ, на основе которых проведены производственные испытания при выпуске опытных партий. В результате подтверждена экономическая целесообразность комплексного использования лесса и фосфогипса для производства силикатных материалов автоклавного твердения полифункционального назначения.
Реализация результатов. Результаты исследований нашли широкое применение при подготовке бакалавров и магистров, а также научных кадров путем внедрения в учебный и исследовательский процесс следующих учебных пособии:
-разработаны пакет нормативно-технической документации, регламентирующий градиент соотношения компонентов в составе силикатных масс для изготовления силикатного кирпича с ТАЛ, ячеистого бетона из смеси барханного песка и извести с добавкой ТХАЛ и Рекомендации, утвержденная Госкомитетом Республики Узбекистан по Архитектуре и строительству (№7.171-15 января 1999, 2008 г.);
-Учебные пособие «Силикат ?ишт муста?камлигини ошириш» (Ташкент. 2002.-84 с);
-Учебные пособие «Silikat qurilish ashyolari» (Издательства «Voris nashriyot» MChJ, Toshkent, 2006.-208 с.) который занял III место в Республиканском конкурсе (2007 г.) и награжден Дипломом III степени;
Результаты лабораторных исследований проверены в условиях Ургенчского завода строительных материалов путем выпуска опытной партии силикатного кирпича в объеме 3460 шт на основе известково-кремнезе-мистого вяжущего, содержащего 15-20 % ТАЛ. За счет экономии 4-5 % извести на 100 кг смеси снижение стоимости силикатной смеси составляет 2320 сум., что позволил получить 110720 сум экономического эффекта. При переводе Ургенчского ЗСМ на выпуск силикатного кирпича с добавкой ТХАЛ ожидаемый экономический эффект составит 41472000 сум/год.
Опытно-промышленные испытания, проведенные на Джизакском КСМ по выпуску опытной партии ячеистого силикатного бетона с использованием ТХАЛ показало, что себестоимость ячеистого бетона рекомендованного состава ниже, чем себестоимость традиционного ячеистого силикатного бетона. Ожидаемый экономический эффект при ежегодном объеме производства 64300 м3 силикатного ячеистого бетона с использованием ТХАЛ составит 46937000 сум/год
Апробация работы. Основное содержание диссертационной работы доложены на:
-республиканских научно-технических конференциях: «IX ТХТИ ФАН хафталиги» (Ташкент, 2000); «Новые неорганические материалы» (Ташкент, 2000); «Современные технологии переработки местного сырья и продуктов»-(Ташкент, 2005); «Хоразм Маъмун академияси ва жахон Фани равна?и» (Ургенч, 2006); «Архитектура-курилиш фани ва давр» (Ташкент, 2006-07); «Актуальные проблемы создания и использования высоких технологий переработки минерально-сырьевых ресурсов Узбекистана» (Ташкент, 2007); "Актуальные вопросы в области технических и социально-экономических наук» (Ташкент, 2008); «Теория и практика композиционных строительных материалов» (Ташкент, 2008); «Технологии переработки местного сырья и продуктов» (Ташкент, 2008);
-международных научно-технических конференциях: «Высокие технологии и перспективы интеграции образования, науки и производства» (Ташкент, 2006); «Инновация-2006-08» (Ташкент, 2006-08); «Архитектура физикаси фанининг бугунги холати, муаммолари ва келажак вазифалари» (Ташкент, 2007); «Региональная Центрально-азиатская Международная конференция по химической технологии» (6-8 июня Ташкент, 13-23 июня Москва 2007); «Строительная механика и расчет конструкции к 70-летию акад. Т.Ш.Ширинкулова» (Самарканд, 2007); «Получение нанокомпозитов, их структура и свойства» (Ташкент, 2007); «Современные технологии переработки местного сырья и продуктов» (Ташкент, 2007);
Опубликованность результатов. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 50 печатных научных трудах, из них: монографий и учебных пособий -5; научные статьи в журналах -23 из них 3 в зарубежных журналах; в сборниках научных трудов -12; в сборниках тезисов докладов научных конференций -13; предварительных патентов РУз-2; нормативных документов -5;
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 250 стр. компьютерного текста, включает введение, 7 глав, заключение, список литературы из 240 наименований и приложения. Экспериментальные главы работы содержат 46 таблиц и 21 рисунков.
Автор посвящает данный научный труд памяти доктору технических наук, профессору Ботвиной Л.М. и выражает искреннюю благодарность доктору технических наук Искандаровой М.И. за ценные советы и замечания в процессе выполнения данной диссертации.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
В первой главе путем аналитического обзора научно-технической и патентной литературы освещена роль химической технологии вяжущих материалов автоклавного твердения в перспективном развитии стройин-дустрии, раскрыты физико-химические и технологические особенности процессов производства силикатных автоклавных материалов на ИКВ.
На основе анализа известных закономерностей специфических особенностей процессов фазо- и структурообразования при гидротермальной обработке ИКВ систем и определения зависимости физико-механических свойств искусственного конгломерата от активности силикатных масс, анализа преимуществ и недостатков существующих составов и технологий получения силикатных автоклавных материалов, обоснован выбор направления исследований, сформулированы цель и задачи диссертационной работы в плане разработки ресурсосберегающих составов и технологии получения силикатных материалов на базе местных некондиционных природных и техногенных сырьевых ресурсов.
Во второй главе дана характеристика используемых в работе сырьевых материалов, активных минеральных добавок (табл.1) и описан метод выполнения экспериментальных исследований.
Таблица 1. Химический состав сырьевых материалов для получения силикатного кирпича
Наименование |
Содержание оксидов, масс % |
|||||||||||
Сырья |
SiO2 |
А12Оз |
TiO2 |
Fe2Os |
CaO |
MgO |
so3 |
Na2O |
K2O |
У |
n.n.n |
|
Барханный песок Ургенчского месторождения |
67,20 |
9,18 |
0,34 |
3,40 |
7,01 |
2,13 |
0,81 |
1,82 |
2,41 |
99,53 |
6,57 |
|
Лессовая порода Ургенчского месторождения |
51,27 |
12,53 |
0,53 |
4,84 |
10,19 |
3,16 |
0,15 |
1,81 |
1,15 |
99,90 |
14,27 |
|
Известь-кипелка из известняка Джумертауского месторождения |
3,76 |
1,07 |
0,03 |
0,47 |
71,10 |
3,21 |
0,61 |
- |
- |
99Ж |
22,41 |
|
Известь химически чистая «ХЧ» |
- |
- |
- |
0,34 |
95,5 |
- |
- |
- |
- |
99,14 |
3,00 |
|
Вольский песок |
99,2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
99,2 |
- |
Сырьевыми материалами для составления известково-кремнеземистых шихт для получения силикатного кирпича служили барханный песок Ургенчского месторождения, известь, полученная из известняка Джумертауского месторождения, а в качестве добавки, улучшающей свойства силикатной массы на основе ИКВ-лессовая порода Ургенчского место рождения (табл.1). При исследовании влияния неорганических солей на ускорение процесса гидратации силикатных масс использовали Вольский песок, содержащий 99,2 % SiO2 и химически чистую известь с содержанием 95,8 % СаО. Для ускорения реакции взаимодействия между кремнеземом и известью при гидротермальной обработке силикатных масс активаторами служили различные неорганические растворимые соли NaCl, CaCi2, FeCl3, AICi3, КзСОз, Na2CO3, КОН, Na2SO4, NH4A1(SO4)2, KAl(SO4)4.
На термограмме термоактивированной лессовой породы обнаруживаются только два эффекта: эндоэффект при температуре 870 СС, характерный для диссоциации СаСОз и экзоэффект при 930 "С, который характерен для А12О3 2SiO2 в виде муллита.
Химическую активность прокаленной при температуре 700-750 °С в течении 20 минут лессовой породы, обеспечивает максимальную до 7,7 % растворимость активных оксидов (рис.1).
Рис. I. Растворимость ТАЛ (при различной температуре обжига) в соляно-кислых растворах.
При более высокой температуре (800-850 °С) происходит диссоциация карбонатов, находящихся в лессовой породе, оксид Са вступая в химическое взаимодействие с оксидами ?е^Оз, ?еО, AI2O3, S1Q2 образует прочные минералы-алюмосиликаты и силикаты кальция, поэтому растворимость породы в указанных средах снижается.
Гранулометрический состав исходной лессовой породы представлен в основном частицами размером 0,05-0,01 и 0,01-0,005 мм., каменистые включения и частицы размером менее 0,001 мм. отсутствуют. Содержание частиц размером 0,001 мм. составляет около 1,6-1,7 %. Плотность лесса по ПСХ-2 составила 2390-2670 см2/г.
Основную часть лессовой породы Ургенчского месторождения составляют кварц (d/n=0,424; 0,334; 0,227; 0,182; 0,154; 0,138 нм.), мусковитовая слюда (d/n=0,328; 0,200; 0,164 нм.) и биотитовая слюда (d/n=0,261; 0,242 нм.). Глинистый минерал в лессовой породе представлен каолинитом, монтмориллонитом и гидрослюдой, в небольших количествах содержатся акцессорные минералы: хлорит, рутил, лейкоксен, турмалин, пироксены, лимониты, гематит, пирит, апатит, роговая обманка, барит и другие.
Барханные пески содержат 67,2 % кремнезема, что неудовлетворяет нормативным документам, требующим содержание не менее 80-90 % кремнезема, обеспечивающего образование в достаточном количестве гидросиликатов, упрочняющих структуру силикатных изделий.
При исследовании свойств силикатных масс для получения ячеистого бетона исходными материалами служили лесс Ташкентского месторождения, фосфогипс Алмалыкского АО «Аммофос», глиеж Кизил-Кийского и туффит Кермининского месторождений и алюминиевая пудра (табл.2).
Таблица 2. Химический состав сырьевых материалов для получения силикатного ячеистого бетона
Наименование Сырья |
Содержание оксидов, масс % |
|||||||||||||
SiO2 |
АЬОз |
Fe2O3 |
TiO2 |
CaO |
MgO |
SO3 |
Na2O |
K2O |
P2O5 |
H2O при 105 "С |
n.n.n |
У |
||
Лесс Ташкентского 3-го кирпичного завода |
50,72 |
11,18 |
4,47 |
0,58 |
11,25 |
2,40 |
0,06 |
1,65 |
7 57 |
7 5? |
? S4 |
i?76 |
100,12 |
|
Известь Джизак-ского комбината стр.материалов |
0,34 |
0,05 |
0,06 |
0,00 |
87,5 |
0,20 |
0,12 |
1,12 |
11,12 |
100,51 |
||||
Глиеж Кизил-Кийского месторождения |
56,62 |
25,03 |
3,35 |
0,65 |
0,00 |
0,10 |
0,44 |
2,01 |
2,02 |
1,23 |
99,43 |
|||
Туффит Керменинского месторождения |
49,17 |
8,79 - |
2,59 |
0,35 |
12,6 |
2,60 |
0,90 |
2,39 |
1,52 |
2,55 |
4,32 |
34,91 |
100,14 |
|
Фосфогипс |
1Д2Д 0,14 |
- |
27,3 |
2,05 |
35,8 |
- |
- |
- |
- |
15,7 |
99,S8 |
Гранулометрический состав лессов Ташкентского месторождения представлен частицами размером от 0,05 до 0,01 мм (около 50 %), глинистых составляющих размером частиц менее 0,005 мм (10-15 %), частиц крупнее 0,25 мм не обнаружено.
Дифрактограмма природного лесса Ташкентского месторождения представлена в основном кварцем с d/n=0,424; 0,334; 0,228; 0,181; 0,166; 0,153; 0,137 нм, кальцитом (d/n=0,302; 0,227; 0,208; 0,\86 нм) и доломитом (d/n=0,288; 0,219; 0,184; 0,183 нм). Глинистые минералы представлены монтмориллонитом и каолинитом (d/n-Q,357;0,355;0,254;0,248;0,233;0,199;0,149; 0,148 нм), присутствуют также полевой шпат (микроклина) d/rv=0,180 нм, биотит {гидрослюда) с d/Vi=0,344; 0,244; 0,154 нм, мусковит с d/n=0,137 нм.
Известь. Негашеная извееть-кипелка, получена путем обжига маломагнезиального известняка Джизакского месторождения, с содержанием MgO от 0,20 до 0,30 %. Она бысгрогасящаяся, скорость гашения 7-15 минут, по своим свойствам отвечает требованиям, предъявляемым к извести для ячеистых силикатных бетонов.
Туффит Керменинского месторождения представляет собой массивную породу серо-зеленоватого цвета, с содержанием активного кремнезема 49,17 %. Данные рентгенофазового исследования указывают на наличие кристобалита d/n=0,246; 0,253; 0,164; 0,118 нм, глинистой примеси, с характерными линиями монтмориллонита d/n=0,255; 0,247 нм. О наличии кварца свидетельствуют линии с межплоскостными расстояниями d/n=0,334; 0,181; 0,153 нм.
Глиеж представляет собой породу, естественно обожженную, состоящую, в основном из кварца, полевых шпатов, глинистых минералов, оксидов железа, слюд и карбонатов. Содержание растворимого глинозема, находится в пределах 2-3 %. Участвуя в реакциях взаимодействия с известью, должен способствовать образованию кристаллических центров в лессоизвестковой массе, вокруг который при гидротермальной обработке группируются новообразования гидросиликатов и гидроалюминатов кальция.
Фосфогипс представлен в основном двуводным гипсом, кварцем с небольшой примесью неразложившихся фосфатов, остатков фосфорной и серной кислот и фтористых соединений.
Термоактивированный лесс представляет собой продукт, дегидратации при 750 °С лесса.
Термохимически активированный лесс представляет собой продукт, дегидратации при 750 "С смеси лесса и фосфогипса при их соотношении 4:1.
Химический анализ сырьевых материалов проведен по общепринятой методике в соответствии с ГОСТ 5382-91. Механический анализ сырья состоит в определении его зернового состава по методу седиментации.
Для определения прочности силикатных образцов их испытание осуществлялось на кубах размером 10x10x10 см. на гидравлическом прессе по ГОСТ 12852.5-77 (РСТ Уз 871-98). Образцы после автоклавирования высушивали до постоянного веса при температуре 105-110 °С, затем подвергали испытанию каждую серию и принимали среднее значение из 3-х образцов.
Для определения изгибающих усилий изготавливали балочки 4x4x16 см., испытание которых производили на приборе МИН-100.
Для лабораторных исследований подбора силикатной массы кирпича известково-кремнеземистую смесь помещали в эксикаторы на гашение извести в течение 10 часов, а затем ее смешивали с 10-15-20-25-30 % ТАЛ и тщательно перемешивали в лабораторной мешалке.
Методику режима автоклавирования планировали согласно заводскому 3 часа подогрева, 8 часов изотермическая выдержка при 0,8 МПа и 3 часа охлаждение образцов. Образцы извлекали из автоклава, высушивали при 70 °С, затем определяли прочность, водопоглощение, морозостойкость, долговечность, объемную плотность и массу кирпича (ГОСТ 7025-91).
Прочность сцепления силикатного кирпича на отрыв с кладочным цементно-песчаным раствором М-25 проводили согласно КМК 2-01-03-96.
В качестве деформативной характеристики ячеистого силикатобетона определяли динамический модуль упругости (Eg). Измерение производили на приборе ИЧМК-2.
Для определения воздухостойкости моделировали комплекс факторов в искусственном климате, созданном в аппарате искусственной погоды- визерометре. Образцы-кубы испытывали в нем в условиях, где цикл составляет 18 часов теплового облучения, 3 часа-дождя, 2 часа-мороза и 1 час осмотра. Следовательно, 30 циклов в аппарате искусственного климата приравнивается одному году службы образцов в атмосферных условиях.
Водопоглощение -образцов определяли по РСТ Уз871-98 (ГОСТ 12852. 6-77) определяли на образцах-цилиндрах диаметром 5 см, кубах 3x3x3 см; 7,07x7,07x7,07 см; 10x10x10 см и балочках 4x4x16 см по ГОСТ 7025-91.
Метод поглощения извести веществами из раствора является критерием активности минеральных добавок. Исследование проводили согласно ГОСТ 25094-94. Съёмку кривых дифференциально-термического анализа - производили на пирометре Курнакова Н.С. (ФНК-55).
Стойкость образцов в агрессивных растворах исследовали на образцах-кубиках размером 3x3x3 см. Агрессивной средой служили 0,5; 1,0; 1,5 и 3 % -ные растворы MgSO4 и Na2SO4.
Микроскопический анализ для изучения фазовых превращений, формы и размеров кристаллов, структуры и природы соединений проводили с помощью поляризационного микроскопа МИН-3.
Электронно-микроскопические исследования выполняли на электронно-сканирующем микроскопе JSM-259 японской фирмы JEOC. ИК-спектры поглощения снимали на спектрофотометре «Specord 75 R» (ГДР).
В третьей главе приведены результаты по изучению влияния растворимых неорганических солей на процессы твердения и свойства силикатного кирпича. В качестве активаторов твердения изучалось влияние неорганических хлоридных солей NaCl, CaCl2, FeCi3, A1C13 в широком диапазоне их концентраций: от 0,005 до 7,3 % от веса сухой известково-песчаной смеси.
Хлористые соли NaCI, СаС1г, FeCI3, AICI} являются интенсификаторами твердения силикатных изделий (кирпича). Введение их в количестве 0,1 % дает прирост прочности от 18 до 40 %. Снижение прочности образцов, наблюдаемое при избыточном содержании солей, является результатам изменения морфологии гидросиликатов кальция, а не результатом замедления процесса взаимодействия между известью и кварцем.
Влияние углекислого калия и натрия на прочность образцов зависит от содержания добавки и может быть разграничено на два периода. В области малых концентраций (от 0 до 0,3-1,0 %) увеличение содержания соли приводит к снижению прочности, а при дальнейшем увеличении ее количества прочность начинает возрастать, достигая 171 % от бездобавочном при дозировке 7,3 % К2СО3
Выявлено, что по мере увеличения добавки соли последовательно вначале возрастает эндотермический эффект гидрата оксида кальция, а переходя границу, соответствующую содержанию соли около 3 % (или 0,5 моля/л), этот эффект резко убывает. Кроме того, наблюдается снижение интенсивности экзотермического эффекта CSH(B), который при высокой концентрации соли становится «размытым» и почти исчезает.
Углекислые соли при взаимодействии с известью образуют CaCOj, эндотермический эффект которою при 795-820 °С заметен только при малых добавках углекислых солей, когда процесс образования гидросиликатов подавляется, что сопровождается на термограммах уменьшением интенсивности экзотермического эффекта 820-840 °С. С увеличением количества вводимой углекислой соли образуется большее количество СаСО3 и эффект его разложения должен был бы возрастать однако, на термограммах он, наоборот, исчезает.
Это происходит потому, что с повышением щелочности раствора, ускоряются реакции образования низкоосновных гидросиликатов кальция, возрастающий экзотермический эффект которых накладывается на эндотермический эффект разложения СаСО3, и они взаимно поглощаются. Для подтверждения этих соображений о решающем влиянии щелочи на степень взаимодействия компонентов смеси и на прочность образцов, проведены специальные опыты с введением в воду затворения КОН. Причем, дозировки ее взяты так, чтобы создать такие же концентрации щелочи, которые образуются при введении соответствующего количества K2COj.
Аммонийные и калиевые квасцы в качестве добавок к силикатной массе ранее не использовались, хотя по данным отдельных исследователей они позволяют значительно повысить прочность растворов на клинкерных цементах. Серия опытов с добавками сернокислых солей была проведена на массе активностью 8 %. Вследствие ограниченной растворимости указанных солей, с принятым объемом воды затворения удалось ввести лишь 0,3 % квасцов и до 1,0 % сернокислого натрия.
...Подобные документы
Основные достоинства и недостатки асинхронных (индукционных) машин, история их создания. Устройство асинхронного двигателя. Двигатели с улучшенными пусковыми свойствами. Анализ принципа подключения асинхронного двигателя через магнитный пускатель.
презентация [5,1 M], добавлен 26.08.2015Пути повышения служебных характеристик современных материалов. Методы управления процессами, в которых используются жидкие металлы. Физико-химические характеристики металлических расплавов. Технологии извлечения трития из литийсодержащих расплавов.
автореферат [1,1 M], добавлен 12.10.2008Анализ физико-химических свойств теплоизоляционных материалов. Разработка композиционных смесей с минимальным коэффициентом теплопроводности. Влияние пористости вещества на процессы охлаждения. Прессование конструкционных деталей из композиционной смеси.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 20.06.2013Обоснование возможности использования наночастиц как компонентов высокоэнергетических материалов. Характеристики наночастиц, описывающие дисперсность, состав, структуру. Разработка расчетных средств и методик для прогнозирования калорийности ВЭМ.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 09.03.2012Понятие и виды сушки, особенности ее статики и кинетики. Определение плотности, количества и энтальпии водяного пара. Цели и физико-химические способы осушки газов. Физические основы и методы кристаллизации, расчет ее материального и теплового баланса.
презентация [2,5 M], добавлен 29.09.2013Процесс нанесения тонких пленок в вакууме. Метод термического испарения. Области давления газов, соответствующие различному вакууму и средняя длина свободного пути молекул. Основные виды насосов, их параметры и характеристика. Средства измерения вакуума.
реферат [18,3 K], добавлен 14.06.2011Исследование группы кривых кинетики структурообразования, экстремальная форма которых воспроизводит геометрию простейшей катастрофы "складка". Модели кинетики твердения дисперсий. Согласие между экспериментальными и модельными кинетическими кривыми.
статья [145,6 K], добавлен 13.11.2017Принципы численного моделирования влияния пор на физико-механические свойства материалов. Разработка элементной модели углепластика, содержащей дефект в виде поры на границе волокно-матрица. Построение такой модели в программном комплексе ANSYS.
дипломная работа [4,5 M], добавлен 21.09.2017Физико-химические основы тепловлажностной обработки. Схема, описание принципа действия ямной пропарочной установки, ее материальный и тепловой баланс, технико-экономические показатели. Разработка решений по обеспечению требований по технике безопасности.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 12.05.2014Свойства материалов: механические, физические, химические. Виды деформаций: растяжение, сжатие, сдвиг, кручение и изгиб. Расчет плотности, теплопроводности и теплоемкости материалов. Огнестойкость материалов: несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.
презентация [32,0 M], добавлен 10.10.2015Физико-химические основы горения, его основные виды. Характеристика взрывов как освобождения большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени, его типы и причины. Источники энергии химических, ядерных и тепловых взрывов.
контрольная работа [17,8 K], добавлен 12.06.2010Изучение кинетики тепловых процессов в резервуарах типа РВС для хранения нефти и нефтепродуктов. Расчет и построение физико-математической модели по оценке теплового состояния резервуара РВС с учетом солнечной радиации, испарений и теплообмена с грунтом.
реферат [196,1 K], добавлен 25.09.2011Особенности и суть метода сопротивления материалов. Понятие растяжения и сжатия, сущность метода сечения. Испытания механических свойств материалов. Основы теории напряженного состояния. Теории прочности, определение и построение эпюр крутящих моментов.
курс лекций [1,3 M], добавлен 23.05.2010Получение композиционных материалов. Применение топологического подхода, основанного на теории катастроф, к аномальному поведению дисперсных систем и материалов. Анализ процессов структурообразования дисперсных систем при динамических воздействиях.
статья [171,2 K], добавлен 19.09.2017Гипотезы сопротивления материалов, схематизация сил. Эпюры внутренних силовых факторов, особенности. Три типа задач сопротивления материалов. Деформированное состояние в точке тела. Расчёт на прочность бруса с ломаной осью. Устойчивость сжатых стержней.
курс лекций [4,1 M], добавлен 04.05.2012Проведение испытаний на ползучесть облученной быстрыми нейтронами в реакторе БН-350 конструкционной стали 1Х13М2БФР в температурно-силовых условиях, имитирующих длительное хранение для выявления степени деградации физико-механических свойств чехлов.
лабораторная работа [3,8 M], добавлен 04.09.2014Механизм возникновения инверсной населенности. Особенности генерации в химических лазерах, способы получения исходных компонентов. Активная среда лазеров на центрах окраски, типы используемых кристаллов. Основные характеристики полупроводниковых лазеров.
презентация [65,5 K], добавлен 19.02.2014Характеристика электрического тока от его получения до поставки потребителю. Новые виды генераторов и трансформаторов. Анализ физико-механических процессов производства стали в электропечах. Генерирование электрической энергии. Линии электропередачи.
реферат [2,6 M], добавлен 22.12.2012Геотермальная энергия, ее получение из природного тепла Земли за счет расщепления радионуклидов в результате физико-химических процессов в земных недрах. Классификация источников геотермальной энергии. Развитие геотермальной энергетики в России.
реферат [1,6 M], добавлен 14.08.2012Анализ характеристик двигателя постоянного тока, режимов работы статора, запуска двигателя шасси в условиях низких температур. Физико-химические процессы, протекающие в химических источниках тока. Рекомендации по облегчению работы аккумуляторных батарей.
курсовая работа [582,7 K], добавлен 07.05.2014