64914

Сухі будівельні суміші та жаро-корозійностійкі мурувальні розчини на їх основі

Автореферат

Архитектура, проектирование и строительство

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі: визначити ефективність використання ШЛЦ в розчинах за критеріями стійкості в умовах сумісного впливу високої температури та агресивного сульфатного середовища; визначити оптимальний склад комплексної добавки що забезпечує ефекти...

Украинкский

2014-07-22

1.94 MB

1 чел.

PAGE 20

Київський національний університет

Будівництва І архітектури

КОНСТАНТИНОВСЬКИЙ Олександр Петрович

УДК 666.968; 666.97

сУХІ бУДІВЕЛЬНІ СУМІШІ ТА ЖАРО-КОРОЗійностійкі МУРУВАЛЬНІ РОЗЧИНИ НА ЇХ ОСНОВІ

05.23.05 – будівельні матеріали та вироби

А в т о р е ф е р а т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ – 2010


Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Державному підприємстві «Український науково-дослідний і проектно-конструкторський інститут будівельних матеріалів та виробів «НДІБМВ», м. Київ

Науковий керівник – доктор технічних наук, професор

Рунова Раїса Федорівна,

Київський національний університет будівництва

і архітектури, професор кафедри технології

будівельних конструкцій і виробів

Офіційні опоненти  – доктор технічних наук, професор

 Сердюк Василь Романович,

 Вінницький національний технічний університет,

 завідувач кафедри менеджменту будівництва,

 охорони праці та безпеки життєдіяльності

 

– кандидат технічних наук

 Ковальчук Георгій Юрійович,

 ТОВ «Будмакс»,  м. Київ,

керівник департаменту

Захист відбудеться «10» листопада 2010 р. о 1300 год на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.05 «Основи та фундаменти. Будівельні матеріали та вироби. Екологічна безпека» Київського національного університету будівництва і архітектури за адресою: 03680, м. Київ, Повітрофлотський проспект, 31, ауд. 466.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Київського національного університету будівництва і архітектури за адресою: 03680, м. Київ, Повітрофлотський проспект, 31.

Автореферат розісланий « 7 » жовтня 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

к.т.н., доцент                    М. В. Суханевич


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. При влаштуванні, ремонті, оновленні промислових та побутових споруд постає потреба в розчинах, які забезпечують високу технологічність робіт та характеризуються спеціальними властивостями. До розчинів спеціального призначення слід віднести і такі, що експлуатуються в муруванні промислових печей, футерівок котлів, які використовуються при виробництві сульфатної целюлози (варочний, содорегенераційний), та побутового опалювального обладнання (каміни, печі), і підлягають сумісному впливу високої температури та агресивного сульфатного середовища. Отримувати такі матеріали доцільно за технологією сухих будівельних сумішей модифікованих (СБСМ).

Вибір в’яжучої речовини при розробці суміші для розчинів спеціального призначення є ключовим питанням. Певні переваги у порівнянні з іншими в’яжучими системами має шлаколужний цемент (ШЛЦ), перш за все, за причини особливостей продуктів гідратації, серед яких відсутній гідроксид кальцію та присутні аналоги породоутворюючих мінералів земної кори, що забезпечує високі фізико-технічні та спеціальні властивості штучного каменю. Крім того, низька енергоємність виробництва шлаколужних цементів у порівнянні з традиційними портландцементами сприяє зниженню вартості матеріалу, що в умовах сучасної економічної ситуації набуває особливої актуальності. Використання шлаків в технології СБСМ є нетрадиційним і відкриває нові можливості розвитку цього напрямку матеріалознавства.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана згідно з пріоритетними напрямками розвитку науки і техніки, визначеними в Законі України від 11 липня 2001 р. №2623-ІІІ «Про пріоритетні напрямки розвитку науки і техніки» (напрямок №6 «Новітні технології та ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі») та господарських договорів «Проведення науково-дослідних робіт по оптимізації сухих будівельних сумішей «Артисан» (№  державної реєстрації 0104U003536, 2004-2009 рр.).

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка мурувальних розчинів, що отримують за технології СБСМ, призначених для експлуатації в умовах сумісного впливу високої температури (до 600°С) та агресивного сульфатного середовища, на основі ШЛЦ, з використанням модифікуючих добавок, здатних створювати сприятливі умови для процесів гідратації в тонкому шарі.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі:

  •  визначити ефективність використання ШЛЦ в розчинах за критеріями стійкості в умовах сумісного впливу високої температури та агресивного сульфатного середовища;
  •  визначити оптимальний склад комплексної добавки, що забезпечує ефекти пластифікації та прискорення набору міцності, за критеріями консистенції розчинової  суміші та міцності розчину;
  •  дослідити сумісний вплив комплексної поліфункціональної та водоутримуючої добавок на реологічні характеристики (водоутримувальна здатність, розплив конусу) розчинової суміші на основі ШЛЦ;
  •  дослідити особливості процесів гідратації ШЛЦ в присутності хімічних добавок в тонкому шарі мурувального розчину;
  •  дослідити вплив крупності заповнювача та співвідношення між  заповнювачем і наповнювачем на показники міцності та деформативності розчину;
  •  оптимізувати склад СБСМ для влаштування мурувальних розчинів за критеріями рухомості розчинової суміші, міцності розчину при стиску і на розтяг при згині, усадки, адгезії до бетону, коефіцієнту жаро-корозійної стійкості;
  •  провести практичне випробування будівельних розчинів розробленої рецептури, отриманих на основі СБСМ, в умовах промислового виробництва та при використанні на промисловому об’єкті.

Об’єктом досліджень є будівельний розчин для мурування промислових та побутових об’єктів, що експлуатується в умовах сумісної дії високої температури та агресивного сульфатного середовища.

Предметом досліджень є процеси структуроутворення в тонкому шарі мурувального розчину на основі ШЛЦ в умовах сумісного впливу високої температури та агресивного сульфатного середовища.

Методи досліджень. Експериментальні дослідження виконані із застосуванням сучасних методів фізико-хімічного аналізу: рентгенофазового, диференціально-термічного та електронної растрової мікроскопії. Розрахунки фізичних (середня густина, пористість, водопоглинання), фізико-механічних (рухомість, міцність при стиску, на розтяг при згині, адгезія до бетону, усадка) та спеціальних (морозо- та жаро-корозійна стійкість) властивостей проведено за традиційними методиками згідно діючих нормативних документів. Розрахунки та оптимізацію складу жаро-корозійностійкого мурувального розчину на основі ШЛЦ проведено із застосуванням статистичних методів планування експерименту.

Наукова новизна одержаних результатів:

- теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено ефективність використання ШЛЦ при отриманні мурувального розчину на основі СБСМ, призначеного для експлуатації в умовах сумісного впливу високої температури і агресивного сульфатного середовища, за рахунок характеру новоутворень та оптимізації мезоструктури розчину шляхом запропонованого комплексу хімічних добавок та поліфракційності заповнювача;

- визначено можливість керування реологічними властивостями розчинової суміші на основі ШЛЦ та експлуатаційними властивостями мурувального розчину за рахунок складу комплексної добавки, що вміщує пластифікуючий, прискорюючий та водоутримувальний компоненти, сумісність яких підтверджено експериментально;

- доведено, що в лужному середовищі тверднучого ШЛЦ забезпечується розвиток процесів гідратації в тонкому шарі мурувального розчину аналогічний подібному в масиві при застосуванні комплексу хімічних добавок в складі лігносульфонату натрію, роданіду натрію та метилгідроксипропилцелюлози, що визначає загально-технічні та спеціальні властивості такого розчину.

Практичне значення одержаних результатів:

  •  запропоновано рецептуру СБСМ для мурування промислових печей, футерівок котлів, що використовуються при виробництві сульфатної целюлози, та побутових об’єктів (каміни, печі), яка розширює номенклатуру продуктів цієї групи за рахунок спеціальних властивостей розчину, до яких відноситься здатність до опору сумісній дії високої температури та агресивного сульфатного середовища;
  •  підтверджено в промислових умовах виробництва СБСМ ефективність використання ШЛЦ у вигляді окремо віддозованих його компонентів при отриманні суміші спеціального призначення;
  •  проведено випробовування розробленого розчину при муруванні ділянки склепіння (30 м2) камери № 10 кільцевої печі випалу керамічної цегли і доведено ефективність його використання при експлуатації в складних умовах;
  •  підтверджено відповідність запропонованого будівельного матеріалу вимогам діючих нормативних документів; розрахунковий економічний ефект від застосування розробленої сухої суміші становить 836,15 грн/тонну у порівнянні з сухою будівельною сумішшю для мурування печей і камінів «Мастер-Камін» (ТОВ ВК «Мегабуд», м. Житомир) і 2042,85 грн/тонну у порівнянні з сухою будівельною мурувальною термостійкою сумішшю «ВОГНИК» (ТОВ «Євросвіт», м. Миронівка).

Особистий внесок здобувача полягає у проведенні експериментальних досліджень, обробці одержаних результатів, впровадженні розроблених матеріалів у виробництво і відображено у наукових роботах:

- досліджено вплив різних видів ефірів целюлози на реологічні властивості шлаколужних мурувальних розчинів, виконаних за технологією сухих будівельних сумішей. Здійснено вибір ефіру целюлози за критерієм водоутримуючої здатності та додаткового пластифікуючого ефекту [1];

- досліджено особливості процесів гідратації шлаколужного в’яжучого у тонкому шарі мурувального розчину і порової структури цементного каменя. За допомогою методів фізико-хімічного аналізу встановлено вплив хімічних добавок на кінетику гідратації в’яжучого та на пористість цементного каменя [2];

- оптимізовано склад сухої будівельної суміші на підставі реалізованого D-оптимального плану-експерименту [3];

- досліджено шлаколужне в’яжуче методами фізико-хімічного аналізу і визначено оптимальний склад сухої будівельної суміші [4];

- проведено фізико-хімічні дослідження шлаколужного в’яжучого, що дозволили ідентифікувати новоутворення, синтезовані внаслідок гідратації, нагрівання зразків до температури 300, 450, 600°С і витримки у 5-% розчині Na2SO4 [5];

- визначено оптимальний склад комплексної добавки на основі лігносульфонату і роданіду за критеріями пластифікації і міцності на 28 добу шлаколужного в’яжучого та вплив фракційності заповнювача та співвідношення між  заповнювачем і наповнювачем на міцнісні характеристики і усадочні деформації розчину [6];

- досліджено цементуючу матрицю розчину і зроблено висновок про можливість отримання на основі шлаколужного в’яжучого сухих сумішей, призначених для експлуатації в якості мурувального розчину при облаштуванні печей, камінів [7];

- досліджено шлаколужний цемент та підтверджено можливість його використання в жаростійких розчинах, що зазнають впливу агресивного сульфатного середовища [8].

Апробація результатів дисертації.

 Основні положення дисертаційної роботи висвітлено в доповідях на науково-практичних конференціях ДП «НДІБМВ» (2005–2010 рр.), VI міжнародній науково-технічній конференції «Стройхимия 2009» (Київ, 2009 р.), IV міжнародному науково-практичному семінарі «Теория и практика производства и применения ячеистого бетона в строительстве» (Місхор, ПДАБА, 2009 р.), ХІ міжнародній науково-практичній конференції «Дни современного бетона» (Запоріжжя, 2010 р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 8 друкованих робіт, в тому числі 6 – у наукових фахових виданнях, 2 – у науково-технічних журналах.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 127 сторінках друкованого тексту основної частини, яка складається зі вступу, 5 розділів та висновків. Повний обсяг дисертації становить 160 сторінок і включає: 22 таблиці на 25 сторінках, 42 рисунка на 32 сторінках, список використаних джерел з 168 найменувань на 18 сторінках та 6 додатків на 9 сторінках.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовані мета, задачі і основні наукові результати досліджень, показано їх практичне значення.

У першому розділі наведено аналітичний огляд стану проблеми розвитку номенклатури СБСМ та обґрунтовано напрямки досліджень.

Аналіз літературних даних про процеси, що протікають в матеріалах споруд теплового обладнання (печі, котли) під впливом високих температур та агресивного сульфатного середовища, свідчить про те, що в промислових печах та котлах целюлозного виробництва утворюються умови для розвитку процесів сульфатної корозії при високій температурі в матеріалі конструкції, які  впливають на її надійність в цілому. Ці процеси призводять до зниження міцності бетону і мурувального розчину через зміну складу продуктів гідратації цементного каменю та виникнення значних внутрішніх напружень, що супроводжуються тріщиноутворенням. В залежності від ступеню агресивності і температури сульфатного середовища застосовують різні види захисту промислового теплового обладнання: вид і конструкція антикорозійного покриття, теплоізоляція і футерівка. Одним з можливих шляхів підвищення довговічності наведених конструкцій, що знаходяться під дією високих температур та хімічних агресивних факторів, є використання жаро-корозійностійких розчинів для мурування футерівок, в тому числі в промислових печах.

Технологія СБСМ є найбільш привабливою для забезпечення умов отримання розчинів з регламентованими спеціальними властивостями. Розчини, виготовлені на основі СБСМ, відповідають вимогам сучасності і мають широку номенклатуру за призначенням, не потребуючи радикальних змін  в технологічному процесі.

Фізико-механічні та спеціальні властивості будівельних розчинів забезпечуються, перш за все, цементуючою мінеральною матрицею. Жаростійкість і корозійну стійкість цементів визначає ряд факторів: мінімізація або відсутність в продуктах гідратації гідроксиду кальцію, а також високоосновних гідросилікатів і гідроалюмінатів кальцію, що є менш стійкими в порівнянні з низькоосновними сполуками; висока густина цементного каменю; наявність в порах цементного каменя утворень, що перешкоджають протіканню корозії.

Відомо, що на основі портландцементу з тонкомеленою мінеральною добавкою, глиноземистого цементу, рідинного скла можуть бути отримані спеціальні розчини, які зазнають впливу високої температури та агресивного сульфатного середовища. Але їх застосування має певні недоліки і ускладнення. Так, глиноземистий цемент має занадто високу вартість і, крім того, не виробляється промисловістю України, рідинне скло несумісне з «сухими» технологіями.

Суттєві переваги і досвід застосування  в спеціальних композиційних матеріалах має шлаколужний цемент (термін за ДСТУ Б В.2.7-181: 2009 «Цементи лужні. Технічні умови» та «шлаколужне в’яжуче» за ДСТУ Б В.2.7-24-95) як різновид лужних алюмосилікатних в’яжучих речовин, запропонованих Глуховським В.Д. в 1957 р. та розвинених в працях наукової школи КНУБА під керівництвом Кривенка П.В. Високі показники властивостей в’яжучих речовин цієї групи пояснюються формуванням у процесі твердіння низькоосновних тоберморитоподібних гідросилікатів кальцію CSH(B), гідрогранатів змінного складу, лужних гідроалюмосилікатів, аналогічних природним мінералам типу цеолітів та гідрослюд.

Технологія використання шлаколужних в’яжучих в бетонах і розчинах має певні особливості, головна з яких,  приготування  в рідинному стані лужного компоненту, що вводиться безпосередньо в бетонозмішувач одночасно з тонкомеленим шлаком. Перспективною і сучасною тенденцією є виготовлення шлаколужних бетонів та розчинів за «сухими технологіями», при якому лужний компонент вводиться у склад в’яжучого у сухому стані сумісно з шлаком та хімічними добавками. Така технологія максимально наближається до технології СБСМ і надає можливості щодо використання в’яжучих, рецептура яких реалізується безпосередньо в процесі виготовлення суміші. Це позбавляє необхідності організації централізованої поставки шлаколужного цементу. Високоточне дозування та змішування забезпечують максимальну однорідність продукту і формування його властивостей. При використанні такого цементу в складі тонкошарового розчину залишається невизначеною адекватність процесів гідратації в тонкому шарі розчину та в масиві.

Термомеханічні і корозійностійкі властивості шлаколужних цементів досліджені в досить широкому обсязі. Так,

роботами Соловйова Я.І.,  Пушкарьової К.К., Єфремова О.М., Козубова В.Г., Станецького Г.С. та ін. показано, що умовами жаростійкості шлаколужних в’яжучих є відсутність в продуктах гідратації Ca(OH)2 та формування в структурі цементного каменю продуктів твердіння, що здатні до плавної перекристалізації в безводні з’єднання. До таких продуктів відносять лужні і змішані лужно-лужноземельні гідроалюмосилікатні або гідроферросилікатні сполуки, а також низькоосновні гідросилікати кальцію, що забезпечують поступове протікання дегідратації без розвитку істотних деструктивних напружень в цементному камені.

Корозійна стійкість шлаколужного в’яжучого, згідно дослідженням Гончарова В.В., Міроненка А.В.,  Бродко О.А. та ін., залежить від хіміко-мінералогічного складу вихідних фаз шлаку, виду лужного компоненту, його концентрації та умов твердіння. При цьому існує ряд заходів підвищення корозійної стійкості цементного каменю за рахунок введення модифікуючих добавок.

Узагальнення досліджень про умови забезпечення жаростійких та корозійностійких властивостей затверділого каменю дає підстави стверджувати, що опір сумісному впливу високих температур та сульфатного середовища забезпечується відсутністю в продуктах гідратації цементного каменю гідроксиду кальцію та формуванням гідратів, що здатні до перекристалізації в безводні з’єднання при їх нагріванні без утворення внутрішніх напружень в матеріалі, а також стійкі до дії агресивного сульфатного середовища. Склад продуктів гідратації шлаколужного цементу відповідає зазначеним вимогам.

Відомо, що покращення робочих (реологічних) властивостей розчинових сумішей відбувається за допомогою хімічних добавок, які додають в малих кількостях – до 5% по відношенню до маси в’яжучого. Використання пластифікаторів в шлаколужних системах ускладнюється через структурну нестабільність багатьох продуктів з цієї групи у високолужному середовищі (рН = 12…14), що створюється в’яжучою речовиною. Ряд робіт (Кривенко П.В., Петропавловський О.М., Гузій С.Г., Пушкарь В.І.) присвячено розробці ефективних комплексних добавок на основі поверхнево-активної речовини лужної природи  та електроліту, за допомогою яких можливо впливати на реологічні та фізико-механічні властивості лужних композицій. Реологічні властивості розчинових сумішей, перш за все мурувальних, передбачають необхідність високого водоутримання в зв’язку з умовами твердіння розчину в тонкому шарі і потребують визначення сумісності пластифікуючих і водоутримуючих добавок, серед яких традиційними є ефіри целюлози.

Аналіз літературних джерел дозволив запропонувати наукову гіпотезу про можливість отримання мурувальних розчинів, що експлуатуються в умовах сумісного впливу високої температури та агресивного сульфатного середовища, за рахунок використання в’яжучих речовин, продукти гідратації яких вміщують сполуки, здатні протидіяти впливу таких факторів, а їх модифікація комплексом хімічних добавок здатна забезпечити розвиток структуроутворення в тонкому шарі розчину з відповідними експлуатаційними характеристиками.

У другому розділі охарактеризовано вихідні матеріали та основні методи досліджень.

В якості алюмосилікатного компоненту шлаколужного цементу в дослідженнях був використаний доменний гранульований шлак виробництва ВАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг» згідно з ГОСТ 3476-74, Мо = 1,1, питомою поверхнею 450 м2/кг. В якості лужного компоненту використовували соду кальциновану технічну (Na2CO3) згідно з ГОСТ 5100-85 в сухому порошкоподібному стані. Для порівняння як аналоги використовували портландцементи виробництва ВАТ «БАЛЦЕМ» ПЦ І 500 та ПЦ ІІ/А-Ш-400 згідно з ДСТУ Б В.2.7-46-96. В складі добавок були використані продукт лігносульфонатного типу марки Lignobond DD (pH = 8-9) виробництва Borregaard LignoTech (Норвегія), а також роданід натрію у вигляді сухого відходу коксохімічного виробництва (ВАТ «Запоріжкокс»). Водоутримувальними добавками прийняті метилгідроксиетилові (МГЕЦ) та метилгідроксипропилові (МГПЦ) ефіри целюлози: Mecellose FMC-2070 (Samsung Fine Chemicals, Корея), Celocell 150M (Yillong Chemical Group Ltd, Китай), Culminal 8350 (Aqualon, Франція), Bermocoll ML 31 (Akzo Nobel Functional Chemicals, Швеція), Tylose MH60001P4 (SE Tylose GmbH & Co, Німеччина).

В складі розчинів використовували шамотний пісок фракцій 0–0,63 мм та 0–1,25 мм та наповнювач (<0,16 мм) з бою вогнетривких виробів (ГОСТ 23037-99).

Властивості вихідних матеріалів та одержаних продуктів визначали за відповідними стандартами і методиками, перш за все з урахуванням ДСТУ-П Б В.2.7-126:2006. Оптимізацію складу СБСМ проводили за допомогою методів математичного планування експерименту. При цього використовували як відомі оптимальні плани експерименту так і спеціально синтезовані D-плани. Розрахунки здійснювали в програмному середовищі Statistica 7.0.

Фізико-хімічні дослідження включали використання рентгенофазового, диференціально-термічного аналізів, а також електронної мікроскопії.

У третьому розділі наведено результати досліджень мінеральної цементуючої матриці розчину на основі СБСМ.

При визначенні впливу компонентів системи «шлак-сода-портландцемент» на фізико-механічні властивості цементуючої матриці реалізовано двофакторний план-експеримент, в якості змінних факторів якого прийняті вміст соди та вміст портландцементу. За результатами експерименту, в’яжуча система, що є основою мурувального розчину, представлена таким складом, %: шлак доменний гранульований мелений – 90,4; сода кальцинована – 7,0; портландцемент ПЦ І-500 – 2,6. Така система за показниками ранньої міцності (15 МПа у віці 2 діб) та міцності на 28 добу (40 МПа) відповідає М400. Водночас згідно з СП 82-101-98 цемент такої активності рекомендується для отримання жаростійких мурувальних розчинів М200, отже відповідає вимогам використання за таким призначенням.

Дослідження здатності цементної матриці обраного  складу витримувати  вплив температури та агресивного сульфатного середовища після 28 діб нормального твердіння виконували за спеціальною методикою, яка передбачала наступне. За показником залишкової міцності зразків при стиску після їх випалювання при температурах 300, 450, 600ºС протягом 4 год оцінювали жаростійкість. Після термообробки зразки кожної серії поміщали в агресивне середовище (5-% розчин Na2SO4), а контрольні  зберігали в нормальних умовах. Через певні проміжки часу (30, 90, 180, 360 діб) зразки досліджували на міцність при стиску і розраховували коефіцієнт жаро-корозійної стійкості як співвідношення міцності зразків, що знаходилися в агресивному середовищі після випробування на жаростійкість при відповідній температурі, до міцності зразків, що знаходились в нормальних умовах після таких же випробувань. Для порівняльного аналізу разом з шлаколужним цементом досліджували портландцемент ПЦ І-500, портландцемент з мінеральною добавкою ПЦ ІІ/А-Ш-400.

За результатами випробувань, обидва типи портландцементу в умовах експерименту характеризуються тенденцією до зменшення коефіцієнту жаро-корозійної стійкості за часом випробування при попередньому нагріванні до температур 300, 450, 600ºС (рис.1).

а)

б)

Рис. 1. Залежність коефіцієнту жаро-корозійної стійкості від терміну витримки в 5-% розчині Na2SO4 при попередньому нагріванні до температур 450°С (а), 600°С (б)

ШЛЦ характеризується здатністю не тільки до збереження цього показника, але й тенденцією до його збільшення в певному інтервалі часу: зразки, що випалені при всіх регламентованих експериментом параметрах, протягом 90 діб знаходження в розчині сульфату натрію підвищили міцність і коефіцієнт стійкості становив від 137% (для температури 300°С) до 153% (для температури 450°С) і 144% (для температури 600°С); зразки, які нагрівалися при 600 ºС, протягом 360 діб знаходження в агресивному середовищі практично не втратили властивості, а коефіцієнт жаро-корозійної стійкості становив 130%, вдвічі перевищуючи значення для зразків на основі портландцементів.

Формування наведених вище властивостей є перш за все результатом фізико-хімічних процесів структуроутворення дисперсної системи на мікрорівні. Ідентифікація за допомогою РФА новоутворень, що сформувались в шлаколужній цементній матриці внаслідок гідратації, нагрівання зразків до температур 300, 450 і 600°С і довготривалої витримки їх у 5-% розчині Na2SO4, свідчить про те, що вони представлені низькоосновними гідросилікатами кальцію (d = 0,186; 0,191; 0,210; 0,229; 0,272; 0,279; 0,286; 0,305; 0,386 нм), гідронефеліном (d = 0,272; 0,286; 0,386 нм) та кальцитом (d = 0,191; 0,210; 0,229 нм), які забезпечують показники міцності цементу. Після нагрівання до температури в інтервалі 300-600°С і витримки в агресивному середовищі мінералогічний склад новоутворень якісно не змінився. Розвиток структуроутворення в напрямку синтезу зазначених фаз підтверджують дані ДТА та електронні мікрофотографії поверхні сколу штучного каменю.

З врахуванням умов нанесення розчинової суміші на основу регламентованими є її реологічні властивості. Це потребує визначення можливості пластифікації цементної матриці та її водоутримання.

Як показали дослідження, забезпеченню необхідної рухомості розчиновій суміші для мурування сприяє добавка лігносульфонату натрію, яка, однак, дещо знижує міцність розчину (рис.2).

Рис. 2. Вплив добавки роданіду натрію на рухомість пластифікованої розчинової суміші і міцність розчину на 28 добу твердіння

Компенсація негативного впливу лігносульфонату на міцність досягається завдяки додаванню роданіду натрію при постійній витраті пластифікатора 0,2%.  При цьому збільшення вмісту роданіду до певної межі має додатковий позитивний пластифікуючий вплив на розчинову суміш.

Для вирішення задачі ефективної «роботи» шлаколужного цементу в тонкому шарі досліджено вплив водоутримуючих добавок у вигляді ефірів целюлози різних типів на реологічні властивості мурувальних розчинів на основі такого цементу. Встановлено, що за критерієм водоутримуючої здатності і додаткового пластифікуючого ефекту найкращий результат належить ефірам типу МГПЦ. Покращення показника водоутримуючої здатності сумішей пояснюється більшою молекулярною масою МГПЦ у порівнянні з МГЕЦ. Позитивний пластифікуючий ефект з боку ефіру целюлози пояснюється більшою довжиною гідроксипропилових ланцюгів ніж гідроксиетилових, які фізично перешкоджають взаємодії між частками, що гідратуються. Збільшення ступеня заміщення ефірів покращує їх поверхневу активність, внаслідок чого збільшується кількість залученого повітря до суміші під час її перемішування і, відповідно, пластичність суміші.  З плином часу  ефір целюлози  частково зазнає деструкції в лужному середовищі цементної матриці і відщеплені від ефіру під дією Na+ бічні ланцюги поліефіру пропіленгліколю [СН3СН2СНО]n-ОН виконують функції поверхнево-активної речовини (ПАР). Адсорбуючись на поверхні мінеральних часток, молекули ПАР знижують вільну поверхневу енергію, що призводить до покращення рухомості розчинової суміші. При цьому незруйнована частина добавки ефіру продовжує забезпечувати вотоутримуючу функцію. Здійснення такого механізму в тонкому шарі розчину з наведеним комплексом хімічних добавок підтверджують виконані фізико-хімічні дослідження.

Встановлено, що твердіння ШЛЦ без добавок протягом 28 діб в тонкому шарі в повітряно-сухих умовах супроводжується утворенням тоберморитоподібних гідросилікатів кальцію CSH(B), кристалізація яких фіксується на рентгенограмі (крива №1, рис. 3) рефлекслами з d = 0,186; 0,279; 0,303 нм. Поряд з цими утвореннями в системі ідентифікуються кристали гідронефеліну Na2O·Al2O3·2SiO2·2H2O (d = 0,218; 0,232; 0,274; 0,286; 0,371; 0,421; 0,646 нм), натроліту Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O (d = 0,269; 0,322 нм), анальциму Na2O·Al2O3·4SiO2·nH2O (d = 0,251; 0,263; 0,295нм) та кальциту (d = 0,191; 0,210; 0,229 нм).

При гідратації в тонкому шарі ШЛЦ з добавками протягом 28 діб (крива 2, рис. 3) синтезуються ті ж самі мінерали, що і в зразках ШЛЦ без добавок. Однак, інтенсивність дифракційних піків гідросилікатів кальцію, кальциту та лужних гідроалюмосилікатів значно більша на рентгенограмі препарату з добавками, ніж без них. Це свідчить про більш сприятливі умови гідратації цементу завдяки вмісту добавок. На рис. 4 наведені електронні мікрофотографії поверхні сколу штучного каменю, що фіксують продукти гідратації в тонкому шарі ШЛЦ з добавками. Конгломерати волокнистих голчастих утворень та тонких пластинок характерні для низькоосновних гідросилікатів кальцію. Поруч з цими мінералами спостерігаються гелеподібні маси гідросилікатів кальцію, синтезовані на ранньому періоді гідратації. Кальцит спостерігається у вигляді пластинок ромбоедричної форми. На електронних мікрофотографіях поверхні сколу штучного каменю також видно масивні утворення частинок шлаку, що не охоплені реакційними процесами. Однак на поверхні цих частинок спостерігаються нові утворення, складні для ідентифікації, але вони свідчать про поступову гідратацію з часом шлакових зерен. Гексагональні короткостовбчасті та призматичні форми кристалів характерні для лужних

гідроалюмосилікатів (гідронефелін, анальцим).

Введення хімічних добавок позитивно впливає і на порову структуру шлаколужної матриці розчину при гідратації в тонкому шарі, що позначається в зменшенні показника капілярної пористості і збільшенні показника мікропористості у порівнянні з цементом без добавок. Значення показників капілярної та гелевої пористості після 28 діб твердіння в тонкому шарі зразків шлаколужного цементу без вмісту добавок становлять 23,4% і 15,1%, а з добавками – 16,4% і 16,2% відповідно. Загальна пористість зразків ШЛЦ при різних умовах гідратації майже не відрізняється.

Четвертий розділ присвячено розробці і дослідженню мурувальних розчинів з оптимізацією їх рецептури за критеріями властивостей, регламентованих умовами використання в конструкціях  промислових та побутових об’єктів, які підлягають одночасній дії високої температури (600оС) та агресивного середовища з вмістом сульфат-іонів.

Досліджено вплив крупності заповнювача та співвідношення між заповнювачем та наповнювачем на міцність розчину при стиску та його усадку на 28 добу з використанням двофакторного плану-експерименту. Встановлено, що максимальна міцність розчину (36 МПа) та мінімальна усадочна деформація розчину (2,4 мм/м) забезпечуються при відношенні маси цементу до маси сухої суміші Ц/СС – 0,4 мас.часток, відношенні маси наповнювача до сумарної маси заповнювача і наповнювача Н/(Н+З) – 0,2 мас. часток та максимальній крупності заповнювача 0,63 мм.

При розробці оптимального складу СБСМ реалізовано D-оптимальний план-експеримент у відповідності з алгоритмом простого обміну (Вінна-Мітчела). В якості змінних факторів плану було обрано: водоцементне відношення В/Ц (0,6…0,8) (Х1), вміст наповнювача в системі заповнювач-наповнювач Н/(Н+З) (0,15…0,25 мас. часток) (Х2), вміст ЛСТ (0,1…0,3% маси цементу) (Х3), вміст роданіду (0,2…1,0% маси цементу) (Х4), вміст ефіру целюлози ЕЦ (0,1…0,3% маси сухої суміші) (Х5). Максимальна крупність заповнювача становила 0,63 мм, відношення Ц/СС залишалось сталим і дорівнювало 0,4.

При реалізації плану-експерименту побудовано поверхні відгуку рухомості розчинової суміші (при сталих Х1 = 0,8, Х2 = 0,25 мас. часток, Х5 = 0,1% маси сухої суміші) (рис. 5, а), міцності розчину при стиску (при сталих X1 = 0,6, Х2 = 0,23 мас. частка, Х5 = 0,1% сухої суміші) (рис.5, б) і на розтяг при згині (при сталих X1 = 0,6, Х2 = 0,23 мас. частка, Х5 = 0,1% сухої суміші) (рис.6, а), адгезії до бетону (при сталих X1 = 0,8, Х2 = 0,25 мас. частка, Х5 = 0,3% сухої суміші) (рис.6, б), усадки на 28 добу (при сталих X1 = 0,6, Х2 = 0,18 мас. частка, Х5 = 0,1% сухої суміші) (рис.6, в) та коефіцієнту жаро-корозійної стійкості (при сталих X1 = 0,6, Х2 = 0,25 мас. частка, Х5 = 0,1% сухої суміші) (рис. 6, г).

а)

б)

Рис. 5. Поля рухомості розчинової суміші (а), міцності розчину при стиску (б) в залежності від змінних факторів

а)

б)

в)

г)

Рис. 6. Поля міцності розчина на розтяг при згині (а), адгезії до бетону (б), усадки (в), коефіцієнту жаро-корозійної стійкості (г) в залежності від змінних факторів

На підставі  узагальнення результатів оптимізації за кожною вихідною характеристикою запропоновано склад СБСМ (табл. 1).

Таблиця 1

Склад розробленої сухої будівельної суміші для отримання

мурувального розчину спеціального призначення

Матеріали

Витрата

кг/м3

%

Шлак доменний гранульований

616,9

28,70

Сода кальцинована технічна

47,8

2,22

Портландцемент ПЦ І 500

17,7

0,82

Шамотний пісок з бою вогнетривких виробів

788,2

36,66

Шамотний наповнювач з бою вогнетривких виробів

235,4

10,95

Лігносульфонат натрію

1,0

0,05

Роданід натрію

5,9

0,27

Ефір целюлози Mecellose FMC-2070

5,1

0,24

Вода

431,8

20,09

Оскільки технологія СБСМ надає можливість реалізовувати ШЛЦ безпосередньо в процесі виробництва суміші, цементна система представлена в таблиці у вигляді окремих компонентів.

Така суміш дозволяє отримувати розчин, що відповідає регламентованим ДСТУ-П Б В.2.7-126:2006 і СН-290-74 характеристикам (табл. 2).

Таблиця 2

Відповідність показників якості розроблених СБСМ та розчину нормативним вимогам

Найменування показників

Одиниця ви–міру

Значення показників

ДСТУ -П Б В.2.7-126:

2006

СН 290-74

СБСМ

Суміши

Крупність заповнювача, не більше

мм

2,5

1,2

1,25

Розчинові суміши

Рухомість, не менше

Водоутримувальна здатність, не менше

Термін використання, не менше

см

%

хв.

4

95

90

7,5

9

97

100

Розчини

Міцність зчеплення  з бетонною основою (повітряно-сухі умови), не менше

Границя міцності на стиск через 28 діб, не менше

Границя міцності на розтяг при вигині через 28 діб, не менше

Деформація усадки через 28 діб, не більше,

Морозостійкість, не менше

Коефіцієнт жаро-корозійної стійкості

МПа

МПа

МПа

мм/м

циклів

0,2

5

25-75

15-20

0,6

28

5

2,2

75

1,31

У п’ятому розділі досліджено основні технологічні параметри отримання сухої суміші за технологією СБСМ в умовах виробництва ТОВ «Артіль» при випуску дослідно-промислової партії. Дослідно-промислове випробування розчину на основі СБСМ виконували на кільцевої печі для випалюванні цегли ЗАТ «Таврійська будівельна компанія», для якої влаштували мурування склепіння площею 30 м3 камери №10 з суміші розробленого складу. Склепіння камери зазнає впливу високої температури (не вище 600°С) і агресивного середовища. Через 180 діб було проведено візуальне обстеження ділянки склепіння камери №10 кільцевої печі, при якому ознак руйнування мурувального розчину не виявили.

Розроблений матеріал як за робочими так і за експлуатаційними, в тому числі спеціальними властивостями, не поступається показникам аналогічних продуктів, для яких, однак, не наводиться коефіцієнт жаро-корозійної стійкості.

Для обґрунтування доцільності застосування розчинів розробленого складу на основі СБСМ обчислено показники економічної ефективності  суміші у порівнянні з сумішами аналогічного призначення  вітчизняних виробників, які за фізико-механічними показниками відповідають мурувальному розчину групи М1 за ДСТУ-П Б В.2.7-126:2006. В якості сумішей-аналогів були обрані: суха будівельна мурувальна термостійка суміш «ВОГНИК» (ТОВ «Євросвіт»,
м. Миронівка) згідно з ТУ У В.2.7-26.2-32547143-002:2005; суха будівельна суміш для мурування печей і камінів «Мастер-Камін» (ТОВ ВК «Мегабуд», м. Житомир) згідно з ТУ
У В.2.7-26.6-2474202554-001-2004.

Підраховано, що економічний ефект від застосування в промисловому будівництві сухої суміші розробленого складу становить 2042,85 грн/тонну в порівнянні з СБСМ «ВОГНИК» та 836,15 грн/1 тонну в порівнянні з СБСМ «Мастер-Камін».

ВИСНОВКИ

  1.  

Доведено доцільність розширення номенклатури СБСМ та мурувальних розчинів спеціального призначення на їх основі для влаштування промислових печей, футерівок котлів промислових виробництв (варочний, содорегенераційний та ін.) та побутового опалювального обладнання (каміни, печі) за рахунок сумішей запропонованого складу з використанням шлаколужного цементу, ефективність яких визначається стійкістю матеріалу в умовах сумісної дії високих температур (600оС) і агресивного середовища () завдяки природі новоутворень, що формуються в структурі цементного каменю, та оптимізації мезоструктури розчину з використанням поліфракційного вогнетривкого заповнювача.

  1.  Розкрито закономірності формування реологічних властивостей розчинової суміші на основі шлаколужного цементу і показано, що на рухомість та формування міцності розчину позитивно впливає комплексна добавка, яка вміщує лігносульфонат нартію та роданід натрію за рахунок хімічної спорідненості  з таким цементом, а додаткова присутність в тверднучій системі метилгідроксипропилцелюлози забезпечує регламентовану водоутримуючу здатність розчиновій суміші, обумовлену більшими значеннями ступеня заміщення, більшою довжиною бічних ланцюгів та молекулярної маси ефіру целюлози такого типу.
  2.  Фізико-хімічними дослідженнями доведено, що завдяки комплексному  впливу хімічних добавок створюються сприятливі умови для гідратаційних процесів в тонкому шарі мурувального розчину на основі шлаколужного цементу, які не відрізняються від таких, що відбуваються в масиві, і визначають його експлуатаційні властивості внаслідок синтезу низькоосновних гідросилікатів кальцію, кальциту, лужних гідроалюмосилікатів.
  3.  Досліджено вплив крупності шамотного заповнювача та співвідношення між заповнювачем та тонкомеленим шамотним наповнювачем на фізико-механічні властивості розчину і встановлено, що при максимальному розмірі заповнювача 0,63 мм, вмісті цементу в сухій суміші – 0,4 мас. часток та вмісті наповнювача в системі наповнювач-заповнювач – 0,2 мас. часток забезпечується максимальна міцність розчину при стиску 35 МПа та мінімальна усадка на 28 добу 2,4 мм/м, які можуть регулюватися в залежності від характеристик основи при муруванні.
  4.  Оптимізовано «робочі» властивості розчинової суміші за критерієм рухомості згідно з вимогами СП 82-101-98 за допомогою трирівневого п’ятифакторного плану-експерименту, близького до D-оптимального, і встановлено, що при водоцементому відношенні – 0,7, вмісті наповнювача в системі наповнювач-заповнювач – 0,25 мас. часток, ЛСТ – 0,15% маси цементу, роданіду – 0,87% маси цементу, EЦ – 0,3% маси сухої суміші забезпечується значення показника рухомості 7,5 см, яке є мінімально допустимим для жаростійких розчинів.

6. Встановлено, що оптимальне значення коефіцієнту жаро-корозійної стійкості розчину (нагрівання до температури 600°С і витримка 180 діб в 5%-му розчині Na2SO4), визначене за допомогою трьохрівневого п’ятифакторного плану-експерименту, близького до D-оптимального, забезпечується при водоцементому відношенні – 0,6, вмісті наповнювача в системі наповнювач-заповнювач – 0,25 мас. часток, вмісті ЛСТ – 0,3% маси цементу, вмісті роданіду – 1,0% маси цементу, вмісті ЕЦ – 0,1% маси сухої суміші.

7. Отримано за допомогою методів планування експерименту при узагальненні результатів оптимізації за кожною вихідною характеристикою оптимальний склад СБС, характеристики якого перевищують регламентовані вимоги до сумішей для мурування МР1 згідно з ДСТУ-П Б В.2.7-126:2006.

  1.  Підтверджено в промислових умовах технологічність СБСМ на основі шлаколужного цементу при отриманні дослідно-промислової партії суміші на підприємстві ТОВ «Артіль» і показано, що запропонована рецептура реалізується в межах традиційного циклу виробництва, в тому числі при дозуванні всіх компонентів цементу безпосередньо в змішувач, що сприяє його ефективному використанню.
  2.  Підтверджено експлуатаційні властивості розчину запропонованого складу випробуваннями на промисловому об’єкті – кільцевій печі ЗАТ «Таврійська будівельна компанія» – при  влаштуванні мурування склепіння камери №10, що зазнає впливу високої температури (не вище 600°С) і агресивного середовища. При візуальному обстеженні ділянки склепіння камери №10 через півроку експлуатації кільцевої печі ознак руйнування мурувального розчину не виявлено.
  3.  Економічний ефект від застосування розробленого мурувального розчину в промисловому будівництві складає 2042,85 грн на 1 тонну в порівнянні з СБСМ «ВОГНИК» (ТОВ «Євросвіт», м. Миронівка)  згідно з ТУ У В.2.7-26.2-32547143-002:2005 та 836,15 грн на 1 тонну в порівнянні з  СБСМ «Мастер-Камін» (ТОВ ВК «Мегабуд», м. Житомир) згідно з ТУ У В.2.7-26.6-2474202554-001-2004.

Основні положення дисертації викладено в роботах:

  1.  Вплив ефірів целюлози на лужні в’яжучі системи сухих будівельних сумішей / [Рунова Р.Ф., Константиновський О.П., Руденко І.І., Бондар А.В.] // Науково-технічний збірник «Будівельні матеріали, вироби і санітарна техніка». – Київ: НДІБМВ, 2010. – Вип. 35. – С.140-145.
  2.  Рунова Р.Ф. Дослідження процесів гідратації в тонкому шарі мурувального розчину на основі шлаколужного в’яжучого / Рунова Р.Ф., Бондар А.В., Константиновський О.П.  // Журнал «Строительные материалы и изделия». – Київ, 2009. – №5-6. – С.8-11.
  3.  Рунова Р.Ф. Застосування D-оптимального плану-експерименту при оптимізації складу сухої будівельної суміші / Рунова Р.Ф., Константиновський О.П. // Сборник научных трудов «Строительство, материаловедение, машиностроение». – Днепропетровск: ПГАСА, 2009. – Вып. 4. – С.331-338.
  4.  Рунова Р.Ф. Сухі будівельні суміші для жаро-корозієстійких мурувальних розчинів: материалы международной научно-технической конференции [«Стройхимия 2009»] / Рунова Р.Ф., Бондар А.В., Константиновський О.П. – Киев, 2009. – С. 70-75.
  5.  Рунова Р.Ф. Фізико-хімічні процеси структуроутворення шлаколужних в’яжучих в спеціальних умовах дії середовища експлуатації / Рунова Р.Ф., Константиновський О.П., Бондар А.В. // Науково-технічний збірник «Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка». – Київ: НДІБМВ, 2009. – Вип. 31. – С.30-34.
  6.  Рунова Р.Ф. Вплив співвідношення в системі «заповнювач-наповнювач» на основі характеристик спеціальних мурувальних розчинів / Рунова Р.Ф., Бондар А.В., Константиновський О.П. // Журнал «Строительные материалы и изделия». – Київ, 2009. – №3. – С.4-6.
  7.  Рунова Р.Ф. Жаро-корозієстійкі  розчини на основі сухих будівельних сумішей / Рунова Р.Ф., Константиновский А.П. // Науково-технічний збірник «Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка». – Київ: НДІБМВ, 2007. – Вип. 25. – С.105-109.
  8.  Рунова Р.Ф. Жаростійкі будівельні розчини на основі сухих сумішей / Рунова Р.Ф., Константиновський О.П. // Науково-технічний збірник «Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка». – Київ: НДІБМВ, 2006. – Вип. 21. – С.77-80.

АНОТАЦІЯ

Константиновський О.П. Сухі будівельні суміші та жаро-корозійностійкі мурувальні розчини на їх основі. – Рукопис.

Рукопис дисертації подано на здобуття вченого ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 – будівельні матеріали та вироби. – Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, Київ, 2010

В дисертаційній роботі наведено теоретичні обґрунтування та результати експериментальних досліджень, присвячених розробці мурувальних розчинів, отриманих за технологією сухих будівельних сумішей, що експлуатуються в умовах сумісного впливу високої температури та агресивного сульфатного середовища.

Доведено покращення коефіцієнту жаро-корозійної стійкості при використанні шлаколужного цементу в якості цементуючої матриці розчину. Досліджено сумісний вплив комплексної добавки, до складу якої входять лігносульфонат натрію, роданід та ефір целюлози на процеси гідратації, що протікають в тонкому шарі мурувального розчину. Розроблено склад сухої суміші за допомогою методів математичного планування експерименту. Випущено дослідно-промислову партії СБСМ, розчин на основі якої було використано для мурування склепіння кільцевої печі. Визначено техніко-економічну доцільність розробки і економічний ефект від застосування суміші.

Ключові слова: мурувальний розчин, суха будівельна суміш, жаростійкість, корозійна стійкість, шлаколужний цемент, лігносульфонат, роданід, ефір целюлози.

АННОТАЦИЯ

Константиновский А.П. Сухие строительные смеси и жаро-коррозионностойкие растворы на их основе. – Рукопись.

Рукопись диссертации  представлена на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 – строительные материалы и изделия. – Киевский национальный университет строительства и архитектуры Министерства образования и науки Украины, Киев, 2010.

Диссертационная работа содержит теоретическое и экспериментальное обоснование возможности получения кладочного жаро-коррозионностойкого раствора по технологии сухих строительных смесей, эффективность которого определяется использованием в качестве основы шлакощелочного цемента с комплексом химических добавок, которые обеспечивают благоприятные условия для протекания процессов гидратации в тонком слое.

Определен состав вяжущей системы для СБСМ специального назначения: шлак молотый – 90,4; сода кальцинированная – 7,0; портландцемент ПЦ І-500 – 2,6. Шлакощелочной цемент такого состава по показателям ранней прочности (больше 15МПа на 2 сутки) и прочности на 28 сутки соответствует М400. Установлено, что образцы шлакощелочного цемента при сравнении с образцами портландцемента и портландцемента с минеральной добавкой обеспечивают большую стойкость в условиях совместного воздействия высокой температуры (300-600°С) и агрессивной среды (5-% раствор Na2SO4), что выражается в увеличении коэффициента жаро-коррозионной стойкости на протяжении контрольного промежутка времени (360 суток).

При помощи методов физико-химического анализа идентифицированы новообразования, синтезированные вследствие гидратации, нагревания образцов до температуры 300, 450 и 600°С и длительной выдержки их в 5-% растворе Na2SO4. Установлено, что при гидратации образуются низкоосновные гидросиликаты кальция, гидронефелины, обеспечивающие высокие показатели прочности и специальные характеристики искусственному камню. После нагревания образцов шлакощелочного вяжущего до температуры из интервала 300-600°С и выдержки в агрессивной сульфатной среде, минералогический состав качественно не изменяется, что определяет возможность использования шлакощелочного цемента в качестве основы для специальных растворов, которые эксплуатируются в условиях повышенной температуры и агрессивной сульфатной среды.

Установлено позитивное влияние на пластичность растворной смеси и прочностные показатели комплексной добавкой, в состав которой входят лигносульфонат натрия и роданид натрия. При этом установлена совместимость комплексной добавки с эфирами целлюлозы метилгидроксипропилового типа. При изучении влияния разных типов эфиров целлюлозы (МГПЦ, МГЕЦ) на реологические свойства шлакощелочных кладочных растворов установлено, что в соответствии с критериями водоудерживающей способности и дополнительного пластифицирующего эффекта действия наилучший результат принадлежит эфиру типу МГПЦ Mecellose FMC-2070.

Физико-химическими методами анализа изучены процессы гидратации в тонком слое кладочного раствора на основе ШЛЦ в присутствии химических добавок. Показано, что благодаря совместному воздействию комплексной добавки и эфира целлюлозы создаются благоприятные условия гидратации в тонком слое.

Исследовано влияние крупности заполнителя и соотношения между заполнителем и наполнителем на прочность при сжатии и усадку строительных растворов.

При помощи методов планирования эксперимента найден оптимальный состав сухой смеси при обобщении результатов оптимизации по каждой выходной характеристикой. По разработанной рецептуре в промышленных условиях выпущена опытно-промышленная партия сухой смеси, раствор на основе которой использовали при кладке свода кольцевой печи.

Подтверждена технико-экономическая целесообразность разработки и показано, что экономический эффект составляет 2042,85 грн на 1 тонну  в сравнении с СССМ «ВОГНИК» (ООО «Евросвит», г. Мироновка) и 836,15 грн на 1 тонну в сравнении с СССМ «Мастер-Камин» (ООО ПК «Мегабуд», г. Житомир).

Ключевые слова: кладочный раствор, сухая строительная смесь, жаростойкость, коррозионная стойкость, шлакощелочной цемент, лигносульфонат, роданид, эфир целлюлозы.

ABSTRACT

Konstantinovskyi O.P. Dry building mixes and heat-corrosion-resistant mortars on their basis. – Manuscript.

Dissertation research for obtaining a scientific degree of candidate of technical science in speciality 05.23.05 – Building materials and products. – Kyiv National University of Construction and Architecture, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2010.

The dissertation is devoted to obtaining of heat-resistant mortar based on dry mixes. The efficiency of these mixes was determined by alkali-activated cement which provides stability of the which is operated in condition of simultaneous effect of high temperature and aggressive sulphate medium. High strength and special characteristics of the mortar based on alkali-activated cement are determined by the formation of tobermorite calcium hydrosilicates, alkaline hydroaluminosilicates in the hydration products. Complex chemical additives, including lignosulfonate, thiocyanate and ether, provides favorable conditions for the hydration processes. Optimal composition of dry mixture was obtained using means of mathematic design of experiments. The basis results of laboratory experiments have been confirmed in the industrial conditions.

Key words: mortar, dry mix, heat-resistant, corrosion-resistant, alkali-activated cement, lignosulfonate, thiocyanate, ether.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37503. Философия. Ответы к экзамену 368.5 KB
  Осознание специфики человека. Все – животные растения объекты вроде Солнца и весны – рассматриваются как существа похожие на человека живущие и действующие так же как он. Философское произведение обращается не только к разуму но и к чувствам человека доставляет эстетическое переживание. Их объединяют в первую очередь рассматриваемые проблемы как устроен мир каково назначение человека как ему следует жить Принципиальное различие состоит в том что ф.
37504. Философия. Тесты 79.5 KB
  Социальнофилософским учением является 1.в этом проявляется безусловный рефлекс 4.Учение Платона о первичности мира идей вне зависимости от субъективного отношения к нему является 1.Основателем теории объясняющей роль бессознательного в жизни человека и общества является 1.
37505. Философия эпохи Возрождения 60 KB
  Для характеристики человека он вводит понятие микрокосм в нем как бы свернут большой космос он так же сложен так же важен подобен Вселенной. Человек в бесконечности – что он значит Но: в эпоху Возрождения сформировалась альтернативная культурная ориентация подчеркнувшая как раз достоинство человека. Гуманизм – это мировоззренческий принцип согласно которому признается безусловная ценность человека как личности его права на свободное развитие и проявление своих способностей утверждается благо человека как критерий оценки...
37506. Философия Платона, концепция идей 12.37 KB
  Для каждой вещи фиксируется ее смысл идея которая как выясняется для любой вещи данного класса вещей одна и та же и обозначается одним именем. Идея это то самое единое которое составляет суть многообразия. Итак проблему единого и многого Платон разрешает следующим образом: единое это идея а ее проявления это многое. Какая идея наиважнейшая Платон не считал все идеи равнозначными.
37507. Особенности Русской философии 72.99 KB
  Учитывая весь тысячелетний опыт русской истории можно говорить об исторической миссии России. Миссия России определяется ее положением среди других народов тем что в ее составе объединилось до трехсот народов больших великих и малочисленных требовавших защиты. Культура России сложилась в условиях этой многонациональности. на новом витке развития России Русская идея стала предметом пристального внимания русских мыслителей.
37508. Философия. Основные понятия и термины 95.72 KB
  ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ – наука о развитии технических систем см. С точки зрения естественных наук история техники изучает этапы овладения человеком законами природы что обеспечивает более глубокое и разностороннее использование и применение вещества и энергии природы. С социальной точки зрения история техники изучает общественные движущие силы общественные условия развития техники и роль творцов техники. К наиболее крупным периодам истории техники относятся: история каменного века и ручных орудий техники машин и механизации техники...
37509. Апология Сократа 15.75 KB
  Ксенофонт посвятил Сократу и его учению свои произведения Апология Сократа и Воспоминания о Сократе . Платон же почти все свое учение приписал Сократу так что трудно сказать где кончается Сократ а где начинается Платон Отсутствие прямой информации непосредственно исходящей от Сократа приводит к тому что некоторые историки античной философии в последние десятилетия не раз делали попытки доказать что Сократ всего лишь литературный персонаж. Вопросный метод Сократа Подход Сократа к вопросному методу основан на ведении последовательного...
37510. Патристика и Схоластика 93.75 KB
  К этим принципам относятся: теоцентризм признание в качестве источника всего сущего Бога; креационизм признание того что Бог создал все из ничего; провиденциализм признание того что Бог правит всем; персонализм признание того что человек “персона†сотворен Богом по собственному подобию и наделен совестью; ревеляционизм признание того что самый надежный путь познания наиболее важных для человека истин состоит в постижении смысла Священного писания. И все же на переднем плане осталась проблема человека и его...