Автореферат диссертации (1141457), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Это объясняется присутствиемнаибольшего числа зазоров между частицами разных диаметров, имеющихотрицательную кривизну поверхности. В таких зазорах условия образованиязародышей контакта будут наиболее выгодными. Зародыш образуется вадсорбционном слое крупной частицы в результате столкновенияадсорбированных молекул, которые будут мигрировать вдоль поверхности.Следовательно, будет повышаться эффективность процессов при увеличениискорости зарождения контактов и, в дальнейшем – увеличение их площади.Дляполученияоптимальнойвнутреннейструктурысистемыконденсационного твердения оптимизация зернового состава была проведенапо критерию прочности.По результатам исследований прочности, получено оптимальноеколичество грубодисперсного компонента, которое составило 30 40 %.
Приэтом соотношение эквивалентных диаметров тонко- и грубодисперсногокомпонентов составляет 9,27 , что отвечает требованиям разработаннойматематической модели и подтверждается теоретическими положениями.Поскольку порошки дигидрата, получаемые в реальных условиях,полидисперсны, то средний размер частиц в составе каждого из порошковрассчитывалсякаксредневзвешенный.Адекватностьпредложеннойматематической модели подтверждается совпадением полученных опытных ирасчётных данных.
Расхождение между ними объясняется различием междурасчетными − бимодальными и реальными − бидисперсными системами.Оптимальным соотношением «пиков максимума», удовлетворяющимтеоретическим положениям теории конденсационного твердения иразработанной модели, будет обладать дисперсная система, которая составленаиз грубо- и тонкодисперсного порошков в соотношении.Совместное влияние соотношения диаметров зерен в составеполидисперсных систем и объемного наполнения твердой фазой допускаетварьирование оптимальных параметров зернового состава.Подтверждено влияние на свойства дисперсных систем конденсационноготвердения на основе дигидрата, оптимизированных из условия получениямаксимального количества фазовых контактов, состава дисперсионной среды.Исследовалось влияние растворов КОН, NaOH, Са(ОН)2, используемых вкачестве жидкой фазы, на процесс структурообразования и свойствабезобжигового композита.Так, например, КОН наиболее активна в среде конденсационноготвердения в начальные сроки образования структуры, что объясняется высокойадсорбционной способностью иона К+.
Так как он обладает наибольшейполяризуемостью в ряду изученных щелочей, то способен притягиваться кполярной поверхности. Вместе с тем, на рентгенограмме, полученной длягипсовогокомпозитасдобавкойКOHвотдаленныесрокиструктурообразования, можно наблюдать наличие полугидрата и ангидрита,26Предел прочности при сжатии, МПавследствие дегидратации дигидрата, что может привести кснижениюпрочности.
На рентгенограммах систем с NaOH и Ca(OH)2 таких фаз ненаблюдается. Использование раствора гидроксида кальция вкачествежидкостной прослойки в системе дигидрата (по результатам проведенныхисследований возможности использования его в этом качестве), позволяетполучать гипсовые композиты с наиболее высокими физико-механическимихарактеристиками, причем как в ранние, так и поздние сроки твердения(рисунок 20). В дальнейших исследованиях в качестве дисперсионной средыиспользовался раствор Са(ОН)2.Показано, что наибольшее значение прочности структуры камняконденсационного твердения составило 65 МПа и достигается при рН равном12, и величине прессующего давления 60 МПа.
Также установлено, чтонаибольшее влияние на прочность структуры конденсационного тверденияоказывает величина прессующего давления. Среда при этом оказывает весьмабольшое влияние на эффективность прессования. При использованиинормированного зернового состава и при обеспечении в системе повышеннойщелочности, структура безобжигового композита, за счет увеличения давленияпрессования имеет необходимый запас прочности. Если прочностьбезобжигового композита на основе полидисперсного порошка дигидрата иводы в качестве жидкой фазы достигает своего максимально возможногозначения уже при давлении порядка 60 МПа, то предел прочности композитас оптимальными параметрами гранулометрического состава и щелочной средырастетсувеличением давления до 200 МПа.
При этом прочностьувеличивается более чем в три раза в диапазоне давлений от 30 до 100 МПа ина 18 % в диапазоне от 100 до 200 МПа.По результатам исследования деформативных характеристик установлено,что высокие показатели получаемого сырца обеспечивались при рН равном 8для всех исследованных значений водосодержания (В/Т от 0,06 до 0,24), прикоторомупругоерасширение80принимало минимальное значение –700,00047м2/кг.Покритерию60прочностиконденсационной50структурыдвуводного гипсаоптимальная влажность сырьевой40смеси соответствуют диапазону3014...16 % (В/Т – 0,14 0,16 ).При20увеличении влажности от 14 до1016% повышается прессуемостьдисперснойсистемы–по007142128пленочнымпрослойкамсредыПродолжительность твердения, сутКОН, воздушно-сухие условияКОН, воздушно-сухие условиямежду частицами двуводного гипсаСа(ОН)2,воздушно-сухие условияСа(ОН)2,влажные условияРисунок 20 - Зависимость прочности композитов происходит переупаковка структурысизменениемформыот состава среды и условия твердения приобразовавшихся флокул (агрегатов).оптимальном рН27С целью оптимизациитехнологических параметров получениябезобжиговых композитов конденсационного твердения исследовалосьсовместное влияние на деформативные свойства пресс-порошков рН жидкойфазы и ее количества.Высокие показатели деформативных характеристик, а, следовательно, иполучаемого сырца, обеспечивались при рН, равном 8, при котором упругоерасширениеимело минимальное значение – 0,00047 м2/кг, для всехисследованных значений В/Т (от 0,06 до 0,24).Максимальной прочностью − 74 МПа, плотностью 1730 кг/м3 иводостойкостью 0,84 обладает композит, полученный гиперпрессованиемпорошка оптимизированного гранулометрического состава и влажности.Обеспечению высокой прочности камня способствует присутствие щелочнойсреды.
При введении гидроксида кальция происходит усиление полярностимолекул воды, а, следовательно, упрочняются связи в структуре композита.Таким образом,щелочность дисперсионной среды способствуетинтенсификации процесса образования структуры безобжигового композита свысокими эксплуатационными свойствами, начиная с момента сближениячастиц посредством внешнего давления и до окончания процессаструктурообразования.Результатыисследованийподтвержденывыпускомопытнопромышленных партий - безобжиговой плитки для облицовки стен на ОООРГА сервис, гипсобетонного кирпича на ООО ГК Юнисхим, г. Воскресенск,композиционного безобжигового гипсового кирпича на ЗАО СКТверьгражданстрой.
Внедрены рецептурные составы и технологическиережимы при выпуске мелкоштучных стеновых изделий на ООО Комбинатстроительных материалов в г. Тверь. Разработаны рекомендации пооптимизациигранулометрическихсоставовсырьевыхсмесейитехнологических режимов для ООО Старицкий кирпич г. Старица.Разработаны следующие нормативные документы: руководство покачеству испытательной лаборатории ООО АСВ Строй г. Тверь, СТО ИЛ 0012017, СТО и ТР на производство безобжиговой облицовочной плитки.Теоретические и экспериментальные результаты исследований былииспользованы при актуализации ГОСТ 125 Вяжущие гипсовые.
Техническиеусловия и ГОСТ 23789 Гипсовые вяжущие. Методы испытаний.Результаты промышленной апробации итеоретические положениядиссертационной работы используются при подготовке обучающихся понаправлению Строительство в Тверском государственном техническомуниверситете.ЗАКЛЮЧЕНИЕ1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможностьполучения гипсовых высокопрочных композитов конденсационного тверденияоптимизированного гранулометрического состава за счет физико-химическоговзаимодействия разноразмерных зерен дигидрата сульфата кальция приполусухом прессовании.282. Предложена и экспериментально подтверждена концептуальная физикохимическая модель формирования кристаллизационных контактов междукристаллами двуводного гипса в высокопрочной структуре конденсационноготвердения.Фазовыйконтактмеждуразноразмернымизернами,характеризующимися различной растворимостью, возникает в зазорах междуними при их механическом сближении до расстояний действиямежмолекулярных сил в случае перекрытия их приповерхностных слоев.3.
Установлены основные закономерности изменения растворимости ипрочности образующейся структуры в зависимости от соотношения размеровзерен дигидрата сульфата кальция, заключающиеся в том, что максимальнаярастворимость и прочность формирующейся структуры двуводного гипсадостигается при применении бинарной дисперсной системы квазибазальноготипа с соотношением средних диаметров крупных и мелких зерен в ней более16.4. Выявлено влияние прессующего давления на процесс фазообразования вгипсовых системах конденсационного твердения.
Применительно к процессамструктурообразования безобжиговых гипсовых композитов давление являетсяодним из определяющих факторов физико-химического взаимодействия.Величина внешнего давления порядка 30 МПа, позволяет обеспечитьсближение зерен на расстояния сил «близкого действия».5. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена модель,описывающая с позиций топологии структуру конденсационного твердениядисперсной системы двуводного гипса.
В соответствии с разработанноймоделью конденсационной структуры дигидрата суммарное координационноечисло, характеризующее число потенциально возможных фазовых контактов,определяется соотношением диаметров разноразмерных сфер в бинарнойсистеме. Максимально возможным потенциалом по прочности будет обладатьбинарная система порошков грубого и высокодисперсного помола ссоотношением зерен 30 70 соответственно.6. Установлены основные закономерности воздействия вещественногосостава дисперсионной среды на изменение структуры и эксплуатационныхсвойств безобжигового гипсового камня.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
