Автореферат диссертации (1141512), страница 3
Текст из файла (страница 3)
При снижении водовяжущего отношения за счет снижениясодержания пластификатора до 0,4 и 0,7 % реакционная способность вяжущегоувеличивается, количество ангидрита снижается до 41 %, а двуводного гипсаувеличивается до 59 % соответственно (таблица 5). Такое соотношениеминералов приводит к формированию кристаллов сопоставимых размеров(рисунки 7 б, в), и как следствие, повышению прочности и водостойкости.Наилучшие характеристики модифицированного ангидритового вяжущегообеспечиваются при введении пластифицирующей добавки Melment F10 вколичестве 1 % за счет оптимального содержания ангидрита и двуводногогипса в количестве 46 и 54 % соответственно.
При данном соотношенииангидрита и двуводного гипса формируется наиболее прочная структура скристаллами различной формы (рисунок 7 г), в которой ангидрит выполняетроль армирующего каркаса, а двуводный гипс – связующей матрицы.На основании полученного состава вяжущего был произведен подборсоставов закладочных смесей, к которым предъявляются следующиетребования:-подвижность по погружению конуса Стройцниила - 12-14 см;15-водоотделение - не более 0,3- 0, 8%,-прочность в возрасте 28 суток - 10-11 МПа.а)б)в)г)Рисунок 7 - Микроструктура образцов: а) образец с содержаниемдобавок ПЦ500Д0 - 2,5%, K2SO4 - 1%; б) образец с содержанием добавокПЦ500Д0 - 2,5%, K2SO4 - 1%, Melment F10 – 0,4 %; в) образец с содержаниемдобавок ПЦ500Д0 - 2,5%, K2SO4 1%, Melment F10 – 0,7 %; г) образец ссодержанием добавок ПЦ500Д0 - 2,5%, K2SO4 -1%, Melment F10 - 1 %Подбор состава закладочных смесей осуществлялся за счет подбораоптимального отношения песка и вяжущего, при обеспечении требуемойподвижности и других свойств.
Дополнительно была исследована возможностьвведения цемента и шлака в закладочные смеси для повышения физикомеханических свойств. Результаты испытаний приведены в таблице 6.3Таблица 6– Результаты испытаний свойств закладочных смесейНомер состава№12345Состав смеси, кг/м3ЦементШлакМодифицированного ангидритовоевяжущее*ПесокВодаПлотность, кг/м3Погружение конуса, смРасплыв Суттарда, смРасплыв на встр. столе (15 встр.), смВодотделение, %Прочность при сжатии 1 сутки МПаПрочность при сжатии (7 сут, сухие), МПаПрочность при сжатии (7 сут,13водонас),МПа14 Коэффициент водостойкости678910111212345678900000000000022050024195419479537606740844840834762143713421213281300323Свойства закладочных смесей213021802170214012,510,410,51410,610,59,511,522,021,020,5252,01,21,01,00,310,391,63,50,81,71,98,711103508443708403708343757623782150205020401414141212122027210,50,20,13,0…5,3 5,1…8,2 6,0...11,110,0…10,7 12,5…20,8 15,1...24,120301211211,09,819,219501413231,06,513,61467258000,94,45,2…6,4 6,6…11,1 8,3…14,512,57,82000,470,510,52…0,6 0,53…0,6 0,55...0,60,650,57* - в качестве вяжущего использовался синтетический сульфат кальция с добавками портландцемента ПЦ 500-Д0 и сульфата калияв количестве 2,5 и 1,0 % по массе, домолотый до удельной поверхности 450 м2/кг.17В результате проведенных исследований определены два составазакладочных смесей (номер 5 и 7 по таблице 6), в наибольшей степенисоответствующие предъявляемым требованиям по технологическим и физикомеханическим свойствам.В таблице 7 приведены составы разработанных закладочных смесей и иханалогов ангидрито-шлако-цеметных (АШЦ) закладочных смесей марок М60 иМ100.Таблица 7 - Сравнительный анализ закладочных смесей№п/пСодержание компонентов вЗакладочная АШЦ Закладочная АШЦЕд.изм.смесисмесь №1М100смесь №2М601Цементкг/м3431160181802Синтетический ангидриткг/м381920722203Природный ангидриткг/м3070007004Песоккг/м38400111005Шлаккг/м308006Водакг/м3370550800350550Прочностные характеристики закладочных смесей7Прочность при сжатии ввозрасте 7 сутокМПа8,3…14,5-5,2…6,4-8Прочность при сжатии ввозрасте 180 сутокМПа-8…10-5…6Примечание:1 – расход цемента указан с учетом содержания 2,5% в модифицированномвяжущем на основе синтетического ангидрита; 2 – приведен расход модифицированногосинтетического ангидрита по массе без 2,5 % портландцемента.Сравнительный анализ составов и прочностных характеристикразработанных закладочных смесей на основе синтетического ангидрита саналогичными применяемыми АШЦ-составами закладочных смесей марок М60 иМ100 позволил установить, что:- расход цемента в разработанных составах закладочных смесей меньше на62 и 117 кг/м3 по сравнению с аналогичными составами АШЦ марок М60 и М100;- прочность при сжатии в водонасыщенном состоянии разработанныхсоставов закладочных смесей в возрасте 7 суток превышает аналогичные18показатели АШЦ составов марок М60 и М100 в возрасте 180 суток на 0,2…4,5МПа.По результатам проведенных исследований выпущена опытная партиямодифицированного вяжущего на основе синтетического ангидрита объемом 3тонны на ООО «ВОЛМА-Воскресенск», которое впоследствии былоиспользовано для приготовления закладочных смесей в объеме 35 куб.
м ООО«Нанопром» на объекте «Ленинградский пр. д. 35» с целью ликвидациисуффозионных разуплотнений грунта перед ротором ТПМК для выполненияремонтных работ на ПК 151+ 70,80 по объекту: «Третий пересадочный контур отст. «Деловой центр» до ст. «Нижняя Масловка», где получен суммарныйэкономический эффект в размере 30876,4 рублей.Таким образом, промышленная апробация результатов исследованияподтвердила целесообразность и экономическую эффективность применениясинтетического ангидрита для изготовления закладочных смесей.ЗАКЛЮЧЕНИЕ1. Обосновано применение синтетического ангидрита на основе отходовпромышленности в закладочных смесях и возможность получения эффективныхзакладочных смесейна основе техногенных отходов в виде синтетическогоангидрита кальция и комплексной добавки, состоящей из сульфата калия ипортландцемента, обеспечивающих требуемые сроки твердения синтетическогоангидрита с образованием двуводного сульфата кальция и ускорителя твердениягидроксида калия, совместно с армирующим компонентом гидросиликатомкальция,обеспечивающихполучениематериаловсзаданнымиэксплуатационными характеристиками.2.
Разработана технология получения модифицированного вяжущего,заключающаяся в помоле исходного материала до удельной поверхности 450м2/кг и введения активирующих добавок.3. Установлено, что оптимальной модифицированной добавкой является смесьщелочного активатора в виде портландцемента и сульфатного активатора, видесульфата калия, обеспечивающей требуемые сроки начального твердениясинтетического ангидрита.4. Оптимизирован состав ангидритового вяжущего на основе синтетическогоангидрита с модифицирующей добавкой, имеющего удельную поверхность 350450 м2/кг, отвечающей требованиям по прочности в 1 и 7 суток твердения.5. На основе математического планирования эксперимента были полученыматематические модели сроков схватывания не ранее двух часов и прочности до10 МПа в возрасте 1 и 7 суток.196.
Определен оптимальный минералогический состав прочного иводостойкого вяжущего, содержащего 46 % ангидрита и 54 % двуводного гипса,выполняющих роль армирующего каркаса и вяжущего.7. На основе электронной микроскопии затвердевшего вяжущего установлено,что образуется структура с кристаллами различной формы, которыеобеспечивают плотную укладку и максимальную связь между каркасом исвязующим.8.
Разработаны рекомендации по получению эффективных закладочныхсмесей на основе синтетического ангидрита9. Рассчитан экономический эффект (расход цемента в разработанныхсоставах закладочных смесей меньше на 62 и 117 кг/м 3 по сравнению саналогичными составами АШЦ марок М60 и М100), суммарный экономическийэффект в размере 30876,40 рублей в расчете на 35 куб.м.10.Рекомендации по использованию результатов исследования:разработанные составы эффективных закладочных смесей на основесинтетического ангидрита целесообразно применять для производствазакладочных смесей проектной прочностью более 10 МПа, стеновыхгипсобетонных камней методом прессования и вибропрессования, а также всоставах смесей для устройства монолитных оснований и стяжек полов(наливных полов).11.Отмечены следующие перспективы дальнейшей разработки темы:Полученныерезультатыисследованийпоказаливозможностьиперспективность применения модифицированного синтетического сульфатакальция в составах закладочных смесей.
Применение различных местныхзаполнителей (крупного и мелкого) при разработке составов закладочных смесейразличных марок на основе модифицированного синтетического сульфатакальция позволит достигнуть результатов полученных в данном исследовании, и вотдельных случаях получить более высокие результаты.20СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕДИССЕРТАЦИИВ рецензируемых изданиях из перечня ВАК1. Гальцева Н.А. Гипсовые вяжущие повышенной водостойкости на основепромышленных отходов / Козлов Н.В., Панченко А.И., Бурьянов А.Ф., СоловьевВ.Г., Булдыжова Е.Н., Гальцева Н.А. // Научное обозрение.
– 2013. – № 9. С. 200 –205.2. Гальцева Н.А. Использование синтетического ангидрита сульфата кальциядля приготовления закладочных смесей / Гальцева Н.А., Бурьянов А.Ф.,Булдыжова Е.Н., Соловьев В.Г. // Строительные материалы. – 2015. – № 6. С. 76 –77.3. Гальцева Н.А. Сухие строительные смеси на основе многофазовогогипсового вяжущего / Булдыжова Е.Н., Бурьянов А.Ф., Гальцева Н.А., СоловьевВ.Г. // Строительные материалы.
– 2015. – № 6. С. 82 – 83.4. Гальцева Н.А. Исследование свойств и перспективы применения вяжущегона основе синтетического ангидрита/ Гальцева Н.А., Бурьянов А.Ф., БулдыжоваЕ.Н. // Научное обозрение. – 2015. – № 22. С. 157 – 160.5. Гальцева Н.А. Закладочные смеси на основе синтетического ангидрита изотходов промышленности / Гальцева Н.А., Бурьянов А.Ф.
// Строительныематериалы. – 2016. – № 7. С. 33 – 36.6. Гальцева Н.А.Модифицированное вяжущее на основе синтетическогоангидрита для закладочных смесей / Гальцева Н.А., Бурьянов А.Ф., СоловьевВ.Г.// Строительные материалы. – 2017 – №8, С.74-76.В сборниках трудов конференций7. Гальцева Н.А. Материалы на основе сульфата кальция с использованиемуглеродных наномодификаторов и ультрадисперсных добавок / Бурьянов А.Ф.,Булдыжова Е.Н., Гальцева Н.А.// Сборник материалов 2-ой Международнойнаучно-практической конференции «Сухое строительство: товароведческиеаспекты развития отрасли», Киев, 2012 г.
– Киев, 2012. – С. 50-54.8. Гальцева Н.А. Современные гипсовые вяжущие для производства сухихстроительных смесей / Бурьянов А.Ф., Булдыжова Е.Н., Гальцева Н.А. //Актуальные проблемы архитектуры, строительства и дизайна: материалы I-йМеждународнойстуденческойнаучнойконференцииМагнитогорск,Магнитогорск, 2013 г. – Магнитогорск – С. 165-1679. Гальцева Н.А.Модификация структуры ангидритовых и гипсовых вяжущихвеществ / Бурьянов А.Ф., Булдыжова Е.Н., Гальцева Н.А.// Сборник тезисов 16-ой21Международной межвузовской научно-практической конференции молодыхучёных, аспирантов и докторантов «Строительство – формирование средыжизнедеятельности», Москва, 2013 г. – Москва, С.
468-470.10. Гальцева Н.А. Гипсовое вяжущее повышенной водостойкости силистокремнеземистой добавкой / Бурьянов А.Ф., Гальцева Н.А., БулдыжоваЕ.Н.// Сб. тезисов докладов 66 Всероссийской научной конференции попроблемам архитектуры и строительства. Казань, 2014 –Казань, 2014. – № 64. С.11.11. Гальцева Н.А. Исследование свойств модифицированного фосфогипса /Бурьянов А.Ф., Гальцева Н.А., Булдыжова Е.Н. // Сб.тезисов VII Международнойнаучно-практическая конференции «Повышение эффективности производства иприменения гипсовых материалов и изделий», Нижний Новгород, 10-12 сентября2014 – Москва, 2014.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
