WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

МАКАРЕВИЧ МАРИНА СЕРГЕЕВНА

СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СМЕСИ ДЛЯ ШТУКАТУРНЫХ РАБОТ С ТОНКОДИСПЕРСНЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ
ДОБАВКАМИ

05.23.05 – Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Томск – 2005 г.

Работа выполнена в Томском государственном архитектурно-

строительном университете

Научный руководитель кандидат технических

наук, доцент

Копаница

Наталья Олеговна

Официальные оппоненты: доктор геолого-

минералогических

наук, профессор

Мананков

Анатолий Васильевич

кандидат технических

наук, доцент

Белых

Светлана Андреевна

Ведущая организация Томский

политехнический

университет

Защита состоится 26 декабря 2005 г. в 14.00 час на заседании диссертационного совета Д 212.265.01 при Томском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 634003, Томск, Соляная пл., 2, корп. 5, ауд. 307. Тел. (8.3822) 65-42-61

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан 24 ноября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Скрипникова Н.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современные строительные технологии создания отделочных покрытий ориентированы на применение сухих смесей. Сухие смеси отличает стабильность свойств, их применение способствует повышению качества строительных работ. Эти показатели выгодно отличают сухие смеси от традиционных растворов, применяемых в строительстве. В Западносибирском регионе успешно работают предприятия, производящие сухие смеси различного назначения. При этом наибольший объем производства приходится на долю сухих штукатурных смесей на основе серийно выпускаемых портландцементов марок 400 и 500, что приводит к перерасходу вяжущего, а в сочетании с дорогостоящими химическими добавками импортного производства - к существенному их удорожанию. Вместе с тем сырьевая база большинства регионов страны, в том числе и Западной Сибири, располагает достаточными запасами местных материалов и техногенных продуктов для организации производства сухих строительных смесей. Введение минеральных наполнителей в качестве самостоятельной составляющей растворной смеси является одним из существенных резервов повышения экономичности цементных композиций по стоимости и расходу цемента и улучшения их строительно-технических свойств. В связи с изложенным, актуальной является проблема улучшения свойств сухих смесей для отделочных покрытий на основе цемента, при введение минеральных тонкодисперсных наполнителей различной химической природы и удельной поверхности. Работа выполнялась в рамках отраслевой научно-технической программы Министерства образования РФ «Архитектура и строительство» на 2002-2003 г. «Разработка материалов для многослойных теплоэффективных ограждающих конструкций из природного сырья и отходов промышленности применительно к условиям Западно-Сибирского региона» (Грант № 12.2-833 инв. № 02.200306399).

Объект исследования – сухая строительная смесь, модифицированная тонкодисперсными зернистыми минеральными добавками.

Предмет исследования – закономерности взаимодействия, особенности формирования состава и структурообразования сухих строительных смесей для штукатурных работ с тонкодисперсными минеральными добавками.

Целью работы является разработка составов и исследование свойств сухих строительных смесей для штукатурных работ на основе смешанных вяжущих с тонкодисперсными зернистыми минеральными добавками карбонатной и кремнезёмистой природы (доломитовая мука, мел, микрокремнезём).

В соответствии с поставленной целью необходимо решение следующих задач:

– разработать составы для штукатурных работ в виде сухих строительных смесей с использованием природных и техногенных продуктов (микрокремнезём, доломитовая мука, мел);

– изучить влияние тонкодисперсных минеральных добавок на процессы гидратации и структурообразования смешанного вяжущего;

– определить основные закономерности изменения физико-механических свойств цементного теста и цементного камня в зависимости от вещественного состава и удельной поверхности минеральных добавок;

– установить рациональные составы вяжущего, модифицированного тонкодисперсными минеральными добавками, для получения сухих штукатурных смесей с заданными свойствами;

– исследовать влияние фракционного состава заполнителя на обеспечение необходимых технологических, физико-механических свойств и стойкости штукатурных растворов в эксплуатационных условиях;

– разработать технологические приёмы производства сухих строительных смесей, модифицированных тонкодисперсными минеральными добавками, и провести опытно-промышленную проверку результатов.

Научная новизна работы

Установлены закономерности изменения реологических и технологических свойств сухих строительных смесей в зависимости от состава и физико-механических свойств компонентов сухой смеси и типа подложки:

– Показано, что введение тонкодисперсных минеральных добавок повышает реакционную способность наполненного вяжущего и приводит к увеличению его активности и адгезионных свойств. При этом содержание в смешанном вяжущем микрокремнезёма составляет 5-10%, мела – 10-15%, доломитовой муки – 10-15%.

– Установлено, что введение в смешанное вяжущее микрокремнезёма способствует более быстрому формированию пластической прочности за счёт повышенной растворимости SiO2 и последующей интенсификацией образования гидросиликатов кальция.

– Установлено, что введение в состав сухих штукатурных смесей тонкодисперсных минеральных добавок увеличивает адгезионные свойства раствора с основанием в результате повышения суммарной удельной поверхности смеси и увеличения площади контакта между штукатурным слоем и основанием, а также за счёт интенсификации процессов гидратации и гидролиза в системе. При этом введение микрокремнезёма в количестве 5 – 15% увеличивает прочность сцепления раствора с основанием на 40-58%; доломитовой муки и мела - на 40-52%.

– Установлены рациональные соотношения между пассивной и активной составляющими заполнителя штукатурной растворной смеси, позволяющие регулировать эксплуатационные свойства штукатурного раствора.

Личный вклад автора состоит в получении экспериментальных результатов, изложенных в диссертационной работе, их обобщении и анализе. Роль научного руководителя к.т.н. Копаница Н.О. заключалась в постановке вопросов, согласованию плана работ по тематике, участии в анализе результатов.

На защиту выносятся:

– закономерности влияния состава и свойств тонкодисперсных минеральных добавок на технологические, реологические, физико-механические свойства сухих строительных смесей для штукатурных работ;

– результаты исследования свойств смешанного цементного вяжущего в зависимости от вида и количества микронаполнителей;

– результаты физико-химических исследований смешанного вяжущего с тонкодисперсными минеральными добавками;

– результаты опытно-промышленного внедрения.

Достоверность результатов и выводов по работе обеспечена методически обоснованным комплексом исследований с использованием современных средств измерений, применением математических методов планирования экспериментов и статистической обработкой результатов, а также опытными испытаниями и их положительным практическим эффектом.

Реализация работы:

Разработанные составы штукатурных смесей использованы при выпуске опытной партии сухих строительных смесей на предприятии ООО «ПГ Колибри» г. Томск, а технологические и эксплуатационные характеристики разработанных сухих смесей проверены при офактуривании пенобетонных блоков, выпускаемых ООО «Пенобетон-Сервис» г. Томск. Разработаны технические условия ТУ 1557-042-00884306-05 «Сухие строительные смеси для штукатурных работ». Результаты экспериментальных исследований, полученных при выполнении диссертационной работы, внедрены в учебный процесс для студентов специальности 290600 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы и результаты исследований представлены на:

– 2-ой Международной научно-технической конференции «Архитектура и строительство» (Томск, ТГАСУ, 2002 г.);

– Всероссийской конференции «100 лет архитектурно-строительному образованию в Сибири» (Томск, 2002 г.);

– 6-ой Международной научно-практической конференции «Качество – стратегия XXI века» (Томск, 2002 г.);

– III Международной научно-технической конференции «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии» (Ростов-на-Дону,
2004 г.);

_ Первой Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инноватика-2005»
(г. Томск, 2-4 июня 2005 г.).

Публикации:

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9 работах, включая научные статьи и тезисы докладов, в том числе материалы одной статьи подготовлены без соавторов. В остальных публикациях личный вклад соискателя составлял 60-70% и состоял в следующем:

– разработка методик проведения исследований;

– обработка результатов и их анализ;

– подготовка проектов статей.

Структура и объем работы:

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 165 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц, 34 рисунка, приложения и список литературы из 125 наименований.

Автор благодарит д.т.н. профессора А.И. Кудякова за участие и помощь в исследованиях и разработках при выполнении работы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлен аналитический обзор по теме диссертации, представлено современное состояние вопросов, связанных с разработкой составов и технологий получения сухих строительных смесей с использованием тонкодисперсных минеральных добавок. Значительный вклад в развитие науки о смешанных вяжущих и композиционных материалах с тонкодисперсными минеральными добавками внесли ученые В.И. Кинд, Ю.М. Баженов, В.Ф. Журавлев, Ю.М. Бутт, П.П. Будников, И.А. Рыбьев, Р.Л. Маилян, Б.Н. Виноградов, В.И. Соломатов, В.И. Калашников, С.Ф. Коренькова, С.С. Каприелов и другие. В работах этих авторов показано, что применение тонкодисперсных минеральных добавок для получения смешанных вяжущих и композиционных материалов на их основе, позволит не только получить экономический эффект за счет уменьшения расхода клинкера, но и улучшить ряд строительно-технических свойств растворов и бетонов.

Анализ литературных данных свидетельствует о возможности создания смешанных вяжущих и сухих смесей при введении минеральных тонкодисперсных наполнителей различной химической природы и удельной поверхности. Их применение позволяет существенно расширить сырьевую базу за счёт использования местных карбонатных и кремнезёмистых материалов. Однако среди ученых нет единого мнения по механизму влияния минеральных наполнителей высокой дисперсности на свойства и структуру цементного камня и цементных растворов. В частности, не достаточно ясна природа так называемого «эффекта микронаполнителя», который выражается в улучшении ряда свойств, обеспечивающих качество растворных смесей при введении в раствор инертных тонкодисперсных минеральных наполнителей.

Обобщение данных по оценке требований к растворным смесям, представленных в различных источниках, позволила сделать выводы о недостаточном отражении в литературе показателей, оценивающих качество растворных смесей для штукатурных работ и методик их определения, что дало возможность предложить дополнительные (потребительские) свойства для оценки качества сухих штукатурных смесей и методики их определения:

  • в вязкопластичном состоянии – прилипаемость, время корректировки, сползание с вертикальной поверхности;
  • в затвердевшем состоянии – начальная прочность, усадка, трещиностойкость, прочность сцепления.

Также представлена модель исследований, наиболее полно учитывающая показатели, необходимые при оценке качества штукатурных растворов.

В конце аналитического обзора сделан вывод об объективной необходимости достижения целей и решения задач, сформулированных во введении.

Во второй главе приведены характеристики применяемых материалов и описаны методики экспериментальных исследований.

Для разработки рецептуры сухих штукатурных смесей использовался портландцемент марки ПЦ 500 Д0 Топкинского цементного завода, природный песок Кудровского месторождения с Мкр=1,44.

Для регулирования свойств использовались тонкодисперсные минеральные добавки:

— мел молотый МТД-1, соответствующий ГОСТ 17498 с удельной поверхностью S=1000 м2/кг;

— доломитовая мука, отход производства щебня из доломитовых горных пород с удельной поверхностью S=200 м2/кг;

— микрокремнезём Братского алюминиевого завода с удельной поверхностью 4000 м2/кг (МК4000) и с удельной поверхностью 1700 м2/кг (МК1700).

Выбор номенклатуры добавок обусловлен их химическим сродством с цементом, а также их не дефицитностью и распространенностью в Сибирском регионе.

Оценка химической активности минеральных добавок показала, что связывание ионов кальция наиболее интенсивно протекает при введении МК4000. Это можно объяснить не только прямым химическим связыванием ионов кальция за счёт протекания кислотно-основного взаимодействия, но и каталитическими свойствами микрокремнезёма, направленно регулирующим формирование когезионно-адгезионных связей в структуре материала.

В третьей главе для изучения закономерностей формирования структуры и свойств штукатурного раствора на основе разработанных сухих смесей были проведены исследования физико-механических процессов гидратации и формирования структуры смешанного вяжущего.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»