Низьковипалювані гіпсові і змішані в"яжучі із техногенних продуктів та композиційні матеріали на їх основі - Автореферат

Сучасне виробництво будівельних матеріалів і виробів на основі неорганічних вяжучих речовин передбачає удосконалення технологічних процесів, раціональне використання сировинних і енергетичних ресурсів з урахуванням екологічних проблем. Математична інтерпретація фізико-хімічних процесів, що відбуваються при тепловій обробці гіпсових сировинних матеріалів, дозволяє автоматизувати виробництво, зменшити собівартість продукції та підвищити її якість. Широкому застосуванню гіпсових вяжучих сприяють порівняно невисокі витрати на їхнє виробництво, а також низка цінних експлуатаційних і технологічних властивостей, таких як вогнестійкість, звуко-і теплоізоляція, здатність підтримувати постійний рівень вологості в приміщенні, швидкість тужавлення і твердіння, розширення при тужавленні. Водночас недостатні міцність та водостійкість і висока повзучість виробів із гіпсу обмежують можливість його застосування. Результати досліджень ввійшли до держбюджетної НДР, яка виконувалася за координаційним планом міністерства освіти України: “Використання відходів, техногенних продуктів та місцевої сировини при отриманні гіпсоцементнопуцоланових вяжучих для виробництва з них будівельних матеріалів та виробів” (1997-1998 р.р.), № ДР 0197U006702.Вихідними гіпсовими матеріалами для роботи слугували: гіпсові форми, відпрацьовані фарфоро-фаянсовим виробництвом, природний гіпсовий камінь родовища Кривча (Молдова), а також синтетичний хімічно чистий CASO4?2H2O. Оскільки шлікери всіх 14 фарфоро-фаянсових і майолікових заводів України мало відрізняються між собою за вмістом основних компонентів, то відпрацьовані ними гіпсові форми близькі за хімічним складом і властивостями. З метою визначення характеру впливу генезису і хімічного складу гіпсових форм, відпрацьованих фарфоро-фаянсовим виробництвом (вторинний гіпс), на технологічний режим отримання гіпсового вяжучого досліджувалися також природний гіпсовий камінь і синтетичний хімічно-чистий CASO4?2H2O. Криві втрати маси хімічно-чистим CASO4?2H2O, природним та вторинним гіпсами у квазірівноважному режимі вказують що видалення води із цих матеріалів незалежно від їх генезису та вмісту домішок має однакові закономірності. Аналіз кривих втрати маси гіпсовими матеріалами різного походження, знятих при постійній температурі, дозволяє визначити вплив генезису матеріалу на кінетику дегідратації.Вершини трьохкомпонентних діаграм відповідають таким складам ГЦПВ, %: Х1 - гіпс 70, цемент 15, домішка 15; Х2 - гіпс 15, цемент 70, домішка 15; Х2 - гіпс 15, цемент 15, домішка 70. Збільшення ж вмісту гіпсу призводить до зростання міцності на згин, яка для складів гіпс - 50-70%, цемент - 15-30%, домішка - 15-30% становить близько 7МПА. В області складів гіпс - 40-70 %, цемент - 15-40 %, домішка - 15-40 % міцність на стискання досягає 15 МПА, що відповідає марці 150. З ростом кількості домішки міцність поступово падає і для складу 15 % гіпсу, 15 % цементу і 70 % домішки складає 7 МПА. Для того, щоб оцінити вплив матриці на скловолокно, а також довговічність самої матриці на міцність композиції, поряд із композитами випробовували два склади ГЦПВ (ГЦПВ-1 - гіпс 55%, цемент 15% і домішка 30% та ГЦПВ-2 гіпс 55%, цемент 30% і домішка 15%) з однаковими властивостями за виключенням лужності середовища (ГЦПВ-1 - 0,55 г/л в водній суспензії, ГЦПВ-2 - 0,85 г/л).Комплексними фізико-хімічними дослідженнями з використанням ДТА, РФА, ІЧ-спектроскопії, ЯМР, електронографічного, петрографічного та електронномікроскопічного аналізів підтверджено ідентичність будови кристалічної гратки a-та b-напівгідратів сульфату кальцію, які відрізняються лише розміром кристалів при різних умовах теплової обробки. Так гіпсові форми, відпрацьовані фарфорофаянсовою промисловістю, мають найбільшу серед вихідних матеріалів питому поверхню, тому швидкість їх дегідратації в 1,5-2 рази вища від швидкості дегідратації природного гіпсу. Отже, важливим чинником технологічного процесу регенерації гіпсових форм, відпрацьованих фарфорофаянсовою промисловістю, може бути зменшення температури дегідратації на 10-200С і, як наслідок, значна економія паливних і енергетичних ресурсів. Так міцності на стиск і згин мають дві області високих значень, які відповідають підвищеному вмісту цементу або гіпсу. Встановлено оптимальний склад вяжучого: гіпс 55%, цемент 15%, домішка 30%.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ