Разработка полистиролбетона на основе фторангидритового вяжущего - Дипломная работа

.1.1 Характеристики и минералогический состав фторангидрита.2 Подготовка сырья для приготовления полистиролбетона3.1 Исследование структуры полученного полистиролбетона4.1 Технологическая схема производства полистиролбетона на основе ангидритового вяжущегоЭто определяет новый подход к созданию, производству и применению строительных материалов различного функционального назначения и позволяет сформулировать главные задачи промышленности строительных материалов: создание строительных материалов и изделий нового поколения, улучшенного дизайна, повышенного качества и эксплуатационной стойкости, которые минимальным образом будут воздействовать на окружающую среду и обеспечат экологическую безопасность; производство строительных материалов и изделий с использованием местного сырья по новым технологиям, позволяющим уменьшить материало-, энерго-и трудоемкость их изготовления и обеспечить рынок экологически чистыми материалами и изделиями, конкурентоспособными не только по качеству, но и по цене. Одним из путей успешного развития этих задач является расширение производства и применения материалов и изделий в строительстве на основе сульфатов кальция (гипсовые и ангидритовые вяжущие). Производство гипсовых материалов и изделий отличаются низкими затратами по топливу и электроэнергии, простотой технологий получения вяжущих и изделий на их основе. Материалы и изделия на основе сульфатов кальция характеризуются высокими показателями свойств - легкость, малые тепло - и звукопроводность, огнестойкость, декоративность, комфортность и эстетичность.С момента появления и до настоящего времени производство фтороводорода в России является источником экологического неблагополучия в местах своего расположения, так как сопровождается выбросами в атмосферу газообразного фтороводорода во время внеплановых остановок производства, образованием и накоплением на отвальных полях отходов в виде кислого или нейтрализованного безводного сульфата кальция. При серно-кислотном разложении плавикового шпата образуется два продукта: основной - газообразный фтористый водород, направляемый на очистку и последующее использование в основной технологии, и побочный - твердый безводный сульфат кальция, фторангидрит, имеющий потребительскую ценность в строительной промышленности изза вяжущих свойств, достаточно высокой степени белизны, регулируемой водорастворимости, но до последнего времени направляемый в отвал [3]. Чуть позже в этом же институте был предложен и разработан способ серно-кислотного разложения плавикового шпата в печах с помощью прямого электрического нагрева реакционной массы [15-18], но, к сожалению, данный способ не нашел промышленного применения в следствии сложного управления реакторами данного типа. Исходя из вышеперечисленных способов выделения фтористого водорода, можно сделать вывод о том, что существующий промышленный способ получения фтористого водорода и одновременно фторангидрита путем серно-кислотного разложения плавикового шпата в барабанных вращающихся печах является пока предпочтительным [26-48], хотя и обладает такими недостатками, как низкая объемная производительность; значительная металлоемкость; высокая степень коррозии; отсутствие точек контроля непосредственно процесса серно-кислотного разложения, что пока не позволяет автоматизировать данный предел; большая доля ручного труда при ремонте и замене барабанных вращающихся печей. Поэтому необходимо кроме поиска новых, экономически выгодных, исключающих вышеперечисленные недостатки существующей технологии, способов проводить исследования по усовершенствованию процесса серно-кислотного разложения плавикового шпата и создать экономически выгодную технологию переработки твердых отходов фтороводородного производства, т.е. использовать побочный продукт в качестве целевого сырья.В конструкциях зданий должны применяться экологически безопасные, низкоэнергоемкие строительные материалы, изготавливаемые по малозатратным технологиям на базе преимущественного использования продуктов переработки техногенных отходов и местных природных сырьевых ресурсов [116, 117]. Применяемые для теплоизоляции строительных конструкций плиты из пенополистирола обеспечивают необходимые теплофизические свойства, но в тоже время они имеют недостатки, ограничивающие их широкое использование, такие как низкая прочность, горючесть, химическую деструкцию в процессе эксплуатации. Полистиролбетон имеет определенные технологические преимущества перед пенобетоном и газобетоном. Это говорит о преобладающей конструктивной роли гранул пенополистирола в создании прочности полистиролбетона, закономерно проявляющейся при изменении насыпной и средней плотности пенополистирольных гранул, их размеров, прочности и межзерновой пустотности. Влияние перечисленных свойств гранул настолько велико, что плотность и прочность полистиролбетона могут изменяться в 2 - 4 раза независимо от прочности и плотности цементной матрицы.При переработки тресты на льноперерабатывающих заводах образуется порядка 110 тыс. т. костры ежегодно. С

Содержание

Введение

Глава 1. Особенности производства легких композитов на фторангидритовом вяжущем

1.1 Поризованные изделия на основе сульфатов кальция

1.2 Технология получения и область применения фторангидрита

1.3 Полистиролбетон - эффективный теплоизоляционный материал современного строительства

1.4 Армирующие волокнистые добавки в составе разрабатываемого композита

1.4.1 Льняная костра, как эффективный органический армирующий и теплоизолирующий компонент полистиролбетона

1.4.2 Базальтовое волокно - минеральный армирующий компонент в структуре полистиролбетона

Глава 2. Материалы и методы исследования

Введение

Актуальность работы.

Значительным резервом повышения эффективности строительства является снижение материалоемкости и использование вторичных ресурсов при производстве строительных материалов и конструкций. Современный уровень строительства предъявляет высокие требования к строительным материалам в части повышения теплозащиты, долговечности, экономичности и эстетичности.

В настоящее время общемировые тенденции развития строительного материаловедения направлены на разработку энерго- и ресурсосберегающих технологий при производстве строительных материалов с максимальным использованием техногенных отходов. При производстве плавиковой кислоты образуется огромное количество отходов фторангидрита (сульфат кальция), который идет в отвалы и тем самым нарушают экологическую среду местонахождения этих отвалов. Данный отход производства имеет свойства гипсового вяжущего, поэтому возможно широкое применение фторангидрита в качестве вяжущего при производстве строительных материалов.

Применение фторангидрита в качестве сырья для приготовления бетонов позволяет уменьшить стоимость в несколько раз за счет отсутствия дорогостоящего цемента в составе материала и упростить технологию производства.

Применяемые для теплоизоляции плиты из пенополистирола обеспечивают необходимые теплофизические свойства, но имеют недостатки: низкая прочность, горючесть и др. Эти недостатки можно снизить или устранить, используя пенополистирол в виде вспученных гранул в качестве заполнителя в легких бетонах [1, 2] и бесцементную матрицу.

Цель и задачи. полистиролбетон фторангидритовая композит вяжущее

Целью настоящей работы является разработка теплоизоляционного пенополистиролбетона на основе ангидритового вяжущего и исследование его физико-технических свойств.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: • применение техногенного материала (фторангидрита) в качестве альтернативы портландцементу;

• использование армирующей добавки в виде льняной костры (отход переработки льна);

• дополнительная поризация вяжущей ангидритовой матрицы;

• разработка теплоизоляционного композиционного материала на основе полистиролбетона с ангидритовой вяжущей матрицей.

Научная новизна.

• Научно обоснована и экспериментально подтверждена эффективность использования ангидритового вяжущего для создания полистиролбетона, позволяющая получить материалы с пониженной себестоимостью и улучшить экологическую обстановку в местах расположения отвалов.

• Установлено влияние льняной костры и базальтового волокна на физико-технические свойства полистиролбетона, которые являются армирующими компонентами сырья.

• Выявлены закономерности изменения свойств и структурообразования ангидритовых композиций при введении пластифицирующей и воздухововлекающей добавки в виде смолы древесной омыленной.

На защиту выносятся: Состав полистиролбетона на бесклинкерном вяжущем;

Закономерности влияния пластифицирующей и воздухововлекающей добавки на структурообразование ангидритовой вяжущей матрицы;

Результаты влияния льняной костры на физико-технические свойства полистиролбетона на основе ангидритового вяжущего.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на 7 международной конференции "Environmental engineering", г. Вильнюс, Литва, 2008 г.; на 60 Республиканской научной конференции г. Казань, 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ (1 статья в журнале входящем в перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки РФ).