Аналітичне дослідження існуючих уявлень про нанотехнології. Теоретичні основи створення висококонцентрованих кварцових суспензій, оптимального складу на основі положень і закономірностей колоїдної хімії і фізико-хімічної механіки дисперсних систем.
Аннотация к работе
У промисловості будівельних матеріалів, зокрема цементній, почали впроваджуватися та проводитися відповідні дослідження по заміні в бетоні традиційного цементу його альтернативними видами (наприклад, з класу лужних алюмосилікатних вяжучих), або частини цементу - добавками-мікронаповню-вачами, на основі різних активних мінеральних комплексів (пуцоланових добавок, шлаків, зол та ін.). Таким чином, актуальність роботи полягає в необхідності стабілізації і поліпшенні міцнісних характеристик бетонів, шляхом використання при їх приготуванні в якості вяжучого або добавки-мікронаповнювача ВКС оптимального складу, отримувану на основі встановлених оптимізованих технологічних параметрів помелу. Для досягнення цієї мети в дисертаційній роботі були поставлені та вирішені наступні завдання: - виконати аналітичний огляд існуючих уявлень про нанотехнології і наносистеми, дати оцінку їхньої обґрунтованості та достатності для використання при розробці теоретичних основ створення висококонцентрованих кварцових суспензій оптимального складу; одержати ВКС оптимального складу, виходячи з установлених залежностей між умовами подрібнення, складу подрібнюваних сумішей і властивостями ВКС і ВКС-відливок; Півінським), на основі яких і розробляються нанотехнологічні підходи виробництва подібних матеріалів, виконаний нами з позиції колоїдно-хімічних положень і закономірностей, дозволив виявити, що існуючі теоретичні основи нанотехнологій не можуть бути прийняті нами для розробки теоретичної бази досліджень, повязаних з розкриттям механізмів подрібнення і твердіння ВКС.В результаті критичного аналізу встановлено, що властивості бетонів, а також стабільність їх міцнісних характеристик можуть бути значно покращені при їх приготуванні з використанням в якості вяжучого або добавки-мікронаповнювача ВКС оптимального складу. Відповідно до цього в дисертаційній роботі поставлена мета - отримати висококонцентровані кварцові суспензії оптимального складу, а також розробити технології їх виготовлення і застосування в будівництві на основі нанотехнологічних підходів і закономірностей сучасних колоїдної хімії і фізико-хімічної механіки дисперсних систем. Розроблено теоретичні основи створення ВКС оптимального складу на основі положень і закономірностей колоїдної хімії і фізико-хімічної механіки дисперсних систем. Встановлено, що твердіння висококонцентрованих кварцових суспензій визначається виникненням міцних електрогетерогенних контактів між позитивно зарядженими кристалогідратними частками кальцію і негативно зарядженими колоїдними частками заліза і гелевими частками рідкого скла. Отримано ВКС оптимального складу з використанням вдосконаленої технології виробництва, заснованої на нанотехнологічному підході і колоїдно-хімічних закономірностях.
1. В результаті критичного аналізу встановлено, що властивості бетонів, а також стабільність їх міцнісних характеристик можуть бути значно покращені при їх приготуванні з використанням в якості вяжучого або добавки-мікронаповнювача ВКС оптимального складу. Відповідно до цього в дисертаційній роботі поставлена мета - отримати висококонцентровані кварцові суспензії оптимального складу, а також розробити технології їх виготовлення і застосування в будівництві на основі нанотехнологічних підходів і закономірностей сучасних колоїдної хімії і фізико-хімічної механіки дисперсних систем.
2. Розроблено теоретичні основи створення ВКС оптимального складу на основі положень і закономірностей колоїдної хімії і фізико-хімічної механіки дисперсних систем.
3. Встановлено, що твердіння висококонцентрованих кварцових суспензій визначається виникненням міцних електрогетерогенних контактів між позитивно зарядженими кристалогідратними частками кальцію і негативно зарядженими колоїдними частками заліза і гелевими частками рідкого скла.
4. Отримано ВКС оптимального складу з використанням вдосконаленої технології виробництва, заснованої на нанотехнологічному підході і колоїдно-хімічних закономірностях. Експериментально встановлено, що ВКС-відливки, отримані з розробленої ВКС, мають міцнісні характеристики на 8 ч 15 % вище, ніж вдавалося отримати раніше, при цьому тривалість подрібнення вихідного матеріалу скоротилася на 17 ч 23 %.
5. Встановлено і досліджено закономірності впливу умов подрібнення на властивості ВКС і ВКС-відливок. Внаслідок чого виявлено, що основним фактором, обумовлюючим вяжучі властивості ВКС, є тривалість подрібнення, яка забезпечує різну концентрацію колоїдних часток заліза в твердій фазі суспензії.
6. Встановлено вплив концентрації колоїдних часток заліза на реологічні властивості ВКС і фізико-механічні властивості ВКС-відливок. Виявлено, що характер даних залежностей є екстремальним, що дозволило визначити оптимальну концентрацію колоїдних часток заліза, при якій ВКС-відливки мають якнайкращі експлуатаційні характеристики.
7. Розроблена методика отримання ВКС оптимального складу на основі вдосконаленої технології виробництва для пісків різних родовищ.
8. Розроблено високоефективні будівельні матеріали з використанням отриманих ВКС: - ВКС є ефективною добавкою у складі дрібнозернистого бетону на основі портландцементу, що підвищує його міцнісні властивості (приріст міцності до 60 %), і її застосування ефективне і доцільно при виготовленні дрібнозернистих бетонів (економія цементу понад 20 %);
- встановлено, що використання ВКС в якості вяжучого найефективніше при виготовленні керамзитобетонних виробів.
9. Здійснено дослідно-промислове впровадження результатів дослідження при відновлювальному ремонті приміщень ВАТ «Дніпропетровського металургійного заводу ім. Петровського», економічний ефект у порівнянні з використанням традиційних рішень склав 10 238 грн.
Список литературы
1. Золотов М.С. Использование помольного оборудования для измельчения исходного продукта высококонцентрированных кварцевых суспензий / М.С. Золотов, Т.В. Рапина // Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2006. - № 37. - С. 109-114.
2. Золотов М.С. Влияние способа измельчения исходного материала на основные параметры получения кварцевых суспензий / М.С. Золотов, Т.В. Рапина, А.С. Лапшин // Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2007. - № 40. - С. 100-107.