WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Теплоизоляционные декоративные сухие строительные смеси с применением модифицированного диатомита

На правах рукописи

Симонов Евгений Евгеньевич

Теплоизоляционные декоративные сухие

строительные смеси с применением модифицированного диатомита

Специальность 05.23.05 – Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Пенза 2013

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном обра­зовательном учреждении высшего профессионального образования «Пен­зен­ский государственный университет архитектуры и строительства».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Логанина Валентина Ивановна
Официальные оппоненты: Ерофеев Владимир Трофимович доктор технических наук, профессор, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», зав. кафедрой «Строительные материалы и технологии» Тараканов Олег Вячеславович доктор технических наук, профессор, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», зав. кафедрой «Кадастр недвижимости и право»
Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Бел­го­родский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»

Защита состоится 17 мая 2013 года в 11-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.184.01, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» по адресу: 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 28, корп.1, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пен­з­енский государственный университет архитектуры и строительства».

Автореферат разослан 15 апреля 2013 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Бакушев Сергей Васильевич

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Устойчивая тенденция повышения стоимости топлив­но-энергетических ресурсов приводит к необходимости повышения теплозащиты зданий. Одним из рациональных способов повышения тепло­защиты эксплуатируемых зданий является дополнительное наружное утепление их ограждающих конструкций за счет применения теплоизоля­ционного отделочного слоя. В практике строительства при выполнении отделочных работ все большее применение находят сухие строительные смеси (ССС). В структуре цены ССС себестоимость сырья составляет от 30-40 %. В связи с этим актуальным является применение местных материалов в рецептуре ССС.

В России, в том числе и на территории Поволжья, имеются значитель­ные запасы диатомита, который может быть применен при изготовлении ССС. Диатомит, состоящий преимущественно из аморфного кремнезема, в тонкодисперсном состоянии в присутствии влаги взаимодействует с вяжущими, но прочность таких растворов при воздушно-сухом твердении невелика. Применяющийся в настоящее время метод активации диатомита заключается в его термообработке при температуре 900-950 оС. Разработка альтернативного способа повышения активности диатомита является актуальной научно-технической задачей, решение которой позволит снизить энергозатраты при активации диатомита и создать теплоизо­ляционные ССС, покрытия на основе которых будут обладать повышенной эксплуатационной стойкостью.

Диссертационная работа выполнялась в рамках госконтракта с Министерством образования и науки РФ № 13.G25.31.0092 от 22 октября 2010 г. «Создание наукоемкого производства по выпуску пеностекло­кера­мики на основе опал-кристобалитовых пород».

Цель работы. Разработка рецептуры теплоизоляционной декоративной сухой строительной смеси с применением модифицированного диатомита.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследовать закономерности модификации диатомита золем крем­ниевой кислоты;

  • разработать составы и технологию получения теплоизоляционных декоративных сухих строитель­ных смесей;

- подготовить нормативные документы для реализа­ции результатов исследований.

Научная новизна. Установлены закономерности модификации диато­мита золем кремниевой кислоты. Методом спектроскопии установ­лено повышение на 5,4 % содержания кремнезема SiO2 в диатомите, модифи­цированном золем кремниевой кислоты. Выявлено увеличение активности модифицированного золем кремниевой кислоты диатомита как гидрав­лической добавки. Показано, что активность модифицированного диато­мита составляет 400 мг/г, а активность немодифицированного диатомита – 370 мг/г. Выявлено, что обработка диатомита золем кремниевой кислоты способствует гидрофилизации его поверхности.

Методом сканирующей зондовой микроскопии установлено повыше­ние однородности структуры диатомита, модифицированного золем крем­ниевой кислоты. Показано, что структура модифицированного диатомита характеризуется порами диаметром от 75 до 150 нм, а немодифи­циро­ванного диатомита – от 150 до 650 нм. Значение фрактальной размерности поверхностного фрактала немодифицированного диатомита составляет
D = 2,52, а модифицированного диатомита D = 2,05.



Методом РФА, ДТА, оптической микроскопии установлено, что известково-диатомитовые составы с применением диатомита, модифи­цированного золем кремниевой кислоты, характеризуются большим количеством гидросиликатов кальция, уменьшением портландита.

Установлено, что при применении в качестве отделочного слоя разработанного известково-диатомитового состава наблюдается смещение нулевой изотермы в сторону пониженных температур на 4-9 мм в зависимости от конструктивного решения ограждения, вида утеплителя и климатических условий эксплуатации.

Практическая значимость. Разработан состав для наружной и внут­рен­ней отделки стен зданий в виде сухой смеси, включающей гашеную известь, диатомит, модифицированный золем кремниевой кислоты, кварцевый песок, пластификатор С-3 и редиспергируемый порошок Neolith P7200 и позволяющий получить растворные смеси с водоудерживающей способностью 95-96 %, временем высыхания до степени «5» 25-30 мин, жизнеспособностью 8-10 часов. Покрытия на основе предлагаемой ССС характеризуются коэффициентом теплопроводности 0,16 Вт/(м·°С), проч­ностью сцепления 0,6-0,9 МПа, прочностью при сжатии 3-4 МПа. Расход сухой смеси составляет 0,6-0,8 кг/м2 при толщине отделочного слоя 5 мм.

Разработана технологическая схема производства сухой отделочной смеси и рассчитана технико-экономическая эффективность их применения. Разработан нормативный документ – проект стандарт организации
СТО 3.003-2012 «Смеси сухие строительные», регламентирующий основ­ные свойства разработанных составов.

Внедрение результатов исследований. Апробация полученных резуль­татов в промышленных условиях осуществлялась на предприятии ООО РСУ «Спецработ».

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспери­ментальных исследований и промышленного внедрения исполь­зуются в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 200500 «Метрология, стандартизация и сертификация», 270800.62 «Строи­тельство» профилей 270800.62-05 «Производство строительных мате­риалов, изделий и конструкций».

Апробация работы. Основные результаты работы представлены и доло­жены на научно-практической конференции «У.М.Н.И.К.» (г.Пенза, 2011); Международной конференции «Теория и практика повышения эффек­тивности строительных материалов» (г.Пенза, 2012); Международном форуме «Евразия» (г.Екатеринбург, 2011); Всероссийском конкурсе «Россий­ским инновациям – Российский капитал» (г.Нижний Новгород, 2012); Всерос­сийском конкурсе «Эврика» (г.Новочеркасск, 2011); молодёжной конференции в рамках международного экономического форума (г.Астана, 2011); Всероссийском молодежном форуме «Селигер» (г.Тверь, 2011); моло­дежном образовательном форуме  «Инерка» (г.Саранск, 2012).

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные поло­жения диссертационной работы, изложены в 15 научных публикациях, в том числе 9 статей в журналах, входящих в перечень ВАК. Получен патент РФ 2456255 «Состав для отделки» Бюл. №20, опубл. 20.07.2012 г.

Достоверность результатов работы обеспечивается сопоставлением результатов экспериментальных исследований с производственным апро­биро­ванием, статистической обработкой результатов экспериментальных исследований, проведением исследований на оборудовании, прошедшем метрологическую поверку.





На защиту выносятся:

  1. составы и технология теплоизоляционных декоративных ССС для отделки стен зданий;
  2. результаты исследований процессов структурообразования извест­ковых теплоизоляционных декоративных ССС;
  3. закономерности модификации диатомита золем кремниевой кислоты

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 136 страни­цах машинописного текста, содержит 36 рисунков, 40 таблиц, список литературы из 150 наименований, 2 приложения.

Автор выражает искреннюю признательность канд. техн. наук, доценту О.В. Карповой, канд. техн. наук О.А. Давыдовой за советы и помощь по организации и проведению экспериментальных исследований.

Содержание работы

На территории Поволжья имеются значительные запасы диатомита, ценнейшим качеством которого как сырья является возможность произ­водить на его основе различные высококачественные строительные мате­риалы, в том числе сухие строительные смеси (ССС). Активность взаимо­действия диатомита с минеральными вяжущими (цемент, известь) обуслов­лена содержанием аморфного SiO2, количество которого может коле­баться от 40 до 100 % к общему количеству SiO2. Повышения актив­ности диатомита можно достичь за счет увеличения содержания в нем аморфного кремнезема при обработке золем кремниевой кислоты.

В качестве сырья в работе применяли известь 2 и 3 сортов с актив­ностью соответственно 84 и 71%, в качестве мелкого заполнителя – сурский кварцевый песок фракций 0,63-0,315мм и 0,315-0,14мм в соотношении 80:20. Для получения золя кремниевой кислоты применялся способ, основанный на ионообменной хроматографии. Жидкое стекло плотностью 1056 кг/м3 пропускали через ионообменную колонку с катионитом и получали золь кремниевой кислоты с рН 4,5-5,0 и плотностью 1013-1030 кг/м3. Технология введения золя предусматривала смешение молотого диатомита с удельной поверхностью Sуд = 10900 см2/г с золем кремниевой кислоты в соотношении 1:(1,1-1,8). Полученная суспензия выдерживалась в течение 1 часа, после чего высушивалась до постоянной массы и измельчалась до той же величины удельной поверхности. Установлено, что содержание SiO2 в модифицированном диатомите, обработанном золем кремниевой кислоты при соотношении диатомит: золь кремниевой кислоты = 1:1,5 увеличилось до 89,68 %, в то время как в контрольном – 85,81 %, а при соотношении 1:1,8 до 89,73 %

Обработка диатомита золем кремниевой кислоты способствует его гидрофилизации. Удельная теплота смачивания контрольного диатомита составляет Q=0,013 кДж/г, а диатомита, модифицированного золем кремниевой кислоты в соотношении диатомит: золь кремниевой кислоты 1:1,8, – 0,038 кДж/г.

Для оценки локальной структуры поверхности диатомита применяли методы сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ), в частности, использовался атомно-силовой микроскоп. Анализ АСМ-изображения свидетельствует об изменении высоты поверхностного рельефа. Значение фрактальной размерности поверхностного фрактала для поверхности немодифицированного диатомита составляет D = 2,52. Шероховатость поверхности диатомита составляет Ra= 989 нм.

Установлено, что поверхность модифицированного диатомита содер­жит определенное количество пор нанометрического диапазона. В основ­ном присутствуют поры с диаметром от 75 до 150 нм, у немоди­фи­ци­рованного диатомита – от 150 до 650 нм. Значение фрактальной раз­мер­ности поверхностного фрактала при модификации диатомита золем крем­ниевой кислоты в соотношении 1:1,3 составляет D = 2,26. Значение ше­ро­ховатости Ra составляет Ra = 142 нм, 50-95 % приходится на высоту рель­ефа поверхности, составляющей 208 нм, а 10-50 % – 271 нм (рисунок 1).

Дополнительно для оценки эффективности модификации диатомита определяли его активность как минеральной добавки по величине раство­римости в 20 % растворе КОН. Установлено, что активность немоди­фицированного диатомита составляет 370 мг/г, а активность модифи­цированного диатомита – 400 мг/г.

а)

б)

Рисунок 1 – Гистограмма распределения диаметра пор диатомита:

а – модифицированного кремнезолем в соотношении 1:1,5;
б – немодифицированного

Для оценки фазового состава известкового композита применялись методы рентгенофазового (РФА) и дифференциально-термического (ДТА) анализа. Установлено, что базовый состав известково-диатомитовых образцов представлен интенсивными линиями 10,059, 3,353, 3,042, 2,456, относящимися к кварцу и менее интенсивными линиями 1,797, 1,685, 1,542, относящимися к гидросиликатам кальция. Кроме того, идентифицируются портландит (4,902, 3,11, 2,634 ) и кальцит (2,283, 1,875 ) (рисунок 2, а).

На рентгенограмме известково-диатомитовых образцов с применением диа­томита, активированного золем кремниевой кислоты, идентифици­ру­ют­ся линии, относящиеся к гидросиликатам (4,256, 3.037, 1,481 ), одна­ко по сравнению с контрольным составом (без активации диатомита) ин­тенсивность пиков увеличена. Кроме того, уменьшается интенсивность пи­ков, относящихся к портландиту (2,634, 1,796, 1,685) (рисунок 2, б).

Рисунок 2 – Рентгенограмма известково-диатомитовых композитов:
а – базовый состав; б – состав на основе диатомита,
модифицированного кремнезолем

Полученные данные свидетельствуют о более интенсивном взаимо­действии извести с модифицированным диатомитом. Было определено также количество свободной извести СаО в процессе твердения известкового композита. Образцы с применением наполнителя на основе модифицированного диатомита характеризуются большим количеством связанной извести. В возрасте 7 суток твердения количество химически связной извести составляет 45,76 %, а в контрольном образце – 31,74 %, в возрасте 28 суток соответственно 48,5 % и 34,5 %.

При термографическом анализе композитов установлено, что дополни­тель­ный эндоэффект при температуре 650оС, отсутствующий на термо­грамме контрольных образцов, связан с дегидратацией гидросиликатов кальция, что свидетельствует об их большем содержании в известковом композите с применением диатомита, модифицированного кремнезолем.

Общая потеря массы контрольных образцов составляет 20%, а образцов с применением диатомита, модифицированного золем кремниевой кислоты, – 17,5 %. Значительное увеличение эндоэффекта в области до 114,6оС, харак­те­ризующего удаление адсорбционной влаги и потерю воды гелевидной составляющей, свидетельствует о значительном увеличении фаз, находя­щихся в коллоидном состоянии. В образцах на основе немодифи­цированного диатомита наблюдается смещение температуры до 125 оС, при этом количество свободной воды составляет 1,89 % (рисунок 2, б). Эндоэффект в интервале температур (420,4–423,1) оС соответствует разло­жению гидроксида кальция, при этом в контрольных образцах потеря массы составляет 4,33 %, в составах на основе модифицированного золем крем­ниевой кислоты диатомита – 1,38 % (рисунок 3). Полученные данные свиде­тель­ствуют о меньшем содержании гидроксида кальция, что подтвер­ж­­да­ется также данными РФА.

При исследовании закономерностей структурообразования известково-диатомитовых композиций выявлено, что с увеличением количества золя кремниевой кислоты, применённого на модификацию, происходит увеличение прочности известково-диатомитовых композитов. Составы на основе немодифицированного диатомита имеют прочность при сжатии в возрасте 28 суток твердения в зависимости от водоизвесткового отноше­ния равную 1,6-1,82 МПа, а с применением диатомита, модифици­рованного золем кремниевой кислоты, – 3,12-3,92МПа, то есть увеличение прочности составляет в 1,95-2,15 раз.

Разработана модель прочности известково-диатомитового композита, учитывающая влияние удельной поверхности диатомита (х1), известково-диатомитовое (х2) и водоизвестковое отношения (х3).

(1)

Полученные коэффициенты уравнения регрессии свидетельствуют о том, что повышения прочности известково-диатомитового композита можно достичь за счет увеличения удельной поверхности диатомита и одновременном уменьшении водоизвесткового отношения.

Структура известково-диатомитового образца с применением модифи­цированного диатомита является более однородной с равномерно распре­деленными порами. Содержание открытых пор в известково-диатомитовом композите с использованием модифицированного диатомита составляет 49,9 %, с применением немодифицированного диатомита – 52,1 %.

 Термограммы известково-диатомитового композита а – диатомит,-6

 Термограммы известково-диатомитового композита а – диатомит,-7

Рисунок 3 – Термограммы известково-диатомитового композита

а – диатомит, обработанный золем кремниевой кислоты;

б – немодифицированный диатомит

Использование модифицированного диатомита в составах сухих строительных смесей способствует изменению их реологических свойств. Составы на основе модифицированного диатомита имеют более быстрый набор пластической прочности. Пластическая прочность известково-диатомового состава с применением модифицированного диатомита в возрасте 10 ч с момента затворения составляет =0,05 МПа, в то время как с применением немодифицированного диатомита – 0,02 МПа. Для регулирования реологических свойств составов применялись пластифи­каторы Хидетал-ГП-9, Melflux 1641F, С-3, Melment F15Ci, Кратосол ПЛ, СП-3, Кратосол, Кратосол ПФМ.

Установлено, что известково-диатомитовые составы на модифициро­ван­ном диатомите обладают несколько большим пластифицирующими свойствами по сравнению с контрольным составом (без модификации диатомита). Наибольший пластифицирующий эффект наблюдается при вве­дении добавки Melflux 1641 F. Введение в рецептуру цемента в коли­честве 10 % от массы извести способствует ускорению набора пласти­ческой прочности.

Одним из регламентированных нормативными документами свойств сухих строительных смесей, готовых к применению, является водоудер­живающая способность, которая должна составлять не менее 95 %. В связи с этим в работе оценивалась водоудерживающая способность известковых композиций. При разработке рецептуры в состав вводились модифи­цирующие добавки Мecellose FMC 2094 и КМЦ марки 75/400. Выявлено, что известковые составы с добавкой цемента и С-3 в количестве 0,7 % от массы извести обладают достаточной водоудерживающей способностью, составляющей 96 %. В связи с этим отсутствует необходимость введения в рецептуру добавок Мecellose или КМЦ, что приводит к снижению стоимости составов.

Проведенные исследования показали, что покрытия на основе диатомита характеризуются склонностью к трещинообразованию. В связи с этим в работе оценивалась трещиностойкость известковых покрытий. Для повышения когезионной и адгезионной прочности покрытий на основе ССС в рецептуру вводились добавки Neolith 4400, Neolith 7200, Pulver DM1142P. Выявлено, что наибольшее влияние на показатели прочности при сжатии оказывает добавка Neolith 7200. Введение добавки Neolith 7200 в рецептуру ССС в количестве 0,75 % от массы сухой смеси увеличивает прочность композита в 1,5 раза.

Для оценки трещиностойкости дополнительно исследовали усадочные деформации в процессе твердения отделочных составов. Для уменьшения уса­дочных деформаций покрытий в рецептуру ССС дополнительно вво­дились добавка Denka SC1 в количестве 1% от массы вяжущего, в качестве мелкого заполнителя использовали сурский кварцевый песок фракций 0,63-0,315мм и 0,315-0,14 мм в соотношении 80:20. Совместное ис­поль­зование добавок С-3, Denka SC1 и Neolith 7200 приводит к зна­читель­ному снижению усадочных деформаций, составляющих =0,35 мм/м.

Дополнительно трещиностойкость покрытий оценивалось по пока­за­телю коэффициента трещиностойкости Ктрещ, который определялся как отношение прочности при изгибе к прочности при сжа­тии .Установлено, что при введении в рецептуру добавок Denka SC1, Neolith 7200 и С-3 коэффициент трещиностойкости повышается и составляет Ктрещ=0,44.

Для оценки эксплуатационной стойкости покрытий на основе ССС определяли стойкость покрытий к переменному замораживанию-оттаива­нию. В процессе испытания оценивалось визуально качество внешнего вида покрытий в соответствии с ГОСТ 6992-68 «Материалы лакокра­сочные. Метод определения устойчивости покрытия в атмосферных условиях». За «отказ» принималось состояние покрытия, оцененное III.4 баллами. Установлено, что состояние «отказа» отделочного слоя на основе модифицированного диатомита с добавками C3, Denka, Neolith наступает после 35 циклов испытаний.

При оценке гидрофизических свойств выявлено, что коэффициент капил­лярного водопоглощения покрытий на основе модифицированного диатомита ниже, чем у покрытий на основе немодифицированного диатомита и составляет W=0,91-0,93 кг/(м2ч0,5).

Был выполнен расчет тепловлажностного состояния ограждающих конструкций зданий при наличии отделочного слоя на основе разра­ботанной ССС. При расчетах рассматривалось три варианта отделки:

1 – внутренняя и наружная поверхности конструкции стены отделаны цементно-песчаным раствором плотностью =1800кг/м3;

2 – внутренняя поверхность конструкции отделана цементно-песчаным раствором плотностью =1800 кг/м3, наружная поверхность конструкции стены отделана штукатуркой на основе известково-диатомитового состава плотностью 840 кг/м3

3 – внутренняя и наружная поверхности конструкции отделаны шту­ка­туркой на основе известково-диатомитового состава плотностью 840 кг/м3

Установлено, что при применении в качестве штукатурки разрабо­танного известково-диатомитового состава наблюдается смещение нуле­вой изотермы в сторону пониженных температур. В таблице 1 приведены значения границы нулевой изотермы для условий г. Пензы по данным наиболее холодной пятидневки и среднемесячной температуры января.

Таблица 1 – Положение нулевой изотермы в сечении конструкции для условий г. Пензы

Варианты отделки Расстояние от границы утеплителя до нулевой изотермы, м
По данным наиболее холодной пятидневки По данным среднемесячной температуры в январе
Утеплитель – плиты из пенополистирола
1 0,012 0,042
2 0,015 0,045
3 0,016 0,049
Утеплитель – плиты из пеностеклокерамики
1 0,060 0,118
2 0,061 0,125
3 0,065 0,127

Установлено, что при отделке конструкции с внешней и внутренней стороны штукатуркой на основе разработанного известково-диатомитового состава наблюдается смещение нулевой изотермы на 4-7 мм (утеплитель – плиты из пенополистирола) и 5-9 мм (утеплитель – плиты из пеностекла) в сторону пониженных температур по сравнению с применением штука­турки на основе цементно-песчаного раствора.

По результатам исследований оптимальной является сухая смесь, со­дер­жащая известь-пушонку, диатомит, модифицированный золем кремниевой кислоты, сурский кварцевый песок фракций 0,63-0,315 мм и 0,315-0,14 мм в соотношении 80:20, суперпластификатор С-3, добавки Denka SC1 и редиспергируемый порошок Neolith 7200. Технологические и эксплуатационные свойства отделочного состава на основе разработанной ССС приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Технологические и эксплуатационные свойства отделоч­ного состава

Наименование показателя Величина показателя
Плотность ССС, кг/м3 840
Жизнеспособность, час - при хранении в открытых ёмкостях - при хранении в закрытых ёмкостях 8-10 40
Время высыхания при 20 °С до степени «5», мин 25-30
Водоудерживающая способность, % 95-96
Рекомендуемая толщина одного слоя, мм до 5
Расход отделочного состава при нанесении в 1 слой толщиной 5 мм, кг/м2 0,6-0,8
Удобоукладываемость хорошая
Наличие трещин вследствие усадки нет
Морозостойкость, циклы 35
Водостойкость, коэффициент размягчения 0,6
Усадочные деформации, мм/м 0,35
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С) 0,16
Адгезионная прочность Rа, МПа 0,6-0,9

Разработана технология производства ССС с применением моди­фи­ци­ро­ванного диатомита. Полученные результаты легли в основу разра­ботки проекта стандарта организации СТО 3.003–2012 «Смеси сухие строи­тель­ные».

Основные выводы

1. Разработан состав для наружной и для внутренней отделки стен зданий в виде сухой смеси, включающий гашеную известь, диатомит, модифицированный золем кремниевой кислоты, кварцевый песок, пласти­фикатор С-3 и редиспергируемый порошок Neolith P7200 и позволя-
ющий получить растворные смеси с водоудерживающей способ­ностью
95-96 %, временем высыхания до степени «5» 25-30 мин, жизне­спо­собностью 8-10 часов. Покрытия на основе предлагаемой ССС харак-
­теризуются коэффи­ци­ен­том теплопроводности 0,16 Вт/(м·°С), прочностью сцепления
0,6-0,9 МПа, прочностью при сжатии 3-4 МПа. Расход сухой смеси составляет 0,6-0,8 кг/м2 при толщине отделочного слоя 5 мм.

2. Предложено для повышения активности взаимодействия диатомита с известью проводить его модификацию, заключающуюся в обработке его золем кремниевой кислоты. Установлено оптимальное соотношение диатомит:золь кремниевой кислоты, составляющее 1:1,5.

Методом спектроскопии установлено повышение на 5,4% содержания кремнезема SiO2 в диатомите, модифицированном золем кремниевой кислоты. Выявлено увеличение активности модифицированного диатомита как гидравлической добавки. Показано, что активность модифици­рован­ного диатомита составляет 400 мг/г, а активность немодифицированного диатомита 370 мг/г. Выявлено, что обработка диатомита золем кремниевой кислоты способствует гидрофилизации его поверхности.

3. Методом сканирующей зондовой микроскопии установлено повы­ше­ние однородности структуры диатомита, модифицированного золем кремниевой кислоты. Показано, что структура модифицированного диато­мита характеризуется порами диаметром от 75 до 150 нм, а немо­дифи­цированного диатомита – от 150 до 650 нм. Значение фрактальной раз­мерности поверхностного фрактала немодифицированного диатомита составляет D = 2,52,а для диатомита, модифицированного золем крем­ниевой кислоты, – D = 2,05.

4. Методом РФА, ДТА, оптической микроскопии установлено, что известково-диатомитовые образцы с применением диатомита, модифици­ро­ванного золем кремниевой кислоты, характеризуются большим коли­чеством гидросиликатов кальция, уменьшением портландита. Выявлено уменьшение на 10 % объема открытых пор в известково-диатомитовом композите с использованием модифицированного диатомита.

5. Установлены закономерности изменения прочности известковых композитов в зависимости от дисперсности и содержания диатомита, количества воды затворения, наличия пластифицирующих добавок. Выявлено увеличение прочности в 1,95-2,15 раз известковых композитов с применением модифицированного диатомита. Получена математическая модель прочности, позволяющая подобрать рецептуру ССС в зависимости от удельной поверхности диатомита, воды затворения и известково-диатомитового соотношения.

6. Установлены закономерности изменения реологических и техноло­ги­ческих свойств известково-диатомитовых составов. Показано, что модифи­кация диатомита золем кремниевой кислоты способствует ускорению набора пластической прочности.

7. Установлено, что при применении в качестве штукатурки разра­бо­танного известково-диатомитового состава наблюдается смещение нуле­вой изотермы в сторону пониженных температур на 4-9 мм в зависимости от вида утеплителя и климатических условий эксплуатации.

8. Разработана технология производства сухих строительных смесей с применением модифицированного диатомита. Разработан нормативный документ – проект стандарт организации СТО 3.003-2012 «Смеси сухие строительные» по изготовлению и применению ССС с применением модифицированного диатомита.

Основные положения и результаты диссертационной работы изложены в изданиях, входящих в перечень ВАК:

1. Логанина, В.И. Влияние щелочной активации на структуру и свойства диатомита / В.И. Логанина, Е.А. Никифоров, Е.Е. Симонов // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. – 2011. – № 2. – С. 30-32.

2. Логанина, В.И. Влияние активации диатомита на свойства извест­ковых композиций / В.И. Логанина, О.А. Давыдова, Е.Е. Симонов // Извес­тия вузов. Строительство. – 2011. – № 3. – С. 20-23.

3. Логанина, В.И. Влияние активации диатомита на свойства из­вестковых композиций / В.И. Логанина, О.А. Давыдова, Е.Е. Симонов // Вест­ник ВолгГАСУ. Серия. Строительство и архитектура. – 2011. –
№ 22(41). – С. 83-87.

4. Логанина, В.И. Особенности структурообразования известковых ком­по­зитов с применением модифицированного диатомита / В.И. Лога­ни­на, Е.А.Никифоров, О.А. Давыдова, Е.Е. Симонов // Региональная архите­ктура и строительство. – 2011. – № 2(11). – С. 4-8.

5. Логанина, В.И. Исследование закономерностей влияния золя крем­ниевой кислоты на структуру и свойства диатомита / В.И. Логанина,
О.А. Давыдова, Е.Е. Симонов // Строительные материалы. – 2011. – № 12. – С. 63-65.

6. Логанина, В.И. Закономерности формирования структуры и свойств известковых композиций c применением модифицированного диатомита / В.И. Логанина, Е.Е. Симонов // Региональная архитектура и строительство. – 2012. – № 2. – С. 56-59.

7. Логанина, В.И. Структурообразование известковых композитов на основе модифицированного диатомита / В.И. Логанина, О.А. Давыдова, Е.Е. Симонов // Приволжский научный журнал. – 2012. – № 2. – С. 68-72.

8. Логанина, В.И. Эффективность применения известково-диато­мито­вой декоративной штукатурки для отделки ограждающих конструкций / В.И. Логанина, О.В. Карпова, Е.Е. Симонов // Известия вузов. Строит­ель­ство. – 2012. – № 5. – С. 44-47.

9. Логанина, В.И. Реологические свойства известковых растворов на ос­но­ве активированного диатомита / В.И. Логанина, И.А. Аверин, О.А. Да­вы­дова­, Е.Е. Симонов // Приволжский научный журнал. – 2012. – № 3. – С. 71-75.

Публикации в прочих изданиях:

10. Логанина, В.И. Применение модифицированного диатомита в сухих строительных смесях / В.И. Логанина, Е.А. Никифоров, Е.Е. Симонов // Сухие строительные смеси. – 2011. – №4. – С. 14-15.

11. Логанина, В.И. Сухие строительные смеси с применением моди­фицированного диатомита / В.И. Логанина, О.А. Давыдова, Е.Е. Симонов // Науковий Вiсник Будiвнива. Вип.64. – Харькiв, 2011. – С. 114-118.

12. Логанина, В.И. Эффективность применения модифицированного диа­томита в сухих строительных смесях / В.И. Логанина, Е.Е. Симонов // Сборник работ победителей отборочного тура Всероссийского конкурса научно-исследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых по нескольким междисциплинарным направлениям. – Новочеркасск, 2011. – С. 407-409.

13. Логанина, В.И. Вапнянi оздоблювальнi склади iз застосуванням модифкованного дiатомиту / В.И. Логанина, В.Г. Камбург, Е.Е. Симонов //Восточно-европейский журнал передовых технологий. – Харьков, 2012. – № 1. – С. 51-54.

14. Логанина, В. И. Підвищення ефективності застосування діатоміту в оздоблювальних складах / В.И. Логанина, Е.Е. Симонов // Сучасне промислове та цивільне будівництво. – 2012. – Том 8, № 1. – С. 45-52.

15. Симонов, Е.Е. Повышение эффективности применения диатомита в су­хих строительных смесях / Е.Е. Симонов // Теория и практика повы­ше­ния эффективности строительных материалов (Материалы VII Междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых). – Пенза, 2012. – С. 169-173.

Симонов Евгений Евгеньевич

Теплоизоляционные декоративные сухие

строительные смеси с применением модифицированного диатомита

Специальность 05.23.05 – Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Подписано в печать 28.03.2013. Формат 60x84 1/16

Бумага офисная «Снегурочка». Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1,0.

Заказ № 72. Тираж 100 экз.

Издательство ПГУАС.

440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 28.

E-mail: office@pguas.ru



 





<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.