Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы отмечается заметное оживление малоэтажного индивидуального строительства. В связи с этим требуется расширение производства штучных изделий для ограждающих конструкций (камней, блоков, облицовочных плиток). Одним из путей удовлетворения увеличивающегося спроса на материалы для ограждающих конструкций является применение гипсовых вяжущих, в первую очередь, наиболее распространенного полуводного гипса В-модификации. Однако невысокая прочность и. главным образом, крайне низкая водостойкость [5-полугидрата сульфата кальция существенно ограничиваю! его применение в этих целях. Прочность низкомарочного гипсового вяжущего можно значительно повысить за счет уменьшения величины водогипсового отношения и применения интенсивных способов уплотнения формовочных смесей, наиболее эффективным из которых является прессование. Однако водостойкость прессованных гипсовых изделий при этом не только не увеличивается, но заметно снижается и поэтому возможность их применения в ограждающих конструкциях остается проблематичной.
Все вышеизложенное позволяет считать проблему повышения прочности и водостойкости прессованных гипсовых изделий, решаемую в данной работе, весьма актуальной.
Цель диссертационной работы: разработка модифицированного гипсового вяжущего для производства строительных изделий методом прессования, обладающих повышенной прочностью и стойкостью при длительных и чередующихся температурно-влажностных воздействиях.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить . следующие задачи:
провести выбор модифицирующих добавок;
изучить влияние модификаторов на структурообразование, фазовый и минеральный составы затвердевшего вяжущего;
выявить основные рецептурные и технологические факторы, оказывающие влияние на прочность и долговечность прессованного модифицированного гипсового вяжущего;
получить экспериментально-статистические модели зависимости свойств материала от количества вводимых добавок и основных технологических факторов;
исследовать стойкость затвердевшего прессованного модифицированного гипсового вяжущего к атмосферным воздействиям;
получить мелкозернистые бетоны на его основе;
провести опытно-промышленные испытания и определить экономическую эффективность предложенных композиционных материалов.
Научная новизна работы состоит в том, что:
разработаны составы гипсового вяжущего для производства прессованных стеновых изделий,_обладающих высокой прочностью и водостойкостью;
комплексом методов физико-химического анализа (РФА. ДТА и ИК-спектроскопии) установлен фазовый и минералогический состав композиционного, вяжущего. Выявлено образование в системе малорастворимой новой фазы двузамещенного дигидрофосфата кальция СаНР04-2Нг0, изоморфно кристаллизующегося с двуводным гипсом;
электронно-микроскопическими исследованиями показано, что структура затвердевшего гипсового камня сложена из плотно упакованных агрегатов хлопьевидных образований, состоящих из мельчайших кристаллов гипса и кальцита, сцементированных дигидратом дикальцийфосфата:
получена аналитическая зависимость коэффициента размягчения прессованного гипса от величины его максимального объемного водопоглощения, которая имеет линейный характер и описывается уравнением:
КР - 1 - 0, 024 W0;
- установлено положительное влияние модифицирующих добавок
на формирование мелкокристаллической структуры вяжущего, ха
рактеризующейся повышенной прочностью, и параметры ее порового
пространства (уменьшение открытой пористости, среднего размера
пор и улучшение показателя их однородности), что обусловливает
увеличение долговечности материала.
Практическое значение работы:
- работа выполнена в рамках темы "Разработка эффективной
технологии применения гипсовых вяжущих с использованием техно
генных отходов для возведения малоэтажных зданий" МНТП "Архи
тектура и строительство";
разработаны составы и способ получения модифицированного гипса для производства высокопрочных прессованных .изделий, обладающих повышенной водостойкостью. На составы и способ производства вяжущего подана заявка на патент в Роспатент (приоритетная справка N 94-027027/33/26638);
получены экспериментально-статистические модели прочности, коэффициента размягчения, водопоглощения и средней плотности затвердевшего вяжущего от основных рецептурных и технологических , факторов, позволяющие управлять его свойствами;
разработанная технология производства изделий из строительного гипса, шлама химводоочистки ТЭЦ с добавкой'одноза-мещенного фосфата аммония апробирована в АО "Дон-гипс" г. Ростова-на-Дону при изготовлении кирпичей для лицевой кладки наружных стен;
расчетный годовой экономический эффект, достигаемый при производстве 2291,3 куб.м в год стеновых изделий из модифицированных гипсовых вяжущих по предложенной технологии в сравнении с существующей технологией производства таких же изделий и в таком же количестве из цементно-песчаных смесей, составил: в фиксированных ценах 1991 г. - 178 200 руб., а в прогнозируег мых ценах на 1995 г. - 123 935 000 руб.
На защиту выносятся: ,,
результаты комплексных исследований физико-химических, процессов, протекающих при твердении прессованного строительно7 го гипса, модифицированного рекомендуемьми неорганическими добавками;
составы и способ получения сырьевых смесей композиционных гипсовых вяжущих и мелкозернистых бетонов на их основе с использованием шлама химводоочистки ТЭЦ и однозамещенного фосфата аммония;
комплексная оценка влияния рецептурных и технологических факторов на физико-механические свойства прессованного модифицированного строительного гипса и мелкозернистого бетона на его основе;
результаты оценки стойкости затвердевшего модифицированного вяжущего при длительном водонасыщении и чередующихся тем-пературно-влажностных воздействиях.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Ростовской-на-Дону государственной академии строительства (1993-1995), Международных конференциях: "Эффективные технологии и материалы для стеновых и ограждающих конструкций" (Ростов-на-Дону, 1994), "Вопросы планирования и застройки городов" (Пенза, 1995), "Научно-технические достижения в области дорожных строительных материалов, строительства, реконструкции, содержания автомобильных дорог и искусственных сооружений" (Липецк, 1995).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в пяти публикациях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора состояния вопроса, 5 глав, освещающих результаты исследований, основных выводов, списка использованных литературных источников.
Работа изложена на 201 странице машинописного текста, вклю
чая 45 рисунков, 29 таблиц, 141 наименование литературы, в
том числе на иностранных языках, приложения.
