Введение к работе
Актуальность темы. Для облицовки гражданских и промышленных зданий используются декоративные плиты из природного камня, керамические плитки, лакокрасочные материалы, искусственные декоративные плиты на основе белых, цветных цементов и отходов пиления природных камней. Применение указанных отделочных материалов в современном строительстве имеет свои преимущества и недостатки. В частности, применение облицовочных изделий из природного камня из-за высокой стоимости и дефицита ограничено и допускается только при строительстве уникальных объектов. Производство декоративных плит на основе белых цементов и дробленного щебня из природных камней в настоящий момент значительно сократилось ввиду острейшего дефицита и повышения цен на материалы. Технология керамических плиток базируется на использовании высококачественных сырьевых ресурсов и больших топливно-энергетических затратах.
В связи с вышеизложенным, перспективным направлением развития производства декоративно-отделочных материалов является разработка ресурсосберегающих технологий с широким использованием вторичного сырья. Анализ отечественных и зарубежных исследований показывает актуальность разработки отделочных материалов с использованием неутилизированных отходов стекольного и строительного производства, разрешающей важную народнохозяйственную задачу -экономию дефицитных, дорогих сырьевых материалов и охрану окружающей среды. Известен опыт получения вяжущих композиций с применением боя техногенных стекол для изготовления бетонных и отделочных материалов по технологии, включающей автоклавную обработку изделий. Однако их производство требует сложного технологического оборудования и строительства котельных для выработки пара высокого давления.
Таким образом, разработка бесклинкерных вяжущих композиций и малоэнергоемкой технологии декоративно-отделочных изделий на основе стеклобоя, не уступающих по физико-техническим и декоративным свойствам традиционным, является актуальной задачей.
Работа выполнена по плану НИР Московского гидромелиоративного института (гема 26-10) в соответствии с Межвузовской научно-технической программой Госагропрома СССР на 1986-1990 годы по проблеме 06.12 "Разработка известьсодержащих бесцементных вяжущих и легких пористых заполнителей на основе боя стекла, декорагивно-
отделочных и легких бетонов".
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы являлась разработка бесклинкерного вяжущего и неавтоклавных декоративно-отделочных изделий на основе техногенных стекол.
достижение поставленной цели потребовало решения следующих частных задач:
теоретического обоснования возможности получения безобжигового вяжущего с использованием боя техногенных стекол и монолитного силикатного композита на основе СИГВ и активных алюмо-силикагных заполнителей в условиях гепловлажностной обработки;
определения взаимосвязи технологических факторов с основными свойствами сгекло-извесгково-гипсового вяжущего;
оптимизации состава сгекло-известково-гипсового вяжущего;
определения влияния алюмосиликагной составляющей на активность стекло-известково-гипсового вяжущего;
исследования структуры цементирующих новообразований стекло-известково-гипсового вяжущего;
изучения влияния характера и гранулометрического состава заполнителей на свойства декоративного бетона на основе СИГВ;
разработки рациональных составов декоративных бетонов на безобжиговом СИГВ, исследования физико-механических и декоративных свойств неавтоклавных отделочных материалов на его основе;
разработки нормативных документов на производство сгекло-извесгково-гипсового вяжущего;
разработки технологических рекомендаций на производство отделочных плит на основе СИГВ и его опытно-промышленного опробования;
обоснования технико-экономической эффективности производства и применения сгекло-известково-гипсового вяжущего и декоративно-отделочных плит на его основе.
Научная новизна работы:
обоснованы теоретические предпосылки возможности получения безобжигового сгекло-известково-гипсового вяжущего;
выявлен механизм процессов взаимодействия СИГВ с активными алюмосиликагными заполнителями при формировании искусственного силикатного композита;
определено существенное влияние сульфатсодержащей фазы
на растворимость аморфного кремнезема искусственных стекол, способствующее повышению активности СИГВ;
установлена взаимосвязь влияния дисперсности и температуры ТВО на прочность силикатного камня СИГВ;
получены аналитические зависимости, характеризующие взаимосвязь технологических факторов с основными свойствами сгекло-известково-гипсового вяжущего;
установлено влияние характера и гранулометрического состава заполнигелен на свойства декоративного бетона на основе СИГВ.
Практическое значение работы
Определены рациональные составы декоративных бетонов на основе СИГВ и кирпичного щебня, исследованы их физико-механические и декоративные свойства.
Производсгьо отделочных материалов на СИГВ и кирпичном щебне с использованием ТВО обеспечивает получение изделиіі средней плотностью 1690-1730 кг/м3, прочностью при сжатии после ТВО 23--28 Ша, после высушивания - 27-32 Ша, водостойкостью 0,79-0,81, морозостойкостью 25-35 циклов, которые'можно применять для внутренней облицовки зданий. Поверхностная гидрофобизация плит крем-нийорганическими соединениями ГЮа-10 и ФЭС 113-63 повышает морозостойкость до 50 циклов и исключает образование зысолов на их поверхности, что позволяет применять отделочные плиты на основе СИГВ и кирпичного щебня для наружной отделки зданий.
На основе СИГВ и керамзитового гравия получены легкие бе- гоны марок 100 и 150 (класса по прочности В 7,5 и 3 12,5) средней плотностью І240-І430 кг/м3, водопоглощением П-13/о по массе и М__ 35 и крупнопористый бетон класса В 5 средней плотностью 350-870 кг/м , водопоглощением 14/і по массе и і.ї,3 25, которые могут быть использованы в качестве стеновых ограждающих конструкций в сельском гражданском и индивидуальном строительстве.
Реализация. На заводе ШІиК-6 ГПО "Узстройиндустрия" г. Бухары выпущены и испытаны опытные партии отделочных плит и легких керамзитобетонних блоков на основе бесклинкерного СІЇГЗ.
На основании проведенных исследований и опытно-промышленного опробования разработаны технологический регламент и технические условия на производство сгекло-извостково-гипсового вяжущего.
Применение СИГВ вместо белого цемента при производстве ог-
делочных плит позволяет снизить себестоимость продукции на 52.
Намечено организовать в г.Бухаре на заводе ЕБИиК-6 технологическую линию по производству огделочннх плиг на основе отходов строительного производства (протокол-соглашение от «28.09.90г.).
На защиту выносятся:
обоснование научно-практических предпосылок получения безобжигового вяжущего на основе техногенных стекол в условиях извесгково-сульфатной активизации;
данные экспериментальных исследований физико-механических свойств сгекло-известково-гипсового вяжущего;
графические модели, устанавливающие влияние технологических факторов на свойства СИГВ;
результаты исследований структуры цементирующих новообразований сгекло-известково-гипсового вяжущего;
обоснование'возможности и практическое подтверждение создания искусственного силикатного композита за счет синтеза цеменгирующих соединений в контактах на поверхности зерен активных алюмосиликагных заполнителей при взаимодействии с СИГВ в условиях тепловлажностной обработки при нормальном давлении;
аналитические зависимости, описывающие влияние алюмоси-ликатной составляющей на свойства СИГВ;
результаты исследования влияния характера и гранулометрического состава заполнителей на свойства декоративного бетона на основе СИГВ;
результаты исследований подбора рациональных составов декоративных бетонов на СИГВ и кирпичном щебне, физико-механических и декоративных свойств отделочных плиг на их основе;
технологические рекомендации по производству СИГВ и отделочных плиг на его основе;
результаты опыгно-промышленного опробования и обоснования технико-экономической эффективности производства и применения СИГВ и отделочных плиг на его основе.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований доложены и обсуждены на Северо-Кавказской зональной научно-технической конференции "Перспективы развития научно-технического прогресса в проектировании и строительстве объектов агропромышленного комплекса Северного Кавказа" (г.Росгов-на-Дону,1988г.), на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Пути экономии цемента при производстве бетона 4
и железобетона" (г.Челябинск,1989г.), на научно-технических конференциях ЫГМИ (г.Москва,1989,1991гг.).
Образцы экспонировались на Международной специализированной выставке "Машины, оборудование, приборы и материалы для мелиорации и водного хозяйства" (Мелиорация-89) и на выставке-ярмарке "Наука на службе мелиорации" (ВДНХ СССР,1989г.).
По материалам диссертации опубликованы II печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, литературы и приложения. Работа изложена на І36 страницах машинописного текста, иллюстрирована 57 таблицами, 39 рисунками и 5 приложениями. Список литературы содержит 158 наименований, в том числе 19 иностранных.