Введение к работе
Актуальность работы связана с необходимостью расширения ассортимента отделочных, живописных, а также конструкционных материалов из природных продуктов, используемых в строительстве. Основным недефицитиш сырьем при решении такого рода задачи может служить алгаиниЯсодеряацее, например, суглинок или гидроксид алю-1/иния, отличавшийся белым цзетсм. йвдкостыо затворения в таких системах является фосфорная кислота - экологически чистый продукт, способный обеспечить безобяиговое получение материалов.
Цель работы заключалась в получении гидравлических материалов естественного твердения,на основе алвминийсодерзащих продуктов и фосфорной кислоты,живописного, отделочного и конструкционного назначения.
Для выполнения поставленной цели в работе резались следующие задачи:
I. Разработать а использовать модели управления процессом твердения для получения гидравлических материалов, на основе алкжиний-содер?.ащих продуктов и фосфорной кислоты,естественного твердения.
-
Исследовать физико-химические и физико-механические свойства полученных материалов и определить области их применения.
-
Разработать технологии получения и использования новых гидравлических материалов на основе фосфатов алшиния.
В качестве объектов исследования пороаковой составляющей,в работе использовался гидроксид алшиния и природный суглинок. Научная новизна работы состоит в следующей-.
Показано, что возмогло получение гидравлического материала естественного твердения на осново алсминийсодержащих продуктов и фосфорной кислоты,с учетом современных представлений о состоянии поверхности и роли окислительно-восстановительных процессов,.которые положены в основу предложенных моделей управления процессом. Установлено, что при равном значении удельной поверхности гидрок-сида алюминия (остаток ка сите № 008 2...5 %), рН водных и фосфорнокислых суспензий отличаются в зависимости от особенностей активирования поверхности при измельчении. Обнаружено, что существует нижнее граничное значение величины рН суспензий,обеспечивающее гидравлические свойства образующихся катериалов,при этой,при значениях рН суспензий, больших или равных единице, наряду с водо-
'.-3--:
растворимыми гидрофосфатаыи, появляется аморфная нерастворимая фаза. Выводы этой части работы послуаили основой разработки технологии измельчения гидроксида для получения гидравлических вянущих материалов АЛШЕов и алюмобетонов.
Показано, что введение в системы,на основе гидроксида алюминия определенной удельной поверхности и фосфорной кислоты,веществ в переменных степенях окисления приводит к возникновению гидравлических овойств материалов; при этом,методой мессбауэровской спектроскопии установлено окисление келеза (П) в иелеэо (Ш) и определено, что суммарное значение рН такой системы повышается. Установлено также отличие фазообразования в системах, отвердевание в которых сопровождается окислительно-восстановительными процессами. Установлено, что І...5 % некоторых минеральных пигментов, являющихся окрашенный веществами определенного электронного строения.введенных в систему на основе гидроксида алюминия, способствуют повышению прочности; при этом,воздействие взодимых веществ рассматривается как каталитическое, основанное на принципах окислительно-восстановительного катализа. Исследовано фазообразовакие при введении пигментов и установлено, что во времени в гидравлических материалах на основе фосфатов алюминия и соединений d -металлов проходят процессы- образования более основных продуктов и поликонденсационныэ процессы, способствующие повышению уровня водостойкости полученных материалов и прочности. Определены дефорлативные характеристики полученных материалов Выводы этой части работы послужили основой для разработки.новых цветных алвыобетонов-смальт и ферросыальт'.
Исследована глиноводерзащая система с фосфорной кислотой в присутствии некоторых оксидов d.-металлов. Установлено, что при введении в систему веществ, способных к окислительно-восС'ташвительным реакциям, появляется новая труднорастворимая аморфная фаза, приводящая к возникновению гидравлических свойств материала. Выводы этой части работы послужили основой для получения нового гидравлического материала ГЛИНФа.
Практическая ценность работы.
Разработана технология получения порошков гидроксида алюминия, образующих в реакции с фосфорной кислотой гидравлические вяжущие (АЛШЬы) с критерием контроля качества по величине рН. Получен алв-ыобетон путем смешения гидроксида алюминия с рН суспензии,большим или равным единицу с активным заполнителем в виде гидроксэда алю-
миния с остатком на сите Р 008 60...61 % в разном соотноиении и дальнейшим затворением фосфорной кислотой. Алюмобетоны имеют прочность 10...13 МПа (Ы 100) , морозостойкость не менее 30 циклов. Во времени алюмобетоны увеличивают прочность при саатии до 18...37 Ша в возрасте до трех лет.
Получены цветные алшобетоны-смальты всех цветов и оттенков. Исследозано влияние природы и концентрации пигмента (до 7 %), концентрации фосфорной кислоты, состава бетона и возраста твердения на прочность смальты. Смальта имеет прочность в зависимости от цвета до 10...39 МПа, Ш 100...М 400), морозостойкость не менее 30 циклов, с возрастом прочность материалов увеличивается до 20...50 МПа. Разработана технология получения безобниговых смальт.
На разработанный материал получено авторское свидетельство !5 759476, выполнены опытные образцы иозаичной яивописи и облицовки.
Получены гидравлические адюмобетоны путем модификации смесей на основе гидроксида алюминия с рН< I вецествами, способными участвовать в окислительно-восстановительных процессах [оксиды железа (П) и меди (I л ГО]. Полученные алгаобетоны-ферросмальты являются высокопрочны.::-! материалами оригинальной, более темной7цветовой там-ыы. Прочность ферросмальт составляет до 28 НПа, (И 250), морозостойкость не менее 30 циклов. Получены литые алюмобетоны при д/Т=> = 0,5 (состаз 1:3), и разработана технология их нанесения на искусственные и естественные каики в виде каменных красок. Краски использованы в интерьере на бетонных и гипсовых основах для получения декоративных отделочных строительных материалов, покрытий для пола, столешниц, а также для :*::вописных работ; разработана технология ведения яивопкснкх работ. Выполнен образец декоративного пола, образцы облицовочных панелей, плит и картин. На технология каменных красок разработаны ТУ 40І830ІІ9І. Материал зкспонііровался на мех-дународтк выставках, получена серебряная медаль ВДНХ СССР.
- Разработан катерная иа основе елЕминийсодерзацего природного продукта (каояиннтовоіі глины) и фосфорной, кислоты, модифицированный гедезо- и медьсодарзаспая веществами, названный ГЛИНФом. Материал является водо- и корозостойкки, прочность до 20 ШІа, (М 200), морозостойкость до 30 циклов.. На разработанные ГЯИНйы получено авторское свидетельство 2? IG49038. ГЛИН&і использованы для укрепления глиносодерзагпа грунтов на опытной-площадко поселка Володарского.
За счет асйользованйя материалов,еивописного назначения,ЫГП
-5-'''
"Инхим" получена прибыль, использованная для покрытия части расходов по приобретения вычислительной техники и соответствующая стоимости одного компьютера ІШ PC.
Результаты работы использованы в учебном процессе ПГУПС, а такге в методической разработке "Практикум по теоретической и инженерной химии", 1990г.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались и об-суядались на Всевоазной конференции "Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении" (г. Белгород, 1988 г.), на 3 Всесоюзной научно-практической конференции (г. Киев, 1989 г.), на 3 Республиканской конференции "Научно-технический прогресс и технологии строительных материалов" (г. Алма-Ата, 1990 г.), на Всесоюзном техническом семинаре (г. Рига, 1991 г.), на Всесоюзном научно-техническом совещании по химии и технологии цемента (г. Ыосква, 1991 г.), на Межреспубликанской семинаре (г. Рига, . 1991 г.), на научно-технических конференциях в ПИИГе: "Неделя науки - 91" "Неделя науки - 92", на научно-технической конференции "Прогрессивные строительные материалы и изделия на основе использования природного и техногенного сырья" (г. Санкт-Петербург, 1992 г.), на научно-технических конференциях в ПГУПСе: "Неделя науки - 33", "Неделя науки-94".
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, вести глав, общих выводов, списка литературы, включающего Ю9 наименований и прилонений. Изложена на /36 граница*> включая 41 рисунок, и 21 таблицу.
