Введение к работе
Актуальность.
Современное строительство и реставрация зданий требует применения большого количества облицовочных материалов, обладающих архитектурно-художественной выразительностью.
Наибольшее распространение в качестве облицовочных материалов получили карбонатные горные породы (известняки и мраморы). Однако основным их недостатком является недостаточная стойкость к агрессивному воздействию окружающей среды. Обработка карбонатных пород органическими материалами достаточно дорогостояща и ухудшает художественную выразительность.
Повышение эксплуатационных и декоративных свойств облицовочных изделий из карбонатных пород может быть достигнуто поверхностной обработкой изделий растворами сульфатов некоторых металлов с получением покрытия из стойкого материала с высокой декоративной выразительностью.
Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР МГСУ на 2004-2006 гг.
Цель и задачи. Основной целью данной работы является улучшение декоративности и физико-механических свойств облицовочных изделий из карбонатных горных пород.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
обосновать возможность использования растворов сульфатов некоторых металлов для обработки изделий из карбонатных горных пород;
выявить сульфаты, влияющие на декоративные свойства карбонатных горных пород;
исследовать механизм взаимодействия между породой и растворами сульфатов некоторых металлов;
исследовать эксплуатационные свойства обработанных горных пород;
разработать рекомендации по технологии обработки горных пород карбонатного состава растворами сульфатов некоторых металлов с позиций физико-механических свойств;
осуществить опытно-промышленное опробование.
Научная новизна.
обоснована возможность повышения декоративных и эксплуатационных свойств изделий из карбонатных пород путём их поверхностной обработки сульфатами меди и железа (II) с образованием нерастворимых гидроксикарбо-натов, которые заполняют поры и микродефекты, а также улучшают художественную выразительность;
методом ИК-фурье-спектроскопии доказано химическое взаимодействие растворов сульфатов некоторых металлов с породообразующим минералом, что объясняет увеличение показателей поверхностной твёрдости, водопоглощения и кислотостойкости по сравнению с необработанными изделиями;
установлены зависимости микротвёрдости, водопоглощения, кислотостойкости, прочности, морозостойкости облицовочных изделий из карбонатных пород от времени обработки сульфатами меди и железа (II), а также от способа обработки, влажности и температуры окружающего воздуха;
методом рентгено-дифракционного анализа установлена высокая однородность слоя нерастворимых соединений на поверхности облицовочных изделий, образующихся в ходе обработки сульфатами меди и железа (II);
обосновано улучшение декоративности путём изменения окраски по
верхности облицовочных изделий из карбонатных пород в ходе обработки
сульфатами меди и железа (II) из-за наличия в растворах этих сульфатов окра
шенных гидратированных ионов, участвующих во взаимодействии с породооб
разующим минералом.
Практическая значимость. Получены декоративные карбонатные изделия, модифицированные растворами сульфатов меди и железа (II): известняк уникальных расцветок (класс II) с водопоглощением 3%, кислотостойкостью 1 %, микротвёрдостью 13 кгс/см2, морозостойкостью 25 циклов; мрамор уникальных расцветок (класс I) с водопоглощением 0,24%, кислотостойкостью 0,2%, микротвёрдостью 27 кгс/см2, морозостойкостью 35 циклов;
разработана технология обработки камня растворами сульфатов меди и
железа (II), включающая процессы нанесения, процессы сушки с учётом раз-
личных параметров влажности и температуры окружающего воздуха, процессы приготовления растворов.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на научно-практических конференциях: семинаре "Эффективные строительные материалы и технологии, используемые при реализации программы "Доступное жильё" (в рамках седьмой специализированной выставки "Отечественные строительные материалы 2006". Москва, СК «Олимпийский», февраль 2006 г.), семинаре «Инновационные технологии в строительстве» (в рамках 14 Международной Строительной недели. Москва, КВЦ «Сокольники», март 2006 г.), научно-практической конференции, посвещённой памяти профессора Андрианова Р.А. (Москва, МГСУ, апрель 2006 г.), 4-ой международной научно-практической конференции молодых учёных, аспирантов и докторантов «Строительство — формирование среды жизнедеятельности», посвященной 85-летнему юбилею МГСУ-МИСИ (Москва, МГСУ, апрель 2006 г.), межрегиональной конференции «Энергосбережение в ЖКХ и строительстве» (Москва, Гостиный Двор, апрель 2006 г.), научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодёжи - путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, ВВЦ, июнь 2006 г.).
На защиту выносится:
теоретическое обоснование возможности использования растворов сульфатов некоторых металлов для обработки изделий из карбонатных горных пород;
механизм взаимодействия между породой и растворами сульфатов некоторых металлов;
технология обработки горных пород карбонатного состава растворами сульфатов меди и железа (II) и её оптимизация с позиций физико-механических свойств.
эксплуатационные свойства обработанных горных пород;
Структура и объём диссертации:
Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы из 95 наименований и приложения. Работа изложена на 128 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка и 12 таблиц.
