Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одной из важнейших проблем современного строительного материаловедения является разработка ресурсе- и энергосберегающих строительных композитов на основе использования некондиционного природного сырья и вторичных продуктов промышленного производства.
Строительные композиты на техногенном сырье, обладающие улучшенными технологическими и физико-механическими свойствами, широко востребованы в строительной индустрии, однако, строительные растворы на некондиционных мелких песках и техногенном сырье в виде отсевов дробления бетонного лома и золошлаковых смесей работы ТЭЦ, применяемых для производства штукатурных работ в промышленном и гражданском строительстве, изучены недостаточно.
Из-за низкого модуля крупности и наличия в их составе глинистых и илистых примесей, огромные запасы некондиционного природной* песка в многочисленных регионах страны, в т.ч. и Чеченской Республики, не востребованы, хотя использование местной сырьевой базы значительно снижает себестоимость выпускаемой продукции и расширяет сырьевую базу производства строительных материалов.
Эффективное использование техногенного сырья возможно только после осуществления таких технологических переделов, как предварительная механическая и. механохимическая активация используемых материалов, с учетом химического и , минералогического состава исходного сырья и комплекса требований, предъявляемых к строительным растворам, получаемым с их применением.
Современное высокотехнологическое оборудование для измельчения, применения синергетических модификаторов и суперпластификаторов при переработке вторичного сырья открывает большие возможности для создания новых эффективных строительных композитов, в том числе строительных растворов для штукатурных работ.
Работа проводилась в соответствии с федеральными целевыми программами «Восстановление экономики и социальной сферы Чеченской Республики на 2002 и последующие годы», «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы», а также федеральной адресной инновационной программы «Социально-экономическое развитие Чеченской Республики на 2008-2012 гг.».
Цель и задачи работы. Основной целью диссертационной работы является разработка составов строительных штукатурных растворных смесей
на основе использования некондиционных мелких песков и техногенного сырья с улучшенными технологическими и физико-механическими свойствами.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
обосновать возможность повышения технологических и физике-механических свойств растворных смесей за счет иепользования техногейного сырья и некондиционных мелких песков;
разработать комплексную модифицирующую добавку (КМД) на основе золошлаковой смеси для штукатурных растворных смесей, полученных с использованием техногенного сырья и некондиционных мелких песков;
изучить зависимость влияния комплексной модифицирующей добавки на технологические и физико-механические свойства штукатурных растворов;
обосновать обеспечение требуемых технологических и физико-механических свойств штукатурных растворных смесей на мелких песках повышением их модуля крупности за счет использования отсевов дробления бетонного лома;
провести опытно-производственное опробование результатов исследования.
Научная новизна диссертационного исследования:
- обоснована возможность получения высококачественных штукатурных
растворных смесей с улучшенными технологическими и физико-
механическими свойствами за счет использования техногенного сырья и
некондиционных мелких песков;
- с помощью методов математического планирования экспериментов получены
многофакторные квадратичные зависимости соотношения фракций отсевов
дробления бетонного лома от количества мелки* песков для их обогащения;
доказано; что обогащение некондиционных мелких песков отсевами дробления повышает прочность и адгезионную способность штукатурных растворов;
установлена зависимость оптимальной величины удельной поверхности золошлаковой добавки от продолжительности механоактивзции;
установлена зависимость влияния добавки молотой золошлаковой смеси на свойства штукатурных растворов на заполнителях местных месторождений, а также отсевах дробления бетонного лома от введенного количества и продолжительности помола;
разработана комплексная модифицирующая добавка на основе золрщлаковоД смеси, суперпластификатора С-3 и органических ПАВ, роль которых выполняют примеси в мелких песках;
- с помощью методов РФ А, ДТА и электронной микроскопии установлено, что введение комплексной модифицированной добавки способствует существенному повышению показателей качества штукатурных смесей на обогащенных мелких песках - удобоукладываемости, жизнеспособности, прочности, адгезии, водоудерживающей способности, снижению расслаиваемости и подвижности.
Практическая значимость диссертационной работы:
разработана технология производства комплексной модифицирующей добавки (КМД) на основе механоактивированной золошлаковой смеси и суперпластификатора С-3;
доказано, что обогащение некондиционных мелких песков отсевами дробления бетонного лома существенно повышает показатели технологических свойств и адгезионной способности штукатурных растворов;
получены высококачественные штукатурные растворные смеси марок М75 и М150 на основе техногенного сырья и обогащенных мелких песков.
Внедрение результатов работы. Опытно-производственное опробование разработанных технических условий и стандарта организации было произведено в ООО «Элитстрой» г. Грозный. Была произведена опытная партия штукатурных растворных смесей марок М75 ... М150 в объеме 3250 м3.
Достоверность полученных результатов подтверждается:
использованием апробированных методов экспериментальных исследований, применением математических методов планирования эксперимента и поверенного оборудования;
- применением современного программного обеспечения (Excel, Statistik, Mathcad) при обработке экспериментальных данных, испытанием необходимого количества контрольных образцов, обеспечивающих доверительную вероятность 0,95 при коэффициенте вариации менее 10 %.
Апробация результатов исследования. Основные результаты исследований, представленных в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на:
-
Межрегиональном Пагоушском симпозиуме «Наука и высшая школа Чеченской Республики: Перспективы развития межрегионального и международного научно-технического сотрудничества», г. Грозный, 2010 г.;
-
Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 10-летию со дня основания Комплексного научно-исследовательского института Российской Академии Наук (КНИИ РАН), г. Грозный, 2011 г.;
-
Пятой международной конференции «Горное, нефтяное, геологическое и геоэкологическое образование в XXI веке», ГОУ ВПО «Грозненский
государственный нефтяной институт им. акад. М.Д. Миллионщикова», ГОУ ВПО «Российский университет дружбы народов», г. Грозный, 2010 г.;
4. 14-м Московском международном салоне изобретений и инновационных
технологий «Архимед - 2011», г. Москва, 2011 г.;
-
Ш-ем Республиканском конкурсе проектов и программ «Научно-техническая творческая молодежь Чеченской Республики - 2011» (НТТМ ЧР-2011), Комитет Правительства ЧР по делам молодежи, г. Грозный, 2011 г.;
-
1-ом республиканском конкурсе по Чеченской республике «Участник молодежного научно - инновационного конкурса» («УМНИК»), г. Грозный, 2012 г.
На защиту выносятся:
обоснование возможности получения высококачественных штукатурных растворных смесей с улучшенными технологическими и физико-механическими свойствами на основе использования техногенного сырья и некондиционных мелких песков;
зависимость соотношения в заполнителе фракций отсевов дробления бетонного лома от количества мелких песков для их обогащения;
- зависимость соотношения в заполнителе отсевов дробления и мелких песков
от технологических свойств и адгезионной способности штукатурных растворов;
зависимость оптимальной величины удельной поверхности золошлаковой добавки от продолжительности механоактивации;
зависимость влияния добавки молотой золошлаковой смеси на свойства штукатурных растворов на некондиционных мелких песках Червленного, Толстой-Юртовского, Веденского и Беноевского месторождений и отсевах дробления бетонного лома от его количества и продолжительности помола;
- обоснование возможности получения комплексной модифицирующей
добавки на основе золошлаковой смеси, суперпластификатора С-3 и органических
ПАВ, роль которых выполняют примеси в мелких песках;
- закономерности изменения основных свойств штукатурных растворных
смесей на обогащенных песках при введении в их состав комплексной
модифицирующей добавки;
- результаты опытно-производственного апробирования.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и 3 приложений. Работа изложена на 190 страницах машинописного текста, включает 41 таблицу, 37 рисунков, список использованной литературы состоит из 261 наименования.
