Архив

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ В ЩЕЛОЧЕАКТИВИРОВАННЫХ АЛЮМОСИЛИКАТНЫХ ВЯЖУЩИХ СИСТЕМАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ РАЗЛИЧНОЙ КРИСТАЛЛИЧНОСТИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-4-38-43
Аннотация
Вопросы повышения эффективности применения традиционных сырьевых материалов, а также расширения потенциальных областей практического применения нетрадиционных и альтернативных видов сырья различного происхождения приобретают все больший интерес среди ученых материаловедов и представителей производства. Изучение этих вопросов направлено на решение не только научных задач: более глубокое понимание структуры и свойств сырья. Полученные результаты позволят решать ряд технологических и технико-экономических задач.
В большей степени это актуально при работе с вновь используемыми видами сырья, а также при разработке новых видов материалов. Касательно области строительного материаловедения, классическим вопросом является поиск путей изучения реакционной активности сырьевых материалов в различных условиях, ее направленного регулирования и, как правило, ее повышения с целью получения материалов более высокого качества.
Среди распространенных и широко востребованных видов материалов строительного назначения следует отметить вяжущие щелочной активации и композиты на их основе.
В работе приводятся результаты гранулометрического анализа суспензий щелочеактивированных алюмосиликатов с разной степенью кристалличности. Выявлено, что в процессе щелочного воздействия происходит растворение зерна алюмосиликатного компонента с образованием щелочь-алюмосиликатного геля, который в зависимости от степени кристалличности алюмосиликатного сырья вступает во взаимодействие с не полностью растворенным зерном по принципу сродства структур, но с различной степенью активности. Установлено, что степень кристалличности алюмосиликата обратно пропорциональна его растворимости в условиях высокощелочной среды. Предложена схема механизма формирования геополимерной системы в процессе щелочной активации.
PDF

ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ОБРАЗЦОВ НА АКТИВИРОВАННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКАХ РАЗЛИЧНЫХ СОСТАВОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-4-44-50
Аннотация
В статье представлены результаты испытания асфальтобетонных образцов на основе активированного минерального порошка из кремнеземсодержащего сырья. Активированный наполнитель получали путем совместного помола отходов мокрой магнитной сепарации (ММС) железистых кварцитов Кур-ской магнитной аномалии в шаровой планетарной мельнице в присутствии поверхностно-активных веществ (стеариновая кислота, адгезионная добавка Амдор-10) и битума. В первую очередь необходимо отметить, что применение активированного минерального порошка в составе асфальтобетонной смеси привело к увеличению плотности упаковки композита. Это отразилось не только на технологическом процессе, но и способствовало снижению пористости минерального остова. В работе было установлено, что применение ПАВ в процессе размола минерального порошка позволило повысить прочность асфальтобетонных образцов. Однако изменение показателей трещиностойкости и сдвигоустойчивости асфальтобетонных образцов, определенных по отношению соответствующих пределов прочности при сжатии, не произошло (таблица). Это связано с тем, что произошло пропорциональное изменение всех прочностных характеристик при различных температурах. Анализ физико-механических характеристик свойств асфальтобетона позволил сделать вывод о возможности применения активированного минерального порошка из отходов ММС в качестве составляющей асфальтобетонных смесей.
PDF

ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАЗМЕННОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ДРЕВЕСНО-ВОЛОКНИСТОЙ ПЛИТЫ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-3-4-10
Аннотация
Разработаны научно-технологические принципы металлизации изделий на основе древесины с использованием плазменного высокотемпературного распыления. С целью предотвращения воздей-ствия высших температур плазменной струи на лицевую поверхность древесно-волокнистойплиты (ДВП) наносили промежуточный слой.
Разработан состав промежуточного защитного слоя, включающая смесь эпоксидной смолы с тугоплавким наполнителем. Операция нанесения защитного промежуточного слоя включала несколько специально разработанных технологических стадий. Для последующей металлизации использовали такие цветные металлы, как медь и алюминий в виде проволоки. Определены оптимальные параметры плазменного напыления металлов на лицевую поверхность ДВП
Защитно-декоративное покрытие на основе цветных металлов обладало высокими эстетико-потребительскими и эксплуатационными свойствами. Покрытие обладало повышенным коэффициентом диффузионного отражения и высокой прочностью сцепления с матрицей. Установлена зависимость влияния толщины напыленного металлического покрытия на прочность сцепления покрытия с подложкой.
Разработанная технология металлизации изделий из древесины по сравнению с традиционными технологиями, позволяет существенно снизить время металлизации и энергозатраты и повысить конкурентоспособность изделий как на внутреннем, так и на внешнем рынках.
PDF

ИССЛЕДОВАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ НА ОСНОВЕ СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИКИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-3-11-16
Аннотация
В данной статье рассматривается возможность применения искусственных керамических вяжущих, полученных по технологии высококонцентрированных вяжущих суспензий, в технологии произ-водства керамических материалов и изделий. Представлены результаты комплексных исследований суспензий искусственных керамических вяжущих на основе полевого шпата и кварцевого песка, а также результаты испытаний полученных на их основе образцов. Доказано несомненное преимущество ввода указанных суспензий в составы литьевых шликеров, применяемых в производстве отдельных разновидностей керамики. Предложено решение проблемы импортозамещения сырьевых компонентов, вызванной главным образом непростой политической ситуацией в стране, а также отсутствием собственной сырьевой базы надлежащего качества, в связи, с чем в работе предлагается применение технологии высококонцентрированных вяжущих суспензий, позволяющей оптимизировать качество отечественных сырьевых материалов. Применение технологии высоконцентрированных вяжущих суспензий, позволяет не только расширить ас-сортимент и номенклатуру изделий производимых по данной технологии, но и к тому же позволит повысить качество и экономическую целесообразность отдельных разновидностей керамики. Акцентирование внимания на внедрение технологии высококонцентрированных вяжущих суспензий в отдельные области производства керамики объясняется формированием совершенно иной структуры материалов, обусловленной повышенным содержанием наночастиц в составе суспензий искусственных керамических вяжущих, способствующей значительному увеличению механической прочности при оптимизации иных основных технологических показателей качества, предъявляемых к керамическим материалам и изделиям. Установлена возможность снижения температуры обжига на 50-100оС, однако, данный вопрос требует проведения дополнительных исследований.
PDF

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ZnO и BaSO4 НА СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИЗКООСНОВНЫХ БЕЛЫХ ЦЕМЕНТОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-3-17-24
Аннотация
Белый цемент – современный строительный материал, который с каждым годом пользуется все большей популярностью, так как используется не только в строительной сфере, но так же и в соз-дании архитектурных изделий.
На сегодняшний день наиболее известными производителями белого цемента является Турция, Дания и Египет. Особый цвет цемента достигается за счет специфического состава и специализированной технологии производства. Клинкер для белого портландцемента, отличается от обычного повышенным содержанием Si2O (23,5-25,5%) и А12O3 (5,5-7%), незначительным количеством Fe2O3 (до 0,25-0,35 %) и MnO – 0,05-0,15%. Минеральный состав клинкера для белых цементов колеблется в пределах (%): C3S – 35-50; 35-45; С3А 14-17; C4AF 0,9-1,4. Содержание в нем MgO не должно превышать 4,5%. Для производства белого портландцемента используют наиболее чистые разновидности карбонатного и песчано-глинистого сырья. В частности, применяют чистые известняки или мел, содержащие не более 0,15% красящих оксидов. Глинистым компонентом служат каолин, отходы его обогащения и другие материалы. Для повышения силикатного модуля применяют тонкозернистые белые кварцевые пески, отходы кварцевого песка, получаемые при обогащении каолина, и др.
Для обжига клинкера применяется беззольное топливо, не образующее сажу и золу, что помогает избежать загрязнения. Дробление сырья осуществляется в специальных мельницах, а измельчение проводится при помощи кремниевых или фарфоровых элементов. Такая технология производства помогает добиться помола, имеющего более высокие показатели, чем у традиционных цементов.
В работе приводятся результаты исследования влияния минеральных добавок BaSO4 и ZnO на синтез и свойства низкоосновного клинкера
PDF

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУВОДНОГО СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ ТВЕРДЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННО-ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ПЕНОБЕТОНА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-3-25-32
Аннотация
Строительство энерго- и ресурсосберегающего жилья повышенной комфортности предполагает создание более эффективных строительных материалов по сравнению с традиционными и новых конструкций ограждения зданий с улучшенными теплотехническими свойствами. Проблема энергосбережения в строительстве определила направление создания и производства эффективных дешевых материалов с высокими теплофизическими свойствами. Одним из наиболее перспективных материалов такого типа является экологически чистый, не горючий ячеистый пенобетон.
Большой практический интерес представляет проблема ускорения схватывания и твердения пенобетонных смесей, так как это позволяет ускорить оборачиваемость форм и сократить промежуток времени от изготовления до отправки готового изделия потребителю.
Однако, в большинстве случаев отечественные пенообразователи производятся и применяются без дополнительного ввода регуляторов схватывания и твердения. Это обусловлено тем, что недостаточно исследована совместимость последних с основной добавкой – пенообразователями. Эта проблема достаточно сложна, так как некоторые ускорители схватывания могут вызывать пеногашение, ухудшать структуру пенной матрицы, снижать механическую прочность камня и оказывать другие негативные действия. В то же время правильно подобранные ускорители схватывания усиливают действие пенообразователей.
В работе рассмотрены вопросы применения полуводного сульфата кальция (ПСК) для интенсификации процессов твердения пенобетона. Показано изменение физико-механических характеристик пенобетона, приготовленного на анионном и катионном пенообразователях с дополнительным содержанием 1, 2 и 3% полуводного сульфата кальция. Установлено, что ПСК позволяет ускорить процессы твердения, при этом образование эттрингита не вызывает сильных внутренних напряжений, что связано с пористой структурой материала.
PDF

АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-3-33-42
Аннотация
Рассмотрены основные инновационные технологии строительной 3-Д печати в современном строительстве. Данное направление исследований подтверждает актуальность выбранной проблемы. Разработка составов для строительной 3D-печати позволит осуществить возведение не только отдельных строительных конструкций, но и зданий и сооружений в целом. Разрабатываются экспериментальные составы с эффективными для строительной печати добавками, которые позволят получать достаточно плотную структуру бетона. Для оценки возможности использования кварцевых песков для применения их в 3-Д принтерах были проведены исследования их основных свойств. Показана роль аддитивных технологий в современном строительстве при возведении зданий и сооружений, что приведет в будущем к изменениям на строительном рынке.
PDF

ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ГРУНТА, УКРЕПЛЕННОГО ОТХОДАМИ КЛИНКЕРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-3-43-50
Аннотация
Специфика строительства автомобильных дорог заключается в использовании огромного объема различных каменных материалов – песка, щебня и др. Для снижения стоимости дорожных одежд возможна замена каменных материалов местными грунтами. Такие материалы не нужно перевозить автомобильным или железнодорожным транспортом. При этом известно, что большинство грунтов не может использоваться при возведении земляного полотна (супесь и суглинок легкие пылеватые и тяжелые пылеватые, глина пылеватая и жирная), так как их применение приводит к появлению различных деформаций верхних слоев дорожной одежды. Решить эту задачу возможно путем укрепления грунтов различными видами вяжущих, в частности, отходами клинкерного производства. При проведении экспериментальных исследований по оценке эффективности использования отхода клинкерного производства для укрепления грунтов были исследованы следующие составы без использования: грунт и 9% отхода; грунт и 18% отхода; грунт и 27% отхода. В результате исследований выявлены основные зависимости изменения физико-механических показателей грунтобетона от количества вводимого отхода клинкерного производства в состав различных видов грунтов. Было установлено, что применение отхода клинкерного производства для укрепления суглинка позволило получить укрепленный грунт марки М20. Укрепление песка отходом клин-керного производства без добавления цемента нецелесообразно, так как образцы не набирают даже минимальную прочность в течение 180 суток, позволяющие классифицировать их по марке, кроме того такие образцы обладают крайне низкой водостойкостью.
PDF

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ НА МАКРО- И МИКРОСТРУКТУРУ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ АВТОКЛАВНЫХ СТЕНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-2-4-10
Аннотация
Представлены исследования высокотемпературного воздействия плазменного факела на формирование многослойной структуры защитно-декоративного покрытия автоклавных стеновых материалов. Задачи работы включали исследования: градиента температур в многослойном защитно-декоративном покрытии; химического состава оплавленного, промежуточного и глубинного слоев защитно-декоративного покрытия; влияния натриевого жидкого стекла на формирование макро- и микроструктуры защитно-декоративного покрытия под воздействием плазмы; процессов термодиффузии и перераспределения оксидов в оплавленном, промежуточном и глубинном слоев.
Установлено, что при обработке плазменным факелом автоклавных стеновых материалов поверхностный слой прогревался на глубину до 3000 мкм, а максимальная температура на поверхности достигала 2000 °С. Выявлена закономерность изменения структуры оплавленного и промежуточного слоя. Показано, что предварительная пропитка поверхности силикатного кирпича при плазменной обработке за счет образования легкоплавкого расплава устраняет микротрещины в его глубинных слоях, а высокие температуры плазмы способствуют интенсивному испарению оксидов натрия и кальция из оплавленного слоя.
PDF

ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ СТЕНОВЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-2-11-18
Аннотация
Целью работы является исследование воздействия высокотемпературного плазменного факела на процессы фазовых превращений и послойного изменения структуры защитно-декоративного по-крытия на бетоне с использованием в качестве наполнителя смеси кварцевого песка и полых стеклянных микросфер. Основные задачи включали: исследование процессов испарения и термодиффузии оксидов оплавленного плазмой покрытия; исследование фазовых превращений в расплаве и его последующей кристаллизации в процессе быстрого самопроизвольного остывания оплавленного защитно-декоративного покрытия; исследование влияния натриевого жидкого стекла на процессы полиморфных превращений оксида алюминия и образование микроликваций за счет интенсивной диффузии оксида натрия; исследование эксплуатационных характеристик защитно-декоративных покрытий. Установлено, что исходными фазами в защитно-декоративном покрытии являются α-Al2O3 и CaO∙6Al2O3 (β-Al2O3), а жидкое натриевое стекло в покрытии приводит дополнительно к образованию Na2O∙11Al2O3. Верхний слой защитно-декоративного покрытия представлен Na–Ca–Al–Si стеклом с областями неоднородностей, содержащих повышенное со-держание оксида натрия. Содержание оксида алюминия в составе защитно-декоративного покрытия на основе боя высокоглинозёмистого огнеупора составляло 95,1 %. Введение в состав покрытия натриевого жидкого стекла минимизирует процессы дегидратации вяжущего компонента и изменяет химический состав защитно-декоративного покрытия. Снижение содержания оксида алюминия до 83,0 % влияет на показатели микротвердости. Микротвердость поверхности бетона за счет введения жидкого стекла снижается с 2510 HV до 887 HV.
PDF