Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям  

На правах рукописи

МОРЕВА  Инна Владиславовна

ЭФФЕКТИВНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ НИЗКОМАРОЧНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА

Специальность 05.23.05- Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Иваново-2009

       Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении дополнительного профессионального образования Государственная акаде-мия профессиональной переподготовки и повышения квалификации руково-дящих работников и специалистов инвестиционной сферы (ГОУ ДПО ГАСИС), г. Москва и в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Научный консультант:        доктор технических наук, профессор, академик РААСН, заслуженный деятель науки РФ  Соколова Юлия Андреевна

Официальные оппоненты:        доктор технических наук, профессор, советник РААСН

       Акулова Марина Владимировна,

       доктор технических наук, профессор

       Кондращенко Валерий Иванович,

       доктор технических наук, профессор

       Пичугин Анатолий Петрович

       

Ведущая организация:        ЗАО Научно-исследовательский проектно-технологический институт Стройиндустрия,  г. Москва

Защита состоится л_______________ 20___ года в ____ часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.060.01 в ГОУ ВПО Ивановский государственный архитектурно-строительный университет по адресу: 153037, г. Иваново, ул. 8 Марта, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Ивановский государственный архитектурно-строительный университет

Автореферат размещен на 

Автореферат разослан л__________________________20__ г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.060.01

д.т.н., профессор Щепочкина Ю.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Реализация  национального проекта Доступное и комфортное жилье - гражданам России вызвала так называемый строительный бум, что привело к острой нехватке основного вяжущего- цемента. Между тем, при производстве ряда строительных работ, в частности, внутренней отделки помещений, материалы на его основе вполне можно заменить. И альтернативой в этом случае могли бы стать гипсовые вяжущие. Это  было бы также вполне уместно и оправдано, в том числе, и при строительстве низкобюджетных индивидуальных малоэтажных домов, масштабное возведение которых предполагается в рамках этого национального проекта.

Гипс имеет многовековую историю, а материалы на его основе- целый ряд положительных свойств, позволяющих с успехом применять его для отделочных работ. Возможности гипсовых вяжущих, на наш взгляд, далеко не исчерпаны и могут быть реализованы на качественно ином уровне. Их широкое внедрение в практику строительства могло бы стать не только одним из путей решения проблемы дефицита цемента, но и экономии энергоресурсов, повышения экономической эффективности вяжущих, создания малоэнергоемких технологий их получения.

Российская Федерация располагает значительными запасами гипсового камня, а высокий уровень научных исследований российских ученых в области гипсовых вяжущих признан во всем мире. Несмотря на это производство и применение гипсовых вяжущих и материалов на их основе в настоящий момент развиваются недостаточно высокими темпами. В промышленных масштабах выпускаются преимущественно низкомарочный строительный гипс, в небольших количествах для специальных целей- высокопрочный гипс и гипсоцементнопуццолановые вяжущие. На отечественном рынке строительных материалов преобладает продукция зарубежных производителей, имеющая высокую стоимость и недоступная для широкого круга потребителей.

В связи с этим актуальной является задача создания конкурентоспособных композиционных материалов на основе низкомарочного строительного гипса путем проектирования рациональных составов композиций с комплексом отечественных природных и техногенных минеральных наполнителей и химических добавок, а также совершенствования технологии их получения.

Цель и задачи исследования. Цель работы заключается в создании концепции формирования структуры и регулирования свойств композиционных гипсовых вяжущих, основанной на обобщении и экспериментально-теоретическом обосновании их основных закономерностей, позволяющих направленно воздействовать на структуру, физико-технические свойства  и технологию производства вяжущих  и  материалов на их основе.

С учетом поставленной цели решались следующие задачи:

1. Обобщить и развить знания об основных закономерностях структурообразования и изменения физико-технических свойств композиционных гипсовых вяжущих, позволяющие проектировать их рациональные составы с заранее заданными свойствами.

2. Установить взаимосвязь основных физико-технических свойств композиционных гипсовых вяжущих с технологическими факторами, что позволит управлять структурой материалов с комплексом заданных свойств и делать предварительные выводы об их изменении, в том числе и при длительном хранении.

3. Оптимизировать технологические процессы получения  эффективных композиционных материалов на основе низкомарочного строительного гипса с заранее заданными характеристиками.

4. Разработать и оптимизировать составы гипсовых композиций различного назначения.

5. Определить технико-экономическую эффективность применения разработанных композиционных гипсовых материалов.

Методологической основой для решения проблем материаловедческого и технологического характера является концепция системного подхода, при котором  состав, технология получения, свойства и  структура композиционных гипсовых материалов представлены в виде взаимосвязанной системы.

Научная новизна работы:

-на основе анализа отечественного и зарубежного опыта создания и применения гипсовых материалов в строительстве, технике и других областях, а также собственных теоретических исследований автора предложены перспективные направления их совершенствования на основе  оптимизации технологических параметров на различных технологических переделах получения гипсовых композиций, комплексного использования различных способов регулирования их структуры и свойств в заданных пределах, повышения культуры производства;

-развиты научные основы модификации низкомарочных гипсовых вяжущих комплексом минеральных (природных и техногенных) и химических добавок, что позволило рекомендовать полученные на их основе композиции для изготовления гипсовых изделий и сухих отделочных смесей. Экспериментально доказано, что совокупность предложенных автором способов регулирования структуры и свойств гипсовых вяжущих на каждом этапе их изготовления позволяет получить материалы с заранее заданными техническими характеристиками;

-для модифицированных гипсовых вяжущих выявлены новые закономерности, устанавливающие связь между составом, технологическими параметрами, структурой на различных масштабных уровнях и физико-техническими свойствами. Экспериментально доказано и теоретически обосновано, что наряду с видом, количеством и дисперсностью минеральных добавок фактором, оказывающим существенное влияние на свойства вяжущих и материалов на их основе, является природа дисперсности наполнителя. Предложено и теоретически обосновано объяснение принципиальных различий в характере влияния природных и техногенных  минеральных добавок на процессы схватывания гипсового теста;

-получены математические модели, на основе которых разработан алгоритм компьютерного расчета рецептурных параметров гипсовых вяжущих, модифицированных минеральными наполнителями, обеспечивающий оптимизацию состава и требуемые эксплуатационные свойства;

-установлено, что активность поверхностных зарядовых центров гипсовых композиций и их отдельных компонентов является критерием качества и стабильности свойств гипсовых вяжущих при хранении;

       -разработаны (на уровне изобретений) и научно обоснованы новые способы получения гипсовых вяжущих с использованием комплекса термической и механохимической активации компонентов;

       -развиты теоретические представления о процессах гидратации и твердения композиционных гипсовых вяжущих. Показана возможность  и  целесообразность делать предварительные выводы о прочности гипсового камня на ранних стадиях его структурообразования по изменению электрических параметров твердеющего гипсового теста.        

       Практическая ценность диссертации и реализация результатов работы. Разработан ряд способов модификации низкомарочных гипсовых вяжущих и их компонентов, которые явились основой для проектирования рациональных составов гипсовых композиций различного назначения и оптимизации технологических параметров их получения.

       На основании результатов проведенных исследований оптимизированы составы композиционных гипсовых материалов с применением комплекса отечественных природных и техногенных наполнителей и химических добавок, обладающие технологическими и эксплуатационными свойствами, не уступающими известным аналогам, и технология их производства.  Это позволяет снизить стоимость строительных материалов и изделий на 25-35% за счет замены импортных химических добавок на отечественные, одновременно решая вопросы экологии и расширения базы сырьевых ресурсов для производства композиционных гипсовых вяжущих.        Разработан ряд нормативных документов на производство гипсовых вяжущих, материалов и изделий на их основе:

       -проекты технологических регламентов на производство модифицированного многофазового  гипсового вяжущего и композиционного гипсового вяжущего с комплексом минеральных и химических добавок;

-технические  условия и технологический регламент на производство сухих строительных смесей различного назначения.

На экспериментальном участке технологического испытательного центра ЦНИИгеолнеруд (г.Казань) выпущена опытная партия много-компонентного модифицированного гипсового вяжущего.

Разработанные сухие гипсовые смеси были апробированы при производстве ремонтных работ в ряде фирм г. Казани: ООО САФ-М, ЗАО Реставрация, ЗАО Тестрон-Казань, ЗАО Искон. Экономический эффект от их использования составил от 27 до 115 рублей на 1 м2 отделываемой поверхности в зависимости от рецептуры и назначения.

Новизна технических решений подтверждена 4 патентами РФ на изобретения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских научно-технических конференциях в г.г. Томск (1999 г.), Пенза (2001, 2005 г.г.), Тверь (2002 г.), Тольятти (2005 г.), Москва (2006 г.), международных научно-технических конференциях в г.г. РостовЦна- Дону (1999, 2004 г.г.), Томск (2002 г.), Новосибирск (2003-2008 г.г.), Йошкар-Ола (2004 г.), Пенза (2005-2007 г.г.), Белгород (2005 г.), Тула (2005 г.), Саратов (2007 г.), на Международном конгрессе Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии в г. Белгород (2003 г.), Международном симпозиуме Восточно-азиатских стран по полимерным композиционным материалам и передовым технологиям Композиты XXI века в г. Саратове (2005 г.), на Десятых Академических чтениях РААСН в г.г. Пенза-Казань (2006 г.), на ежегодных научно-технических конференциях Казанского государственного архитектурно-строительного университета (1990-1991, 1998-2009 г.г.).

Работа выполнялась в рамках НИР № 32/27-98 в соответствии с Постановлением Кабинета Министров РТ №33  от  19.01.96 г. Изучить применение современных методов переработки твердых полезных ископаемых республики Татарстан с целью развития производства эффективных строительных материалов (1998-2000 г.г.), по Гранту Министерства образования РФ Теоретические и экспериментальные исследования физико-химических процессов твердения  и старения компози-ционных и многофазовых  гипсовых вяжущих на основе природного сырья и техногенных отходов, создание эффективных гипсовых материалов (1999-2000 г.г.), по Единому заказ-наряду Министерства образования РФ-тема № 1.8.99.Ф Исследование процессов получения и старения, структуры и свойств композиционных и многофазовых гипсовых вяжущих веществ и материалов (2000-2001 г.г.), по программе Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники (подпрограмма 211 Архитектура и строительство. Раздел:  211.02. Создание высокока-чественных строительных материалов и изделий. Разработка ресурсо-сберегающих, экологически безопасных технологий в стройиндустрии, тема: Сухие растворные смеси для высококачественной отделки зданий и сооружений. Разработка составов и ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий производства сухих смесей на основе местного минерального сырья и отечественных химических добавок (2001 г.), в соответствии с координационным планом важнейших научно-исследова-тельских и экспериментальных работ РААСН (раздел 1.3.9. Создание высокоэффективных материалов и технологий), тема Развитие теорети-ческих основ и создание нового поколения высококачественных,  экономичных и экологически чистых гипсовых вяжущих и материалов с заданным комплексом физико-технических и эстетических свойств и технологии их получения, в том числе с использованием техногенных продуктов (2001 г.), по плану фундаментальных и прикладных научных исследований РААСН на 2003-2006 г.г. (раздел 2.4.) Развитие строительного материаловедения и строительных технологий. Новые высокопрочные и долговечные строительные композиционные материалы. 

Достоверность и обоснованность полученных результатов. Полученные научные положения и выводы, приведенные в работе, основаны на результатах многолетних экспериментов, выполненных с применением комплекса взаимодополняющих, высокоинформативных методов исследования,  и их статистической обработки, подтверждены сходимостью результатов вычислительных и натурных (лабораторных и производственных) данных, а также их корреляцией с известными закономерностями.

ичный вклад автора. Автором самостоятельно поставлены цели и задачи, выбраны объекты и методы исследований, разработана программа теоретических и экспериментальных исследований, лично выполнены, обработаны и проанализированы основные результаты, разработаны технические условия и технологические регламенты на производство вяжущих и материалов на их основе. Практическая реализация результатов проводилась при непосредственном участии автора.

В совместных работах, выполненных в соавторстве с доктором технических наук,  профессором Алтыкисом М.Г. и кандидатом технических  наук Самохиной Е.Н. автор лично участвовал в проведении экспериментальных исследований и их обсуждении.

На защиту выносятся:

-научно-обоснованные принципы создания эффективных композиционных гипсовых вяжущих различного назначения;

-способы модификации низкомарочных гипсовых вяжущих комплексом отечественных природных и техногенных минеральных наполнителей и химических добавок, а также методологические основы управления их структурой и свойствами;

-результаты экспериментально-теоретических исследований и математические модели, описывающие зависимости типа состав -технология- структура- свойства для гипсовых композиций, модифицированных природными и  техногенными наполнителями, а также  бинарными системами на их основе;

-особенности технологии получения модифицированных гипсовых вяжущих с комплексом минеральных и химических добавок;

-рациональные составы гипсовых композиционных материалов с требуемым комплексом технологических и эксплуатационных свойств.

Публикации. Содержание диссертации опубликовано в 60 печатных работах, в том числе в 10 публикациях, включенных в Перечень ВАК  (6 научных статей и 4 патента РФ на изобретения) и учебном пособии для научных работников, аспирантов, студентов строительных вузов и специалистов, работающих в области промышленности строительных материалов

Структура и объем диссертации.  Диссертация состоит из введения,  6 глав, общих выводов, списка литературы из 293 наименований и приложений. Работа изложена на 360 страницах машинописного текста, содержит 155 рисунков и 70 таблиц. В приложениях приводятся технические условия и технологические регламенты на производство материалов различного назначения, акты полупромышленных испытаний и опытного внедрения.

Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту, доктору технических наук, профессору, академику РААСН, заслуженному деятелю науки РФ  Соколовой Ю.А., академику РИА, доктору технических наук, профессору Артеменко С.Е., доктору химических наук, профессору  Вернигоровой В.Н., доктору технических наук, профессору Готлиб Е.М. за научные консультации при выполнении работы, а также Казанскому государственному архитектурно-строительному университету за возможность использования для экспериментальных исследований его лабораторной базы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, цель и задачи исследований, сформулированы рабочая гипотеза, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе рассмотрены теоретические предпосылки и основные направления регулирования структуры и свойств, совершенствования технологии получения композиционных гипсовых вяжущих.

Интерес к композиционным материалам предопределен постоянно возрастающими требованиями к физико-техническим свойствам давно известных материалов  и необходимостью создания новых с улучшенными характеристиками. Это в полной мере относится и к материалам на основе гипса.  Вопросы их теории и технологии изложены в работах Ю.М. Баженова, П.П. Будникова, А.В. Волженского, Х.С. Воробьева, В.И. Соломатова, А.В. Ферронской и других ученых.

Современные гипсовые композиционные вяжущие разнообразны по составам, свойствам и технологии изготовления. В таких случаях, как правило, возникает необходимость в классификации.  В настоящее время они разделены по назначению, маркам, способам получения и некоторым другим признакам. В работе был выполнен анализ научной и нормативно-технической литературы, который  показал, что эти классификации разрозненны. На наш взгляд, ни одна из них не позволяет установить четкую взаимосвязь между технологией получения вяжущего, его составом и свойствами. Поэтому как вариант в диссертации была разработана и предложена новая усовершенствованная классификация гипсовых вяжущих (рис.1). Она позволяет характеризовать их одновременно по нескольким взаимосвязанным признакам.

В основу положена идея единства принципов формирования структуры и свойств гипсовых вяжущих с технологическими параметрами их получения. В качестве определяющих классификационных признаков были выделены: назначение, место применения, эксплуатационные свойства получаемых материалов, вещественный и фазовый состав, вид изменений параметров среды при тепловой обработке, технология получения.

Предлагаемая в работе классификация объединяет в себе ранее существовавшие и дополнена новыми сведениями, отвечающими современным требованиям. Так, принимая во внимание, что современные гипсовые вяжущие без введения в них каких-либо добавок используются редко и представляют собой, как правило, композиции, к традиционным, отмечающимся в известных классификациях -, - и безводной модификациям гипса, были добавлены такие вяжущие, как многофазовые (смесь высоко- и низкообжиговой фаз гипса), композиционные вяжущие на их основе с комплексом минеральных и химических добавок, гипсовые вяжущие с полимерными добавками. При этом отмечено, что композиции на их основе могут быть получены не только в результате совмещения предварительно обработанных в тепловых агрегатах вяжущих компонентов с добавками различной химической природы, но также и путем тепловой обработки рационально подобранных сырьевых смесей, включающих гипсовый камень  и  модификаторы.

Классификация составлена таким образом, что вполне может видоизменяться и дополняться, не теряя актуальности. Так, развитие нанотехнологий и внедрение их элементов в производство гипсовых материалов, даст возможность получать вяжущие с уникальными свойствами, которые займут в ней свое вполне определенное место.

Автором были проанализированы литературные  данные относительно производства и применения представленных в классификации вяжущих. Анализ показал, что российская гипсовая отрасль ориентирована в основном на выпуск низкомарочного строительного гипса. Учитывая это обстоятельство, в работе был сделан вывод о целесообразности модификации  выпускаемого отечественного низкомарочного вяжущего и  получения на его основе эффективных материалов. Это позволит, по-нашему мнению,  в кратчайшие сроки с минимальными затратами на модернизацию

Рис. 1 Обобщенная классификация гипсовых вяжущих веществ

производства обеспечить строительство конкурентоспособными отечественными материалами на основе гипса. 

Для этого в России имеются достаточно широкие возможности. Так, значительное количество сырьевых ресурсов может применяться как добавки. Однако, например, в Татарстане почти половина имеющихся разновидностей сырья не добывается и не используется, а из тех, что нашли применение, вовлечено в производство чуть более 1% в год от разведанных запасов*.

Многочисленными исследованиями доказана также ресурсная ценность отходов и побочных продуктов промышленности. Их ежегодное количество в нашей стране составляет по разным оценкам от 2,4 до 3,4 млрд. тонн**, а индустрия их утилизации, вторичной переработки и использования практически не развита. 

Что касается химических модификаторов, то широко применяются в основном добавки зарубежных производителей.

Таким образом, номенклатура добавок, которые могли бы быть использованы для регулирования структуры и свойств гипсовых материалов, достаточно широка. В работе были обобщены приводимые в литературе сведения и предложена классификация добавок с учетом  их происхождения и механизма действия (рис.2).

Рис. 2  Классификация  и взаимосвязь добавок с учетом происхождения и  механизма действия

При их выборе в качестве объектов исследования исходили из следующих положений:

___________

*Использованы данные из целевой комплексной подпрограммы УУстойчивое развитие строительного комплекса Республики Татарстан на 2005-2008 годыФ, утв. пост. КМ РТ №294 от  09.06.2006 г.

**Приведены данные из постановления №45 Главного государственного санитарного врача РФ от 02.07.07 О нарушениях санитарного законодательства при обращении с отходами производства и потребления

-для природных минеральных наполнителей- наличие и распространенность на территории России, в частности в Татарстане и ближайших регионах;

-для техногенных отходов- многотоннажность и постоянство химического состава;

-для химических модификаторов- невысокая стоимость.

На основе анализа отечественного и зарубежного опыта создания и применения гипсовых вяжущих в строительстве, технике и других областях, а также собственных теоретических исследований автором работы было показано, что регулирование структуры и свойств композиционных материалов может осуществляться в заданных пределах разными методами и на различных технологических этапах.

В главе 1 были выделены основные влияющие факторы (рис.3), а также предложены перспективные направления совершенствования структуры и свойств гипсовых вяжущих и материалов (рис.4) на основе  оптимизации технологических параметров на различных технологических переделах получения гипсовых композиций, комплексного использования различных способов регулирования их структуры и свойств в заданных пределах, повышения культуры производства.

Приведены основные принципы, с учетом которых, по мнению автора, должно осуществляться регулирование структуры и свойств гипсовых материалов:

-более полное и рациональное использование местных минеральных ресурсов;

-широкое вовлечение в производство вяжущих и материалов многотоннажных промышленных отходов;

-комплексное применение наполнителей различной природы и  отечественных химических модификаторов.

Рабочая гипотеза исследования состояла в том, что одним из перспективных способов повышения эффективности, расширения масштабов и областей применения гипсовых материалов в строительстве является создание многокомпонентных систем модификацией вяжущего дисперсными наполнителями и сочетанием их с другими добавками.

В главе 2 приводится описание применяемых материалов и методов их исследования.

Для получения гипсовых композиций использован строительный гипс марок Г-3АII, Г-4АII  (ГОСТ 125-79) Аракчинского гипсового завода республики Татарстан (РТ). В лабораторных условиях из гипсового камня 2 сорта (ГОСТ 4013-82) Камско-Устьинского месторождения РТ были получены строительный гипс марки Г-5АII и нерастворимый ангидрит, которые также применялись для экспериментальных исследований.

В качестве минеральных наполнителей использовались известняк Альдермышского месторождения РТ, доломиты Бимского (РТ) и  Саткинского (г. Сатка Челябинской области) месторождений, мраморную

Рис. 3 Основные технологические этапы и факторы, определяющие свойства гипсовых композиций

Рис. 4 Основные направления применения гипсовых композиций и регулирования  их свойств

муку Еленинского (п. Новокоалиновый Челябинской области) и Коелгинского (п. Коелга Челябинской области) месторождений, болотные железные руды Березовского, Яковлевского, Пальцовского и Старо- Курмашинского, цеолитсодержащую породу Татарско- Шатрашанского, кварцевый песок Васильевского месторождений РТ и карбонатсодержащую добавку из шлама водоумягчения Казанской ТЭЦ-1.

В исследованиях применялись следующие химические добавки: суперпластификаторы С-3, Дефомикс и Реламикс, пластификаторы Линамикс, ПФМ-НЛК и С-3М-15, редиспергируемый сополимерный порошок Mowilith Pulver DM 1140, разжижители Melment F10 и  Melment F15G, замедлители схватывания гипсового вяжущего Цвинная, лимонная и борная кислоты, добавки Retаrdan Р и Plast Retard PE, водоудерживающие добавки Кульминал С8564 и КМЦ-7В.

Развиваемые в работе теоретические положения базируются на результатах исследований, выполненных с помощью комплекса современных методов: рентгенографических, кондукто- и гальванометрического, эмиссионного спектрального анализа, сканирующей электронной микроскопии, инфракрасной спектроскопии, спектрофотометрии.

Физико-технические свойства вяжущих и материалов определялись по стандартным методикам, обработка результатов эксперимента производилась статистическим методом.

В работе применялись методы многошагового регрессионного анализа, математического планирования эксперимента с графо-аналитической оптимизацией процессов и составов.

В третьей главе  в рамках первого предложенного в работе направления (рис. 4) рассмотрены вопросы регулирования свойств гипсовых вяжущих изменением технологических параметров их получения, исследованы и оптимизированы режимы тепловой обработки гипсового камня.

Дегидратации подвергались отходы и отсевы дробления гипсового сырья- фракция менее 5 мм. Были получены уравнения регрессии, описывающие изменение свойств при тепловой обработке, и оптимизированы режимы получения вяжущего. Показано, что улучшение показателей прочности гипсового камня достигается за счет повышения температуры и увеличения продолжительности дегидратации: марка Г-4 может быть получена обжигом сырья при 1500С в течение 4,4 ч, либо при 1750С в течение  3,5 ч, марка Г-5- при температурах 150 и 1800С за 5,8 и 5 ч соответственно. Рентгенофазовым анализом гипса-полугидрата, полученного по оптимальным режимам, установлено наличие в нем преимущественно бассанита (дифракционные максимумы отвечают межплоскостным расстояниям 6,010; 3,463, 3,005, 3,041, 2,809,2,717, 2,345, 2,269, 2,137 )  с незначительными примесями двугидрата (7,576; 3,799), природного ангидрита (3,492 ) и доломита (2,894 ).

Выполненные в третьей главе исследования показали возможность использования отходов и отсевов сырья для производства строительного гипса марок Г-4 и Г-5. Применение такого вяжущего, имеющего более однородный, чем так называемый товарный гипс, фазовый состав, в композициях с добавками-наполнителями (например, болотной железной рудой или карбонатсодержащей добавкой) позволило значительно повысить их прочность.

Для получения модифицированных вяжущих с улучшенными свойствами в работе был предложен такой технологический прием, как тепловая обработка гипсового камня в присутствии наполнителей (рис. 5, I)

                                                                                                                                                                               

Гипсовый камень подвергали дегидратации совместно с карбонат-содержащей добавкой из шлама водоумягчения ТЭЦ. Были получены композиции с началом схватывания не ранее 29 минут. Прочность гипсового камня  по сравнению с вяжущим без добавки повысилась на 20%, а коэффициент размягчения с 0,3 до 0,55. Установлено, что наполнитель следует вводить при тонкости помола не более 10% по остатку на сите №008, а продукт тепловой обработки измельчать  до средней тонкости.

Одним из вариантов предложенного способа  (рис. 5, II) может быть  исключение из технологического цикла операции предварительного помола и сушки карбонатсодержащего наполнителя, что позволит снизить энергозатраты на подготовку компонентов вяжущего и упростить технологию его производства.  В этом случае оно будет иметь начало схватывания не ранее 33 минут, а прочность гипсового камня сохранится на уровне контрольных значений (без добавки).

Для сравнения в работе были выполнены аналогичные исследования для сырьевых смесей с добавкой природного происхождения- болотной железной рудой. Рентгенографические исследования показали: руда, размолотая до нулевого остатка на сите №008, после тепловой обработки имеет более высокую степень окристаллизованности, чем та, что не подвергалась предварительному помолу. Поэтому  перед введением в сырьевую смесь этот наполнитель  измельчали до нулевого остатка на сите №008. Было установлено, что дегидратация гипсового камня совместно с добавкой болотной железной руды также позволяет улучшить свойства гипсового вяжущего: прочность повысилась на 40%, а коэффициент размягчения с 0,3 до 0,52.

Болотная железная руда является материалом низкой дисперсности (40-50-% частиц имеет размер 0,1-0,01 мм), следовательно, даже при достаточно тонком помоле ее частицы являются микромелющими телами и оказываются задействованными в механизме механохимической активации; одновременно улучшается гранулометрия композиции. Вместе с тем, вяжущие, модифицированные таким наполнителем, должны иметь оптимальную дисперсность, иначе наряду с благоприятными условиями для формирования повышенной прочности растет внутреннее напряжение, возникающее в процессе перекристаллизации мелких частиц в крупные кристаллы.

Рентгенографические исследования продуктов дегидратации  показали, что фазовый состав композиций, полученных в присутствии минеральных модификаторов, более однородный и не содержит двуводного гипса.

Выполненные в главе 3 исследования позволили сделать вывод, что несульфатная часть сырьевой смеси, представленная наполнителем, оказывает существенное влияние на процессы тепловой обработки, а также структуру и свойства гипсовых материалов. Это обязательно должно учитываться при проектировании эффективных составов. Знание  закономерностей воздействия тех или иных добавок на процессы обезвоживания гипса позволит делать предварительные выводы о свойствах продуктов тепловой обработки, создавать искусственные сырьевые смеси и  получать композиции с заранее заданными характеристиками.

С учетом полученных данных в работе был рассмотрен вопрос совмещения минеральных добавок и химического модификатора. На примере суперпластификатора С-3 и тех же наполнителей изучалась эффективность  способов их совместного применения с пластифицирующей добавкой. Установлено, что наиболее целесообразно в сырье перед тепловой обработкой вводить предварительно размолотую рационально подобранную смесь минерального и химического модификатора. Это позволило повысить  прочность гипсового камня на 38-40%. Этому способствовала механохимическая и термическая активация компонентов, а также оптимальное количество и дисперсность применяемых добавок.

Новизна предложенных в диссертации способов получения гипсовых вяжущих подтверждена патентами РФ на изобретения (№№ 2263641, 2290373). Их использование позволит управлять структурой и свойствами гипсовых материалов уже на стадии дегидратации сырья.

Вместе с тем, регулирование структуры и свойств гипсовых композиций может осуществляться также и вполне традиционным методом в рамках второго предложенного в работе направления (рис. 4). Оно предусматривает введение в низкомарочный строительный гипс добавок различного рода с учетом дальнейшего назначения вяжущего. Основные закономерности их влияния на формирование структуры гипсового камня и свойства композиций рассмотрены в главе 4.

Изучено влияние наполнителей различной природы и бинарных систем на их основе на свойства строительного гипса, получено его математическое описание.

При использовании в качестве наполнителя болотных железных руд различных месторождений уравнения регрессии, описывающие зависимости прочности (R)  и коэффициента размягчения гипсового камня (Кр) от

тонкости помола (Х1) и количества (Х2) добавки, будут иметь вид:

                                                                                              (1)

                                                                                              (2)

                                                                                              (3)

                                                                                              (4)

                                                                                              (5)

                                                                                      (6)

                                                                                      (7)

                                                                                      (8)

Тонкость помола руды изменяли от 0 до 80 % (по остатку на сите №008), количество- от 5 до 15%.         

С помощью номограмм, построенных на основе этих уравнений регрессии, графо-аналитически были определены оптимальные составы композиционных вяжущих, свойства которых которые нашли свое экспериментальное подтверждение. Адекватность расчетных и экспериментальных данных оценивалась по коэффициенту корреляции (он близок к 1). Установлено, что в зависимости от предъявляемых к вяжущему требований по прочности и водостойкости, количество руды с различным содержанием в ней оксидов железа  может варьироваться в пределах 10-15% при тонкости помола 0-14% по остатку на сите №008. При этом прочность гипсового камня повышается на 10%, а при максимальной степени наполнения (15%) сохраняется в пределах установленных ограничений.

Использование руды с высоким содержанием оксидов железа позволило получить вяжущие средней водостойкости (коэффициент размягчения находится в пределах 0,55). Композиции, модифицированные  рудами со средним и низким содержанием оксидов железа, относятся к вяжущим с низкой водостойкостью (коэффициент размягчения в пределах 0,37-0,42).

Выполненный в диссертации анализ химического состава болотных железных руд показал, что наиболее значимыми в количественном отношении окислами являются Fe2O3, СаО, SiO2. При этом отмечается обратная зависимость содержания большинства основных компонентов от количества оксида железа. Подобная закономерность наблюдалась и при исследовании эксплуатационных свойств материалов с добавками руды, поэтому было логичным предположить, что роль оксида железа  (III) является определяющей. Для подтверждения этого в главе 3 были выполнены исследования на модельных соединениях: в гипсовое вяжущее вводили Fe2O3 (III) марки чда в количествах, соответствующих его среднему процентному содержанию в рудах различных месторождений. Установлено, что с увеличением дозировки оксида железа прочность и водостойкость гипсового камня повышаются.

Исследования образцов гипсового камня методом ИК-спектроскопии показали, что оксид железа действует в двух направлениях: оказывает существенное влияние на силу водородной связи S-O с молекулами воды, изменяя  ее состояние,  и  деформирует структуру гипсового камня, формируя в ней фазы внедрения, упрочняющие структуру. Несмотря на отсутствие при  комнатной температуре классического взаимодействия между полугидратом сульфата кальция и оксидом железа (III), не исключена возможность образования в двуводном гипсе твердого раствора Fe2O3.

Для композиций, модифицированных карбонатсодержащей добавкой, были получены следующие уравнения, описывающие влияние ее дисперсности (Х1) и количества (Х2) на сроки начала (НС) и конца (КС) схватывания, прочность (R) и водостойкость (Кр) гипсового камня:

                                                                                       (9)

                                                                                       (10)

                                                                                       (11)

                                                                                       (12)

Тонкость помола добавки варьировалась от 0 до 20% (по остатку на сите №008), количество - от 5 до 15%.

Графо-аналитически было установлено, что оптимальное количество карбонатсодержащего наполнителя составляет 15% при тонкости помола не более 11,5% (по остатку на сите №008). При  этом сроки начала схватывания вяжущего замедляются с 6 до 30 минут без снижения прочности гипсового камня и с некоторым повышением водостойкости (с 0,3 до 0,4).

Анализ уравнений регрессии, описывающих изменение прочности (R) и водостойкости (Кр) гипсового камня от тонкости помола и содержания минерального модификатора в составе композиции, позволил нам сделать следующее заключение: направление движения влияющих факторов от вида добавки не меняется, отличаются лишь абсолютные значения коэффициентов регрессии, которые характеризуют степень влияния того или иного наполнителя на свойства композиционного вяжущего.

Степень и характер влияния каждой из добавок, входящих в  бинарные системы на основе болотной железной руды, на прочность (R) и водостойкость (Кр) гипсового камня были описаны с помощью следующих адекватных уравнений регрессии:

-при использовании известняка (Х1) и  болотной железной руды (Х2)

                                                                                       (13)

                                                                                       (14)

-при введении цеолитсодержащей породы  (Х1) совместно с болотной железной рудой (Х2)

                                                                                               (15)

                                                                                               (16)

-при совместном использовании кварцевого песка (Х1) и руды (Х2)

                                                                                       (17)

                                                                                       (18)

                                                                                       (19)

                                                                                       (20)

Количество наполнителей изменяли от 5 до 15%.

Анализ уравнений показал, что применение исследованных добавок сверх оптимального количества приводит к снижению прочности и водостойкости гипсового камня. При этом в бинарных системах руда- известняк, руда-кварцевый песок более значимым фактором, снижающим эксплуатационные характеристики материала, является количество руды. В случае совместного использования ее с цеолитсодержащей породой оба фактора в равной степени оказывают влияние на прочность и водостойкость гипсового камня.

Графо-аналитически  в работе было установлено и экспериментально подтверждено, что для получения вяжущих с оптимальными свойствами необходимо использовать в качестве наполнителей бинарные добавки при следующей дозировке компонентов: 6% известняка и 6% руды, либо 7% цеолитсодержащей породы и 5% руды, либо 5% кварцевого песка без предварительной подготовки и 8% руды, или 5% отмытого кварцевого песка в сочетании с 5% болотной железной руды.  При этом в композициях с наполнителем руда-известняк прочность гипсового камня повышается на 17%, руда-цеолитсодержащая порода- на 20%, руда-кварцевый песок (отмытый)- на 30%.  Введение оптимального количества кварцевого песка  (5%) без его предварительной подготовки позволило снизить расход вяжущего без снижения прочности гипсового камня. Коэффициент размягчения гипсового камня при использовании бинарных наполнителей повысился с 0,3 (вяжущее без добавок) до  0,43-0,51.

Максимальная степень наполнения гипсового вяжущего бинарными добавками, при которой не наблюдается снижения прочности гипсового камня, составляет 16% в случае использования руды (11%) и кварцевого песка (5%) без его предварительной подготовки, 23% при совместном введении руды (8%) и отмытого кварцевого песка (15%), 19% для бинарной системы, включающей руду (5%) и известняк (14%), 20% для композиций, модифицированных цеолитсодержащей породой (15%) и болотной железной рудой (5%).

Электронно-микроскопические исследования образцов гипсового камня на основе композиционного вяжущего оптимального состава и из состава, не входящего в эту область, показали различие в плотности упаковки новообразованных кристаллов гипса и их морфологии (рис. 6). 

                                                               

 

а)                                                 б)

 

в)                                             г)

Рис. 6 Микроструктура различных участков гипсового камня на основе композиционного вяжущего оптимального состава  (а,б) и не входящего в оптимальную область (в,г) при увеличении х2000

Гипсовый камень, полученный в результате твердения вяжущего оптимального состава, имеет больший размер зерен новообразованного гипса и меньшую плотность агрегатов. Образующиеся более крупные зерна обеспечивают большую плотность кристаллизационных контактов между ними, что объясняет повышение плотности, прочности и водостойкости исследованных образцов. Тем самым в работе подтверждается, что для создания благоприятных условий кристаллизации гипса необходимо вводить наполнители в оптимальном количестве и при оптимальной тонкости помола.

Вместе с тем, выполненные в работе исследования показали, что на сроки схватывания модифицированных гипсовых композиций будут оказывать влияние не только  количество и тонкость помола наполнителя,  но и происхождение (механическое или химическое) дисперсности наполнителя. Например, установлено, что  карбонатсодержащая добавка из шлама водоумягчения ТЭ - и бинарные системы на ее основе позволяют замедлить схватывание гипсового вяжущего. При этом ни один из изученных в работе природных наполнителей, в том числе и карбонатные  породы, даже при достаточно высокой степени помола не оказали влияние на схватывание гипсового теста. Это объясняется, на наш взгляд, различиями в механизме действия наполнителей в зависимости от природы их дисперсности.

Техногенная добавка обладает высокой удельной поверхностью (1000-1200 м2/кг), имеющей химической природу, и относится к коллоидным дисперсиям. Обладая  высокой адсорбционной способностью и низкой смачиваемостью, такой наполнитель как бы оттягивает на себя воду, удерживая ее на своей поверхности, и затрудняет доступ воды к частицам вяжущего. Это замедляет схватывание и дает возможность вступить в реакцию с водой большему количеству полугидрата. Повышается степень гидратации вяжущего, и снижается риск возникновения гидратационных процессов после образования жесткого  каркаса. Таким образом, механизм действия карбонатсодержащего наполнителя подобен действию пластифицирующих добавок, что позволяет нам считать его минеральным пластификатором. Исследование методом ИК-спектроскопии гипсового камня, модифицированного карбонатсодержащей добавкой, показало, что она оказывает влияние, прежде всего на состояние воды, усиливая донорно-акцепторные и водородные связи ее молекул и групп ОН-.

Адсорбционная способность механически диспергированных частиц значительно ниже, чем у техногенной добавки. И никакое механическое воздействие не позволяет достичь их коллоидного состояния. Поэтому даже при достаточно тонком измельчении они не оказывают существенного влияния на сроки схватывания, в том числе и при повышении их содержания в составе композиции. Кроме того, увеличивается их смачиваемость, и  значительно облегчается доступ воды к частицам вяжущего. Природные модификаторы в данном случае играют роль абразива и улучшают гранулометрию вяжущего, за счет чего повышается плотность гипсового камня, его прочность и водостойкость, но процессы схватывания гипсового теста существенно не изменяются.

Анализ экспериментальных данных, выполненный с помощью метода многошагового регрессионного анализа, позволил нам получить обобщенные зависимости изменения сроков схватывания гипсового вяжущего от  количества, тонкости помола и природы дисперсности наполнителя (рис. 7).

 

а)                                 б)

Математическое описание влияния добавок различной природы на свойства строительного гипса показало, что в композициях с бинарными наполнителями существенную роль играет техногенная составляющая. Для вяжущих, в которые природная добавка вводилась совместно с карбонатсодержащим наполнителем, уравнения, описывающие влияние их количества на сроки начала (НС) и конца (КС) схватывания, прочность (R) и водостойкость (Кр) гипсового камня, имеют вид:

                                                                                      (21)

                                                                                      (22)

                                                                                      (23)

                                                                                      (24)

                                                                                       

  (25)

                                                                                      (26)

                                                                                      (27)

                                                                                      (28)

                                                                                        (29)                                                                                         (30)                                                                                                       (                                                                                                 (31)

                                                                                        (32)                                                                                        

Анализ этих уравнений регрессии показал, что на сроки схватывания гипсовых композиций с бинарными наполнителями различной природы в большей степени оказывает влияние количество карбонатсодержащей добавки: его увеличение способствует замедлению схватывания. Установлено, что при повышении содержания как природных, так и техногенной добавок сверх оптимального, прочность и водостойкость гипсового камня будут снижаться.

Графо-аналитически нами было определено, что оптимальная степень наполнения вяжущего составляет 16-17% при введении карбонатсодержащей добавки (11-12%) в сочетании с 5%  цеолитсодержащей породы, болотной железной руды или тонкомолотого кварцевого песка. Сроки начала схваты-вания полученных композиций находятся в пределах 20-25 минут. При этом прочность гипсового камня повышается на 20-23% при использовании в качестве одного из компонентов бинарной системы кварцевого песка или болотной железной руды, на 8%- при введении цеолитсодержащей породы.

Таким образом, применение минеральных добавок при оптимальной тонкости помола и дозировке с учетом природы их дисперсности позволило существенно улучшить технологические и физико-технические свойства низкомарочного строительного гипса при одновременном решении задачи рационального использования минеральных сырьевых ресурсов и проблемы утилизации техногенных отходов.

Полученные в главе 4 уравнения регрессии были использованы при разработке алгоритма компьютерного расчета рецептурных параметров гипсовых вяжущих, модифицированных минеральными наполнителями, который обеспечивает оптимизацию состава и требуемые эксплуатационные свойства.

Способы дальнейшей модификации гипсовых вяжущих во многом зависели от требований, которые предъявляются к материалам на их основе. Например,  композиции для изготовления изделий и конструкций должны обладать достаточной прочностью и водостойкостью. При этом короткие сроки схватывания будут способствовать повышению эффективности производства, поскольку исключается необходимость длительной и высокотемпературной тепловой обработки изделий, а также повышается оборачиваемость форм. Использование гипсовых вяжущих в сухих отделочных смесях выдвигает на первый план задачу замедления сроков схватывания для увеличения жизнеспособности растворов на их основе. В этом случае  прочность гипсового камня регламентируется назначением композиций и условиями эксплуатации растворов.

В качестве одного из эффективных методов направленного регулирования структуры и свойств гипсовых композиций в работе было предложено комплексное применение отечественных химических добавок и минеральных наполнителей различной природы. Были изучены физико-химические основы их рационального выбора с учетом функционального назначения. Исследовано влияние вида пластифицирующих добавок, способов их подготовки и применения на структуру и  свойства композиционных гипсовых вяжущих. Установлено положительное влияние отечественных пластификаторов С-3, Дефомикс, Реламикс, Линамикс, С-3М-15 и ПФМ-НЛК на технологические и эксплуатационные свойства гипсовых композиций, в том числе в присутствии минеральных наполнителей (болотная железная руда, карбонатсодержащая добавка, бинарные системы на их основе). Рациональное количество добавок Дефомикс, Реламикс, Линамикс, С-3М-15 и ПФМ-НЛК составляет 0,1% от массы вяжущего, суперпластификатора С-3 - 0,5%. При этом прочность гипсового камня повышается на 20-25%, улучшаются показатели его плотности и водостойкости.

На примере суперпластификатора С-3 было показано, что применение пластифицирующих добавок в наполненных гипсовых композициях позволяет повысить прочность гипсового камня на 10-25%, при этом увеличив степень наполнения до 15% при использовании болотной железной руды и известняка, до 20% в случае введения руды и цеолитсодержащей породы, до 21 и 25% при модификации вяжущего рудой и кварцевым песком (исходным и отмытым соответственно).

Получены основные зависимости физико-технических свойств наполненных гипсовых композиций от вида и способа применения пластифицирующих добавок: водопотребность вяжущих более эффективно снижается при использовании химических модификаторов в жидком виде, сроки схватывания от порядка введения не зависят и сохраняются на уровне контрольных значений (без добавки). Установлено, что С-3 и Реламикс наиболее целесообразно применять в твердофазном состоянии (при этом наблюдается повышение прочности на 15 и 20% соответственно), добавки Дефомикс и ПФМ-НЛК- с водой затворения (прочность гипсового камня повышается на 25 и 16% соответственно). Порядок введения пластификаторов С-3М-15 и Линамикс существенного влияния на прочность гипсового камня не оказывает (сохраняется на уровне контрольного значении). Вместе с тем результаты наших исследований позволили установить, что добавка Линамикс может быть рекомендована для замедления схватывания гипсовых композиций без снижения прочности гипсового камня. При  дозировке 0,5% от массы вяжущего в присутствии кальциевой извести она замедляет схватывание с 6-8 минут до 40, а при введении ее совместно с лимонной кислотой  количество добавки может быть снижено до 0,1%.

В главе 4 было также исследовано влияние ряда отечественных и зарубежных добавок-замедлителей на физико-технические свойства гипсовых композиций, установлено их рациональное количество, при котором замедление схватывания не сопровождается снижением прочности гипсового камня: 0,1% для борной кислоты, не более 0,02% для добавок Plast Retard и винной кислоты, не более 0,06%- для замедлителя Retardan. Эффективность лимонной кислоты  (рациональное количество- 0,06%) была достигнута при использовании ее в комплексе с отечественными суперпластификаторами.

Проектирование эффективных составов гипсовых композиций, рациональный выбор способов регулирования структуры и свойств материалов на их основе базировались не только на знаниях о закономерностях влияния тех и иных добавок, их дозировке и способах применения, но также и на теоретических основах процессов твердения и старения композиционных гипсовых вяжущих. 

Вопросы гидратации и твердения  гипсовых вяжущих относятся к числу проблем, имеющих большое практическое значение и разрабатываемых отечественными и зарубежными учеными на достаточно высоком экспериментальном и теоретическом уровне.  Они получили развитие в работах М.Г. Алтыкиса, М.С. Гаркави, А.Ю. Ласиса, О.П. Мчедлова-Петросяна, А.Ф. Полака,  В.Б. Ратинова, Т.И. Розенберг, П.А. Ребиндера, Е.Е. Сегаловой, а также  др. ученых  и  легли в основу современных представлений.

Неоднозначны высказываемые мнения и по вопросу изменения свойств гипсовых вяжущих в процессе длительного хранения. Они изложены в работах М.Г. Алтыкиса, В.П. Балдина, Г.Г. Булычева, А.В. Волженского, А.Ю. Ласиса, В.В. Эвальда, С.И. Юрчика и других ученых. Сведения, приводимые в научно-технической литературе о сроках хранения строительного гипса без снижения его активности, а также о характере изменения его физико-технических свойств, противоречивы.

В главе 5 рассмотрены особенности гидратации, твердения и старения композиционных гипсовых вяжущих, модифицированных комплексом добавок, развиты научные представления об этих процессах.

Установлено, что гидратация, твердение и старение сложных композиций, состоящих из различных компонентов (вяжущие, минеральные наполнители, добавки различного рода), имеют ряд особенностей.

Кондуктометрическим методом в работе были получены кинетические кривые изменения силы тока в водных суспензиях  гипсовых вяжущих (рис.8-10). Выявлено, что характер их взаимодействия с водой и формирование прочности гипсового камня зависят от наличия и вида используемых добавок. Он различен для быстро- и медленнотвердеющих вяжущих, а в композициях на основе их смеси процессы структурных преобразований бассанита и ангидрита в стабильный гипс носят аддитивный характер (рис.8).

На каждой кинетической кривой (за исключением нерастворимого ангидрита) условно было выделено 5 участков, описывающих процессы при

Рис.8 Кинетические кривые изменения силы тока в водных суспензиях строительного гипса (1), нерастворимого ангидрита (2), и их смеси  (3)

Рис.9  Кинетические кривые изменения силы тока в водных суспензиях смеси строительного гипса и нерастворимого ангидрита:  1- в присутствии 5% кальциевой извести, 2- в присутствии 5% кальциевой извести и суперпластификатора С-3

Рис. 10 Кинетические кривые изменения силы тока в водных суспензиях смеси строительного гипса и нерастворимого ангидрита: 1- с добавками 5% кальциевой извести, 0,5% суперпластификатора С-3 и  10% известняка; 2- то же с добавкой 5% исходного кварцевого песка, 3- то же с добавкой 10% отмытого кварцевого песка

гидратации и твердении. Участок I резкого повышения электропроводности характеризует интенсивное растворение полугидрата. Практически одновременно с ним начинается  процесс образования кристаллов двугидрата (участок II), в результате чего скорость, с которой растет сила тока, снижается. Участок III максимальной электропроводности свидетельствует о насыщении раствора  ионами Ca2+ и  SO42-. Из пересыщенного раствора выкристаллизовывается  двугидрат, вследствие чего концентрация ионов Ca2+ и  SO42- в растворе снижается. Этот процесс характеризуется падением силы тока (участок IV). Горизонтальная линия на участке V свидетельствует об отсутствии процессов растворения. В этот период происходит интенсивный рост кристаллов двугидрата.

Существенные отличия имеет кривая, описывающая процесс твердения нерастворимого ангидрита (рис. 8, кривая 2). На ней  можно выделить лишь два характерных участка, что связано с иным, нежели у строительного гипса, механизмом взаимодействия с водой. Известно, что в отсутствие активаторов твердения преобразование ангидрита в гипс происходит крайне медленно,  на что  указывает характер участка I (медленное незначительное повышение силы тока в течение длительного времени). Взаимодействие с водой в данном случае происходит, по нашему мнению, благодаря  наличию в ангидрите частиц различной гранулометрии, в том числе и размером менее 0,05 мкм, которые, как известно, способны гидратироваться  в отсутствие активаторов твердения. Вследствие этого нерастворимый ангидрит взаимодействует с водой, образуя некоторое количество двугидрата, который в свою очередь активирует  дальнейший процесс гидратации. Этому, вероятно, будет способствовать  также и примесь полугидрата, присутствующая в  незначительных количествах в составе нерастворимого ангидрита. На кривой нет явно выраженного участка насыщения, что может свидетельствовать об одновременном протекании процессов растворения и кристаллизации.

Участок II характеризуется субгоризонтальной линией, характер которой не позволяет нам говорить о прекращении процессов растворения и кристаллизации; они, очевидно, продолжаются и в более поздние сроки. Это было подтверждено результатами физико-технических испытаний.

Присутствие в составе композиции строительного гипса меняет характер взаимодействия нерастворимого ангидрита с водой (рис. 8, кривая 3). Появляются четко выраженные участки I и II. При затворении смешанного вяжущего водой строительный гипс мгновенно начинает в ней растворяться (участок I). Образующийся одновременно с процессом растворения двугидрат, а также оставшаяся часть строительного гипса являются активаторами твердения нерастворимого ангидрита и  побуждают его к взаимодействию с водой. Наложение процессов растворения полугидрата и безводной модификации гипса выражено на кривой 3 более пологим по сравнению с кривой 1 участком II. Насыщение раствора ионами Ca2+ и  SO42-  (участок III)  и, следовательно, кристаллизация двугидрата из раствора (участок IV),  происходят в данном случае в более поздние сроки, что обусловлено влиянием нерастворимого ангидрита. С этим согласуются  данные физико-технических испытаний смешанного вяжущего, начало схватывания которого наступает в более поздние сроки, нежели у строительного гипса  (18  и  8 минут соответственно) и значительно раньше, чем у нерастворимого ангидрита (18 и  95  минут соответственно). Период стабилизации значений силы  тока (участок V) на кривой 3 наблюдается в более поздний период, чем на кривой 1 (180 минут и 160 минут соответственно), что свидетельствует о более позднем окончании процессов растворения полугидрата и ангидрита.

Наличие в составе композиции кальциевой извести несколько изменяет вид  графиков (рис. 9, кривая 1). Добавка замедляет гидратацию полуводного гипса, одновременно интенсифицируя процессы растворения и кристаллизации ангидрита. Однако для смешанного вяжущего в присутствии извести они происходят в целом более медленно, чем в вяжущем без добавки. Об этом свидетельствуют имеющийся на участке I (рис. 9, кривая 1) четко выраженный горизонтальный отрезок, отсутствующий на  других кривых, а также последующий резкий рост и более высокие, чем в суспензиях иного состава, значения силы тока.

Особенностями кинетической кривой, характеризующей процессы гидратации композиций, модифицированных суперпластификатором С-3 (рис. 9, кривая 2), являются достаточно короткий участок повышения электропроводности, размытый и менее выраженный экстремум отрезка III. При этом наблюдается смещение точки максимальной растворимости на более поздние сроки. Период стабилизации силы тока (участок V) представлен субгоризонтальной линией, характер которой позволяет предположить, что процессы гидратации и твердения гипсовой композиции продолжаются и в более поздние сроки. Это было подтверждено данными физико-технических испытаний образцов гипсового камня через 3 года твердения. 

Введение в состав гипсовых композиций суперпластификатора С-3 совместно с минеральными наполнителями не меняет в значительной степени характер кинетических кривых (рис. 10). Однако их экстремум на участке III еще более пологий, а значения силы тока более низкие, чем в композициях без С-3. Кроме того, период его стабилизации (участок V) наблюдается значительно позже, чем в композициях без минеральных и химической добавок.

Сопоставление данных, полученных кондуктометрическим методом, и результатов физико-технических испытаний позволило нам сделать вывод  о том, что чем медленнее будут протекать процессы растворения и кристаллизации гипсового вяжущего, тем более благоприятные условия создаются для формирования прочности гипсового камня, в том числе при длительном хранении. При этом момент образования жесткого каркаса, обусловленного присутствием быстросхватывающегося гипсового вяжущего, смещается на более поздние сроки.

Поскольку гипсовое тесто по своей природе может быть отнесено к электролитам со всеми присущими им свойствами, для исследования процессов структурообразования на ранних стадиях в работе применяли гальванометрический метод.

Гипсовое тесто нормальной густоты помещали в форму, стенками которой служили металлические электроды, подключенные к самопишущему потенциометру. Так как величины электродных потенциалов постоянны, то изменение напряжения элемента зависит только от потенциала электролита (т.е. твердеющего гипсового теста). С помощью самопишущего устройства был получен ряд кривых изменения напряжения в твердеющем вяжущем в зависимости от состава композиции. Обобщенный вид кривой приведен на рис.11. 

                                               

 

На ней были выделены 3 основных параметра, позволяющие, на наш взгляд, судить о процессах гидратации и твердения:

Umax - максимальное напряжение на электродах гальванической пары  (соответствует первоначальному  значению напряжения в момент укладки гипсового теста в форму),

Uст - напряжение стабилизации, зависящее от состава гипсовой композиции (соответствует моменту, когда величина напряжения в твердеющем гипсовом тесте перестает изменять свое значение);

- время стабилизации напряжения (промежуток времени от момента заполнения формы до момента, когда напряжение в твердеющем гипсовом тесте перестает изменять свое значение).

Сопоставление параметров, характеризующих        кинетические кривые изменения напряжения и результатов определения физико-технических свойств вяжущих, показало, что чем больше нормальная густота гипсового теста, тем выше значение Umax. Поскольку вода практически мгновенно вступает         в химическое взаимодействие со строительным гипсом, ее количество в твердеющей системе уменьшается. Поэтому на графиках в этот промежуток времени наблюдается резкое снижение электрического напряжения. Через время  его величина стабилизируется. Композиции, для затворения которых потребовалось большее количество воды, характеризуются более высоким значением Uст. В тот момент, когда напряжение становится постоянным, вероятно заканчивается реакция присоединения воды к вяжущему. Теоретически для этого ее требуется 18,6% от массы гипсового вяжущего, что значительно меньше реально использованной для затворения, поэтому Uст не равно нулю, и свидетельствует, по нашему мнению, о наличии химически несвязанной воды.

Анализ полученных в главе 5 кривых показал, что время стабилизации для вяжущих разного состава отличается. Рассматривая этот параметр с учетом результатов испытания физико-технических свойств композиций, нами был сделан вывод о том, что чем больше времени требуется для стабилизации напряжения, тем более высокой прочностью обладает гипсовый камень.

Выполненные исследования показали возможность и целесообразность использования кондуктометрического и гальванометрического методов для изучения процессов гидратации и твердения гипсовых композиций. Полученные с их помощью данные позволяют по характеру изменения параметров суспензий твердеющего гипсового теста (силы тока, напряжения и сроков их стабилизации во времени) делать выводы о физико-технических свойствах гипсового камня еще на ранних стадиях его структурообразования.

Одним из показателей качества гипсовых композиций является продолжительность их хранения без изменения свойств. Выполненный нами рентгенофазовый анализ гипсовых композиций различного состава, хранившихся в течение 3 лет, значительных изменений не выявил. Вместе с  тем, спектрофотометрическим методом были установлены изменения концентраций поверхностных зарядовых центров, как отдельных компонентов,  так и композиционных вяжущих. Следовательно, процессы старения могут быть объяснены с позиций знаний о поверхностной активности компонентов. Была установлена и показана взаимосвязь между концентрацией поверхностных зарядовых центров и скоростью снижения физико-технических показателей вяжущих. В первую очередь теряют свою активность кальциевая известь и нерастворимый ангидрит, затем- тонкомолотые минеральные добавки. Изменение прочности ангидритового вяжущего  в процессе длительного хранения объясняется процессом релаксации напряжений структуры минералов, проявляющихся в виде рекомбинации поверхностных зарядов и снижении поверхностного потенциала. В присутствии суперпластификатора С-3 старение вяжущих замедляется вследствие блокирования им поверхностных зарядовых центров.

В главе 5 было установлено, что отечественные пластифицирующие добавки оказывают стабилизирующее влияние на свойства наполненных гипсовых композиций, позволяя увеличить продолжительность их  хранения до 6-12 месяцев (в зависимости от состава).

Компоненты гипсовых композиций по скорости снижения их поверхностной активности  могут быть представлены, по-нашему мнению, в виде следующего ряда (начиная с наиболее быстро ее теряющего): нерастворимый ангидрит  и известь- минеральные наполнители (карбонаты и кварцевый песок) -строительный гипс- пластифицирующие добавки. Эти данные        позволят на основе связи между составом и свойствами  проектировать рациональные композиции с требуемыми сроками хранения. При этом активность поверхностных зарядовых центров будет являться критерием качества и стабильности свойств гипсовых вяжущих.

С учетом теоретически обоснованных и экспериментально доказанных данных в главе 6  были разработаны, исследованы и предложены к практическому применению эффективные составы гипсовых композиций различного назначения и технология их производства.

Разработаны технологические схемы приготовления сухих смесей для штукатурных работ и самонивелирующихся стяжек под полы с бинарными модификаторами, включающими природные или техногенные минеральные добавки и суперпластификатор С-3. Рекомендовано вводить их в виде комплексной добавки, полученной совместным помолом модификаторов, в состав товарного строительного гипса или перед тепловой обработкой гипсового камня.

Показано, что, используя отечественные аналоги зарубежных модифицирующих добавок, можно получить растворы марок М35-М75, пригодные для изготовления мелкоразмерных перегородочных плит и крупных стеновых блоков, сухие штукатурные растворы марок не ниже М50, самонивелирующиеся стяжки под полы с пределом прочности при сжатии не менее 15 МПа. Основные физико-технические свойства растворов из сухих гипсовых смесей и композиций для изготовления гипсовых изделий приведены в таблицах 1-2.

В соответствии с требованиями ГОСТ 23018-98 Растворы строительные. Общие технические условия и СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные работы гипсовые растворы должны иметь водоудерживающую способность не менее 90%, подвижность марки Пк3, прочность сцепления с основанием не менее 0,1МПа (для внутренних работ), марку по прочности - от М4.  Таким образом, разработанные составы сухих смесей для внутренних штукатурных работ соответствуют нормативным требованиям.

Согласно МДС 31-1.98 Рекомендации по проектированию полов (в развитие СНиП 2.03.13-88 Полы) сплошные гипсовые стяжки под полы (кроме наливных полимерных) должны иметь прочность на сжатие не менее 15 МПа. Консистенция гипсовой смеси для самонивелирующихся стяжек под полы и сроки схватывания установлены в РСН 79-90 Инструкция по устройству самонивелирующихся оснований под полы на основе гипсовых вяжущих с влагоаккумулирующимся слоем. Разработанные автором сухие смеси соответствуют установленным этими документами требованиям.

Необходимые свойства мелкоразмерных перегородочных плит изложены в ГОСТ 6428-83 (с попр.1986, 1989 г.г.) Плиты гипсовые для перегородок. Технические условия, СП 55-103-2004 Конструкции с применением гипсовых пазогребневых плит. В качестве аналога для сравнения свойств разработанных крупных стеновых блоков были использованы литературные

Таблица 1

Основные физико-технические свойства растворов из сухих гипсовых смесей

Показатели свойств	Штукатурные смеси (вяжущее : кварцевый песок)						Смеси для стяжек полов 1: 0
	на основе многофазового гипсового вяжущего				на основе строи-тель-ного гипса	Нормативные показатели	на основе многофа-зового гипсового вяжущего	Нормативные показатели
	1 : 0	1 : 0,5	1 : 1	1 : 1,5
	отделочный слой		обрызг, грунт		1 : 0
Нормальная густота, %	40-42	46-52	52-55	54-58	56-60	Обеспечение марки по под-вижности Пк3	44-55	Обеспечение консистенции 280-300 мм по Суттарду
Сроки схватывания, мин -начало -конец	20-25 28-32	21-26 28-33	21-28 31-37	22-25 28-30	40-55 52-60	-	27-32 32-40	не ранее 20
Жизнеспособность, мин.	-	-	-	-	-	-	22-26	15
Предел прочности при сжатии, МПа	16,9-18,5	12,9-17,8	8,3-12,5	5,2-7,4	5,4-5,7	Марка по проч-ности не менее М4	15-15,5	15
Водоудерживающая способность, %	99-99,7	98,8-99,6	98,7-99,7	97-97,7	95-96	90	-	-
Прочность сцепления с основанием, МПа	0,2-0,22	0,17-0,18	0,14-0,15	0,11-0,1	0,12-0,17	0,1	-	-

Таблица 2

Технические характеристики изделий на основе гипса

Показатели свойств	Крупные стеновые блоки		Мелкоразмерные перегородочные плиты
	разработанные	нормативные	разработанные	нормативные
Предел прочности при сжатии, МПа -через 2 ч -высушенных до постоянной массы	- 4,0-10,5	- 3,5-7,5 для сплошных, 3,5-5,0 для пустотелых	3,5-3,8 5,0-8,5	3,5 5,0
Предел прочности при изгибе, МПа, -через 2 ч -высушенных до постоянной массы	- -	- -	1,7-1,9 2,5-3,3	1,7 2,4
Плотность гипсового камня, кг/м3	1220-1470	1300-1600 сплошные; 1100-1400 пустотелые	1200-1350	не >1350 для 1 категории качества

данные: Печуро С.С. Производство гипсовых и гипсобетонных изделий и конструкций.- М.: Высшая школа, 1971. 224 с. Технические характеристики разработанных автором гипсовых изделий не уступают принятым для сравнения аналогам.

Выполненные в главе 6 исследования показали возможность широкого применения в производстве гипсовых материалов отечественных природных и техногенных наполнителей и химических добавок.

Были разработаны технические условия для сухих строительных смесей (ТУ 5845-001-77199561-2006), технологические регламенты получения композиционных гипсовых вяжущих и сухих отделочных смесей. Ожидаемая себестоимость 1 т сухой штукатурной смеси на основе строительного гипса составляет 4660-6116 рублей, 1 т композиционного вяжущего для пазогребневых плит 3200-5400 рублей (в ценах 2007 г.).

Применение разработанных сухих смесей взамен аналогичных, выпускаемых отечественными и зарубежными производителями, позволило получить экономию затрат 27-30 руб/м2 для штукатурных составов и 69-115 руб/м2 для самонивелирующихся стяжек под полы.

Полученными в работе результатами подтверждено, что на основе предложенных методов последовательной модификации низкомарочного гипсового вяжущего возможно получение материалов с заранее заданными характеристиками. При этом их качество должно обеспечиваться не только совокупностью воздействий на каждом этапе их изготовления, но и мероприятиями по повышению культуры производства.

ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработаны эффективные гипсовые композиционные материалы с заранее заданными свойствами и рациональные технологии их производства на основе широкого применения природных наполнителей, крупнотоннажного отхода тепловых электростанций и отечественных химических добавок-модификаторов, что способствует расширению областей их применения и улучшению экологической ситуации.

2. На основе анализа отечественного и зарубежного опыта создания и применения гипсовых материалов в строительстве, технике и других областях, а также собственных экспериментально-теоретических исследований автора предложены классификации композиционных гипсовых вяжущих и модифицирующих добавок, сформулированы перспективные направления совершенствования их структуры и свойств.

3.        Разработан научный подход к созданию эффективных композиционных материалов с заданными физико-техническими свойствами с использованием низкомарочных гипсовых вяжущих, основанный на их модификации комплексом отечественных природных и техногенных наполнителей и химических добавок с учетом знаний о механизме их действия в зависимости от химической природы, количества, дисперсности и технологии применения. Экспериментально доказано, что совокупность  предложенных автором способов регулирования структуры и свойств гипсовых композиций на каждом этапе их получения позволяет сформировать необходимые показатели  качества материалов.

4. Для модифицированных гипсовых материалов выявлены новые закономерности, устанавливающие связь между составом, технологией,  структурой на различных масштабных уровнях и физико-техническими свойствами. Выполнены сравнительные экспериментальные исследования  влияния минеральных наполнителей различного происхождения (природного или техногенного) на основные физико-технические свойства гипсовых вяжущих, выделены общие закономерности и специфические особенности их воздействия на свойства гипсовых композиций. Теоретически обосновано и подтверждено экспериментально, что наряду с видом, количеством и дисперсностью минеральных добавок фактором, оказывающим существенное влияние на свойства вяжущих и материалов на их основе, является природа дисперсности наполнителя. Предложено научно обоснованное объяснение принципиальных различий в характере влияния природных и техногенных  минеральных добавок на процессы схватывания гипсового теста.

5. Изучено влияние минеральных (в том числе и техногенного происхождения) и химических добавок, технологии их подготовки и применения на физико-технические свойства гипсовых композиций  и структуру гипсового камня.  Получены математические модели, на основе которых разработан алгоритм компьютерного расчета рецептурных параметров гипсовых вяжущих, модифицированных минеральными наполнителями, обеспечивающий оптимизацию состава и требуемые эксплуатационные свойства. Показана эффективность и целесообразность комплексного применения дисперсных наполнителей различной природы и  отечественных химических добавок как одного из методов направленного регулирования структуры и свойств гипсовых композиций. Установлено, что его использование позволяет повысить прочность гипсового камня на 20-25%, а также улучшить показатели его плотности и пористости.

6. Установлена существенная роль несульфатной составляющей сырьевой смеси и разработаны (на уровне изобретений) способы ее реализации при производстве гипсовых вяжущих, заключающиеся в  комплексном использовании термической и механохимической активации компонентов.

7. Систематизированы и развиты теоретические представления о процессах гидратации, твердения и старения гипсовых вяжущих с минеральными и химическими добавками. Комплексом современных физико-химических методов показано, что структурные преобразования нерастворимого ангидрита и полугидрата сульфата кальция в составе смешанных композиций протекают параллельно и  носят аддитивный характер, а введение минеральных наполнителей и химических модификаторов интенсифицирует процессы гидратации, оказывая благоприятное влияние на формирование прочности гипсового камня при длительном хранении.

8. Выполнены экспериментальные исследования кинетики твердения  строительного гипса и композиционных вяжущих на его основе, модифицированных комплексом минеральных и химических добавок, и установлены основополагающие зависимости, позволяющие по изменению основных электрических параметров твердеющих суспензий делать предварительные выводы о прочности гипсового камня на самых ранних стадиях структурообразования. Установлена взаимосвязь процессов старения композиционных вяжущих со скоростью снижения концентрации поверхностных зарядовых центров их компонентов, что позволит проектировать рациональные композиции с требуемыми сроками хранения.

9. Разработаны ресурсо- и энергосберегающие технологии получения  эффективных композиционных гипсовых материалов с минеральными и химическими добавками, технические условия и технологические регламенты на их производство. Оптимизированы составы и предложена технология получения сухих гипсовых смесей для отделочных работ, гипсовых изделий различного назначения, показатели свойств которых не уступают известным аналогам.

Показано, что технология, предусматривающая введение минеральных и химических модификаторов в виде комплексной добавки, полученной их совместным помолом, как в состав вяжущего, так и сырьевой смеси перед ее тепловой обработкой, является наиболее предпочтительной. При этом возможна замена импортных добавок на отечественные аналоги и получение на основе низкомарочного строительного гипса растворов марок М35-М75, пригодных для изготовления мелкоразмерных перегородочных плит и крупных стеновых блоков, сухих штукатурных растворов марок не ниже М50, самонивелирующихся стяжек  под полы с пределом прочности при сжатии не менее 15МПа.

10. Рекомендованы рациональные области и подсчитан ожидаемый экономический эффект от использования гипсовых композиционных материалов различного назначения в строительстве. Ожидаемая себестоимость 1 т сухой штукатурной смеси на основе низкомарочного строительного гипса составит 4660-6116 рублей, 1 т композиционного гипсового вяжущего для пазогребневых плит  - от 3200 до 5400 рублей (в ценах 2007 г.).

Произведено опытное внедрение результатов работы в ряде фирм  г.Казани: разработанные сухие гипсовые смеси использованы при производстве ремонтных работ в ООО САФ-М, ЗАО Реставрация, ЗАО Тестрон-Казань и ЗАО Искон с получением экономического эффекта от 27 до 115 рублей на 1 м2 отделываемой поверхности в зависимости от рецептуры и назначения использованных композиций.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ,  ОТРАЖАЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Публикации, включенные в перечень ВАК

1. Алтыкис М.Г., Морева И.В., Рахимов Р.З., Нуриева Е.М., Денисов И.Г.,  Бахтин А.И.  О физико-механических процессах старения гипсовых вяжущих на оcнове СаSO40,5H2О  при длительном хранении//Известия Вузов. Строительство. 2000. №7-8. С.43-47.

2. Алтыкис М.Г., Морева И.В., Рахимов Р.З., Морозов В.П., Королев Э.А. К вопросу о механизме структурных преобразований многофазовых и композиционных гипсовых вяжущих веществ в процессе твердения// Известия Вузов. Строительство. 2001. №6. С. 32-37.

3. Алтыкис М.Г., Морева И.В., Халиуллин М.И., Рахимов Р.З./Сухие растворные смеси для высококачественной отделки зданий и сооружений //Известия Вузов. Строительство. 2002. №4. С.60-63.

4. Морева И.В., Медяник В.В., Самохина Е.Н., Соколова Ю.А. Способ получения гипсового вяжущего с карбонатсодержащей добавкой //Известия Вузов. Строительство. 2007. №6. С. 37- 40.

5. Соколова Ю.А., Морева И.В. Перспективные направления совершенст-вования и повышения эффективности композиционных гипсовых материалов //Academia. Архитектура и строительство. 2008. №2. С.68-70.

6. Морева И.В., Медяник В.В., Соколова Ю.А. К вопросу о комплексной активации компонентов при получении гипсовых вяжущих веществ// Известия Вузов. Строительство. 2008. №8. С.17-20.

7. Способ получения гипсового вяжущего:  пат. 2190577 Рос. Федерация. №2000130430/03; заявл. 04.12.00; опубл. 10.10.02, Бюл. №28.

       8. Способ получения гипсового вяжущего: пат. 2263641 Рос. Федерация. № 2004118639/03; заявл. 22.06.04; опубл. 10.11.05, Бюл. №31.

       9. Способ получения гипсового вяжущего: пат. 2290373 Рос. Федерация. №2005121157/03; заявл. 07.07.05; опубл. 27.12.06, Бюл. №36.

       10. Способ определения водоудерживающей способности строительного раствора: пат. 2327159 Рос. Федерация. №2006139399/03; заявл. 09.11.06; опубл. 20.06.08, Бюл. № 17.

Статьи в сборниках научных трудов

11. Морева И.В., Соколова Ю.А. Теоретические и экспериментальные  основы получения гипсовых вяжущих для сухих отделочных смесей //Известия ТуГУ. Вып.5. Тула: Изд-во ТуГУ, 2003. С.3-10.

12. Морева И.В., Алтыкис М.Г., Рахимов Р.З. К вопросу о методике испытания сухих  гипсосодержащих смесей и многофазовых гипсовых вяжущих //Современные проблемы строительного материаловедения: материалы пятых академических чтений РААСН, Воронеж, 1999. С. 295-299.

13. Морева И.В., Алтыкис М.Г., Рахимов Р.З. Сухие штукатурные смеси на основе многофазового гипсового вяжущего//Строительные материалы и изделия: межвузовский сб. науч.тр., Магнитогорск, 2000. С. 17-24.

14. Морева И.В., Алтыкис М.Г., Рахимов Р.З. Влияние фракционного состава гипсового сырья для получения нерастворимого ангидрита на свойства многофазового гипсового вяжущего// Градостроительство, прогрес-сивные строительные конструкции, технологии, инженерные системы: межвузовский сб. науч. тр., Магнитогорск: МГТУ, 2000. С.151-155.

15. Морева И.В., Соколова Ю.А. Влияние состава композиционного гипсового вяжущего для сухих отделочных смесей на изменение его физико-механических свойств при длительном хранении// Современные материалы и технологии в строительстве: юбилейный 25-й междунар. сб. науч. тр., Новосибирск, 2003. С.154-160.

16. Морева И.В., Медяник В.В., Соколова Ю.А. Влияние грануло-метрического состава компонентов многофазового гипсового вяжущего на его физико-технические свойства// Сб. науч.тр. ЦРО РААСН. Вып. 2. М., 2003. С.61-63.

17. Морева И.В., Медяник В.В., Соколова Ю.А.Актуальные проблемы теории и практики композиционных гипсовых вяжущих веществ //Сб. науч. тр. ЦРО РААСН. Вып. 2. М., 2003. С.64-67.

18. Морева И.В., Медяник В.В., Соколова Ю.А. Оптимизация параметров режима обжига гипсового сырья для получения нерастворимого ангидрита //Сб.науч.тр. ЦРО РААСН. Вып.2. М., 2003. С.59-60.

19. Морева И.В.,  Медяник В.В., Соколова Ю.А., Валеев Р.Ш. Оптими-зация состава и свойств композиционного гипсового вяжущего, модифици-рованного карбонатсодержащей добавкой //Сб.науч. тр. ЦРО РААСН. Вып. 3. М.,  2004. С.18-23.

20. Морева И.В., Медяник В.В., Соколова Ю.А. Исследование физико-технических свойств и оптимизация составов наполненных гипсовых компо-зиций//Совершенствование качества строительных материалов и конструкций (модели, составы, свойства, эксплуатационная стойкость): междунар. сб. науч. тр., Новосибирск, 2004-2005. С. 47-52.

21. Морева И.В., Соколова Ю.А. Влияние режимов тепловой обработки гипсового сырья и фазового состава строительного гипса на физико-технические свойства композиционного гипсового вяжущего// Экология и ресурсосберегающие технологии в строительном материаловедении: междунар. сб. науч. тр., Новосибирск, 2005. С.12-15.

22. Морева И.В., Соколова Ю.А., Самохина Е.Н. Исследование влияния болотных железных руд на основные свойства строительного гипса  //Вестник ЦРО РААСН. Вып.4., Воронеж-Иваново, 2005. С. 37-41.

23. Соколова Ю.А., Морева И.В. Основные направления модификации структуры и свойств композиционных гипсовых вяжущих//Сб. тр. РААСН. Вестник отд-ния строит. наук. Вып.9., Белгород, 2005. С.376-378.

24. Морева И.В., Медяник В.В., Валеев Р.Ш., Соколова Ю.А. Иссле-дование влияния шлама водоумягчения ТЭ - на физико-технические свойства строительного гипса //Проблемы в проектировании объектов АПК России: сб. науч. тр. ФГУП НИПИгипропромсельстрой, Саратов, 2005. С.264-267.

25. Соколова Ю.А., Морева И.В. Комплексное использование местных сырьевых ресурсов и промышленных отходов для получения наполненных гипсовых композиций//Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения: десятые академические чтения РААСН., Казань: изд-во Казанского государственного архитектурно-строит. ун-та, 2006. С.33-35.

26. Соколова Ю.А., Морева И.В. Исследование и оптимизация свойств гипсовых композиций//Вестник ЦРО РААСН. Воронеж-Орел: РААСН.  ОреГТУ, 2006. С. 187-194.

27. Соколова Ю.А., Морева И.В. Влияние способа получения компози-ционного гипсового вяжущего на физико-технические свойства гипсового камня на его основе//Вестник ЦРО РААСН. Воронеж-Тверь: РААСН. ТГТУ, 2007. С. 193-198.

Учебное пособие

28. Морева И.В., Медяник В.В., Соколова Ю.А. Композиционные гипсовые вяжущие в современном строительстве: учебное пособие. М.: ГАСИС, 2004. 85 с.

Материалы международных и российских конференций

29. Морева И.В., Алтыкис М.Г., Рахимов Р.З. Использование отходов дробления гипсового камня в производстве многофазовых гипсовых вяжущих//Энерго- и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов: сб. тр.Ч.1. Белгород, 2000. С.241-244.

30. Морева И.В., Медяник В.В., Соколова Ю.А. Исследование процессов твердения многофазового гипсового вяжущего в присутствии извести //Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии: материалы Междунар. конгр., посвящ. 150-летию В.Г.Шухова. Вестник БеГТАСМ. Ч.II. Белгород, 2003. №5. С.196-199.

31. Морева И.В., Медяник В.В., Медяник Ю.В., Валеев Р.Ш. Получение и исследование свойств гипсовых композиций для внутренних отделочных работ//Современные технологии в промышленности строительных материа-лов и стройиндустрии: материалы Междунар. конгр., посвящ. 150-летию В.Г.Шухова. Вестник БеГТАСМ. Ч.II. Белгород, 2003. №5. С.194-196.

32. Морева И.В., Соколова Ю.А. Исследование основных закономер-ностей формирования структуры и модификации свойств гипсовых компо-зиций с комплексом минеральных и полимерных добавок // Композиты XXI века: сб. докладов Междунар. симп. Восточно-азиатских стран по полимерным композиционным материалам и передовым технологиям  (20-22 сентября 2005 года), Саратов, 2005. С.253-256.

33. Морева И.В., Самохина Е.Н., Соколова Ю.А. Получение гипсовых композиций на основе местного минерального сырья и исследование их основных физико-технических свойств//Актуальные проблемы современного строительства: сб. докладов междунар. научно-техн. конф. Ч.1. Пенза: ПГУАС, 2005. С.76-78.

34. Валеев Р.Ш., Морева И.В., Медяник В.В., Соколова Ю.А. Исследо-вание совместного влияния карбонатсодержащего и кварцевого напол-нителей на физико-технические свойства строительного гипса//Актуальные проблемы современного строительства: сб. докладов междунар. научно-техн. конф. Ч.1. Пенза: ПГУАС, 2005. С.62-64.

35. Морева И.В., Медяник В.В., Соколова Ю.А.Исследование влияния карбонатсодержащей добавки на водостойкость строительного гипса //Актуальные проблемы современного строительства: сб. докладов междунар. науч.-техн. конф.Ч.1. Пенза: ПГУАС, 2005. С.74-76.

36. Самохина Е.Н., Соколова Ю.А., Морева И.В. Влияние бинарных наполнителей на свойства строительного гипса//Проблемы и достижения строительного материаловедения: сб. докладов Междунар. научн.практич. Интернет-конф., Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г.Шухова, 2005. С.139-142.

37. Самохина Е.Н., Соколова Ю.А., Морева И.В. Исследование влияния болотной железной руды на свойства гипсовых композиций//Современные тенденции развития  строительного комплекса Поволжья: сб. тр. Всерос-сийской науч.-практич.конф.Ч.1. Тольятти: ТГУ, 2005. С. 90-92.

38. Морева И.В., Самохина Е.Н., Соколова Ю.А. Исследование влияния тонкости помола композиционного гипсового вяжущего на его физико-технические свойства// Экология и ресурсо-и энергосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства (промышленность, транспорт, сельское хозяйство): сб. статей V Всероссийской научно-практической конф., Пенза, 2005. С. 158-160.

39. Соколова Ю.А., Морева И.В. Исследование свойств и оптимизация составов КГВ с добавками болотной железной руды и кварцевого песка// Строительное материаловедение-теория и практика: сб.тр. (материалы Всероссийской научно-практической конф.), М.: Изд-во СИП РИА, 2006. С. 321-322.

40. Морева И.В., Самохина Е.Н., Соколова Ю.А. Исследование влияния суперпластификатора С-3 на физико-технические свойства модифициро-ванного гипсового вяжущего//Материалы и технологии  XXI века: сб.статей IV Междунар. научно-техн. конф., Пенза, 2006. С. 64-66.

41. Морева И.В. Исследование влияния пластифицирующих добавок на свойства гипсовых композиций и камня на их основе//Материалы и технологии ХХI века: сб. статей V Междунар. научно-технической конф., Пенза, 2007. С.36-37.

42. Морева И.В. Многофазовое гипсовое вяжущее с местными минераль-ными наполнителями//Проблемы энергосбережения и экологии в промыш-ленном и жилищно-коммунальном комплексах: сб. статей VIII  Междунар.научно-практической конф., Пенза, 2007. С. 176-178.

43. Морева И.В., Соколова Ю.А. Исследование основных закономер-ностей влияния минеральных и химических добавок на структуру и свойства композиционных гипсовых вяжущих//Перспективные полимерные компози-ционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология: сб. докладов Междунар. конф. Композит-2007. 3-6 июля 2007 г.,  Саратов, 2007. С.158-160.

44. Морева И.В., Соколова Ю.А. Гипсовые композиционные материалы с местными минеральными добавками//Прогрессивные материалы и техно-логии в современном строительстве: Междунар. сб. науч. тр. НГАУ,  Новосибирск, 2007-2008. С. 95-97.

   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям