Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям

На правах рукописи

ЧЕРЕВАТОВА АЛЛА ВАСИЛЬЕВНА

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ВЯЖУЩИХ СИСТЕМ

Специальность 05.23.05 - строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Белгород - 2007

Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г.Шухова.

Научный консультант - доктор технических наук, профессор Шаповалов Николай Афанасьевич Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор Рахимов Равиль Зуфарович - доктор технических наук, профессор Лукин Евгений Степанович - доктор технических наук, профессор Ядыкина Валентина Васильевна Ведущее предприятие - Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, г. Пенза.

Защита диссертации состоится л19 декабря 2007 года в 1430 часов на заседании диссертационного Совета Д.212.014.01. при Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г.Шухова (БГТУ), по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46. БГТУ им. В.Г. Шухова

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке БГТУ им. В.Г. Шухова.

Отзывы на автореферат и замечания просим направлять по адресу 308012, г. Белгород, ул. Костюкова 46, БГТУ им. В.Г. Шухова, отдел аспирантуры.

Автореферат разослан л______________ 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор технических наук, профессор Г.А. Смоляго

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Создание высококачественных строительных материалов нового поколения невозможно без управления процессами структурообразования на микро- и наноуровне. Прикладной интерес к наносистемам со стороны строительного материаловедения обусловлен возможностью создания оптимальных (рациональных) структур строительных композитов за счет значительной их модификацией при переходе на наноуровень, сопровождающейся как принципиальным изменением свойств известных материалов, так и созданием неокомпозитов.

Однако, применение нанообъектов в существующих технологиях сопряжено с определенными трудностями, заключающимися в следующем. По мере достижения частицами размеров, близких к наноуровню, значительно снижается плотность их упаковки, получение плотного материала сопровождается большими усадками. Более оптимальным вариантом, с технологической точной зрения, можно считать наличие в композициях небольшого содержания нанодисперсных частиц, примером чего является высококонцентрированные вяжущие системы (ВКВС).

Технология ВКВС является одним из самых новых направлений в современном материаловедении, теоретические основы которой были разработаны проф. Пивинским Ю.Е. ВКВС представляют собой минеральные водные дисперсии, получаемые преимущественно мокрым измельчением природных или техногенных кремнеземистых, алюмосиликатных или других материалов, в условиях высокой концентрации твердой фазы, повышенной температуры и предельного разжижения. Эти условия, с одной стороны, способствуют наработке в системе определенного количества нанодисперсных частиц (золь, получаемый диспергированием), а с другой стороны, обеспечивают механическую активацию частиц основной твердой фазы. В отличие от известных технологических решений, где аналогичные компоненты получают предварительно, а затем вводятся в суспензии или массы, в данном случае они образуются непосредственно в процессе получения ВКВС соответствующего состава за счет механохимического взаимодействия фаз. Твердение данных систем и их упрочнение основано, преимущественно, на контактнополиконденсоционом механизме. В связи с этим при создании ВКВС, была решена задача реализации в промышленных условиях способности исходных сырьевых материалов к самопроизвольному полимеризационному структурообразованию.

Наличие оптимального количества наночастиц позволяет улучшить реотехнологические свойства систем на стадии подготовки и формировании структуры, приводит к росту механической прочности на стадии структурообразования. Необходимым условием получения и применения наносистем при производстве строительных материалов является модифицирование поверхности дисперсной фазы с целью повышения агрегативной устойчивости.

Диссертационная работа выполнена в рамках НТП Минобразования РФ Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники, раздел: Химические технологии код:

06.06.005. № 203.06.06. Регулирование агрегативной устойчивости водных тонкодисперсных минеральных суспензий; Получение эффективных пластифкаторов водных минеральных суспензий 01-НТП-6; Разработка и исследование эффективных строительных материалов на основе керамических вяжущих суспензий, № 93-Б-8; тематического плана госбюджетных НИР Федерального агенства по образованию РФ, проводимых по заданию Министерства образования РФ и финансируемых из средств федерального бюджета на 2004 Ц2008 гг.

Цель работы.

Разработка строительных композитов на основе высококонцентрированных вяжущих систем (ВКВС).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- теоретическое обоснование получения высококачественных материалов на основе ВКВС;

- разработка методологических основ регулирования реотехнологических характеристик ВКВС путем их направленной комплексной модификации;

- разработка энергосберегающих и экологически чистых технологий получения теплоизоляционных, многослойных стеновых, тонкокерамических и огнеупорных материалов с высокими эксплуатационными показателями.

Научная новизна работы.

Разработаны методологические основы получения высококачественных строительных композитов на основе нанотехнологического подхода путем направленного формирования структуры материалов с использованием в качестве вяжущего компонента высококонцентрированных вяжущих систем (ВКВС). Показано, что присутствие в ВКВС оптимального количества нанодисперсных частиц создает синергетический эффект при формировании микроструктуры, что положительно влияет на реотехнологические свойства ВКВС и технико-эксплуатационные характеристики получаемых на их основе материалов.

Установлены закономерности регулирования реологических свойств и агрегативной устойчивости ВКВС силикатного и алюмосиликатного составов. Предложен принцип пластификации ВКВС как матричных систем, позволяющий изменить их реологические характеристики с дилатантного на тиксотропный за счет введения высокодисперсной глинистой составляющей. При этом установлены оптимальные области составов и закономерности получения смешанных керамических вяжущих в системе ВКВС кварцевого песка - глина без проявления эффекта гетерокоагуляции. Отмечено явление полной седиментационной устойчивости пластифицированной ВКВС, обусловленное ростом вязкости в области низких значений напряжения сдвига. Показана определяющая роль влияния нанодисперсных частиц в смешанных вяжущих на их свойства.

Установлено, что применение комплексных дефлоккулянтов позволяет в два раза снизить влажность формовочных систем на основе ВКВС (с 7,6 до 4,0Ц3,8 %) и повысить их реотехнологические качества. Благодаря этому понижается пористость готовых изделий, повышаются их физико-механические характеристики. Отмеченная высокая эффективность данных добавок обусловлена суммированием различных механизмов воздействия компонентов на частицы дисперсной фазы ВКВС и смесей на их основе: электростатического и адсорбционно-сольватного.

Так для минеральных добавок типа жидкого стекла или триполифосфата натрия разжижение обусловлено образованием двойного электрического слоя (ДЭС), увеличением значения электрокинетического потенциала. А для органических добавок на основе резорцин-фурфурольных олигомеров (СБ-5) характерна их адсорбция на поверхности частиц и гидрофилизация за счет наличия в них полярных групп, что сопровождается снижением поверхностного натяжения на границе раздела фаз, и ведет к пептизации частиц.

Предложен механизм оптимизации структуры матричной фазы (на примере ВКВС), основанный на комплексном проявлении трех механизмов воздействия на систему: структурно-механического, электростатического, адсорбционно-сольватного. Пример структурномеханического воздействия на систему в данном случае реализован при дополнительном введении в ВКВС глинистой составляющей. Специфическое строение глинистых частиц способствует созданию структурномеханического барьера, что позволяет обеспечить весьма высокую устойчивость прослоек дисперсионной среды между частицами дисперсной фазы.

Сформулированы принципы повышения эффективности производства тонкокерамических материалов, заключающиеся в оптимизации зернового состава исходной суспензии путем регулирования содержания в системе определенного количества нанодисперсных частиц. Установлена взаимосвязь между способом помола отощающего компонента, линейной усадкой и скоростью процесса муллитообразования в тонкокерамических массах. За счет повышения степени дисперсности (в 1,раза) отощающих компонентов, достигаемой мокрым измельчением по принципу ВКВС, более высокой степени аморфизации и механической активации частиц, удалось понизить на 80Ц100 оС температуру спекания.

Это свидетельствует о том, что в обожженном материале гораздо более интенсивно происходит увеличение стеклофазы и муллита с эквивалентным уменьшением содержания кристаллического кварца. Линейная усадка экспериментального материала на 40Ц50 % ниже, чем у промышленных аналогов.

Практическое значение.

Предложено практическое расширение областей использования ВКВС, основанное на направленном модифицировании поверхности дисперсной фазы с целью повышения агрегативной устойчивости.

На основании выявленных закономерностей влияния механизма комплексной модификации на реотехнологические качества ВКВС и свойства формовочных систем на их основе, предложены дополнения в существующий технологический регламент по выпуску керамобетонов кремнеземистого и алюмосиликатного составов.

Установлены особенности процессов формования изделий на основе немодифицированного, модифицированного и пластифицированного глиной вяжущего с использованием статического прессования в широком интервале значений удельного давления прессования, вибропрессования (при Руд = 0,3Ц0,5МПа), а также пневмо(вибро)трамбования. Проведена сопоставительная оценка этих методов формования. Установлено, что применение глины, как пластификатора и регулятора реологических свойств ВКВС кремнеземистого состава при статическом прессовании, позволяет кардинальным образом изменить характер поведения систем при формовании, снизить удельное давление прессования (Руд) в 3Ц4 раза при равных значениях пористости прессовки. При комплексной модификации ВКВС глиной и органоминеральной добавкой удельное давление прессования (Руд) снижается в 5Ц6 раз при равных значениях пористости прессовки.

Получена математическая модель процесса уплотнения экспериментальных формовочных систем, позволяющая провести их оптимизацию по заданным характеристикам вяжущего и его содержанию в формовочной системе.

Разработаны теоретические основы проектирования многослойных композиционных материалов с заданными и улучшенными эксплуатационными характеристиками за счет применения в качестве минерального вяжущего, вяжущего на основе модифицированной ВКВС кремнеземсодержащего сырья, позволяющего путем исключения процесса гидратации, существенно сократить время твердения (упрочнения) готового изделия.

Установлены особенности процесса упрочнения безобжигового строительного материала посредством химического активирования контактных связей (УХАКС - механизм). Разработанный способ формования позволяет создать прочную переходную межслоевую контактную зону уже на стадии изготовления изделия, которая исключает возможность расслоения при формовании, что способствует образованию бездефектной монолитной структуры многослойного изделия.

Разработаны высокопористые теплоизоляционные материалы с оптимальной поровой структурой с заданными и улучшенными эксплуатационными характеристиками: регулируемыми динамическими показателями, повышенными теплоизоляционными свойствами, сниженной объемной усадкой и структурной дефектностью. Получены математические уравнения регрессии состав формовочной системы - физикомеханические характеристики, позволяющие провести оптимизацию составов по заданным характеристикам ВКВС.

За счет применения разработанных в диссертации пластифицированных ВКВС созданы новые разновидности кремнеземистых огнеупорных масс с улучшенными характеристиками. Кроме того, расширены технологические возможности применения керамобетонов за счет разработки новых способов их формования - статического прессования и набивки (пневмотрамбования). Применение разработанных кремнеземистых керамобетонов по ориентировочной оценке позволит в 1,5Ц2 раза увеличить стойкость монолитных футеровок, выполняемых в настоящее время из аналогичных существующих огнеупоров. В составе разработанных масс предусматривается применение отходов производства кварцевой керамики, которые в настоящее время не используются.

Установлены закономерности изменения свойств керамобетонов от температуры их термообработки в зависимости от вида вяжущего, его массовой доли и способа формования. Наличие в матричной системе пластифицирующей добавки огнеупорной глины замедляет ее перерождение и позволяет изменить конечный фазовый состав материала после длительной термообработки в сторону большей огнеупорности, который обеспечивает в свою очередь более высокую (на 100Ц150 оС) температуру начала деформации под нагрузкой.

Результаты исследований положены в основу разработки технологической схемы производства и проекта технологического регламента на выпуск опытной партии огнеупорной кремнеземистой массы.

Принцип пластификации дилатантных формовочных систем разработанный в настоящей диссертации, успешно реализован также при получении бокситовых набивных масс для монолитных футеровок желобов доменных печей.

В результате выполненного комплекса работ установлена перспективность получения и применения ВКВС отощающих компонентов в технологии тонкокерамических литейных суспензий.

Применение ВКВС кварцевого песка в качестве отощающего компонента совместно с комплексной добавкой в составе майоликовых литейных систем позволило понизить температуру обжига на 30Ц400С, общую усадку - на 60 %, повысить прочность и плотность готовых изделий. Были проведены полупромышленные испытания на Борисовской фабрике художественной керамики, которые подтвердили высокую эффективность предложенной технологии.

Практические результаты работы защищены шестью патентами РФ.

Внедрение результатов исследований.

Результаты проведенных исследований позволили апробировать и внедрить в производство технологии: многослойных строительных изделий, теплоизоляционных и жаропрочных пенобетонов, огнеупорных керамобетонов и тонкокерамических систем.

Для широкомасштабного внедрения результатов работы разработаны следующие нормативные документы:

- технологический регламент на Производство многослойных стеновых изделий;

- технологический регламент на Изготовление жаропрочного пенобетона алюмосиликатного состава;

- проект технологического регламента на производство опытнопромышленных партий кремнеземистых огнеупорных масс на основе смешанного керамического вяжущего для монолитных футеровок тепловых агрегатов;

- рекомендации по применению ВКВС отощающего компонента в тонкокерамических системах.

Выпущены опытно-промышленные партии многослойных строительных изделий, теплоизоляционных и жаропрочных пенобетонов, огнеупорных набивных и наливных масс кремнеземистого и алюмосиликатного составов, тонкокерамических майоликовых материалов.

Проведены промышленные испытания разработанных строительных материалов специального назначения: огнеупорных керамобетонов и жаропрочных пенобетонов.

На Первоуральском динасовом заводе выпущена опытнопромышленная партия кремнеземистых масс, которая успешно прошла испытания (20 тыс. т чугуна) в монолитной футеровке желоба доменной печи Нижнетагильского металлургического комбината. Полученные массы характеризуются достаточно высокой шлакоустойчивостью по отношению к кислым и нейтральным шлакам, а также высокой стеклоустойчивостью. Экономический эффект по ОАО Динур (сырье и основные энергоресурсы) составил 26,2 % на тонну огнеупорной массы.

В период с апреля по октябрь 2006 года, на ЗАО Завод нестандартного оборудования проводились промышленные испытания опытных образцов новых жаростойких теплоизоляционных изделий. Изделия, прямоугольные блоки размером: 25010080 мм были испытаны в качестве промежуточной (защищенной) изоляции в зоне питательного канала ванной стекловаренной печи на технологической линии по производству базальтового минерального волокна.

Испытания прошли успешно, ухудшения основных физикомеханических и теплотехнических характеристик опытных изделий после 6 месяцев эксплуатации не обнаружено. Изделия были рекомендованы для теплоизоляции различных печей и тепловых агрегатов в рабочей (незащищенной) футеровке, не подвергающейся действию расплавов, истирающих усилий и механических ударов, или в промежуточной (защищенной) изоляции.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности Производство строительных материалов, изделий и конструкций, специализации Наносистемы в строительном материаловедении, что отражено в учебных программах дисциплин: Структурная топология дисперсных систем, Процессы и синтез дисперсных систем и композитов на их основе, Основы научных исследований, использованы в изданных монографии Кремнеземистые огнеупорные массы на основе пластифицированных высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий, 2005 и учебном пособии Принципы синтеза высокодисперсных систем и композитов на их основе, 2007.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы доложены на Международных конференциях и симпозиумах, 5 академических чтениях РАСН, Всероссийской и региональной конференциях, в том числе:

на Международной конференции Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций, г. Белгород, 1995 г.; на Международной научно-технической конференции Огнеупоры и огнеупорные материалы для металлургического производства, г. Первоуральск, 1997 г.; на Международной конференции Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений, г. Белгород, 1997 г.; на Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии, МКХТ, Москва, 1997 г.; на Международной конференции Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XXI века, Белгород, 1998 г.; на Международной науч.-технич. конф.

Новые технологии в химической промышленности, республика Беларусь, Минск, 2002 г.; на Международном конгрессе Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии, Белгород, 2003 г.; на Международной научно-методической конференции Инновационные технологии организации обучения в техническом вузе: на пути к новому качеству образования Пенза, 2004 г.; на Международной научно-технической конференции Композиционные строительные материалы. Теория и практика, Пенза, 2005; 2006 г.; на Международной научно-практической конференции Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии, (XVII научные чтения), Белгород, 2005 г.; на VI Международной научной конференции Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии, Кисловодск, 2006 г.; на III Международной научнопрактической конференции Проблемы экологии: наука, промышленность, образование, Белгород, 2006 г.; на XIII Международном семинаре Азиатско-Тихоокеанской академии материалов Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века. - Новосибирск, 2006 г.; на всероссийской научно-практической конференции Строительное материаловедение, теория и практика, Москва, 2006 г.; на III всероссийской научно-практической конференции Нанотехнологии - производству, Москва, 2006 г.; на всероссийской научно-практической конференции Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии, Белгород, 2007 г.

Под руководством автора защищена диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.11. и представлена к защите диссертация по специальности 05.23.05.

Публикации.

Основные положения работы опубликованы в 50 работах, в том числе в научной монографии и учебном пособии, 20 статьях научных журналов по списку ВАК России, защищены 6 патентами РФ.

Объем работы.

Диссертационная работа состоит из семи глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 485 страницах машинописного текста, включающих 158 рисунков и фотографий, 62 таблицы, список литературы из 380 наименований, 25 приложений.

На защиту выносятся.

Принципы получения высококачественных материалов на основе нанотехнологического подхода путем направленного формирования структуры с использованием в качестве вяжущего компонента высококонцентрированных вяжущих систем (ВКВС).

Принцип пластификации ВКВС кремнеземистого состава, позволяющий изменить реологические характеристики систем с дилатантного на тиксотропный.

Механизм регулирования реологических свойств и агрегативной устойчивости высококонцентрированных минеральных суспензий при помощи дефлоккулянтов, что ведет к пептизации частиц.

Принцип комплексной оптимизации структуры матричной фазы (на примере ВКВС).

Математическая модель особенности процесса уплотнения экспериментальных формовочных систем.

Характер изменения свойств и конечный фазовый состав керамобетонов от температуры их термообработки в зависимости от вида вяжущего, его массовой доли и способа формования Математические уравнения регрессии состав формовочной системы - физико-механические характеристики, позволяющие провести оптимизацию составов жаропрочных пенобетонов по заданным характеристикам ВКВС.

Характер влияния способа помола отощающего компонента на линейную усадку, физико-механические характеристики и скорость процесса муллитообразования в тонкокерамических массах.

Технологии производства эффективных стеновых, теплоизоляционных, огнеупорных и тонкокерамических материалов.

Результаты производственных испытаний и внедрений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Рассматривая рациональные области применения (рис. 1) следует отметить, что ВКВС до настоящего времени используется только для производства огнеупоров.

Однако, неоднократно возникал вопрос о расширении сферы применения ВКВС, Так как, высокотемпературная обработка данных систем является одним из видов упрочнения и формирования новых кристаллических структур, но не является основной и единственной. Кроме того, предлагается практическое расширение областей использования ВКВС, основанное на направленном модифицировании поверхности дисперсной фазы с целью повышения агрегативной устойчивости.

Разработаны методологические основы получения высококачественных строительных неокомпозитов на основе нанотехнологического подхода путем направленного формирования структуры материалов с использованием в качестве вяжущего компонента высококонцентрированных вяжущих систем (ВКВС). Показано, что присутствие в ВКВС оптимального количества нанодисперсных частиц создает синергетический эффект при формировании микроструктуры, что положительно влияет на реотехнологические свойства ВКВС и техникоэксплуатационные характеристики получаемых на их основе материалов.

ВКВС Многослойные Кислотостойкие стеновые материалы материалы Отделочные и Теплоизоляционные строительные материалы материалы Автоклавные Тонкокерамические силикатные материалы Кислотостойкие Стеновые материалы материалы на материалы на основе модифицир. основе ВКВС модифицир.

Огнеупорные ВКВС материалы Теплоизоляцион Отделочные ные материалы материалы на основе на основе Огнеупорные модифицирован модифицирован материалы на ной ВКВС ной ВКВС основе модифицир.

ВКВС Рис. 1. Рациональные области применения ВКВС Основываясь на особенностях строения наноразмерных частиц ВКВС и частиц глинистых минералов, а так же неорганических и органических модификаторов, было предложено создание агрегативноустойчивой среды за счет оптимизации состава ВКВС.

Установлены закономерности регулирования реологических свойств и агрегативной устойчивости ВКВС силикатного и алюмосиликатного составов. Предложен принцип пластификации ВКВС как матричных систем, позволяющий изменить их реологические характеристики с дилатантного на тиксотропный за счет введения высокодисперсной глинистой составляющей. При этом установлены оптимальные области составов и закономерности получения смешанных керамических вяжущих в системе ВКВС кварцевого песка - глина без проявления эффекта гетерокоагуляции. Отмечено явление полной седиментационной устойчивости пластифицированной ВКВС, обусловленное ростом вязкости в области низких значений напряжения сдвига. Показана определяющая роль содержания нанодисперсных частиц в смешанных вяжущих на их свойства.

Предложен принцип оптимизации структуры матричной фазы (на примере ВКВС), основанный 10нм на комплексном проявлении трех механизмов воздействия на систему:

структурномеханического, электростатического, адсорбционно-сольватного (рис. 2, 3). Пример структурно5нм механического воздейст5 нм вия на систему в данном случае реализован при 1нм дополнительном введении в ВКВС глинистой составляющей.

Специфическое строение глинистых частиц способствует создаРис. 2. Схема пространственной нию структурнооптимизации структуры матричной фазы механического барьера, (на примере ВКВС): 1 - исходная система;

что позволяет обеспечить 2 - пример создания структурновесьма высокую устойчимеханического барьера; 3 - пример реаливость прослоек дисперсизации двух механизмов воздействия на онной среды между чассистему ВКВС: электростатического и тицами дисперсной фазы.

адсорбционно-сольватного; 4 - пример Принцип оптимизации комплексной оптимизации структуры матструктуры системы, за ричной фазы ВКВС счет реализации двух механизмов воздействия на систему ВКВС: электростатического и адсорбционно-сольватного, апробирован при разработке комплексных дефлоккулянтов, состоящих из триполифосфата натрия и суперпластификатора СБ-5. Отмеченная высокая эффективность комплексной добавки обусловлена суммированием различных механизмов воздействия компонентов на частицы дисперсной фазы ВКВС и смесей. Если для минеральных добавок типа жидкого стекла или триполифосфата натрия разжижение обусловлено образованием двойного электрического слоя (ДЭС), изменением рН дисперсионной среды ВКВС, увеличением значения электрокинетического потенциала, то для органических добавок (типа СБ-5) характерна их адсорбция на поверхности частиц и гидрофилизация за счет наличия в них полярных групп. Это сопровождается снижением поверхностного натяжения на границе раздела фаз, что ведет к пептизации частиц.

Предложенная схема получила практическое подтверждение при анализе микроструктуры суспензий (рис. 3).

Рис. 3. Микроструктура системы ВКВС при ее последовательной комплексной модификации Реализация теоретических принципов проверена на модельных экспериментах, а именно: данный механизм пространственной модификации позволяет повысить реотехнологические качества ВКВС и фактически в два раза снизить влажность формовочных систем на основе ВКВС (с 7,6 до 4,0Ц3,8 %). Благодаря этому понижается пористость готовых изделий, повышаются их физико-механические характеристики что показано на примерах практической реализации при разработке технологии производства многослойных стеновых изделий, пенобетонов, керамобетонов и тонкокерамических систем.

Установленные закономерности регулирования агрегативной устойчивости системы ВКВС, позволяют в первую очередь, повысить их седиментационную устойчивость, увеличить объемную концентрацию твердой фазы - это является общим для всех изучаемых систем, а так же направлено регулировать реологические свойства (см. схему на рис. 4).

Закономерности регулирования агрегативной устойчивости повышение увеличение седиментационной концентрации устойчивости твердой фазы Закономерности регулирования реологических свойств изменение типа снижение (характера) вязкости течения системы системы Изменение Снижение параметров оптимальной Изучение Уменьшение формовочной влажности способа усадочных системы формовочной формования деформаций системы в материале оптимизация зернового состава улучшение физико- улучшение технико- механических эксплуатационных оптимизация характеристик характеристик структуры материала Рис. 4. Регулирование агрегативной устойчивости системы ВКВС Сформулированы принципы повышения эффективности производства тонкокерамических материалов, заключающиеся в оптимизации зернового состава исходной суспензии, путем регулирования содержания в системе определенного количества нанодисперсных частиц.

На рис. 5 представлена зависимость эффективной вязкости от градиента скорости сдвига для изучаемых майоликовых литейных систем. Керамическая литейная система на основе ВКВС отощающего компонента, с добавкой 0,5 масс. % жидкого стекла и 0,5 масс. % соды имеет наименьшую эффективную вязкость как по сравнению с заводским аналогом, так и с другими экспериментальными литейными системами, имеющими другое про1,центное соотношение электролитов.

1,Анализ характера реологических кривых пеноси0,стем (рис. 6) показывает, что содержание коллоидно0,го компонента в смешанных вяжущих оказывает ре0,шающую роль на физико - механические и эксплуата0,ционные свойства материала. На основании получен0,0 20 40 60 80 100 120 1ных реологических характеГрадиент скорости сдвига, с-ристик было найдено значение условноЦдинамического Рис. 5. Характер реологического предела текучести Рk2 дантечения при W=37 % для:

ных систем и построены 1 - заводской литейной майолико- номограммы, показываювой системы; 2 - экспериментальной щие изменение величины литейной система с добавкой 0,5 масс.

Рk2 в зависимости от содер% ж.ст. и 0,5 масс. % соды; 3 - жания жидкого стекла, латэкспериментальной литейной майоли- ненской глины и водотверковой системы дого отношения.

Анализ приведенных зависимостей показывает, что для теплоизоляционных материалов и изделий при получении пористой структуры повышение дисперсности каркасообразующих элементов позволяет снижать среднюю плотность материалов, увеличивать содержание в них газовой фазы, повышать равномерность ее распределения и дисперсность, а следовательно, улучшать теплоизоляционные свойства материалов, что и доказано на примере практической реализации при разработке составов масс для жаропрочных теплоизоляционных пенобетонов.

На основе комплексного изучения реотехнологических свойств системы ВКВС кварцевого песка - огнеупорная глина, (рис. 7) установлено, что при содержании добавки глины (2Ц5 %) можно получить смешанные вяжущие с большими плотностью и прочностью, чем на ВКВС кремнеземистого состава без этой добавки. Также, на примере ВКВС бокситового состава подтверждена эффективность комплексной добавки (0,0% СБЦ5 + 0,067 % триполифосфата Na).

Эффективная вязкость, Па*с Было установлено, что комплексный разжижитель наиболее эффективно переводит данную систему в устойчивое тиксотропное состояние с понижением общей вязкости до 15 раз, при этом сохраняется ее седиментационная устойчивость (рис. 8).

До недавнего времени для формования систем, типа керамобетонов разрабатывался и исследовался процесс вибропрессования при незначительных (до 0,05Ц0,1 МПа) усилиях пригруза. Между тем в последних исследованиях автором было показано, что при определенных условиях для формования успешно может применяться и обычное статическое прессование.

Важными при этом являются реологические свойства ВКВС, применяемых в качестве вяжущего в массах для прессования. В связи с этим поставлена задача изучения вышеуказанных процессов Рис. 6. Зависимость условноформования применидинамического предела текучести Рk2 от сотельно к модельным держания глины, жидкого стекла и водосистемам на основе твердого отношения. Цифры на кривых - ВКВС.

величина Рk2 в Па эфф, Па.с 0,0,Рис. 7. Исходная суспензия 0,0,6 кварцевого песка с Сv= 0,0,68 (1), суспензия огне0,упорной Латненской гли0,0,ны с Сv=0,35 (2) и смешан0 5 10 15 20 0,ные суспензии с содержа4 нием глины масс. %: 3 Ц1;0,7 - 2,5; 5 - 5,0; 6 - 25; 7 - 50;

0,8 - изменение вязкости в 0,области малых значений 0 50 100 150 200 250 3скорости сдвига Градиент скорости сдвига, с-8,Рис. 8. Изменение эф7,фективной вязкости 6,ВКВС боксита от гра5,4,0 диента скорости сдви3,га при изменении со2,1,держания комплекс0,5 4 ной добавки с СБЦ5.

0,1 - исходная (рН 8,56);

0,2 - 0,09 % добавки 0,(рН 8,96); 3 - 0,1 % 0,(рН 8,98); 4 - 0,12 % 0 50 100 150 200 2 Градиент скорости сдвига, с-(рН 9,01); 5 - 0,14 % (рН 9,10) При этом изучены формовочные массы с применением ВКВС кварцевого состава, а также пластифицированной и модифицированной ВКВС.

Представлена комплексная взаимосвязь факторов, определяющих фазовый состав и межфазовые взаимодействия в формовочной системе и конечных характеристик материала, зависящих от особенностей механизма структурообразования при формовании (см. схему на рис. 9).

При проведении экспериментальных исследований в качестве основного принят центральный композиционный ортогональный план полного факторного эксперимента (ПФЭ). В работе использовался комплексный метод исследований, включающий системный анализ; математическое, физическое моделирование; методы математической статистики.

Эффективная вязкость, Па*с техникоудельное давление эксплуатационные пресования характеристики формовочная влажность механическая прочность пористость Закономерности механизм пресовки фазовый кинетики структурообра микроструктура состав и (формовочной уплотнения зования при межфазные системы) формовочных формировании взаимодействия систем массовая доля пористость и вяжущего прочность содержание долговечность модифицирующих добавок Рис. 9. Механизм структурообразования при формовании Математической моделью процесса уплотнения является функция, связывающая параметр оптимизации П (пористость) с переменными факторами V = х2 (массовая доля вяжущего), D=x11 (пластифицирующая добавка), К=x12 (комплексный дефлоккулянт), W=x3 (влажность).

При проведении экспериментов варьировались основные факторы:

удельное давление прессования (Р=50, 100, 200 МПа), формовочная влажность (Wl =3Ц6,7 %), массовая доля вяжущего (V=10Ц30 %), а так же количество вводимой пластифицирующей (D=0Ц5 %) и модифицирующей (K=0Ц5 %) добавки.

Получены уравнения регрессии, адекватно описывающие особенности процесса уплотнения пластифицированных систем (1Ц4) и систем с комплексным дефлоккулянтом (5Ц7) и функции отклика (рис. 10Ц11) для пористости при использовании названных модификаторов. Уравнения представлены в кодированном и декодированном видах при удельных давлениях 50, 100 и 200 МПа.

В кодированном уравнении все значения коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента значимы и не исключаются из уравнений (1 - 6).

Знак УЦФ при линейных коэффициентах регрессии х1, х2, х3 указывает на то, что при увеличении значения данных факторов значение функции отклика уменьшается.

Вид функции отклика при давлении 50 МПа (рис. 10, б) показывает, что уплотнение системы при варьировании указанных факторов происходит почти по линейной зависимости в узком диапазоне, причем поверхности изменения пористости от основных факторов перпендикулярны оси изменения количества пластифицирующей добавки.

Y50=26.29Ц31.5x11-2.98x2-0.17x3+0.36x11x2 - 0.89x11x3+1.01x2x3- -0.2x112-0.91x22-0.71x32;

(1) П50=58.31-11.59D-0.02V +1.97Wl+0.029DV -0.3DWl+0.17VWl- -0.03D2-0.036V2-0.49Wl2.

Y100=21.96-2.34x11-2.68x2-0.46x3+0.14x1x2-0.03x11x3+1.16x2x3+ +0.25x112-0.37x22-0.81x32;

(2) П100=37.23-1.31D-0.9V+1.18Wl+0.01DV-0.01DWl+0.2VWl+ +0.04D2-0.012V2-0.56Wl2.

Y200=15.54-2.03x11-2.4x2-0.48x3+0.24x11x2-0.43x11x3+1.26x2x3+ +1.26x112+0.22x22+0.2x32;

(3) П200=56.27-1.52D-1.9V-5.5Wl+0.019DV+0.21VWl-0.14DWl+ +0.2D2+0.009V2+0.14Wl2.

Y50=21.5-2.16x12-2.5x2-0.1x3+0.46x12x2-0.81x12x3+0.96x2x3+0.7x1220.1x22-0.26x32;

(4) П50=42.96-0.86K-1.2V-0.88Wl++0.037KV-0.27KWl+0.16VWl+0.11K-0.004V2-0.18Wl2.

Y100=16.6-2.48x12-2.75x2-0.007x3+0.51x12x2-0.94x12x3+0.79x2x3+ +1.2x122-0.006x22+0.3x32;

(5) П100=46.93-1.26K-1.27V-3.86Wl+0.041KV-0.31KWl+0.13VWl+ +0.21Wl2 +0.19K2-0.00024V2.

Y200=11.3-2.3x12-2.5x2-0.49x3-0.038x12x2-0.56x12x3+0.81x2x3+ +1.4x122+0.84x22+0.83x32;

(6) П200=64.25-1.08K-2.48V-8.18Wl-0.003KV-0.19KWl+0.14VWl+ +0.034V2+0.58Wl2+0.22K2.

100 МПа 50 МПа 200 МПа 100 МПа 200 МПа а) б) Рис. 10. Функции отклика уплотнения формовочных систем с пластифицирующей добавкой при давлении 50, 100, 200 МПа для пористости 12 % (а) и 22 % (б) Это указывает на то, что при давлении в 50 МПа наличие и увеличение содержания пластифицирующей добавки имеет решающее значение для величины пористости прессовки.

Характер графиков показывает, что при увеличении содержания пластифицирующей добавки и давления увеличивается количество технологических вариантов получения меньшей пористости прессовки (варьирование процентного содержания компонентов смеси).

Например, для получения образцов с пористостью 12 % (рис. 10, а) при давлении в 200 МПа (поверхность большего размера, описывается уравнением регрессии формулы (2)) при влажности 2,9 % количество пластифицирующей добавки можно варьировать в пределах 0,7Ц5 %, а массовую долю вяжущего 20Ц30 % (минимум функции - основание поверхности); если влажность увеличивается до 4,5 % (максимум функции - вершина поверхности), то количество пластифицирующей добавки должно быть не больше 2,5 %, массовая доля вяжущего не меньше 25 - 30 %. При давлении в 50 МПа при любом соотношении компонентов, образцов с пористостью П=12 получить невозможно, т.к. на трехмерном графике нет поверхности описываемой данным уравнением. При давлении 100 МПа пористость образцов П=12 (поверхность меньшего размера, описывается уравнением регрессии формула (1)) можно получить:

при влажности 6,7 %, пластифицирующая добавка 2,7Ц5 %, массовая доля вяжущего 25Ц30 % (минимум функции - основание поверхности), а при влажности 6 %, пластифицирующая добавка 3,25 %, массовая доля вяжущего 27 % (максимум функции - вершина поверхности).

Установлено, что при дополнительном использовании комплексного дефлоккулянта уплотнение системы будет происходить более эффективно (примерно на 30 %), а именно при использовании пластифицирующей добавки значение пористости прессовки находиться в пределах от 12 до 30 %, а при использовании комплексной добавки интервал сокращается от 10 до 20 % (рис. 11, а,б). Так установлено, что в формовочной системе с пластифицирующей добавкой, одновременное увеличение содержания количества комплексного дефлоккулянта позволит увеличить количество технологических вариантов получения меньшей пористости готового изделия.

Расположение поверхностей отклика подтверждает, что комплексный дефлоккулянт интенсифицирует процессы, происходящие при формовании образцов и при одних и тех же условиях уплотнение системы происходит более эффективно (рис. 11).

Таким образом, проведенные практические исследования еще раз подтверждают перспективность получения материалов на основе модифицированной ВКВС при помощи статического прессования. Материалы, содержащие в своей матричной системе на основе ВКВС модифицирующие добавки, более технологичны т.е. имеют высокие показатели по свойствам материала как при статическом формовании, так и при виброформовании, а также пневмовиброформовании и набивке.

200 МПа 100 МПа 200 МПа 100 МПа 50 МПа а) б) Рис. 11. Функции отклика уплотнения формовочных систем с комплексным дефлоккулянтом при давлении 50, 100, 200 МПа для пористости 12 % (а) и 16 % (б) Материалы на традиционных ВКВС кремнеземистого состава такого преимущества по способам формования не имеют. Установлено, что применение глины, как пластификатора и регулятора реологических свойств ВКВС кремнеземистого состава при статическом прессовании, позволяет кардинальным образом изменить характер поведения систем при формовании, снизить удельное давление прессования (Руд) в 3Цраза при равных значениях пористости прессовки. При совместной модификации ВКВС глиной и комплексным дефлоккулянтом. удельное давление прессования (Руд) снижается в 5Ц6 раз при равных значениях пористости прессовки. Получена математическая модель кинетики уплотнения экспериментальных формовочных систем, позволяющая провести их оптимизацию по заданным характеристикам вяжущего и его содержанию в формовочной системе.

Предложены принципы проектирования строительных композитов, основанные на:

- типоморфных признаках сырьевых компонентов;

- реологических особенностях модифицированных систем;

- закономерностях процесса уплотнения формовочных систем.

Эффективность применения метода получения ВКВС в традиционных технологиях производства строительных материалов и установленные закономерности регулирования реологических свойств и агрегативной устойчивости при комплексной модификации ВКВС были апробированы при разработке многослойных строительных изделий, теплоизоляционных и жаропрочных пенобетонов, огнеупорных керамобетонов, тонкокерамических систем.

Разработан способ получения многослойных строительных композитов на основе кремнеземсодержащего сырья с применением минерального вяжущего негидратационного твердения. Это позволило упростить и удешевить способ, а также существенно повысить эффективность технологического процесса за счет резкого сокращения сроков изготовления многослойных изделий с сохранением и улучшением следующих техникоЦэксплуатационных характеристик: механической прочности, пористости, плотности, морозостойкости. Кроме возможно использование в качестве заполнителя для теплоизоляционного материала зернистых материалов с низкой объемной массой.

Предложены варианты способа изготовления многослойного изделия (безобжиговый, обжиговый на основе модифицированной и пластифицированной ВКВС), способ получения формовочной смеси для несущих функциональных слоев строительного изделия, способ получения теплоизоляционного материала и разработанная конструкция многослойного изделия (рис. 12). Практический подбор фракционного состава заполнителя и параметров формования осуществляли на основе установленных закономерностей по кинетике уплотнения.

Для большинства многослойных изделий применялась дополнительная операция по упрочнению, она заключалась в выдержке высушенного материала в щелочной среде. Сущность нового технологического принципа получения безобжиговых керамических материалов, основанного на лэффекте холодного спекания, состоит в том, что сформованный и высушенный полуфабрикат выдерживают в жидких средах, химически активных по отношению к исходному компоненту, с последующей сушкой или гидротермальной обработкой.

Рис. 12. Схема конструкции многослойного стенового блока:1 - внешний лицевой слой; 2 - внешний конструкционный слой; 3 - теплоизоляциионный слой; 4 - внутренний конструкционный слой; 5 - внутренний лицевой слой Таким образом, достижение эксплуатационной прочности в таком материале является результатом упрочнения химическим активированием контактных связей (УХАКС). При получении материалов на основе ВКВС впервые предоставилась возможность изготовить высокоплотный материал уже на стадии формования, что в сочетании с упрочнением по УХАКС-механизму позволило приблизить технологию производства строительных материалов на основе ВКВС к таковой на основе традиционных вяжущих веществ (т.е. минуя процесс обжига).

Основные элементы способа УХАКС включают: формование полуфабриката с достаточно высоким значением плотности и прочности, выбор химически активной среды (вид и концентрация добавки, рН) и режима упрочнения (продолжительность и температура), сушку.

Полуфабрикат, подвергаемый упрочнению по рассматриваемому механизму, обладает капиллярно-пористым строением, развитой поверхностью раздела и повышенной межфазной энергией на поверхности тонкоизмельченных частиц (последнее связано с дефектностью структуры). Благодаря этому обеспечивается сравнительно быстрый процесс насыщения материала раствором и повышенная реакционная способность системы, определяющая кинетику и степень упрочнения. Процесс упрочнения существенно ускоряется по мере повышения дисперсности частиц твердой фазы. Следует отметить, что только по разработанной технологии удалось в достаточной степени активизировать кристаллический SiO2 с тем, чтобы получить на его основе водостойкий материал после формования. Известно, что тонкодисперсный кристаллический кремнезем, даже при давлении прессования 200 МПа не образует водостойкого материала.

В экспериментальной части работы, в качестве щелочной среды применялся раствор жидкого стекла (Na2SiO3) с плотностью: 1,06Ц1,гсм3. Продолжительность операции упрочнения от 1 (окунание, смачивание) до 30Ц60 минут, в зависимости от вида изделий.

Изучено влияние механизма УХАКС-упрочнения на основные технологические и физико-механические показатели изделий. Рассмотрен механизм кинетики упрочнения, установлены оптимальные его параметры.

В настоящей работе впервые рассмотрены особенности кинетики упрочнения формовочных систем на модифицированном вяжущем. При этом отмечено существенное (на 40Ц50%) повышение основных прочностных характеристик материала, что связано прежде всего с комплексной оптимизацией структуры матричной фазы системы.

Матричная система на основе модифицированной ВКВС имеет более высокий уровень реакционной способности как на стадии формирования кристаллизационных контактов в самой системе, так и на стадии взаимодействия с зернами заполнителя. Снижение исходной пористости (более плотная структура) как самой матричной системы (модифицированной ВКВС), так и полуфабриката на ее основе безусловно способствует более высокому уровню водостойкости материала.

Было установлено, что механизм УХАКС-упрочнения применим и для формовочных систем на основе модифицированной ВКВС, содержащей дополнительно 2% глинистой составляющей. Причем образцы материала на этом вяжущем показали максимальную прочность.

Резкое повышение механической прочности образцов в высушенном состоянии достигается дополнительным введением в формовочную систему небольшой (0,5Ц1 %) добавки порошка тонкоизмельченной силикат-глыбы. Для термообработанных при температуре 800 оС материалов с добавкой порошка силикат-глыбы, отмечается существенное понижение пористости и рост показателей механической прочности (около 56 МПа).

Разработанный способ позволяет создать прочную переходную межслоевую контактную зону уже на стадии изготовления многослойного изделия, которая исключает возможность расслоения при формовании, что способствует образованию бездефектной монолитной структуры и повышению технико-эксплуатационных свойств изделия. Предложенные способы формования позволяют получать данные изделия без дополнительного усложнения технологии. При этом способ обладает пониженной энергоемкостью, экологической безопасностью, простотой технологического цикла. Кроме того, возможно использование дешевого, доступного сырья, а также сырья техногенного происхождения, а в качестве заполнителя зернистого материала с низкой объемной массой.

Разработанные методологические основы получения высококачественных строительных композитов путем направленного формирования структуры материалов с использованием в качестве вяжущего компонента ВКВС, получили практическую реализацию при разработке технологии получения теплоизоляционных и жаростойких пенобетонов силикатного и алюмосиликатного составов.

Следует отметить, что существующие в настоящее время технологии получения легковесных жаропрочных материалов алюмосиликатного состава далеко не совершенны и имеют ряд недостатков: высокая влажность формовочной смеси, значительные усадочные деформации, продолжительные сушка и обжиг, длительное время твердения, а также снижение прочности в процессе термообработки или их службы.

Так, технология шамотных легковесов, основанная на принципе выгорающих добавок, характеризуется высокой влажностью сформованного материала, требует медленной сушки и продолжительного обжига, а конечный легковес характеризуется кажущейся плотностью не ниже 800 кг/м3.

Производство аналогичных изделий по пенометоду, хотя и позволяет получать легковес с кажущейся плотностью менее 800 кг/м3, но связано с высокой (50Ц55 %) влажностью формовочной смеси, значительными усадочными деформациями при сушке и обжиге.

Ставилась задача разработки легковесных жаропрочных материалов силикатного и алюмосиликатного состава, технология получения которых была бы лишена тех недостатков, которые были отмечены для известных огнеупорных материалов данного класса. Решение поставленной задачи состояло в разработке и изучении свойств формовочных систем типа минерализованных пен с использованием ВКВС силикатного и алюмосиликатного состава.

Известно, что пластично-вязкие характеристики пены при производстве пенолегковесных изделий могут быть повышены путем ее минерализации. Минеральные частицы, покрывающие заключенные в пленках пены пузырьки воздуха, стабилизируют их механически, не допуская соприкосновения пузырьков друг с другом и их сливания (коалесценции). Прочность пены связана со слипанием твердых частиц на поверхности пузырька в тонкую корку, поддерживаемую давлением /l, где - поверхностное натяжение водного раствора пенообразователя, l - расстояние между отдельными твердыми частицами.

Следовательно, количество и качество минерализатора должно быть таково, чтобы в избытке покрывать пену при l 0.

Зная специфику зернового состава ВКВС, есть все основания предположить, что именно пеноматериалы, полученные на основе ВКВС, будут иметь оптимальную поровую структуру и высокие физикомеханические характеристики.

Были проведены исследования основных характеристик минерализованных пен и процессов получения высокопористых материалов на основе модифицированных ВКВС силикатного и алюмосиликатного состава. Для производства легковесных изделий алюмосиликатного состава плотностью от 300 до 900 кг/м3 получали пеномассу на основе ВКВС шамота Ш-68 с кажущейся плотностью 470Ц610 кг/м3 и рабочей влажностью 17,7Ц23,0 %. Для сравнения: рабочая влажность промышленных аналогов составляет 50Ц55 %. При использовании ВКВС шамота, а также комплексного дефлоккулянта, установлено новое оптимальное содержание глины в экспериментальных системах, которое находится в пределах 5Ц10 % (по-сухому), содержание шамота в системе (вводимого через ВКВС) 90Ц95 %.

В результате выполненного комплекса работ по совершенствованию технологии производства жаростойкого легковеса, удалось реально более чем в два раза снизить рабочую влажность пеномассы, что позволило полностью решить проблему больших усадочных деформаций отформованных изделий, которые присущи данному способу производства. Полная усадка экспериментального материала от 0,5 до 3 %.

В работе исследованы кинетические закономерности формирования поровой структуры в теплоизоляционных материалах на основе ВКВС. Для развернутого анализа поровой структуры изучаемого материала был использован метод ртутной порометрии (рис. 13).

Следует отметить, что дисперсность используемой ВКВС оказывает заРис. 13. Интегральная кривая распределения метное влияние на пор в образце пенобетона алюмосиликатного структуру легковессостава, плотностью 400 кг/много материала. С уменьшением размера частиц (до определенного предела) повышается дисперсность пор и увеличивается равномерность их распределения.

Экспериментальные образцы характеризуются однородной мелкопористой структурой, имеют поры почти идеально округлой формы.

Представленная фотография микроструктуры полученного пенобетона плотностью 400 кг/м3 полностью подтверждает это предположение (рис.14).

а) б) Рис. 14. Микрофотография алюмосиликатного жаропрочного пенобетона на основе ВКВС при различных увеличениях: а) общий вид;

б) поверхность образца Рассмотрены результаты математической модели эксперимента, определяющего пластифицирующее влияние добавки глины на прочностные свойства силикатных пенобетонов.

Для пенобетонов, полученных на основе пластифицированной глиной ВКВС кварцевого песка по результатам проведенного эксперимента составлены следующие уравнения:

- ВКВС с 5 % глины:

=0,666+0,002х1Ц0,001х2+0,065х3(7) 0,012х21+0,021х22+0,021х23+0,004х1х2-0,014х2х3+0,019х1хRсж=4,204+2,078х1+0,693х2+0,373х3-0,258х21-0,873х22(8) 0,963х23+0,534х1х2+0,459х2х3-0,054х1хП=73,44+0,36х1+1,07х2-2,58х3-1,86х21-0,57х22+2,94х23+0,962х1х2(9) 0,063х2х3-1,762х1х - ВКВС с 10 % глины:

=0,422+0,023х1Ц0,042х2+0,004х3+0,027х21(10) 0,12х22+0,072х23+0,031х1х2-0,031х2х3+0,044х1хRсж=2,59+1,325х1-0,545х2-0,395х3+0,805х21-0,155х22+0,325х23(11) 0,281х1х2+0,169х2х3-0,969х1хП=78,571-0,239х1+3,17х2+0,12х3-3,637х21+1,214х221,876х23+0,225х1х2+0,125х2х3- (12) 1,05хгде х1 - температура термообработки, оС; х2 - В/Т; х3 - содержание жидкого стекла, %.

На основе полученных уравнений регрессии построены номограммы, показывающие изменение прочности, плотности и пористости силикатного пенобетона в зависимости от содержания жидкого стекла, водотвердого отношения и температуры термообработки материала.

Анализ зависимостей прочностных и усадочных характеристик материала от содержания глины в исходной суспензии показывает, что введение глины способствует уменьшению линейной усадки, что в свою очередь, должно повысить термостойкость материала. При температурах до 1000 оС с введением глины предел прочности при сжатии увеличивается, т.е. введение глины в количестве до 10 % оказывает положительное влияние.

Соотношение компонентов в исходном материале оказывает существенное влияние на его прочностные и усадочные характеристики после обжига при различных температурах. Весьма важным является тот факт, что добавки глины в количестве до 5Ц10 % повышают механическую прочность силикатных материалов, подвергнутых обжигу при температуре 1000 и 1350 С, эффект добавки глины на повышение механической прочности при низких температурах относительно невелик и существенно возрастает при температуры термообработки выше 1000 С.

Обжиг образцов на основе ВКВС, пластифицированной огнеупорной глиной в изученном интервале температур сопровождается усадкой до 0,8 %, что ниже по сравнению с материалом на чистой ВКВС.

Доля жидкого стекла в исходной системе также оказывает влияние на физико-механические характеристики материала. При температурах обработки до 1000 оС прочность материала, содержащего жидкое стекло в количестве 4 % увеличивается по сравнению с материалом, содержащим 2 % жидкого стекла. При более высоких температурах наблюдается обратная зависимость.

Установлено, что на основе ВКВС кварцевого песка, пластифицированной огнеупорной глиной может быть изготовлен жаростойкий пенобетон с плотностью 500Ц700 кг/м3. Оптимальная доля глинистой добавки при этом составляет 5Ц10 % от песчаной составляющей, жидкого стекла - 2Ц4 % по сухому веществу. Определены основные физикомеханические и теплоизоляционные свойства высокопористых жаропрочных пенобетонов на основе пластифицированных ВКВС силикатного состава, результаты представлены в таблице.1.

Таблица Физико-механические и теплоизоляционные свойства высокопористых пенобетонов на основе ВКВС силикатного состава Фактически полученные данные Материал на осМатериал на осНаименование показателей нове пластифицинове ВКВС кваррованной ВКВС цевого песка кварцевого песка Плотность материала, кг/м3 600 5Предел прочности при сжатии термообработанного материала, 3Ц5 4ЦМПа Температура применения, оС 1100Ц1200 До 12Дополнительная линейная усад1,0Ц1,5 0,3Ц1,ка после термообработки, % Теплопроводность материала, температура на горячей стороне 0,41 0,600 оС, () Вт/м*оС Таким образом, линейная усадка пеноматериала зависит от количества вводимого глиняного шликера и от доли жидкого стекла в составе материала, а так же от водотвердого отношения смеси. Все эти факторы необходимо учитывать при выборе оптимальных параметров исходной смеси и условий службы пеноматериала.

Анализируя полученные результаты, становится очевидной перспективность применения формовочных систем типа минерализованных пен с использованием высококонцентрированных суспензий (ВКВС) алюмосиликатного состава для получения легковесных материалов.

Реализованы сформулированные теоретические закономерности, позволяющие создать новые виды кремнеземистых керамобетонов типа набивных (вибротрамбованных) или виброналивных огнеупорных масс с повышенной стойкостью.

По сравнению со всеми известными кремнеземистыми неформованными огнеупорами, полученные в работе массы имеют существенно меньшие (в 1,5Ц2 раза) показатели пористости и значительно большую (в 2Ц3 раза) механическую прочность, характеризуются принципиально отличным характером деформации под нагрузкой, а также более высокой температурой начала деформации под нагрузкой. Экспериментально установлено, что даже при 1650 оС величина деформации под нагрузкой не превышает 1 % (рис.15).

l, мм Рис. 15. Кривые де3,формации под нагрузкой 0,2 МПа для 2,2 кремнезёмистых керамобетонов с со2,0 держанием добавки огнеупорной глины % (1); 6 % (2); 4 % 1,(3) и коксового динаса (4) 1,1000 1200 1400 16t, оС Анализ полученных кривых ДТА смешанных систем (рис. 16) под- тверждает их существенное отличие от исходных систем.

Незначительная добавка глины (5 - 10 %) в исходную ВКВС кремнеземистого состава изменила форму эндотермического эффекта при 573 о С ( переход). На этом эффекте появилось два максимума: при 573 о С и 590 о С. Появление второго максимума явно связано с присутствием глинистой составляющей в изучаемых системах.

Влиянием глинистой составляющей также вызвано и появление на кривой ДТА смешанных систем четко выраженного экзоэффекта (935 - 950 о С). Причем с увеличением содержания количества глины в системе величина этого эффекта усиливается, что можно проследить на системе с латненской глиной. Наиболее четко этот эффект выражен для системы с латненской, наименее - для системы с нижнеувельской глиной.

Полученные кремнеземистые керамобетоны характеризуются более тонкокапиллярной структурой, что предопределяет повышенную их стойкость применительно к службе в качестве монолитных футеровок тепловых агрегатов металлургического производства.

Рис. 16. система с латненской глиной: 1, 2,3 и 4 - 3 DTA исходной ВКВС, ВКВС + 1' % глины, ВКВС + 2' 3' 3 10 % глины и исходной глины со4' ответственно; 1Т, 2Т, 3Т и 4С - TG этих систем соот0 200 400 600 800 10t, оС ветственно Анализ поровой структуры виброформованного образца керамобетона на основе пластифицированного глиной вяжущего показал высокую степень полидисперсности. При этом максимальный диаметр составляет около 9 мкм, минимальный - около 0,02 мкм, т.е. разница составляет около 2,5 порядков. Однако около 50 % пор по объему имеют достаточно узкий интервал в пределах (по диаметру) 1Ц2 мкм. Около % пор характеризуется еще меньшим диаметром пор - от 0,02 до 1 мкм.

Содержание же пор с диаметром выше 5 мкм, которые считаются проницаемыми для металлургических шлаков, не превышает 10 %.

Немаловажное значение с точки зрения эксплуатации изучаемых огнеупорных систем имеют те особенности изменения структуры и фазового состава которые происходят в материале в процессе службы под влиянием высоких температур (табл. 2).

Показана зависимость изменения фазового состава от содержания глины в системе (рис. 17). Анализируя эту зависимость можно сделать общий вывод, что наиболее существенные изменения в фазовом составе материала происходят при введении в систему от 1,25 до 2,5 % глины.

При этом содержание кварца в системе изменяется незначительно: от до 29 % (кривая 2), но зато резко уменьшается содержание тридимита: с 13,7 до 1,31 % (кривая 3), столь же резко увеличивается содержание стеклофазы: с 6,2 до 19,6 % (кривая 4) и кристобалита с 48,9 до 59 % (кривая 1).

Потеря массы, % Таблица Фазовый состав и свойства материалов после длительной термообработки Количество Фазовый состав после глины, термообработки, % % в Номер образца 1 0 0 2,09 20,2 1,94 20,0 2,42 31,2 13,7 48,9 6,2 2,5 0,615 1,69 22,0 1,90 17,4 2,42 31,3 1,70 56,9 10,3 5 1,25 1,08 21,5 1,90 18,2 2,42 31,9 1,15 56,9 10,4 10 2,5 1,06 21,7 1,89 13,3 2,41 29,8 1,31 58,8 10,5 20 5 0,62 18,2 2,00 15,8 2,40 28,6 1,43 50,4 19,Рис. 17. Изменение фазового состава материала в зависимости от содержания глины в системе: 1 - кристобаллит; 4 - кварц; 3 - тридимит; 4 - 10 стеклофаза 0 1 2 3 4 Содержание глины в массе, % Следовательно, если для исходной кварцевой системы без добавки глины в конечном фазовом составе характерно присутствие наибольшего количества тридимита (13,7 %), то по мере увеличения содержания Al2O3, ее конечный фазовый состав смещается в сторону значительного содержания стеклофазы (10Ц19,6 %) и кристобалита (50Ц59 %).

Следовательно, получен материал гораздо более огнеупорный, чем исходный. Результаты деформации под нагрузкой полностью подтверждают это предположение. Наличие кристобалита в изучаемых системах является важным структурным фактором, определяющим его основные свойства. Характерным для кристобалитовых систем является повышенное термическое расширение. При стабильных условиях службы (без %) МПа г/см массе кварц Пористость, % Плотность, г/см вяжущем тридимит стеклофаза l (линейный рост), кристобалит Истинная плотность, Прочность на сжатие Фазовый состав, % охлаждения ниже 300 о С) этот материал может иметь очень хорошие эксплуатационные характеристики.

Керамобетонные массы, имеющие в составе масс комплексную органоминерральную добавку характеризуются повышенными эксплуатационными характеристиками. Так, пористость снижается на 30 %, механическая прочность на сжатие увеличивается на 50Ц60 % по сравнению с промышленными аналогами. Благодаря вышеописанному эффекту, керамобетонные массы с комплексной добавкой обладают более высокими термомеханическими характеристиками. Тндн на 40Ц60 0 С выше, чем у заводских аналогов. Предположительно данный материал более устойчив к агрессивному воздействию среды в условиях службы. Разработанные кремнеземистые керамобетоны с применением пластифированного и модифицированного вяжущего по уровню свойств существенно превышают традиционные кремнеземистые огнеупорные массы.

Установлена перспективность получения и применения ВКВС отощающих компонентов в технологии тонкокерамических литейных суспензий.

Был изучен широкий спектр экспериментальных составов как на легкоплавких майоликовых красножгущихся глинах, так и на тугоплавких беложгущихся, применяемых в фарфоро-фаянсовом производстве.

Проведен характеристический анализ тонкомолотого отощающего компонента и отощающего компонента, полученного по методу ВКВС. Отмечено, что при введении в литейную систему отощающего компонента, полученного по технологии ВКВС, наблюдается уменьшение линейной усадки и температуры спекания, улучшаются физико-механические свойства готовых изделий.

Известно, что по мере повышения объемной концентрации суспензии при мокром измельчении отмечается существенное уменьшение объемов связанной жидкости. Благодаря этому лэффекту ВКВС, удалось получить материал с улучшенными физико-механическими свойствами, кроме того, за счет повышения степени дисперсности (в 1,5 раза) отощающих компонентов, достигаемого мокрым измельчением по принципу ВКВС, а возможно и достаточно высокой степени аморфизации и механической активации частиц, понизить на 80Ц100 о С температуру спекания.

Сопоставительные данные по микроструктуре заводского и экспериментального материала представлены на рисунке 18.

Определено влияние способа помола отощающего компонента на скорость процесса муллитообразования в тонкокерамических массах.

Методом дифференциально-термического анализа было установлено, что применение отощающего компонента, полученного по технологии ВКВС, приводит к смещению экзотермических и эндотермических эффектов на 30Ц40 0С для майоликовых систем и на 40Ц50 0С для фарфорофаянсовых систем в зону более низких температур, что обусловлено увеличением дисперсности отощающего компонента. Следует отметить, что на характер и форму эндотермического эффекта существенное влияние оказывает изменение размера частиц кварца.

а) б) Рис. 18. Микроструктура заводского (а) и экспериментального составов (б) майолики Причем установлено, что при одинаковом размере частиц одного и того же вещества, более высокая степень кристалличности его способствует увеличению термического эффекта. Известно также, что помол по методу ВКВС, равно как и другие формы механического измельчения приводят к дефекту поверхности кристаллической решетки кварца, обуславливая тем самым повышение активности. Поэтому полученный эндотермический эффект (рис. 19, кривая 1) имеет достаточно большую площадь и не столь четко выражен.

111Рис. 19. Термограммы системы 1 - экс1периментальной массы 80/20; 2 - за1водской майоликоТемпература,0С 0 вой массы; 3 - ото0 200 400 600 800 103 щающего компонента и потеря массы соответственно 2 Потеря массы, % Как следует из дилатометрических кривых обожженных образцов, (рис. 20) для экспериментальной майоликовой системы 80/20 (кривая 3) отмечается существенно меньшее тепловое расширение материала, прежде всего при температуре полиморфного перехода кварца (573Ц600 0С), характеризующее ускоренное перерождение (растворение) кварца по сравнению с системой обычного состава (кривая 2). Последнее свидетельствует о том, что применение высокодисперсных отощителей приводит к уменьшению в обожженном материале содержания кристаллического кварца с эквивалентным увеличением стеклофазы.

Так, например температура, необходимая для достижения показателя предела прочности при изгибе изг=55Мпа, для состава фарфорофаянсовых масс с ВКВС отощающих компонентов составляет 1120 о С, а для базового - 1200 о С.

По итогам проведенного комплекса исследований, основные физико-механические свойства экспериментальных тонкокерамических масс 0,0,Рис. 20. Зависимость 0,линейных термических изменений от температуры: 1 - гли0,на Краснояружского месторождения; 2 - 0,заводская масса; 3 - опытная масса состава 0 200 400 600 800 1000 1280/20.

-0, Температура, 0С -0,(пористость, плотность, мех. прочность на изгиб) улучшаются на 30 - 40 %, по сравнению с заводскими аналогами. Экспериментальные тонкокерамические массы малоусадочны, что дает неоспоримое преимущество при производстве изделий из этих масс.

Для экспериментальных фарфоро-фаянсовых масс при температуре 1200 о С L составляет 9 % для базового 15 %). Для экспериментальных майоликовых масс при температуре 1000 о С L составляет 6 % (для базового 12,5 %).

Полученные данные стали теоретической основой для для разработки технологий получения многослойных стеновых, теплоизоляционных, Линейные изменения, % огнеупорных и тонкокерамических материалов. Результаты исследований прошли промышленную апробацию и внедрены в производство.

Внедрение результатов представленной научно-исследовательской работы позволило получить экономический экологический и социальный эффект.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Разработаны методологические основы получения высококачественных строительных неокомпозитов на основе нанотехнологического подхода путем направленного формирования структуры материалов с использованием в качестве вяжущего компонента высококонцентрированных вяжущих систем (ВКВС). Показано, что присутствие в ВКВС оптимального количества нанодисперсных частиц создает синергетический эффект при формировании микроструктуры, что положительно влияет на реотехнологические свойства ВКВС и техникоэксплуатационные характеристики получаемых на их основе материалов.

2. Установлен характер влияния комплексных дефлоккулянтов на формовочные систем на основе ВКВС. Отмеченная высокая эффективность данных добавок обусловлена суммированием различных механизмов воздействия компонентов на частицы дисперсной фазы ВКВС и смесей на их основе: электростатического и адсорбционно-сольватного.

3. Установлен эффект и сформулирован механизм пластифицирующего влияния добавки глинистой составляющей на дилатантные ВКВС.

Последний обусловлен существенно (примерно в 20Ц30 раз) более высокой дисперсностью глинистой составляющей и коагуляционной структурой их частиц. Содержания коллоидного компонента в смешанных вяжущих оказывает решающую роль на физико-механические и эксплуатационные свойства материала.

4. На основе комплексного изучения реотехнологических свойств системы ВКВС кварцевого песка - глина, установлено, что при содержании добавки глины (2Ц5 %) можно получить смешанные вяжущие с большими плотностью и прочностью, чем на ВКВС кремнеземистого состава без этой добавки. Установлена также возможность резкого уменьшения дилатансии у ВКВС кремнеземистого состава за счет введения небольших добавок высокодисперсной глинистой составляющей.

При этом происходит гидрофилизация поверхности частиц в полученной системе за счет частиц глины.

5. Предложен механизм оптимизации структуры матричной фазы (на примере ВКВС), основанный на комплексном проявлении трех механизмов воздействия на систему: структурно-механического, электростатического, адсорбционно-сольватного. Пример структурномеханического воздействия на систему в данном случае реализован при дополнительном введении в ВКВС глинистой составляющей. Специфическое строение глинистых частиц способствует созданию структурномеханического барьера, что позволяет обеспечить весьма высокую устойчивость прослоек дисперсионной среды между частицами дисперсной фазы.

6. На основе нового типа вяжущего разработаны составы для многослойных стеновых изделий, минеральных пеносистем, кремнеземистых и алюмосиликатных огнеупорных масс, тонкокерамических систем, с использованием различных сырьевых материалов. Установлены оптимальные составы пластифицированных и модифицированных масс, предложены графические и аналитические зависимости, позволяющие прогнозировать получение материала с заданными свойствами.

7. Применительно к технологии керамобетонов и стеновых материалов на основе ВКВС, впервые изучены методы формования статическим прессованием и пневмо(вибро)трамбованием. Благодаря эффекту пластификации и комплексной модификации исходных фрмовочных систем при использовании указанных методов, высокие физикомеханические показатели на материале возможно получить всеми изученными способами. При статическом прессовании получены материалы с исходной пористостью до 11Ц12 %. Изучен процесс вибропрессования при минимальных (до 0,3Ц0,5 МПа) удельных давлениях прессования. При этом значения пористости материала понижены до 10 %.

8. Детально исследовано влияние основных технологических параметров на плотность отформованного материала и прочностные свойства после термообработки. Установлено, что для термообработанных материалов минимальные значения пористости максимальные прочности характерны для материалов с содержанием вяжущего 20Ц30 %. Они характеризуются тонкокапиллярным строением. Их преимущественный диаметр пор находится в пределах 0,6Ц2 мкм.

9. Реализованы сформулированные теоретические закономерности, позволяющие создать новые виды кремнеземистых керамобетонов типа набивных (вибротрамбованных) или виброналивных огнеупорных масс с повышенной стойкостью. По сравнению со всеми известными кремнеземистыми неформованными огнеупорами, полученные в работе массы имеют существенно меньшие (в 1,5Ц2 раза) показатели пористости и значительно большую (в 2Ц3 раза) механическую прочность, характеризуются принципиально отличным характером деформации под нагрузкой, а также более высокой температурой начала деформации под нагрузкой. Экспериментально установлено, что даже при 1650 оС величина деформации под нагрузкой не превышает 1 %.

10. Научно обоснована и экспериментально установлена возможность получения жаростойкого легковеса с оптимизированной поровой структурой. Разработана технология, позволяющая реально более чем в два раза снизить рабочую влажность пеномассы и полностью решить проблему больших усадочных деформаций отформованных изделий, которые присущи данному способу производства. Полная усадка экспериментального материала от 0,5 до 3 %.

11. Установлена взаимосвязь линейной усадки материала и способа помола отощающего компонента в тонкокерамических литейных системах. Экспериментальные тонкокерамические массы малоусадочны, что дает неоспоримое преимущество при производстве изделий из этих масс. Для экспериментальных фарфоро-фаянсовых масс при температуре 1200 о С L составляет 9 % (для базового 15 %). Для экспериментальных майоликовых масс при температуре 1000 о С L составляет 6 % (для базового 12,5 %).

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Череватова, А.В. Изучение влияния добавок огнеупорных глин на реологические и технологические свойства кремнеземистых вяжущих суспензий и материалов на их основе / А.В. Череватова // Энерго- и ресурсосбережение и экологические аспекты в силикатной технологии: сб.

докл. Междунар. конф. - Белгород: Изд-во БеГТАСМ, 1995. - Ч.1. - С.146 - 147.

2. Череватова, А.В. Изучение возможности применения ВКВС отощающих материалов в составе тонкокерамических литейных систем / А.В. Череватова, Ю.Е. Пивинский // Научно-технические достижения и проблемы в области стекла, стеклокристаллических материалов, керамических изделий и огнеупоров: сб. докл. Междунар. конф. - Белгород:

Изд-во БеГТАСМ, 1997. - Ч.2Ц3. - С.129 - 135.

3. Череватова, А.В. Получение и свойства кремнеземпирофиллитовых огнеупоров с применением ВКВС кварцевого песка / А.В. Череватова, Ю.Е. Пивинский, К.В. Тимошенко // Научно-технические достижения и проблемы в области стекла, стеклокристаллических материалов, керамических изделий и огнеупоров: сб. докл. Междунар. конф. - Белгород: Изд-во БеГТАСМ, 1997. - Ч.2Ц3. - С.178 - 183.

4. Череватова, А.В. Материалы на основе высококонцентрированных вяжущих суспензий (ВКВС) / А.В. Череватова, Ю.Е. Пивинский // тез. докл. Междунар. конф. молодых ученых по химии и химической технологии. - М., 1997. - С.76 - 77.

5. Пат. 2074146. Способ изготовления строительных изделий. А.В.

Череватова, Ю.И. Алешин, Ю.Е. Пивинский и др. // Опубл. 1997. Б.И.

№ 6.

6. Череватова, А.В. Материалы на основе высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий (ВКВС). Свойства смешанных вяжущих в системе ВКВС кварцевого песка - огнеупорная глина / А.В.

Череватова, Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 1997. - № 8. - С. 22 - 26.

7. Череватова, А.В. Материалы на основе высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий (ВКВС). Изучение и сопоставительная оценка способов формования кремнеземистых керамобетонов / А.В. Череватова, Ю.Е. Пивинский // Огнеупоры и техническая керамика.

- М., 1997. - № 10. - С. 6 - 11.

8. Череватова, А.В. Материалы на основе высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий (ВКВС). О спекании и прочностных свойствах кремнеземистых керамобетонов / А.В. Череватова, Ю.Е.

Пивинский // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 1998. - № 7. - С.

9 - 16.

9. Череватова, А.В. О получении и некоторых свойствах саморастекающихся кремнеземистых керамобетонов / А.В. Череватова, Ю.Н. Босак // Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге ХХI века: сб. докл. Междунар. конф. - Белгород: Изд. БеГТАСМ, 1998. - С. 258 - 262.

10. Череватова, А.В. О пластифицирующем эффекте огнеупорной глины в технологии кремнеземистых керамобетонов / А.В. Череватова, Ю.Е. Пивинский // Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге ХХI века: сб. докл. Междунар. конф. - Белгород: Изд.

БеГТАСМ, 1998. - С. 266 - 270.

11. Череватова, А.В. Материалы на основе высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий (ВКВС). О получении и некоторых свойствах кремнеземистых огнеупорных масс на основе ВКВС кварцита / А.В. Череватова, Ю.Е. Пивинский, Ю.Н. Босак // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 1999. - № 7. - С. 21 - 25.

12. Череватова, А.В. Материалы на основе высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий (ВКВС). О процессах формования и прочности кремнеземистых масс на основе пластифицированных ВКВС кварцевого песка / А.В. Череватова, Ю.Е. Пивинский, К.В. Тимошенко, Д.А. Добродон, И.В. Галенко // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 1999. - № 8. - С. 7 - 10.

13. Пат. 2127235. Смешанное керамическое вяжущее. А.В. Череватова, Ю.Е. Пивинский // Опубл. 1999. Б.И. № 7.

14. Пат. 2127234. Кремнеземистая огнеупорная масса. А.В. Череватова, Ю.Е. Пивинский, Е.В. Рожков // Опубл. 1999. Б.И. № 7.

15. Пат. 2141460. Литой кремнеземистый керамобетон. А.В. Череватова, Ю.Е. Пивинский, Е.В. Рожков // Опубл. 1999. Б.И. № 32.

16. Череватова, А.В. Аспекты повышения качества огнеупоров на основе бокситовой высококонцентрированной керамической вяжущей суспензии (ВКВС) путем подбора разжижающей добавки / А.В. Череватова, Н.А. Шаповалов, Ю.Н. Ермак, С.Н. Ермак // Новые технологии в химической промышленности: сб. докл. Междунар. науч.-технич. конф.

- Респ. Беларусь: Изд-во Минск, 2002. - С. 86 - 88.

17. Череватова, А.В. О влиянии разжижающих добавок на реотехнологические свойства ВКВС боксита / А.В. Череватова, Н.А. Шаповалов, Ю.Е. Пивинский, Ю.Н. Ермак, С.Н. Ермак // Новые огнеупоры. - М., 2003. - № 5. - С. 91 - 98.

18. Череватова, А.В. О влиянии разжижающих добавок на свойства высокоглиноземистых керамобетонов / А.В. Череватова, Ю.Е. Пивинский, Д.А. Добродон, Ю.Н. Ермак // Новые огнеупоры. - М., 2003. - № 6.

- С. 28Ц35.

19. Череватова, А.В. Комплексная модифицирующая органоминеральная добавка для алюмосиликатных огнеупорных систем на основе высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий / А.В. Череватова, Н.А. Шаповалов, А.А. Слюсарь, Ю.Н. Ермак, С.Н. Ермак, Ю.Е.

Пивинский // Известия вузов. Химия и химическая технология. - Иваново: Изд-во ИГХТУ, 2003. - Т.46, вып. 5. - С. 137 - 140.

20. Череватова, А.В. Разработка и исследование состава майоликовых масс на основе ВКВС кварцевого песка Борисовского месторождения / А.В. Череватова, Н.А. Шаповалов, Ю.Н. Ермак, С.Н. Ермак // Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии: сб. материалов Междунар. конгресса. - Белгород: Изд.

БГТУ, 2003. - Ч.II. - С. 266 - 268.

21. Череватова, А.В. Возможность получения высокодисперсного отощающего компонента для тонкокерамических систем / А.В. Череватова, Н.А. Шаповалов, А.А. Слюсарь, С.Н. Ермак, О.А. Слюсарь // Известия вузов. Химия и химическая технология. - Иваново: Изд-во ИГХТУ, 2004. - Т.47, вып. 2. - С. 14 - 17.

22. Череватова, А.В. О разжижении и пластификации ВКВС на основе высокоглиноземистого шамота / А.В. Череватова, В.А. Дороганов, Ю.Е. Пивинский // Новые огнеупоры. - М., 2004. - № 2. - С. 25 - 29.

23. Череватова, А.В. Особенности организации самостоятельной работы студентов при изучении инженерно-технических дисциплин / А.В. Череватова // Инновационные технологии организации обучения в техническом вузе: на пути к новому качеству образования: сб. материалов Междунар. науч.-метод. конф. - Пенза, 2004. - Разд. 3. - С. 122.

24. Пат. 2238921. Комплексная разжижающая органоминеральная добавка для огнеупорных формовочных систем и способ изготовления материалов с ее применением. А.В. Череватова, Н.А. Шаповалов, А.А.

Слюсарь, Ю.Н. Ермак, Ю.Е. Пивинский // Опубл. 2004. Б.И. № 30.

25. Череватова, А.В. Технология производства безобжиговых безавтоклавных строительных материалов на основе кремнеземсодержащего сырья / А.В. Череватова, Э.О. Гащенко, Н.В. Павленко // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб. докладов Междунар. науч.-технич. конф. - Пенза, 2005. - С. 233 - 235.

26. Череватова, А.В. Рационализация при подборе сырьевых материалов для производства заполнителей бетона / А.В. Череватова, А.А.

Шмелев // Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии: материалы Междунар. науч.-практ. конф.

- Белгород, 2005. - Ч.1. - С. 43 - 45.

27. Череватова, А.В. Основы общей неорганической химии: учеб.

пособие / А.В. Череватова, Л.Г. Соболь. - Белгород: Изд-во БИЭИ, 2004.

- 110 с. - ISBN 28. Череватова, А.В. Кремнеземистые огнеупорные массы на основе пластифицированных высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий: монография / А.В. Череватова. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г.Шухова, 2005. - 151 с. - ISBN 29. Череватова, А.В. Многослойный строительный материал на основе ВКВС кремнеземсодержащего сырья / А.В. Череватова, Э.О. Гащенко // Строительные материалы. - М., 2006. - № 4. - С. 22 - 23.

30. Череватова, А.В. Оптимизация структуры наносистемы на примере ВКВС / А.В. Череватова, Н.А. Шаповалов, В.В.Строкова) // Строительные материалы. Приложение Наука. - М., 2006. - № 9. - № 8. - С.

16 - 18.

31. Череватова, А.В. О возможности получения жаростойкого пенобетона на основе модифицированной ВКВС алюмосиликатного состава / А.В. Череватова, Н.А. Перетокина, Е.И. Евтушенко // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб. трудов Междунар. науч.-технич. конф. - Пенза, 2006. - С. 298 - 300.

32. Череватова, А.В. Принцип направленной оптимизации пространственной структуры наносистемы на примере ВКВС / А.В. Череватова, Э.О. Гащенко // Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии: сб. трудовVI Междунар. науч. конф. - Кисловодск, 2006.

- С. 391 - 393.

33. Череватова, А.В. Технология производства многослойного строительного материала на основе ВКВС / А.В. Череватова, Э.О. Гащенко // Проблемы экологии: наука, промышленность, образование: сб.

трудов III Междунар. науч.-практ. конф. - Белгород, 2006. - С. 123 - 126.

34. Череватова, А.В. Особенности наносистем на примере ВКВС / А.В. Череватова, Н.А. Шаповалов, В.В. Строкова // Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века: сб. трудов XIII Междунар.

семинара Азиатско-Тихоокеанской академии материалов. - Новосибирск, 2006. - С. 206 - 209.

35. Череватова, А.В. Нанотехнологический подход при разработке тонкокерамических литейных систем / А.В. Череватова, В.В. Строкова // Строительное материаловедение, теория и практика: сб. трудов Всерос.

науч.-практ. конф. - М., 2006. - С. 231 - 232.

36. Череватова, А.В. Нанотехнологический подход при создании неокомпозитов на основе высококонцентрированной вяжущей суспензии / А.В. Череватова, В.В. Строкова // Нанотехнологии - производству:

сб. трудов III Всерос. науч.-практ. конф. - М., 2006. - С. 154.

37. Череватова, А.В. Способ получения многослойного строительного изделия на основе высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья (варианты), способ получения формовочной смеси для несущих функциональных слоев изделия (варианты), способ получения теплоизоляционного материала для многослойного строительного изделия, многослойное строительное изделие (варианты) (Шаповалов Н.А., Гащенко Э.О.) // Заявка на патент РФ. Рег. № 2006122044 от 22.06.2006 г.

38.Череватова, А.В. Совершенствование технологии получения жаростойких легковесов с применением модифицированной ВКВС / А.В.

Череватова, Н.А. Перетокина, Е.И. Евтушенко, Ю.Н. Ермак // Промышленное и гражданское строительство. - 2007. - № 8. - С. 28 - 29.

39. Череватова, А.В. Управление структурообразованием шлакощелочных вяжущих при получении теплоизоляционного керамобетона / А.В. Череватова, Е.И. Евтушенко, Н.А. Перетокина, М.С. Агеева // Известия вузов. Сев. Кавказский регион. Технические науки. - 2007. - № 2. - С. 64 - 67.

40. Череватова, А.В. Моделирование уплотнения формовочной смеси на основе высококонцентрированной вяжущей системы / А.В. Череватова, С.Ю. Лозовая, В.В. Строкова // Строительные материалы. - М., 2007. - № 5. - С. 68 - 69.

41.Череватова, А.В. Процессы формования и теория структурообразования композиционных материалов на основе ВКВС / А.В. Череватова // Известия Вузов. Строительство. - Новосибирск: Издательство НГАСА, 2007. - № 9. - С. 111 - 117.

42. Череватова, А.В. Теоретические основы проектирования строительных неокомпозитов с использованием высококонцентрированных вяжущих систем / А.В. Череватова // Строительные материалы, - М., 2007. - № 8. - С. 29Ц31.

43. Череватова, А.В. Управление структурой и свойствами высококонцентрированных дисперсных систем с использованием нанопроцессов и технологий / А.В. Череватова, Н.А. Шаповалов, В.В. Строкова // Промышленное и гражданское строительство. - М., 2007. - № 8. - С. 17 - 19.

44. Череватова, А.В. Исследование процесса упрочнения безобжиговых материалов на основе ВКВС посредством химического активирования контактных связей / А.В. Череватова, Э.О. Гащенко, Н.В. Павленко // Строительные материалы. - М., 2007. - № 8. - С. 32 - 33.

45. Череватова, А.В. Проектирование многослойных композиционных строительных материалов на основе смешанных (модифицированных) ВКВС / А.В. Череватова, Н.А. Шаповалов, Э.О. Гащенко // Известия Вузов. Строительство. - Новосибирск: Издательство НГАСА, 2007.

- № 10.

46. Череватова, А.В. Строительные неокомпозиты на основе ВКВС кремнеземсодержащего сырья / А.В. Череватова, Э.О. Гащенко // Научно-теоретический журнал Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - Белгород:

Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2007. - № 1. - С. 25 - 30.

47. Череватова, А.В. Принципы формирования силикатных наносистем при создании неокомпозитов на основе ВКВС / А.В. Череватова // Промышленные минералы и научно-технический прогресс: сб. трудов II-й Междунар. конф. - Москва: Издательство ГЕОС, 2007. - С.128 - 130.

48. Череватова, А.В. Научные основы проектирования строительных неокомпозитов путем направленного формирования структуры материала с использованием высококонцентрированных вяжущих систем / А.В. Череватова, // Научно-теоретический журнал Вестник БГТУ им.

В.Г. Шухова. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2007. - № 2. - С. 20 - 27.

49. Череватова, А.В. Многофункциональные строительные неокомпозиты с применением технологии ВКВС / А.В. Череватова, Э.О. Гащенко // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии: сб. трудов Междунар. науч.-практ. конф.

- Белгород, 2007. - С. 42 - 44.

50. Череватова, А.В. О возможности создания наноструктурированного силикатного автоклавного стенового материала / А.В. Череватова, В.В. Нелюбова // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии: сб. трудов Междунар. науч.практ. конф. - Белгород, 2007. - С. 299 - 301.

Подписано в печать. Формат 60х84/Усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ Отпечатано в БГТУ им.В.Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям