Скачать Ячеистая керамика на основе зольных микросфер и каолиновой ваты. Колдомасова, Инна Владиславовна бесплатно
Ячеистая керамика на основе зольных микросфер и каолиновой ваты
Диссертация
Автор: Колдомасова, Инна Владиславовна
Название: Ячеистая керамика на основе зольных микросфер и каолиновой ваты
Справка: Колдомасова, Инна Владиславовна. Ячеистая керамика на основе зольных микросфер и каолиновой ваты : диссертация кандидата технических наук : 05.23.05 Ростов-на-Дону, 2005 165 c. : 61 05-5/4121
Объем: 165 стр.
Информация: Ростов-на-Дону, 2005
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
11 Анализ способов получения теплоизоляционных керамических материалов ячеистого строения
12 Роль фибры в формировании структуры ячеистых материалов
13; Теоретические основы получения ячеистых материалов с немедленной распалубкой
14 Выводы Цели и задачи исследований
ГЛАВА 2 СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
21 Характеристики используемых материалов
22 Методы исследования свойств сырьевых материалов
23 Планирование эксперимента' и математическая обработка результатов исследований
ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ КОМПОНЕНТОВ ШИХТЫ НА ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЯЧЕИСТОЙ СТРУКТУРЫ ПЕНОМАСС
31 Роль глинистого вещества в формировании реологических свойств пеномасс с различной концентрацией твердой фазы
32 Влияние состава и количества пенообразователя на свойства пеномасс
33 Регулирование водотвердого отношения глиняных суспензий за счет использования электролитов
34 Влияние наполнителей на вязкопластичные свойства пеномасс
35 Влияние продолжительности перемешивания на свойства пеномасс
36 Влияние длины каолиновых волокон на свойства армированных ячеистых пеномасс
37 Выводы
ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПОЛУЧЕНИЯ ЯЧЕИСТОЙ КЕРАМИКИ НА ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
41 Математическое моделирование составов ячеистой керамики
42 Изучение последовательности и продолжительности смешивания компонентов
43 Формование изделий
44 Исследования процесса сушки изделий
45 Изучение процесса обжига образцов
46 Структура и основные свойства ячеистых изделий на основе зольных микросфер и каолиновой ваты
47 Выводы
ГЛАВА 5 ОПЫТНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
51 Опытно-промышленная апробация результатов исследований
52 Технико-экономический анализ эффективности производства ячеистых керамических изделий с зольными микросферами
53 Выводы
Введение:
Актуальность работы
В последнее время особое внимание уделяется энерго- и ресурсосберегающим технологиям и материалам. В строительстве проблема экономного расходования топливно-энергетических ресурсов может быть решена за счет выпуска теплоизоляционных материалов и изделий с улучшенными эксплуатационными свойствами. Применение таких материалов позволяет сократить- затраты на отопление зданий, кроме того, обеспечивает снижение стоимости и трудоемкости строительства, позволяет экономно расходовать сырье, топливо и электроэнергию, повышает надежность и долговечность конструкций, снизив тем самым затраты на их эксплуатацию.
Современное производство эффективных строительных материалов, предназначенных для тепловой изоляции ограждающих конструкций, а также различных промышленных установок, ориентировано на создание материалов высокой пористости, пониженной средней плотности и, следовательно, низкой теплопроводности. Традиционный подход к этому вопросу в технологии строительной керамики сводится к формированию высокой степени пустотности продукции или поризации керамического черепка за счет пено- и газообразова-телей с формированием микропористой структуры полнотелых изделий. Однако широкое использование таких приемов сдерживается не только низкими эксплуатационными характеристиками готовых изделий, но и не технологичностью, высокой энерго- и трудоемкостью производственного процесса.
Решить проблему повышения качественных характеристик керамических поризованных масс можно путем введения в состав глиняных пеномасс наполнителей. Улучшение характера пористости пенокерамических материалов достигается введением значительного количества тонкодисперсных сферических оболочек, насыпная плотность которых сопоставима с плотностью получаемого теплоизоляционного материала, а размер зерен - с размером ячеек, образованных вовлеченным в массу воздухом. При правильном выборе водоглиняного отношения, за счет армирования формовочной массы отношения, за счет армирования формовочной массы тонкодисперсными волокнами и дисперсного отощения зольными микросферами можно повысить ее структурную прочность до величин, достаточных для немедленной распалубки изделий, а также значительно уменьшить усадочные деформации сырца при сушке.
Рабочая гипотеза.
Улучшение теплофизических свойств ячеистых пенокерамических изделий и повышение агрегативной устойчивости структуры формовочной массы для осуществления немедленной распалубки изделий при формовании возможно путем введения в состав волокон каолиновой ваты и алюмосиликатного микросферического наполнителя с требуемыми геометрическими, гранулометрическими и физико-химическими;характеристиками.
Целью диссертационной работы;является разработка технологии получения ячеистых керамо-волокнистых материалов с улучшенными теплофизиче-скими свойствами при использовании немедленной распалубки отформованных изделий.
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• провести анализ существующих способов получения теплоизоляционных керамических материалов;
• установить общие рецептурно-технологические факторы, влияющие на эксплуатационные характеристики материала;
• установить роль глинистого сырья в формировании ячеистой структуры керамических пеномасс;
• изучить влияние современных пенообразователей на технологические свойства глиняных пеномасс;
• изучить влияние алюмосиликатного микросферического наполнителя на агрегативную устойчивость формовочных масс;
• исследовать влияние основных рецептурно-технологических факторов на свойства ячеистой керамики;
• разработать технологию изготовления ячеистой керамики, провести опытно-промышленную апробацию разработанной технологии и оценить технико-экономическую эффективность предложенной технбологии.
Научная новизна работы:
• разработаны научные основы получения ячеистых керамических масс, обладающих агрегативной устойчивостью структуры за счет их насыщения волокнами каолиновой ваты и алюмосиликатным микросферическим наполнителем, что позволяет осуществлять немедленную распалубку изделий после формования;
• выявлена зависимость агрегативной устойчивости глиняных пеномасс от вида, количества и формы введенных наполнителей - каолиновой ваты и алюмосиликатных микросфер, позволяющая регулировать величину предельного напряжения сдвига, необходимую для распалубки изделий и получать ячеистую керамику с заданными свойствами;
• установлено, что в глиняных пеномассах с водотвердым отношением от 1,0 до 2,0 максимальная кратность, а также устойчивость к расслоению определяются видом и оптимальным количеством вводимого пенообразователя;
• установлено, что получение армированных пенокерамических масс со средней плотностью 400- 600 кг/м3 и необходимой прочностью достигается при введении комплексного наполнителя - каолиновой ваты и алюмосиликатных микросфер.
Практическое значение работы:
• разработаны рациональные составы формовочных пеномасс и технология изготовления ячеистых пенокерамических изделий с использованием алюмосиликатных микросфер и тонкодисперсных волокон каолиновой ваты;
• получены эффективные пористые керамические изделия средней плотностью 420-600 кг/м3, прочностью при сжатии 0,98-5,2 МПа и 1,3-2,5 МПа при изгибе. Величина общей усадки образцов составляет от 1 до 2,7 %, а величина общей пористости достигает 85 %, при этом доля закрытой пористости составляет 35 %;
• установлен рациональный способ смешивания компонентов массы, который заключается в последовательном введении в глиняную суспензию, при непрерывном перемешивании в течение:5-7 минут, пенообразователя, каолиновой ваты, а затем микросфер, что позволяет увеличивать структурную прочность формовочных масс, обеспечивать равномерное распределение связующего вещества на поверхности1 наполнителя и получать массы с минимальными значениями средней плотности;
• установлен оптимальный способ формования изделий - метод экструзии, исходя из необходимости получения изделий с низкой плотностью и достаточной прочностью;
• проведена опытно-промышленная апробация результатов лабораторных исследований технологии производства ячеистой керамики в условиях ООО «Кесмо», которая подтвердила возможность промышленного изготовления ячеистых керамических изделий со средней плотностью 600 кг/м3, прочностью при сжатии 4,5 МПа и теплопроводностью 0,14 Вт/м "С.
• проведен технико-экономический анализ эффективности производства армированных пенокерамических изделий с зольными микросферами взамен керамо-волокнистых изделий. Экономический эффект составил 7,3 тыс. руб/м^;
• предложен вариант использования вторичных ресурсов в производстве пенокерамических изделий, который позволяет утилизировать отходы промышленности и улучшить экологическую обстановку в регионе.
Достоверность исследований обеспечена использованием действующих государственных стандартов, нормативных документов и поверенного оборудования, использованием комплекса современных физико-химических методов исследования (ДТА, РФА и оптической микроскопии), методов математического планирования экспериментов с обеспечением доверительной вероятности 0,95 при погрешности не более 10 %, обработкой экспериментальных данных с использованием вычислительной техники и соответствующего программного обеспечения,
Автор защищает:
• установленные закономерности влияния алюмосиликатного микросферического наполнителя и армирующих каолиновых волокон на агрегативную устойчивость формовочных пеномасс, а также возможность использования в качестве способа формования изделий метода немедленной распалубки изделий (экструзии);
• результаты исследований влияния рецептурно-технологических факторов на основные физико-механические свойства ячеистой керамики;
• особенности структурообразования ячеистой пенокерамики, полученной с использованием пористых наполнителей;
• результаты практической реализации разработанной технологии изготовления ячеистых пенокерамических изделий и данные об их технико-экономической эффективности.
Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на:
• ежегодных международных научно-практических конференциях "Строительство-2001", "Строительство-2002", "Строительство-2003", "Строи-тельство-2004", "Строительство-2005" (г. Ростов-на-Дону);
• на международной научно-практической конференции - Белгород: изд-во БелГТАСМ, 2003,
Основные положения; диссертации изложены в следующих работах:
1. Козлов A.B., Каклюгин A.B., Колдомасова И.В: К вопросу совершенствования технологии теплоизоляционных керамических материалов // Материалы Междунар. науч.-практ. конф.: Тез.докл. - Ростов-н/Д, 2001. - С. 30-31.
2. Козлов A.B., Каклюгин A.B., Колдомасова И.В. К вопросу повышения структурной прочности формовочных масс в производстве керамических теплоизоляционных материалов // Материалы Междунар. науч.-практ. конф.: Тез.докл. - Ростов-н/Д, 2002. - С. 52-53.
3. Колдомасова Й:В., ^Козлов A.B., Каклюгин A.B. Влияние электролитов: на реологические свойства глиняных суспензий // Железобетон, строительные материалы и технологии в третьем тысячелетии // Межкафедральный сборник научных трудов. - Ростов-н/Д, 2003. - С. 26-.
4. Колдомасова И.В., Козлов А.В:,. Каклюгин A.B1, Мальцев Е.В. К вопросу повышения эффективности ячеистых бетонов на обжиговой связке // Вестник БГТУ,- Белгород. - 2003. - №5.
5. Колдомасова Й.В., Козлов A.B., Каклюгин А.В:, Мальцев Е.В., Козлов Г.А. Использование золошлаковых отходов Новочеркасской ТЭО в производстве ячеистых бетонов // Вестник ПДАБтаА,- Днепропетровск,- 2003. - №8- С. 19.
6. Колдомасова И.В., Козлов A.B., Каклюгин A.B. Влияние комплексного наполнителя на основные свойства пенокерамики // Материалы Междунар. на-уч.-практ. конф.: Тез.докл. - Ростов-н/Д, 2004.- С. 15
7. Колдомасова И.В., Козлов А.В;, Каклюгин A.B. Крупноразмерные ячеистые керамические материалы с использованием алюмосиликатного микросферического наполнителя и минеральных волокон // «Строительство-2005»: Материалы междунар. науч.-практ. конф. - Ростов-н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2005. -С. 9-10.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Включает 165 страниц, 67 рисунков, 39 таблиц и 163 наименования использованной литературы.
|