Введение к работе
Актуальность. Одной из важнейших социально-экономических проблем современного Йемена является жилищное строительство. В связи с неразвитостью материально-технической базы строительной индустрии, нехваткой новой современной техники, квалифицированных кадров и отсутствием серьезной научно-теоретической базы возникает необходимость в комплексном научном исследовании по проблеме жилищного строительства в Йемене с учетом местных условий, национальных и региональных традиций.
На протяжении многих веков глина является исключительно эффективным и экологически чистым сырьем для получения строительных материалов. На основе этого сырья в значительной степени базируется традиционное жилищное строительство в городах Йемена. В условиях жаркого климата композиты на основе глины, обладая низкой теплопроводностью, выгодно отличаются тем, что в помещениях даже в жару сохраняется комфортная температура. Однако, такой материал как необожженный глиняный кирпич неустойчив к атмосферным осадкам, что вынуждает защищать стены от этого воздействия.
Расширяющееся с каждым годом строительство зданий на основе современных строительных материалах зачастую не учитывает местных социальных и природно-климатических условий, что ведет к перегреву помещений в летний период, создавая в них дискомфортные условия. Отсюда, актуальной задачей является модернизация традиционной технологии строительства за счет повышения физико-механических характеристик строительных материалов, полученных на основе местного природного сырья.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с целевой программой президента республики Йемен «Жилье для людей с ограниченными доходами».
Цель работы. Разработка эффективных безобжиговых стеновых композитов на основе глинистых пород республики Йемен.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
исследование строения, состава и свойств глинистых пород республики Йемен, а также физико-механических свойств композитов на их основе;
повышение физико-механических свойств изделий на основе глинистых пород путем их укрепления минеральными вяжущими веществами;
- разработка рекомендаций по использованию глинистых пород Йе
мена для получения стеновых строительных материалов, технико-
экономическое обоснование эффективности их производства и внедре
ние результатов исследований.
Научная новизна:
установлен характер структурообразования и набора прочности грунтобетонов на основе глинистых пород Йемена с цементом и известью, заключающийся в химическом взаимодействии полиминерального вещества глинистых пород незавершенной стадии формирования, отличающихся несовершенной структурой глинистых минералов, наличием смешаннослойных образований и большого количества кремнезема, поверхность которого в различной степени корродированна. Это обеспечивает оптимизацию протекания реакций в данной полиминеральной основе и синтез композита с заданными свойствами.
показан механизм формирования композита на основе глинистых пород и фиброй растительного происхождения, заключающийся в повышении адгезии глинистой компоненты к целлулоидному «армирующему» наполнителю за счет управления коллоидно-химическим процессом с целью создания коагуляционно-кристаллизационной структуры. Установлено, что оптимальное содержание в глинистой породе фибры растительного происхождения составляет 0,5 мае. %;
установлена высокая реакционная способность песчано-глинистых пород с гидроксидом кальция в гидротермальных условиях, заключающаяся в ускорении синтеза новообразований и, соответственно, формировании оптимального состава цементирующих соединений при сокращенных режимах автоклавной обработки силикатных материалов, обеспечивающих высокие физико-механические показатели. Показано, что рост прочности происходит в результате образования рациональной микроструктуры цементирующего вещества за счет увеличения плотности упаковки материала, а также синтеза микронаполнителя в субмикрокристаллической гелевидной фазе из низкоосновных гидросиликатов кальция.
Практическое значение работы:
- определены рациональные области использования песчано-
глинистых пород республики Йемен месторождений Лахдж, Сана и про
винции Хадрамаут. Полученные данные могут быть использованы для
оценки сырьевых ресурсов месторождений глин других районов респуб
лики;
- предложены рациональные составы грунтобетонов армированных
фиброй растительного происхождения на основе глинистых пород,
портландцемента и извести;
разработаны составы сырьевых смесей с использованием в качестве компонента вяжущего глинистых пород для получения эффективных автоклавных силикатных изделий. Получены силикатные материалы на основе известково-песчано-глинистого вяжущего с прочностью при сжатии 15-40 МПа, морозостойкостью до 50 циклов;
определены рациональные параметры гидротермальной обработки изделий на основе песчано-глинисгого сырья. Снижение себестоимости производства на 25 % происходит за счет уменьшения энергозатрат на автоклавную обработку, сокращения брака в процессе формования и расхода сырьевых компонентов при получении пустотных изделий.
Внедрение результатов исследований:
основные положения и выводы работы использованы при разработке технологических регламентов на производство стеновых материалов из композита с фиброй растительного происхождения и грунтобетона;
полученные по разработанной технологии стеновые материалы использовались при строительстве малоэтажных домов в городах Лахдж, Сана и Шибам в республике Йемен;
результаты экспериментальных исследований используются при выполнении комплексной целевой программы по развитию производства строительных материалов в Йемене;
планируется строительство завода по производству автоклавного силикатного кирпича с использованием в качестве сырья песчано-глинистых пород;
теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности «гражданские инженеры», что отражено в учебных программах дисциплины «строительные материалы» в университетах республики Йемен.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы представлены на 1-й Международной инженерной конференции (Йемен, Аден, 2002); Международной научно-практической конференции «Future Vision and Challenges For Urban Development» (Каир, Египет, 2004); Международной конференции «Сохранение архитектурных памятников» (ОАЭ, Дубай, 2007); Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наноситемы и ресурсосберегающие технологии в строй-индустрии» (Белгород, 2007); Общем собрании РААСН «Здоровые населения - стратегия развития среды жизнедеятельности» (Белгород, 2008); Международной научно-практической конференции «Наука и молодежь в начале нового столетия» (Губкин. 2008).
Публикации:
Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 12 научных публикациях, в том числе в одной статье центрального рецензируемого издания, рекомендованного ВАК РФ и в зарубежных изданиях.
Объем и структура работы.
