Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками Плеханова Татьяна Анатольевна

Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками
<
Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Плеханова Татьяна Анатольевна. Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.05 Казань, 2005 139 с. РГБ ОД, 61:06-5/841

Содержание к диссертации

ВВЕДЕНИЕ б

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ ПРИ

ПРОИЗВОДСТВЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 11

1 Л. Анализ применения композиционных строительных материалов на

основе магнезиальных вяжущих 11

1.2, Гидратация оксида магния. Факторы, влияющие на формирование

структуры и свойства затвердевшего камня 14

КЗ. Улучшение физико-механических свойств магнезиальных

композиций модификацией их состава 17

1.4- Использование каустического магнезита при производстве

древесно-магнезиальных композиций 21

1.5. Применение каустического доломита в магнезиальных композиционных

материалах 25

  1. Использование каустического доломита взамен каустическому магнезиту 25

  2. Целесообразность использования составов для закладки выработанных пространстве применением магнезиальных вяжущих 28

Заключение, Постановка цели и задач 35

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 38

2.L Характеристики исходных компонентов 38

2Л . 1. Характеристики и минералогический состав вяжущих компонентов

матрицы 39

2ЛЛЛ. Свойства фторангидрита 39

2.1 Л.2. Химический и минералогический составы ангидритовой породы 40

2ЛЛ.З. Физико-химические свойства каустического магнезита и доломита 41

2.1.2. Основные характеристики карфосидерита 41

2Л -3. Свойства гранулированного металлургического шлака 42

2.2. Приготовление исследуемых составов 43

2.3- Физико-механические методы исследования магнезиальных

композиций ' 43

2.3.L Изучение деформативных свойств модифицированных магнезиальных

композиций 44

2.4. Комплекс методов физико-химических исследований структуры

магнезиальных композитов 45

  1. Рентгенофазовый анализ вяжущего в магнезиальных композициях 46

  2. ИК-спектроскопия магнезиальных композиций 47

  3. Дифференциально-термический анализ магнезиальных композиций 48

2.4.4- Исследования структуры и морфологии разрабатываемых композитов на

растровом электронном микроскопе 49

2.4,5. Рентгеновский фотоэлектронный анализ вяжущей матрицы

в магнезиальных композициях 50

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗШСО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО, МОДИФИЦИРОВАННОГО АНГИДРИТОМ И

КАРФОСИДЕРИТОМ 52

ЗЛ. Оптимизация магнезиального вяжущего, модифицированного

ангидритом 52

ЗЛ Л. Физико-технические исследования вяжущего, модифицированного

ангидритом 52

ЗЛ.2. Микроструктура магнезиального вяжущего, модифицированного

ангидритом - 59

ЗЛ .3- Рентгенофазовый анализ магнезиального вяжущего, модифицированного

ангидритом 60

ЗЛА Ик-спектральный анализ магнезиального вяжущего, модифицированного

ангидритом 63

3.2- Модифицирование магнезиального вяжущего комплексной добавкой

на основе ангидрита и карфосидерита 64

3.2.1. Физико-технические исследования вяжущего, модифицированного

комплексной добавкой 65

3,2-2. Исследование микроструктуры магнезиального вяжущего,

модифицированного комплексной добавкой 73

  1. Рентгенофазовыи анализ магнезиального вяжущего, модифицированного комплексной добавкой 74

  2. Дифференциально-термический анализ магнезиального вяжущего, модифицированного комплексной добавкой 76

  3. ИК-спектральный анализ магнезиального вяжущего, модифицированного комплексной добавкой 78

ГЛАВА 4. МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ДРЕВЕСНО-МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ

КОМПОЗИЦИИ 80

4Л, Физико-механические испытания модифицированных

древесно-магнезиальных композиций 80

4.2. Исследование деформационных свойств древесно-магнезиальных
композиций, модифицированных фторангидритом 83

4.3. Микроструктура модифицированных древесно-магнезиальных

композиций 86

  1. Дифференциально-термический анализ магнезиальных композиций, модифицированных фторангидритом 87

  2. Исследование свойств, модифицированной ангидритом древесно-магнезиальной композиции при длительной эксгшуатации....91

  1. Рентгенофазовыи анализ магнезиальной композиции модифицированной фторангидритом после длительной эксплуатации 92

  2. Рентгеновский фотоэлектронный анализ магнезиальной композиции, модифицированной ангидритом 93

4.6. Применение модифицированной древесно-магнезиальной
композиции при производстве бруса 95

5 ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ЗАКЛАДОЧНЫХ

СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСНОЙ

МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ 98

5.1 Физико-технические свойства доломитового вяжущего 98

5.2. Физико-химические исследования доломитового вяжущего 105

  1. Физико-механические характеристики закладочных смесей для заполнения выработанных пространств 111

  2. Микроструктура магнезиальных закладочных смесей,

модифицированных ангидритом и карфосидеритом 114

5.5. Разработка технологической схемы для приготовления магнезиальных
закладочных составов 115

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 119

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 121

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 136

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 137

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 138

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 139

Введение к работе

Актуальность работы.

В настоящее время общемировые тенденции развития строительного материаловедения направлены на разработку ресурсосберегающих технологий при производстве строительных материалов с максимальным использованием техногенных отходов. При производстве магнезиальных огнеупоров скапливается значительное количество каустического магнезита, содержащего до 50 % исходного необожженного продукта. Отлавливаемая в циклонах смесь этих продуктов является хорошим связующим при производстве композиционных материалов с использованием различных отходов промышленного производства, таких как: металлургические шлаки, вскрышные породы, отходы химического производства, отходы деревоперерабатывающей промышленности.

В тоже время разработка эффективных материалов на основе каустического магнезита и доломита невозможна без улучшения водостойкости и снижения усадочных деформаций изделий на их основе. Для решения этой задачи необходимо установление оптимальных интервалов соотношений модифицирующих добавок, важных для обеспечения технологических аспектов приготовления и получения требуемых физико-механических характеристик и свойств магнезиальных вяжущих.

Поэтому разработка модифицированных магнезиальных вяжущих, обладающих повышенной водостойкостью и пониженной деформативностыо, является актуальной научной и производственной задачей.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с Федеральной целевой программой "Интеграция ", проект № А0014 и в рамках плана НИОКР ЗФ ОАО «Горно-металлургической компании «Норильский Никель» по теме: «Поисковые исследования рецептур и способов приготовления бесцементных

7 закладочных составов для закладки выработанных пространств на рудниках

«Талнаха».

Цель и задачи.

Целью диссертационной работы является научное обоснование повышения физико-технических свойств магнезиальных композиций, модифицированных сульфатными добавками на основе фторангидрита и карфосидерита.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

-произвести подбор добавок для модификации магнезиальных композиций;

определить влияние содержания ангидритсодержащих добавок на структуру и свойства магнезиальных вяжущих;

установить возможность регулирования морфологии новообразований введением карфосидерита;

-произвести оптимизацию состава модифицированного магнезиального вяжущего;

-разработать состав и провести исследования свойств модифицированного древесно-магнезиального композита;

-выявить изменения структуры модифицированных древесно-магнезиальных изделий в процессе эксплуатации;

-разработать состав магнезиальной закладочной смеси с применением комплексной модифицирующей добавки для заполнения выработанных пространств.

Научная новизна.

Научно обоснована и экспериментально подтверждена эффективность
модифицирования магнезиальных вяжущих комплексными

сульфатсодержащими добавками, позволяющая получить на их основе

8 композиционные материалы с повышенными физико-механическими

свойствами в сравнении с существующими аналогами.

Выявлены закономерности и установлены зависимости изменения свойств и структурообразования магнезиальных вяжущих при введении сульфатсодержащих добавок и композиционных материалов на их основе.

Выявлена карбонизация модифицированного магнезиального вяжущего, приводящая к устранению гидроксида магния в ее составе в процессе эксплуатации изделий.

Впервые разработан состав закладочной смеси на основе магнезиального вяжущего с применением каустического доломита, модифицированного природным ангидритом и карфосидеритом для закладки выработанных пространств.

Практическая значимость работы.

Разработаны составы магнезиальных вяжущих, модифицированных ангидритом и железистым кеком (карфосидерит) с прочностью при сжатии до 54 МПа, коффициентом размягчения 0,92 с пониженными и стабилизированными усадочными деформациями.

Разработан состав для производства древесно-магнезиалыюго бруса па основе модифицированной магнезиальной композиции с прочностью 22 МПа и коэффициентом теплопроводности X = 0,21 Вт/м*С,

Впервые разработан бесклинкерный закладочный состав с применением магнезиального вяжущего на основе каустического доломита, модифицированного комплексной добавкой с использованием техногенных материалов.

На защиту выносятся:

- закономерности влияния комплексной модифицирующей добавки, включающей ангидрит и карфосидерит, на физико-технические свойства и структурообразоваиие магнезиальных вяжущих и композиционных материалов на их основе;

- результаты исследований процессов карбонизации модифицированного

магнезиального вяжущего, приводящих к устранению гидроксида магния в ее составе;

составы модифицированного магнезиального вяжущего и древесно-магнезиальной композиции на его осноне с повышенной прочностью водостойкостью и пониженными усадочными деформациями;

впервые разработанный состав закладочной смеси с применением модифицированного магнезиального вяжущего на основе каустического доломита и техногенных материалов в качестве заполнителей.

Достоверность результатов исследований обеспечена использованием действующих государственных стандартов, нормативных документоз и поверенного оборудования, применением современных методов исследования (химического, рентгенофазового, деривато графического, оптико- и элетронномикроскопического анализов) и физико-механическими испытаниями и повторяемостью результатов при большом числе экспериментов.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены и доложены на следующих международных и российских конференциях и семинарах:

на XV международной конференции "Ibaustl" по строительным материалам, Веймар, 2003 п;

на 17 Менделеевском съезде по общей и прикладной химии: Материалы и нанотехнологии, Казань, 2003;

на VIII международной конференции по новым строительным материалам, технологиям и конструкциям, Вильнюс, 2004 г;

на VI международной конференции «Окружающая среда и строительство», Вильнюс, 2005 г.;

на ежегодных республиканских научных конференциях КазГАСА (Казань, 2004 - 2005 гг.)-

10 Фактический материал и личный вклад автора.

Диссертационная работа является комплексным исследованием физико-химических свойств модифицированных магнезиальных композиционных материалов, цели и задачи которых, как в теоретическом, так и экспериментальном плане поставлены автором. Основной объём работ проведён в лабораториях кафедр "Геотехника и строительные материалы" и "Химия и химическая технология" ИжГТУ, а также в лаборатории физико-химических исследований института "Термоизоляция" (г. Вильнюс) и лаборатории «Ластрома» предприятия ЗАО «Удмуртгражданпроект». Часть исследований с привлечением специального оборудования, аппаратуры и материалов была осуществлена в других научных учреждениях в г.г. Ижевске, Вильнюсе.

Составы композиционных материалов на основе техногенного сырья являются авторскими разработками. Способы модификации магнезиальных композиций, используемых при приготовлении композиционных материалов, предложены автором совместно с Яковлевым Г.И.

Данные исследований с использованием комплекса методов физико-химического анализа предложенные автором, выполнены совместно с Я. Кере-не, А. Шпокаускас. Автором лично обработаны, проанализированы и обобщены экспериментальные данные и другая информация, полученная в результате проведенных исследований научно-техническая.

Публикации.

По материалам диссертационной работы опубликовано 7 научных работ и докладов в международных, академических и отраслевых журналах и изданиях. Поданы две заявки на патент на изобретение.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованной литературы. Общий объем диссертационной работы 139 стр., который включает 59 рисунков, 22 таблицы и 4 приложения. Список литературы включает 149 наименований российских и зарубежных авторов.

Похожие диссертации на Магнезиальные композиционные материалы, модифицированные сульфатными добавками