ИСТИНА

Объектом исследований служили активированные известково-песчаной смеси. Цель работы: разработка энергосберегающего способа получения силикатного кирпича методом гидротермальной обработки при атмосферном давлении на основе механоактивированных известково-кварцевых смесей. Для реализации поставленной цели необходимо было решить задачи: - определение влияния способа подготовки сырьевых известково-кварцевых смесей (сухой, мокрый, совместный, раздельный помол) на их гранулометрический, вещественный состав, и гидратационную активность в условиях пропарки, а также выявление оптимальных условий механоактивации известково-кварцевых смесей; - количественное определение гидратных фаз, синтезируемых в ходе твердения механоактивированных известково-кварцевых смесей и определение закономерностей формирования микроструктуры получаемого материала в зависимости от способа механоактивации и подготовки сырьевых смесей; - выявление зависимостей между микроструктурой получаемого материала и его физико-механическими параметрами; Научная новизна работы. Установлены количественные и качественные изменения состава (гранулометрического, фазового) известково-кварцевых вяжущих при механоактивации по ударно-истирающему механизму и связь этих параметров с гидратационной активностью вяжущего, а также предложены механизмы формирования микроструктуры материала в ходе пропаривания. Практическая значимость работы заключается в разработке энергосберегающего способа получения силикатного кирпича методом гидротермальной обработки при атмосферном давлении на основе механоактивированных известково-кварцевых смесей с получением прессованных изделий, не уступающих по своим прочностным показателям автоклавированым материалам. - Определена взаимосвязь между способами подготовки сырьевых известково-кварцевых смесей и интенсивностью набора прочностных показателей вяжущего в ходе пропаривания при атмосферном давлении. - Установлено, что наиболее важными факторами влияющими на гидратационную активность при пропаривании в порядке убывания значимости являются: среда измельчения (сухое или мокрое измельчение), время обработки в виброистирателе ЦЭМ-7в и связанная с ним средняя удельная поверхность сырьевой смеси, содержание извести. - Установлено, что помол в виброистирателе приводит не только к увеличению дисперсности порошка, но и меняет фазовый состав материала. При помоле кварца возникает аморфизованная кремнезёмистая фаза, при совместном сухом помоле кварца с известью в результате механохимических процессов образуется аморфная фаза силиката кальция переменного состава, при совместном мокром помоле эта фаза гидратирована с поверхности. Количество и структура этих новообразований полностью определяется условиями активации. - Смеси на основе кварца, прошедшего отдельную активацию (как сухую так и мокрую), после загашивания характеризуются повышенной основностью (1,9-0,9) и водосодержанием (4,1-4,8), по сравнению со смесями прошедшими совместное измельчение (0,08 – 0,7 и 0,8-2,5, соответственно). - На основе анализа изменения основности, водосодержания, количества и степени полимеризации новообразований установлено, что на начальных этапах твердения, для всех смесей прошедших сухую активацию происходит растворение самой тонкой и аморфизованной фракции кремнезёма и синтез на её основе гидратных фаз по сквозьрастворному механизму. Начиная с 12-ти часов изотермической выдержки происходит постепенная смена превалирующего механизма со сквозьрастворного на топохимический, которая полностью завершается, примерно, к 20-ти часам твердения. Активация в водной среде, приводит к синтезу на поверхности кремнезёма малорастворимых гидратных новообразований, в результате чего, на начальном этапе гидротермальной обработки происходит топохимическое присоединение к ним извести и лишь потом их растворение. В случае совместного измельчения извести и кварца в водной среде, на поверхности зёрен SiO2 формируются экранирующий слой из малорастворимых гидросиликатов кальция, что существенно затрудняет процессы гидравлического твердения и в результате прочность таких образцов практически не нарастает. - Показано, что применение метода механоактивации известково-кварцевых смесей с переходом на пропарочную технологию твердения, позволяет снизить энергозатраты на производство силикатного кирпича. Экономия электроэнергии может составлять 30-35%, при сопоставимых прочностных характеристиках получаемых изделий. - Использование приёма механоактивации сырьевых известково-кварцевых смесей в мельнице ЦЭМ-7в является эффективным способом, позволяющим существенно повысить химическую активность вяжущего, что позволяет получать прессованные силикатные изделия при пропарке с прочностными характеристиками, не уступающими изделиям автоклавного твердения. Автоклавирование таких смесей при традиционно применяемых режимах гидротермальной обработки позволяет получать материал значительно превосходящий по прочности традиционные силикатные камни.