Морева И.В. Эффективные композиционные материалы на основе низкомарочного строительного гипса

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук: 05.23.05 - Строительные материалы и изделия. — Государственная академия профессиональной переподготовки и повышения квалификации руководящих работников и специалистов инвестиционной сферы; Казанский государственный архитектурно-строительный университет. — Иваново, 2009. — 40 с.Научный консультант: доктор технических наук, профессор, академик РААСН, заслуженный деятель науки РФ Соколова Ю.А.Цель работы заключается в создании концепции формирования структуры и регулирования свойств композиционных гипсовых вяжущих, основанной на обобщении и экспериментально-теоретическом обосновании их основных закономерностей, позволяющих направленно воздействовать на структуру, физико-технические свойства и технологию производства вяжущих и материалов на их основе.
Научная новизна работы
на основе анализа отечественного и зарубежного опыта создания и применения гипсовых материалов в строительстве, технике и других областях, а также собственных теоретических исследований автора предложены перспективные направления их совершенствования на основе оптимизации технологических параметров на различных технологических переделах получения гипсовых композиций, комплексного использования различных способов регулирования их структуры и свойств в заданных пределах, повышения культуры производства;
развиты научные основы модификации низкомарочных гипсовых вяжущих комплексом минеральных (природных и техногенных) и химических добавок, что позволило рекомендовать полученные на их основе композиции для изготовления гипсовых изделий и сухих отделочных смесей. Экспериментально доказано, что совокупность предложенных автором способов регулирования структуры и свойств гипсовых вяжущих на каждом этапе их изготовления позволяет получить материалы с заранее заданными техническими характеристиками;
для модифицированных гипсовых вяжущих выявлены новые закономерности, устанавливающие связь между составом, технологическими параметрами, структурой на различных масштабных уровнях и физико-техническими свойствами. Экспериментально доказано и теоретически обосновано, что наряду с видом, количеством и дисперсностью минеральных добавок фактором, оказывающим существенное влияние на свойства вяжущих и материалов на их основе, является природа дисперсности наполнителя. Предложено и теоретически обосновано объяснение принципиальных различий в характере влияния природных и техногенных минеральных добавок на процессы схватывания гипсового теста;
получены математические модели, на основе которых разработан алгоритм компьютерного расчета рецептурных параметров гипсовых вяжущих, модифицированных минеральными наполнителями, обеспечивающий оптимизацию состава и требуемые эксплуатационные свойства;
установлено, что активность поверхностных зарядовых центров гипсовых композиций и их отдельных компонентов является критерием качества и стабильности свойств гипсовых вяжущих при хранении;
разработаны (на уровне изобретений) и научно обоснованы новые способы получения гипсовых вяжущих с использованием комплекса термической и механохимической активации компонентов;
развиты теоретические представления о процессах гидратации и твердения композиционных гипсовых вяжущих. Показана возможность и целесообразность делать предварительные выводы о прочности гипсового камня на ранних стадиях его структурообразования по изменению электрических параметров твердеющего гипсового теста.
Практическая ценность диссертации и реализация результатов работы. Разработан ряд способов модификации низкомарочных гипсовых вяжущих и их компонентов, которые явились основой для проектирования рациональных составов гипсовых композиций различного назначения и оптимизации технологических параметров их получения.
На основании результатов проведенных исследований оптимизированы составы композиционных гипсовых материалов с применением комплекса отечественных природных и техногенных наполнителей и химических добавок, обладающие технологическими и эксплуатационными свойствами, не уступающими известным аналогам, и технология их производства. Это позволяет снизить стоимость строительных материалов и изделий на 25-35% за счет замены импортных химических добавок на отечественные, одновременно решая вопросы экологии и расширения базы сырьевых ресурсов для производства композиционных гипсовых вяжущих. Разработан ряд нормативных документов на производство гипсовых вяжущих, материалов и изделий на их основе:
проекты технологических регламентов на производство модифицированного многофазового гипсового вяжущего и композиционного гипсового вяжущего с комплексом минеральных и химических добавок;
технические условия и технологический регламент на производство сухих строительных смесей различного назначения.
На экспериментальном участке технологического испытательного центра ЦНИИгеолнеруд (г.Казань) выпущена опытная партия многокомпонентного модифицированного гипсового вяжущего.
Разработанные сухие гипсовые смеси были апробированы при производстве ремонтных работ в ряде фирм г. Казани: ООО «САФ-М», ЗАО «Реставрация», ЗАО «Тестрон-Казань», ЗАО «Искон». Экономический эффект от их использования составил от 27 до 115 рублей на 1 м2 отделываемой поверхности в зависимости от рецептуры и назначения.
Новизна технических решений подтверждена 4 патентами РФ на изобретения.