Физико-химические закономерности и технологические основы повышения стойкости бетонов и фасадных красок в климатических условиях Сибири и Севера введением полисульфидсодержащих компонентов
Введение 6
1. Проблема повышения эксплуатационной стойкости быстротвердеющих
высокопрочных бетонов и фасадных покрытий (аналитический обзор) 15
1.1 Методы повышения гидратационной активности портландцемента и
интенсификации твердения бетонных смесей 15
1.2 Модифицирование портландцементных суспензий добавками
электролитов 20
1.3 Факторы, определяющие эксплуатационную устойчивость фасадных
красок 25
1.4. Роль минеральных пигментов-наполнителей в обеспечении защитных
свойств органоминеральных красок 32
1.5 Возможность комплексного улучшения свойств вяжущих и красочных
материалов путем использования полисернистых соединений 37
1.5.1 Получение быстротвердеющих высокопрочных бетонных смесей
на известково-серном затворителе 37
1.5.2 Получение светостойкого сульфида цинка пигментной квалифи-
кации выделением из полисульфидсодержащих щелоков 38
1.6. Заключение по главе 1. Постановка цели и задач исследований 41
2. Характеристика материалов, методы исследования
и методология работы 43
2.1 Характеристика материалов 43
2.2 Методы исследования физико-механических свойств
цементного камня и бетона 49
2.3 Методика отбора жидких фаз при гидратации цемента 53
2.4 Методы исследования физико-механических свойств фасадных
покрытий 55
2.5 Физико-химические методы исследования 66
2.6 Методика исследования цинковых белил 69
2.7 Методика прогнозирования срока службы покрытий 71
2.8 Методология работы 72
3. Процессы гидратации клинкерных минералов и портландцемента при
введении известково-серного затворителя 74
3.1 Превращения полисульфида кальция при гидратации портландцемента 74
3.2 Получение известково-серного затворителя и исследования его свойств 75
3.3 Исследования взаимодействия клинкерных минералов
с известково-серным затворителем 82
3.4 Исследование взаимодействия портландцемента с
известково-серным затворителем 88
3.5 Влияние содержания серы в затворителе на реологические свойства
и время схватывания бетонной смеси 101
Выводы по главе 3 105
4. Повышение прочности цементных строительных материалов путем
введения известково-серного затворителя 107
4.1 Влияние концентрации серы в известково-серном затворителе
на прочность бетона 107
4.2 Прочность бетонов на известково-серном затворителе с введением
добавки закиси-окиси железа 119
4.3 Быстротвердеющие в известково-серном затворителе
портландцементные смеси с добавкой доменных шлаков 120
4.4 Получение изделий с использованием белого портландцемента 125
4.5 Технология приготовления высокоминерализованного известково-
серного затворителя 127
Выводы по 4 главе 129
5. Повышение стойкости фасадных красок, пигментированных
сернистыми цинковыми белилами 132
5.1 Факторы, определяющие эксплуатационную стойкость пленочных
покрытий 132
5.2 Крупнозернистая структура сернистого цинкового пигмента
как фактор усиления его светостойкости 138
5.3 Структурообразование и технические характеристики красок,
пигментированных сернистыми цинковыми белилами 147
5.3.1 Оптимизация составов фасадных красок 147
5.3.2 Исследование структуры и свойств фасадных красок 150
5.4 Свойства фасадных красок, пигментированных наполненными
гипсоцементным композитом сернистыми цинковыми белилами 156
5.4.1 Процессы получения наполненных гипсоцементным наполнителем
сернистых цинковых белил 156
5.4.2 Свойства полимерцементных фасадных красок, пигментированных
наполненными сернистыми цинковыми белилами 158
5.5 Повышение эксплуатационной стойкости и долговечности
фасадных красок, пигментированных наполненными
сернистыми цинковыми белилами 162
5.5.1 Прогнозирование долговечности фасадных красок 162
5.5.2 Результаты натурных испытаний фасадных красок 166
Выводы по 5 главе 170
6. Технология получения фасадных красок и быстротвердеющих
бетонов при введении полисульфидсодержащих компонентов и
их свойства 172
6.1 Ресурсосберегающая гидрохимическая технология сернистых
цинковых белил с замкнутым водопотреблением 172
6.2 Свойства модифицированных вяжущих и красочных материалов 181
6.3 Влияние технологических факторов на свойства бетона на
известково-серном затворителе 184
6.3.1 Активирование портландцементов 184
6.3.2 Влияние содержания гипса на прочность портландцемента при
различной концентрации серы в ИСЗ 188
6.3.3 Влияния тепловлажностной обработки на свойства бетона
затворенного с введением ИСЗ 192
6.4 Исследование эксплуатационной стойкости бетона 198
6.4.1 Исследование сульфатостойкости изделий, изготовленных с
использованием известково-серного затворителя 198
6.4.2 Исследование морозостойкости образцов цементного камня
при затворении в ИСЗ 205
Выводы по 6 главе 207
7. Промышленная реализация результатов работы 209
7.1. Технология отделки фасадов жилых зданий (г. Норильск)
быстротвердеющими красочными составами на цементной
и полимерцементной основе 209
7.2. Опыт освоения ресурсосберегающей технологии наружных
покрытий (г. Новосибирск) полимерцементной краской,
наполненной структуроформирующим покрытие композитом 218
7.3 Опытно-промышленное внедрение технологии быстротвердеющих
бетонов на известково-серном затворителе 222
Выводы по 7 главе 224
Заключение 226
Выводы по работе 228
Список использованной литературы 232
Приложения 253
Актуальность работы
Значительная часть территории Российской Федерации характеризуется суро-
выми климатическими условиями. Это прежде всего регионы в которых располо-
жены предприятия по переработке сульфидных минералов и города Севера страны.
Для повышения стойкости строительных изделий в этих условиях необходимо су-
щественное улучшение свойств строительных материалов – бетона и фасадных
красок.
Для повышения гидратационной активности портландцемента в составе бетон-
ных смесей и улучшения свойств бетона применяют различные приемы: механо-
химическую активацию, воздействие электрических и магнитных полей, теп-
ловлажностную обработку, введение поверхностно-активных веществ и электро-
литов. Из числа последних часто используют соединения кальция, среди которых
можно выделить полисульфид кальция CaSn.
Полисульфид кальция CaSn химически индифферентен по отношению к клин-
керным минералам, но при инициируемой окислительной деструкции может кон-
версировать в тиосоединение (CaS2O3), которое способно ускорять твердение и по-
вышать прочность цементного камня. Полисульфиды могут также эффективно
улучшать свойства фасадных красок.
Применение полисульфидов способствует утилизации серы, которая представ-
ляет собой отход промышленного производства. Наряду с этим могут быть исполь-
зованы и другие отходы производства, такие как доменные шлаки, пульпы, содер-
жащие гидроксид железа, что способствует решению экологических проблем.
В данной работе для решения актуальной задачи повышения эксплуатационной
стойкости бетонов и фасадных красок в климатических условиях Сибири и Севера
использовано введение сульфидсодержащих компонентов.
Работа выполнялась в соответствии с планом научных работ Минвуза РФ по
теме ГАСНИ 67.01.11 “Повышение надежности и долговечности конструкций на
Крайнем Севере”, по теме ГАСНИ 87.33.31 “Научные основы жизнеобеспечения
городов Арктики”.
Степень разработанности темы исследования
Вопросам теории твердения и разработки физико-химических основ воздей-
ствия на механизм процессов гидратации и структурообразования минеральных вя-
жущих систем посвящены работы В.И. Бабушкина, Ю.М. Баженова, А.А. Байкова,
П.П. Будникова, Ю.М. Бутта, А.В. Волженского, Г.И. Горчакова, С.А. Миронова,
О.П. Мчедлова-Петросяна, Г.И. Овчаренко, В.Б. Ратинова, П.А. Ребиндера, М.М.
Сычева, В.В. Тимашева, В.В. Чистякова и других отечественных и зарубежных
ученых. Направлению модифицирования пигментов и красочных составов посвя-
щены работы Л.Д. Вилесова, В.Ф. Чурика, В.А. Бурмистора, В.Б. Гусева, Г.П. То-
поркова, Ш.Ш. Ягафарова, М.И. Карякиной, С.В. Якубовича и др. Эксплуатации
фасадных декоративно-защитных покрытий посвящены работы В.И. Логаниной,
Л.П. Ориентлихера, В.В. Верхоланцева.
Особое место в вопросах твердения и физико-химических основ воздействия на
механизм процессов гидратации и структурообразования цементирующих фаз за-
нимают определение минеральных или органических добавок. В настоящее время
нет единого системного подхода в выборе добавок, а также эффективных способов
повышения светостойкости пигментного сульфида цинка в составе литопона. Не-
достаточно изучен процесс изменения свойств портландцементов при введении по-
лисульфидов.
Объект исследования – бетоны и фасадные краски, получаемые с использо-
ванием полисульфидсодержащих компонентов.
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!