Разработка строительных стеновых изделий на основе извести способом принудительной карбонизации

Исследование направлено на изучение особенностей процессов карбонизации систем на основе извести и известково- известняковых композиций. Научная новизна заключается в установлении закономерностей и особенностей принудительной карбонизации систем на основе извести, параметров карбонизационного твердения известковых материалов в различных средах с повышенным содержанием СО2 в зависимости от различных факторов. Разработана технологическая схема получения стеновых строительных материалов на основе извести карбонизационного твердения с возможным внедрением на предприятия.

Цель:
установление возможности получения строительных материалов на основе известково-известняковых композиций карбонизационного твердения путем выявления закономерностей формирования структуры и свойств известково-известняковых материалов в среде повышенных концентраций СО2.
Задачи:
- провести аналитические исследования и установить физико-химические основы карбонизации известкового вяжущего и
известково-известняковых композиций в средах повышенных концентраций СО2 и возможности получения на их основе прочного и водостойкого камня;
- исследовать влияние известняковых наполнителей на структурообразование и свойства карбонизируемых известково-известняковых композиций с учетом их генезиса;
- обосновать оптимальные составы и технологические параметры получения карбонизированных известково-Цель: установление возможности получения строительных материалов на основе известково-известняковых композиций карбонизационного твердения путем выявления закономерностей формирования структуры и свойств известково-известняковых материалов в среде повышенных концентраций СО2.

Главным звеном технико-экономической политики сбережения ресурсов и насыщения рынка строительной продукцией может стать разработка экономичных материалов и ресурсосберегающих технологий.Известь, в сравнении с цементом, является экологически чистым и дешевым вяжущим, способным приобретать прочность и водостойкость за счет поглощения углекислого газа – карбонизироваться. Решить проблему медленной карбонизации можно за счет искусственной карбонизацией углекислым газом, образующимся в процессе обжига извести. Это позволит создать замкнутую ресурсосберегающую технологию производства карбонизированных стеновых изделий на основе извести, работающий в автономном режиме без дополнительных энергетических и ресурсных затрат.

Методологическая база исследования систем на основе извести карбонизационного типа твердения включала теоретические и экспериментальные методы исследований. Исследования кинетики карбонизации, структурообразования и свойств известково-известняковых композиций карбонизационного твердения проводились по стандартным (ДТА, РФА, электронная микроскопия, физико-химические и физико-механические испытания) и специально разработанным методикам изучения. Оптимизацию свойств и технологических условий получения карбонизированных материалов проводили с помощью статистических методов математического планирования эксперимента.

1. Аналитическими методами исследования подтверждена возможность получения строительных  материалов и изделий на основе известково-известняковых композиций карбонизационного типа твердения.

2. Доказано, что известняки различного генезиса по-разному влияют на процессы карбонизации известкового вяжущего и участвуют в формировании структуры и свойств карбонизированных материалов. Известняки с кристаллической структурой (мраморовидные), образуя активные центры кристаллизации новообразованных СаСО₃, за счет схожести своей и новообразованной карбонатных структур, ускоряют процессы и повышают степень карбонизации извести, а растворение поверхности зерен известняка под воздействием углекислоты повышает их шероховатость и сцепление с новообразованной карбонатной матрицей.

3. Экспериментально-статистическим анализом влияния составов, условий подготовки сырья и режимов карбонизационного твердения известково-известняковых композиций установлено, что физико-механические свойства зависят от всех групп факторов (содержания вяжущего и удельной поверхности известнякового наполнителя, технологических факторов получения композиций и способов карбонизации). Определено, что оптимальными параметрами получения карбонизированных материалов на основе известково-известняковых композиций являются: содержание известкового вяжущего – не более 20 % мас.; дисперсность наполнителя – 1500 – 3500 см²/г; водосодержание сырьевой смеси – 5 – 15 % мас.; скоростной режим перемешивания; усилия давления прессования – до 30 МПа и комбинированный способ карбонизации, который заключается в предварительном создании разряжения, последующей подачей газо-воздушной смеси и дальнейшей карбонизации в статическом режиме.

1. Любомирский Н.В. Научные и практические аспекты создания ресурсосберегающей технологии получения каменных материалов на основе воздушной извести карбонизационного твердения.
2. Шинкевич Е.С. Анализ эколого-экономических и технологических аспектов ресурсосбережения в производстве модифицированных силикатных композитов
3. Петропавловский О.М. Облицювання та теплозахист промислових і громадських будівель за допомогою геоцементних мінеральних композицій
4. Шинкевич Е.С. Энергосберегающие технологии получения теплоэффективных стеновых и облицовочных материалов
5. Бахтин А.С. Формирование структуры искусственного каменного материала на основе извести карбонизационного твердения / Бахтин А.С. // Строительство и техногенная безопасность

The research aims to study the features of the carbonization process systems based on lime and lime-limestone compositions. Scientific novelty consists in establishing patterns and features forced carbonization lime-based systems, curing parameters carbonization lime materials in various environments with high CO2 content, depending on various factors. The technological scheme for wall building materials based on lime carbonization hardening with the possible introduction in the enterprise.