Нечётная учебная неделя

spbgti_logo.png

Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет) \\ Официальный сайт
Ведущий российский вуз в области химии, химической технологии, биотехнологии, нанотехнологии, механики, информационных технологий, управления и экономики. Современный учебный центр высшего образования. Основан в 1828 году.
RUАбитуриенту240100 "Вяжущие материалы для современной строительной промышленности программа"

240100 "Вяжущие материалы для современной строительной промышленности программа"

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный технологический институт

(технический университет)»

(СПбГТИ (ТУ))

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

___________ Т.Б. Чистякова

___________ 2012

 

Программа магистерской подготовки

 

ВЯЖУЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

ДЛЯ СОВРЕМЕННОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Направление подготовки

240100 – Химическая технология

 

Квалификация (степень) выпускника

Магистр техники и технологии

 

Форма обучения

очная

 

Факультет химии веществ и материалов

Кафедра химической технологии строительных и специальных вяжущих веществ

Руководитель магистерской подготовки:

д-р техн. наук, профессор А.С. Брыков

 

 

Санкт-Петербург

2012


Цель

 

Магистерская программа посвящена:

- изучению теории и технологии синтеза минеральных вяжущих веществ строительного и специального назначения;

- изучению методов направленного регулирования свойств материалов с применением модифицирующих добавок различного назначения (ускорителей схватывания, пластификаторов, водоудерживающих добавок и т.д.) на свойства материалов на их основе;

- изучению современных методов регулирования структуры материалов на основе минеральных вяжущих веществ с применением нанодисперсных наполнителей;

- ознакомлению с основными направлениями использования отходов производств в качестве добавок в портландцемент, а также для новых видов вяжущих (геополимеров);

- ознакомлению с современными методами физико-химического исследования для оценки состава и структуры материалов;

- изучению систем проектирования предприятий по синтезу вяжущих веществ с применением современных проектных решений и методов управления технологическими процессами в системе АСУ.

 

Условия обучения

 

Магистерская подготовка осуществляется на кафедре «Химической технологии строительных и специальных вяжущих веществ» факультета «Химии веществ и материалов» с 1998 г. Кафедра вяжущих веществ была основана профессором В.А. Киндом в 1920 году при химическом факультета Ленинградского Политехнического института. В 1930 году кафедра была переведена в Ленинградский технологический институт как первая в стране кафедра для подготовки инженеров-технологов в области вяжущих материалов. В создание современной теории и практики технологии вяжущих веществ, в том числе в разработку новых видов бетонов, сухих строительных смесей, внесли профессора Сычев М.М., Корнеев В.И., Брыков А.С. и другие преподаватели, научные сотрудники кафедры. Основными направлениями развития теории и технологии получения вяжущих веществ и материалов на их основе, развиваемых на кафедре, является исследование структуры материалов на основе минеральных и вяжущих веществ и ее регулирование с применением современных модифицирующих добавок, разработка сухих строительных смесей и бетонов нового поколения, разработка промышленных технологий для создания вяжущих нового поколения.

Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки магистра по направлению 240100 – «Химическая технология» при очной форме обучения на бюджетной основе – 6 лет. Основная образовательная программа подготовки магистра состоит из программы подготовки бакалавра по соответствующему направлению (4 года) и специализированной подготовки магистра (2 года).

 

Требования к поступающим

 

Общие требования к уровню подготовки магистра определяются содержанием аналогичного раздела требований к уровню подготовки бакалавра и требованиями, обусловленными специализированной подготовкой. Требования к уровню подготовки бакалавра изложены в п.7 федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования бакалавра по направлению «240100 – Химическая технология».

Лица, желающие освоить программу специализированной подготовки магистра, должны иметь высшее профессиональное образование определенной ступени, подтвержденное документом государственного образца.

Лица, имеющие диплом бакалавра по направлению «240100 – Химическая технология», зачисляются на специализированную магистерскую подготовку на конкурсной основе. Условия конкурсного отбора определяются вузом на основе государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования бакалавра по данному направлению.

Лица, желающие освоить программу специализированной подготовки магистра по данному направлению и имеющие высшее профессиональное образование, профиль которого не входит в состав направления «Химическая технология», допускаются к конкурсу по результатам сдачи экзаменов по дисциплинам, необходимым для освоения программы подготовки магистра и предусмотренным государственным образовательным стандартом подготовки бакалавра по данному направлению (в зависимости от профиля предшествующей подготовки назначаются экзамены по курсу «Химическая технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов» и/или «Теоретические основы технологии вяжущих веществ»).

 

НИР и ОКР кафедры «Химической технологии строительных и специальных вяжущих веществ»

 

На кафедре «Химической технологии строительных и специальных вяжущих веществ» проводятся научно-исследовательские работы, связанные с областью магистерской подготовки по следующим основным направлениям:

- исследование процессов структурообразования материалов на основе  минеральных вяжущих веществ;

- применение техногенных отходов в технологии вяжущих материалов;

 - регулирование свойств минеральных вяжущих композиций с применением химических модификаторов.

В настоящее время на кафедре проводятся следующие НИР (научные руководители: д-р техн. наук, профессор В.И. Корнеев, д-р техн. наук, профессор А.С. Брыков):

исследование полимерной структуры и вяжущих свойств силикатных и кремнеземсодержащих связующих;

исследование влияния нанодисперсных и химических добавок на формирование полимерной структуры портландцементного камня;

исследование процессов коррозии портландцементных композиций и нгибирование коррозии ультрадисперсными добавками;

исследование механизмов ускорения гидратации портландцемента в присутствии современных бесщелочных ускорителей;

исследование процессов твердения бесклинкерных вяжущих веществ (геополимеров), разработка геополимерных материалов с использованием отходов производств;

разработка безусадочных композиций на основе минеральных вяжущих;

изучение свойств быстротвердеющих композиций на основе портландского и глиноземистого цементов;

применение химических добавок для разработки сухих строительных смесей широкого назначения;

разработка специальных видов бетонов на основе минеральных вяжущих веществ (саморазрушающиеся, самоуплотняющиеся, кислотоупорные, жаростойкие бетоны).

 

Профессорско-преподавательский состав

 

Брыков Алексей Сергеевич, д.т.н., профессор, – руководитель программы магистерской подготовки.

 

Корнеев В.И., проф., д.т.н.

Нуждина Н.И., ст. препод.

Медведева И.Н., доц., к.т.н.

Воронков М.Е., ассистент

 

 

 

 

Учебный план

Изучаемые дисциплины и их объем

Наименование курсов

Общая трудоемкость освоения

Зачетные единицы трудоемкости (ЗЕТ)

Академические часы (АЧ)

1 семестр

Компьютерные технологии в области автоматизации и управления

7

254

Введение в нанотехнологии

3,5

126

Поиск научной и коммерческой информации в компьютерных сетях и базах данных

1,5

56

Химия гидратации и процессов формирования цементного камня (кафедра)

9,5

357

Технология цементов (кафедра)

4

170

Технология специальных вяжущих материалов (кафедра)

4

170

Научно-исследовательская работа

3,5

135

Научно-производственная практика

4 недели

 

2 семестр

Современные проблемы химической технологии (кафедра)

5,5

198

История и методология химической технологии и биотехнологии

2,5

100

Химия кремнезема и водных растворов щелочных силикатов (кафедра)

4,5

165

Методы исследования фазового состава и свойств цементного камня (кафедра)

4,5

165

Технология цементов (кафедра)

4

130

Технология специальных вяжущих материалов (кафедра)

4

104

Научно-исследовательская работа

2,0

67

Научно-производственная практика

4 недели

 

Педагогическая практика

6 недель

 

3 семестр

Современные проблемы химической технологии (кафедра)

7

256

Химическая диагностика веществ и материалов (кафедра)

4

144

Деловой иностранный язык

5,5

198

Философские вопросы естествознания

5,5

198

Методы математической физики

5,5

198

Научно-исследовательская работа

2,5

104

4 семестр

 

 

Подготовка магистерской диссертации

30

1080

Всего

120

4320

 

Содержание обучения

 

Химия гидратации и процессы формирования цементного камня

 

Фазовый состав портландцементного клинкера. Гидратационная и гидравлическая активность клинкерных фаз. Химические превращения при взаимодействии цемента с водой.Структура и морфология C-S-H-геля.Термохимия процесса гидратации. Кинетика гидратации. Развитие микроструктуры продуктов гидратации. Физические модели структуры C-S-H геля.

Химизм взаимодействия воды и основных фаз портландцементного клинкера. Система СаО–SiO2–H2O при нормальных и повышенных температурах. Гидросиликаты кальция. C-S-H-гель.

Система СаО–Al2O3–H2O и СаО–Fe2O3–H2O. Влияние повышенных температур на фазовый состав гидратов. Гидратация стеклофазы портландцементного клинкера. Гидрогранаты.

Структура гидратационных соединений. Гидраты оксидов кальция и магния. Структура и кристаллохимия гидросиликатов и гидроалюмосиликатов кальция. Гидрокарбоалюмосиликаты кальция.

История развития представлений о гидратационном твердении. Массоперенос и его роль при твердении. Гетерогенные реакции на межфазной поверхности. Механизм растворения. Растворный и топохимический механизмы твердения. Роль адсорбции в реакциях на поверхности.

Зародышеобразование и формирование фаз при твердении. Термодинамика и кинетика зародышеобразования. Гомогенное и гетерогенное зародышеобразование. Кинетика процессов, включающих стадию образования зародышей.

Влияние В/Ц и температуры на скорость гидратации. Особенности гидратации минералов портландцементного клинкера и портландцемента. Тепловыделение при гидратации. Влияние щелочных оксидов на процессы гидратационного твердения.

Природа сил, действующих в дисперсных вяжущих системах. Индукционные процессы. Конденсация – основа роста прочности. Модель межзерновых и кристаллизационных контактов.

Физико-химические методы управления структурой и свойствами цементного камня. Влияние примесных ионов на процессы растворения и кристаллизации, на морфологию новообразований и основы модифицирования с помощью ПАВ. Морфология новообразований.

Структура цементного камня. Свободная, капиллярная, гелевая и гидратная вода в цементном камне. Неиспаряющаяся вода. Изменение соотношения видов воды в процессе гидратации.

 Удельная поверхность твердеющего цемента. Пористость цементного камня.

Деформация цементного камня. Понятие деформации. Виды деформации. Деформации усадки и набухания. Деформация, связанная с взаимодействием камня с окружающей средой. Усадка цементного камня.

Контракция. Связывание воды. Расчет изменения суммарного объема цементного теста в процессе гидратации.

 

Технология цементов

 

Исторические аспекты создания и развития знаний о вяжущих материалах и технологии их производства. История известковых, гипсовых и магнезиальных вяжущих веществ, строительных и композиционных материалов на их основе. История создания и развития гидравлических вяжущих веществ. Характеристика современной технологии и промышленности вяжущих материалов. Размещение цементной промышленности России.

Химический и минералогический состав портландцементного клинкера. Область составов портландцементных клинкеров. Кристаллохимия, состав и свойства минералов портландцементного клинкера. Трехкальциевый силикат. Кристаллическая структура. Полиморфизм. Нестехиометрия. Алитовая фаза клинкера. Влияние примесных и второстепенных оксидов на стабилизацию полиморфных модификаций, состав и свойства алитовой составляющей клинкера. Двухкальциевый силикат. Полиморфизм. Способы стабилизации. Кристаллическая структура двухкальциевого силиката. Нестехиометрия. Белитовая фаза клинкера. Влияние примесных и второстепенных оксидов на свойства белитовой фазы клинкера. Алюминатная и алюмоферритная фазы клинкера. Стекловидная фаза цементного клинкера. Свободный оксид кальция. Периклаз в портландцементном клинкере. Соединения, образуемые в цементном клинкере щелочными оксидами, SO3 и другими второстепенными составляющими (Р2О5, TiO2, Mn2O3 и т.д.), второстепенные фазы клинкера.

Свойства и кристаллохимия минеральных составляющих сырья. Карбонатное сырье. Свойства известняков. Кристаллохимия и свойства карбонатных минералов. Глины. Компонентный и минералогический состав глин. Кристаллохимия и свойства минералов глин. Применение промышленных отходов в производстве цементного клинкера.

Кинетика и термохимия процессов обжига. Реакции в твердом состоянии. Термохимия образования клинкера. Влияние состава и свойств компонентов на особенности клинкерообразования. Реакционная способность сырьевых компонентов и сырьевых шихт. Кинетика твердофазных взаимодействий. Способы интенсификации реакций на твердофазной стадии.

Процессы на стадии жидкофазного спекания. Фазовые равновесия в системе СаО-SiO2-Al2O-Fe2O3. Строение клинкерного расплава. Влияние атмосферы на обжиг. Свойства жидкой фазы портландцементного клинкера. Условия формирования обмазки. Кинетика реакций на жидкофазном этапе. Лимитирующие факторы. Приемы интенсификации реакций на завершающейся стадии обжига.

Роль примесных и второстепенных оксидов на различных стадиях спекания. Особенности жидкофазного спекания. Влияние примесных и второстепенных оксидов на свойства жидкой фазы. Щелочи при обжиге. Формирование микрокристаллической структуры клинкеров. Фосфор, титан, хром как минерализующие и легирующие компоненты при обжиге. Циркуляция летучих компонентов при обжиге. Минерализаторы, их роль на стадиях твердо- и жидкофазного спекания. Контроль качества клинкера.

Модульные характеристики клинкера. Коэффициент насыщения, силикатный и глиноземистый модули. Расчет состава портландцементных сырьевых смесей.

Особенности сухого и мокрого способа производства. Выбор способа производства, исходя из свойств сырья и экономики производства. Комбинированный способ производства. Энергетический баланс производства цемента при сухом и мокром способе производства.

Корректирование и гомогенизация сырьевого шлама. Значение однородности состава сырьевого шлама для качества цемента. Применение рентгеноспектрального анализа и вычислительной техники при корректировании состава смеси. Механическое и пневматическое перемешивание. Корректирование шлама в потоке и порционное корректирование.

Корректирование состава сухих сырьевых смесей: коррекционные, смесительные силосы и силосы готовой продукции.

Способы корректирования сырьевой смеси «в потоке».

Приготовление сырьевых смесей при комбинированном способе.

Печи при сухом способе производства. Циклонные теплообменники. Декарбонизаторы, различные типы. Обжиг в печах с декарбонизаторами. Реконструкция печей мокрого способа.

Печи для комбинированного способа производства с конвейерными кальцинаторами. Обезвоживание шлама фильтрацией. Технологические схемы обжига при сухом способе производства.

Новые экспериментальные способы получения клинкера: обжиг во взвешенном состоянии, обжиг в кипящем слое, получение клинкера способом плавления (электро-дуговые печи, конвертор). Спекательные решетки.

Удельная поверхность цементов и расход электроэнергии. Значение тонкости помола портландцемента. Сравнительная размалываемость различных клинкеров. Производительность мельниц. Улучшение процесса помола.

Аспирация мельниц. Пылеулавливающие устройства. Измельчение клинкера с добавками. Сушка добавок до допустимой влажности. Применение предизмельчителей клинкера и вертикальных валковых дробилок.

Технологические схемы размола клинкера и получение цемента.

Комплексное использование сырья и полупродуктов. Кооперация производств, создание безотходных технологий. Обеспыливание отходящих газов и противошумовая защита, мероприятия по повышению эффективности пылеочистки.

Физико-механические методы испытания вяжущих веществ. Определение марочной прочности цемента. Испытания вяжущих веществ в малых образцах. Ускоренные методы определения марки цементов. Измерение деформаций при твердении цементного камня.

 

Технология специальных вяжущих материалов

 

Классификация вяжущих веществ по областям применения. Основные группы строительных вяжущих веществ. Гидравлические и воздушные вяжущие вещества. Разновидности портландцемента. Многокомпонентные цементы. Смешанные гидравлические вяжущие.

Высокопрочные и быстротвердеющие цементы. Цементы с регулируемыми сроками схватывания. Белые и цветные цементы. Сульфатостойкие цементы. Тампонажные цементы. Цементы с регулируемыми деформативными свойствами (безусадочные, расширяющиеся, напрягающие).

Глиноземистый цемент. Химический и фазовый состав глиноземистого цемента, его свойства. Сырье для производства глиноземистого цемента и химические основы технологии его производства. Особенности гидратации глиноземистого цемента. Области применения.

Силикатные и кремнеземсодержащие растворы, выпускаемые промышленностью. Растворимое стекло. Жидкие стекла. Технические характеристики жидких стекол. Полимерное состояние силикатных растворов. Высокомодульные водные силикатные системы. Коллоидные растворы кремнезема. Полисиликатные растворы. Применение силикатных и кремнеземсодержащих растворов. Гидратированные силикаты натрия. Силикатные и кремнеземсодержащие растворы в вяжущих композициях.

Вяжущие вещества щелочной гидратации. Общие представления о вяжущих веществах щелочной гидратации. Исторический очерк. Вещества, используемые в вяжущих системах щелочной гидратации. Измельченный гранулированный доменный шлак. Золы-унос. Метакаолин. Химические и фазовые превращения в вяжущих системах щелочной гидратации. Физико-механические свойства вяжущих материалов щелочной гидратации. Перспективы практического применения вяжущих веществ щелочной гидратации.

История развития и перспективы производства бетонов различного назначения на неорганических вяжущих веществах. Виды бетонов и их классификация. Материалы для изготовления бетонов. Основные требования к химическому, минералогическому и гранулометрическому составу заполнителей.

Химические добавки для регулирования свойств бетона (ускорение твердения, улучшение удобоукладываемости, повышения морозостойкости, придание бетону специальных свойств).

Ультрадисперсные кремнеземы в технологии бетонов. Виды ультрадисперсных кремнеземов, выпускаемых промышленностью. Применение микрокремнезема в технологии бетона. Кремнеземы, получаемые гидрохимическим путем, и их применение в качестве компонентов бетона.

Реологические свойства бетонной смеси. Технологические свойства бетонной смеси: удобоукладываемость и связность, водоотделение и водоудерживающая способность, воздухововлекающая способность.

Особые виды бетона.         Виды и технические характеристики ячеистых бетонов. Материалы для изготовления ячеистых бетонов. Образование ячеистой структуры в бетонной смеси. Проектирование состава ячеистого бетона. Силикатный бетон, материалы и факторы, влияющие на свойства силикатного бетона. Подбор состава плотного и ячеистого силикатного бетона. Перспективы развития технологии тяжелого и ячеистого силикатного бетона.

Коррозия бетона и защита бетона. Виды коррозии бетонов. Морозостойкость и способы ее повышения. Стойкость бетона против химически агрессивных сред. Способы повышения стойкости бетонов (выбор цемента, введение воздухововлекающих, пластифицирующих и других добавок, повышение плотности бетона, в том числе за счет снижения В/Ц и уплотняющих добавок, поверхностная защита).

Щелоче-силикатные реакции и коррозия бетона. Признаки щелочной коррозии бетона. Источники щелочных соединений в бетоне. Виды реакционноспособных заполнителей. Механизм щелоче-силикатных реакций. Методы испытания реакционной способности заполнителей. Меры противодействия щелочной коррозии бетона. Применение соединений лития для ингибирования щелоче-силикатных реакций.

Производство сухих строительных смесей - новая отрасль строительного материаловедения. История и причины интенсивного развития отрасли. Преимущества сухих строительных смесей перед традиционными растворными и бетонными смесями.

Классификация сухих строительных смесей по области применения. Общестроительные (конструкционные, отделочные) смеси. Специальные строительные смеси. Нестроительные (общетехнические) смеси для техники и промышленности: буровые, тампонажные, литейные, электродные и др.

Физико-химические и технологические основы разработки сухих строительных смесей. Роль твердения вяжущего вещества. Добавки для регулирования твердения вяжущего. Особенности тонкослойной технологии.

Необходимость модификации технологических и строительно-технических свойств сухих строительных смесей с помощью добавок. Добавки в бетоны для регулирования свойств. Нормативная документация по добавкам в бетоны. Требования к добавкам для сухих строительных смесей.

Водоредуцирующие (водопонижающие) добавки. Пластификаторы, суперпластификаторы. Фазово-химический состав. Механизмы твердения смесей с пластификаторами. Водоудерживающие добавки. Водорастворимые модифицированные эфиры целлюлозы. Характеристика эфиров целлюлозы (химический состав, степень замещения, тонкость помола, модификация, скорость растворения). Маркировка фирменных продуктов. Загущающие добавки. Эфиры крахмала. Модифицированные бентониты (гекторит). Полимерные редиспергируемые порошки. Фазово-химический состав. Разновидности. Характеристика порошков. Свойства редиспергированной дисперсии. Механизм действия. Воздухововлекающие добавки (порообразователи). Химическая природа. Механизм действия. Пеногасители. Химический состав. Механизм действия. Ускорители и замедлители схватывания. Ускорители твердения и упрочнители. Фазовый и химический состав. Механизм действия. Особенности применения. Гидрофобизирующие добавки. Состав. Механизм действия. Противоусадочные и расширяющиеся компоненты сухих строительных смесей. Состав. Механизм действия. Противоморозные добавки. Особенности применения. Механизм действия. Отечественные и зарубежные производители основных видов функциональных добавок.

Базовые составы однокомпонентных и двухкомпонентных гидроизоляционных смесей.

Основные принципы проектирования гидроизоляции на основе сухих смесей (дублирование, одно-функциональность, совместимость).

         Основные технологии производства гидроизоляционных работ (подготовка поверхности, условия нанесения и твердения).

         Основные свойства плиточных клеев (в сухом, пластичном и затвердевшем состоянии): влажность, дисперсность, жизнеспособность, устойчивость к сползанию, время корректирования, водоудерживающая способность, смачивающая способность, открытое время, адгезия (прочность при отрыве), сопротивляемость удару, усадочные деформации - и их обоснование.

Базовые составы однокомпонентных - экономичного, стандартного, эластичного - плиточных клеев. Двухкомпонентные плиточные клеи (составные части, основные свойства). Контроль качества по нормативным документам (методы испытаний, требования) UEATK, DIN 18156, EN 12004.

Основные свойства штукатурных растворов (адгезия, прочность при сжатии, морозостойкость, паропроницаемость, коэффициент водопоглощения, коэффициент теплопроводности).

         Базовые рецептуры основных разновидностей штукатурных смесей. Гипсовые и гипсо-известковые штукатурные смеси. Известковые и известково-цементные штукатурные смеси. Цементно-известковые штукатурные смеси. Цементные штукатурные смеси. Дисперсно-силикатные штукатурки. Бесцементные штукатурные смеси. Штукатурные смеси с водоотталкивающим эффектом. Декоративные штукатурные смеси. Теплоизоляционные штукатурные смеси. Санирующие штукатурные смеси.

Базовая рецептура сухой смеси для самовыравнивающихся полов. Характеристика вяжущих веществ (марка портландцемента и высокоглиноземистых цементов, соотношение ПЦ:ГЦ). Функциональные добавки (неорганические, органические): состав, влияние на свойства самовыравнивающихся составов. Состав и качество наполнителей для сухой смеси. Методы испытания качества самовыравнивающихся полов, показатели качества. Эксплуатация самовыравнивающихся полов.

 

Химия кремнезема и водных растворов щелочных силикатов

 

Химия водных растворов щелочных силикатов как основа неорганических полимерных силикатных связующих. Классификация водных растворов силикатов щелочных металлов. Основные этапы процесса полимеризации щелочных силикатных растворов.

Система диоксид кремния – вода. Термодинамика системы. Взаимосвязь размера и состава частиц. Зависимость энергии от размера и состава частиц.

Модификации диоксида кремния. Безводные кристаллические модификации кремнезёма. Гидратированные кристаллические модификации кремнезёма. Растворимость кристаллического диоксида кремния. Аморфный кремнезём. Растворимый кремнезём – монокремниевая кислота.

Жидкие и растворимые стёкла. Силикаты натрия и калия, получение. Растворимые кристаллические силикаты натрия и калия, свойства растворов. Силикаты лития. Области применения.

Состав, свойства золей. Характеристика частиц (размер частиц, удельная поверхность). Ионный заряд на поверхности частиц. Вязкость.

Области применения водных растворов щелочных силикатов. Лакокрасочные материалы и покрытия. Применение жидких стёкол в литейном производстве. Применение жидкого стекла для производства жаростойких бетонов. Применение растворов щелочных силикатов для огнезащитных светопрозрачных панелей. Применение жидкого стекла для производства кислотостойких материалов. Применение растворов щелочных силикатов для приготовления карбамидоформальдегидного адгезива. Использование полимерных силикатных растворов в качестве ускорителей твердения цементных композиций.

 

Методы исследования фазового состава и свойств цементного камня

 

         Краткие исторические сведения о приложении физико-химических методов исследования к развитию представлений о фазово-минералогическом составе портландцементных клинкеров. Работы Ле Шателье, Курнакова, Тернебома, Браунмиллера, Ранкина и Райта, Гуттмана и Гилле, Ли и Паркера. Клинкерные минералы и фазы портландцементных клинкеров. Алит, белит, трехкальциевый алюминат, четырехкальциевый алюмоферрит. Компонентный (химический), фазово-минералогический состав клинкеров и вещественный состав цементов.

Определение физических свойств сырьевых компонентов, портландцементных клинкеров, цементов и других вяжущих веществ. Плотность материалов и ее значение в характеристике пористости. Плотность истинная, эффективная и кажущаяся. Определение кажущейся плотности. Метод изоляции поверхности. Метод двух жидкостей. Ртутный метод. Пористость твердых тел. Межзерновая пустотность (порозность) сыпучих тел. Характеристика структуры пористых тел: системы сложения (корпускулярные структуры и системы вычитания (губчатые структуры)). Методы изучения пористости.

Определение дисперсности и гранулометрического состава порошкообразных материалов и шламов. Ситовой анализ. Характеристика ситовых сеток. Приборы для рассева дисперсных порошков: электровибрационные и механические грохоты. Очистка сит. Контроль размера ячеек сит. Характеристика гранулометрического состава порошков путем построения интегральных (суммарных) и дифференциальных кривых. Седиментационный анализ гранулометрического состава порошков. Определение удельной поверхности порошков методом воздухопроницаемости (поверхностомер Т-3 конструкции В.В.Таврова и прибор Блейна, США).

Спектрофотометрические методы анализа. Фототитриметры, спектрофотометры, нефелометрия (турбидиметрия). Цветные индикаторы для спектрофотометрии. Комплексонометрия. Определение CaO и MgO методами комплексонометрии. Иодометрия. Определение сульфидной серы в цементах и шихтах. Рациональный химический анализ. Определение CaOсв и MgOсв в клинкерах. Определение вещественного состава цементов химическими методами. Ионообменный анализ. Определение содержания SO3 и гипса в сырьевых шихтах и клинкерах.

Рентгеновские дифрактометры. Одно- и многоканальные дифрактометры. Настольные дифрактометры типа «Дифрей» (с условными детекторами рентгеновских квантов). Количественный рентгенофазовый анализ. Подготовка проб. Внутренний и внешний стандарты. Метод Ритвельда. Высокотемпературные дифрактометры. Применение высокотемпературных дифрактометров при изучении процессов термической диссоциации, реакций синтеза клинкерных минералов и реакционной способности сырьевых цементных шихт. Определение коэффициента линейного термического расширения с помощью высокотемпературной дифрактометрии. Оценка дисперсности материалов методом малоуглового рассеивания (МУР).

Сканирующие спектрометры. Квантометры. Способы детектирования рентгеновских спектров. Применение рентгеновских спектрометров в технологии портландцемента.

Рентгеноспектральный анализ. Сканирующие спектрометры. Квантометры. Способы детектирования рентгеновских спектров. Сцинтиляционные счетчики. Проточные пропорциональные счетчики. Бескристальные спектрометры. Энергодисперсионные детекторы. Применение рентгеновских спектрометров в технологии портландцемента.

Иммерсионный и петрографический методы анализа. Подготовка проб к микроскопическому анализу. Количественный микроскопический анализ. Оценка гранулометрического состава порошкообразных материалов. Автоматические счетчики частиц. Автоматические анализаторы формы частиц. Электронные микроскопы и микроанализаторы. Сканирующие электронные микроскопы.

Использование метода ядерного магнитного резонанса в исследовании процессов формирования структуры цементного камня и композиционных материалов на основе минеральных вяжущих.

 

Современные проблемы химической технологии

 

         Определение неорганического полимерного связующего. Три типа связующих, понятие и определение каждого типа. Место технологии вяжущих веществ в получении неорганических материалов. Преимущества и недостатки технологии вяжущих веществ. Технико-экономическая оценка.

Классификация по областям применения. Классификация по химической природе. Три способа применения неорганических полимерных связующих: для получения композиционных материалов, для соединения (склеивания) деталей и узлов конструкций, для получения неорганических покрытий (пленок). Общая оценка способов.

Основные условия и признаки проявления вяжущих свойств. Типы твердения вяжущих систем. Классификация химических реакций, приводящих к отверждению вяжущей системы. Основные положения механизма отвердевания вяжущих систем. Современные представления об условиях и признаках проявления вяжущих свойств.

Типы неорганических полимерных связок. Характерные особенности и признаки связок. Схема отвердевания связок. Способы получения связок. Растворимые (жидкие) стекла. Понятие и определение. Основные характеристики жидких стекол. Технические условия и ГОСТы на жидкое стекло и силикат-глыбу. Способы производства жидкого стекла. Технологические схемы. Способы отверждения жидкого стекла. Модифицирование жидких стекол. Получение, состав и свойства алюмосиликатной связки. Аналоги алюмосиликатной связки. Золи и их применение в качестве связок (SiO2, TiO2,SnO2). Полисиликаты. Характеристика состава и получение, применение. Силикаты органических оснований. Связки на основе четвертичного аммония. Состав, способы получения, свойства, применение. Кремнеорганические связки. Связки на основе оксисолей алюминия, циркония, магния, хрома. Состав, способы получения, свойства, применение. Фосфатные связки. Определение. Состав, способы получения, свойства, применение.

Группы цементов: фосфатного твердения, гидратационного твердения и цементы - частично обезвоженные кристаллогидраты, другие виды цементов нестроительного назначения. Фосфатные цементы. Определение, виды. Способы регулирования твердения фосфатных цементов. Области применения фосфатных цементов. Цементы гидратационного твердения. Высокоглиноземистые и высокожелезистые цементы. Состав, способы получения, свойства, применение. Цементы на основе частично обезвоженных кристаллогидратов. Состав, получение, свойства, применение. Вяжущие вещества щелочной активации (геополимеры). Состав, химия процессов твердения, свойства, применение.

            Связующие для литейного производства. Технология литейной формы. Свойства формовочных смесей. Вяжущие материалы для изготовления формовочных смесей. Вяжущие вещества для окускования руд и концентратов. Окускование руд и концентратов в черной и цветной металлургии (агломерация, брикетирование, окатывание). Вяжущие, применяемые для укрепления грунтов. Технико-экономические предпосылки применения методов укрепления грунтов в дорожном, аэродромном, гидротехническом и специальном строительстве. Классификация методов укрепления грунтов. Кислотоупорные цементы. Химически стойкие бетоны. Назначение и области применения. Классификация, требования по ГОСТ, характеристика сырьевых материалов, технология изготовления и основные свойства кислотоупорных цементов. Неорганические вяжущие для производства флюсов и электродов. Классификация сварочных материалов. Влияние сварочных материалов на свойства сварных соединений. Типы вяжущих веществ для электродных покрытий. Неорганические связующие для декоративно-защитных  покрытий. Силикатные краски. Составы силикатных красок, технологические и технические свойства силикатных красок. Способ отверждения. Фосфатные краски. Составы красок, способы отверждения, свойства. Покрытия на основе полисиликатов и силикатов четвертичного аммония. Неорганические вяжущие для получения высокотемпературных клеев и покрытий, состав высокотемпературного клея. Проектирование состава клея. Методы оценки клеевого шва или покрытия. Связующие для огнеупорных и теплоизоляционных материалов. Определение и классификация огнеупорных бетонов. Вяжущие для огнеупорных бетонов. Физико-химические основы формирования бетонов на различных связках и цементах. Вяжущие для теплоизоляционных материалов, составы и способы применения.

 

Требования к организации практик

 

Научно-исследовательская практика

Цель практики: подготовить студента к решению задач научно-исследовательского характера на производстве и к выполнению выпускной квалификационной работы.

Место проведения практики: промышленные предприятия, научно-исследовательские организации и учреждения, где возможно изучение материалов, связанных с темой выпускной квалификационной работы.

 

Научно-педагогическая практика

Цель практики: подготовка магистров к преподаванию дисциплин специализации. Место проведения практики: специальные кафедры высшего учебного заведения.

 

Требования к уровню подготовки магистра

 

Магистр по направлению подготовки 240100 Химическая технология должен быть подготовлен к решению следующих профессиональных задач в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры и видами профессиональной деятельности:

производственно-технологическая деятельность:

– внедрение в производство новых технологических процессов и контроль за соблюдением технологической дисциплины;

– разработка норм выработки, технологических нормативов на расход сырья и вспомогательных материалов, топлива и электроэнергии, выбор оборудования и технологической оснастки;

– оценка экономической эффективности технологических процессов, инновационно-технологических рисков при внедрении новых технологий;

– исследование причин брака в производстве и разработка предложений по его предупреждению и устранению;

– разработка мероприятий по комплексному использованию сырья, по замене дефицитных материалов и изыскание способов утилизации отходов

производства, выбор систем обеспечения экологической безопасности производства;

организационно-управленческая деятельность:

– организация работы коллектива исполнителей, принятие управленческих решений в условиях различных мнений, организация повышения квалификации сотрудников подразделений в области профессиональной деятельности;

– поиск оптимальных решений при создании продукции с учетом требований качества, надежности и стоимости, а также сроков исполнения;

– безопасности жизнедеятельности и экологической чистоты;

– оценка производственных и непроизводственных затрат на обеспечение качества продукции, проведение маркетинга и подготовка бизнес-планов выпуска и реализации перспективной и конкурентоспособной продукции;

– адаптация современных систем управления качеством к конкретным условиям производства, осуществление технического контроля и управления качеством продукции;

научно-исследовательская деятельность:

– постановка и формулирование задач научных исследований на основе результатов поиска, обработки и анализа научно-технической информации;

– разработка новых технических и технологических решений на основе результатов научных исследований в соответствии с планом развития предприятия;

– создание теоретических моделей технологических процессов,
позволяющих прогнозировать технологические параметры, характеристики аппаратуры и свойства получаемых веществ, материалов и изделий;

– разработка программ и выполнение научных исследований, обработка и анализ их результатов, формулирование выводов и рекомендаций;

– координация работ по сопровождению реализации результатов работы в производстве;

– анализ, синтез и оптимизация процессов обеспечения качества испытаний, сертификации продукции с применением проблемно ориентированных методов;

– подготовка научно-технических отчетов, аналитических обзоров и справок;

– защита интеллектуальной собственности, публикация научных результатов;

проектная деятельность:

– подготовка заданий на разработку проектных решений;

– проведение патентных исследований с целью обеспечения патентной чистоты новых проектных решений;

– разработка различных вариантов технологического процесса, анализ этих вариантов, прогнозирование последствий, нахождение компромиссных решений в условиях многокритериальности и неопределенности, планирование реализации проекта;

– разработка проектов технических условий, стандартов и технических описаний новых материалов и изделий;

педагогическая деятельность:

– разработка новых лабораторных установок для проведения практикумов;

– разработка учебно-методической документации для проведения занятий;

– проведение лабораторных и практических занятий;

– разработка методов контроля знаний студентов;

– подготовка мультимедийных материалов для учебного процесса.

 

Возможные места практики

 

ОАО «Эм-Си Баухеми», «Центр бетонных технологий», ОАО «Институт «Гипроцемент»», Производственное объединение «КРЕПС», ЗАО «Гипроцемент-Наука», Лаборатория «ЕТС».

 

Лаборатории и оборудование

 

Подготовка магистров по направлению «Химическая технология» осуществляется в помещениях кафедры общей площадью 300 м2.

Лекционные, практические занятия, лабораторные работы проводятся на собственных площадях, в аудиториях и лабораториях кафедры. Лекционные занятия проводятся с использованием мультимедийной техники.

Кафедра «Химической технологии строительных и специальных вяжущих веществ» располагает для подготовки магистров современными компьютерами, все компьютеры соединены в локальную вычислительную сеть с выходом в Интернет через отдельный сервер, подключенный к сети университета.

На кафедре установлено лабораторное оборудование для проведения фмзмко-механических испытаний материалов на основе минеральных вяжущих веществ. Оно состоит из прессового оборудования, предназначенного для испытания прочности материалов при сжатии, изгибе, разрыве; помольного оборудования, предназначенного для грубого и тонкого измельчения и усреднения компонентов вяжущих систем; высокотемпературного оборудования для обжига компонентов вяжущих систем. Кроме этого, кафедра оснащена оборудованием компании “Testing” (Германия), которое включает смесительную установку, климатическую камеру, автоматический пресс для испытания прочности при изгибе и сжатии, установку для измерения удельной поверхности порошков по Блейну, установку для оценки воздухововлечения растворных смесей, установку для оценки гидроизоляционных свойств растворов и бетонов. На кафедре имеется оборудование для проведения микроскопического и дифференциально-термического анализов материалов.

 

Декан факультета

химии веществ и материалов

доц., к.т.н.                                                                      Н.Н. Правдин

 

Научный руководитель

магистерской программы 240100,

проф., д.т.н.                                                                   А.С. Брыков

Карта института

Детальная информация

 

Будьте в курсе событий института

Подписывайтесь на ленты новостей

 

Календарь мероприятий

Отдел технических средств обучения
Актовый зал, 102, 104, 413, 414 аудитории

Управление по развитию и социальной работе
Общеинститутские мероприятия


Заявка на проведение мероприятия

 

 .

Партнеры / Partners