Разработка технологии композитных цементно-бентонитовых систем с добавкой золы от сжигания шпал и применение их при строительстве и эксплуатации объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта

• Автор: Устинова, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗОЛ - УНОСА И

ПРИМЕНЕНИЕ ИХ В ТРАНСПОРТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
1.1 Применение зол - уноса в инъекционных растворах
1.2 Существующие способы и технологии переработки и повторного использования зол от сжигания промышленных и твердых бытовых 23 отходов
1.2.1 Методы обезвреживания золы капсулированием
1.3 Физико-химические свойства бентонитовых глин
Выводы
ГЛАВА 2 ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Исходные материалы
2.1.1 Портландцемент
2.1.2 Натриевое жидкое стекло
2.1.3 Бентонит
2.1.4 Зола от сжигания отработанных деревянных шпал
2.2 Методы исследования
2.2.1 Определение содержания металлов рентгенофлюоресцентным методом
2.2.2 Методы электронно-микроскопических исследований
2.2.2.1 Репликация
2.2.2.2 Растровая электронная микроскопия
2.2.2.3 Микродифракция
2.2.3 Приготовление бентонито - цементной смеси
2.2.4 Определение напряжения сдвига бентонито - цементных систем на пластометре Ребиндера
2.2.5 Определение пластической прочности бентонито - цементной
системы на приборе Ребиндера - Гороздовского
2.2.6 Определение относительной вязкости бентонитовых суспензий
2.2.7 Определение на сжатие бентонито - цементных систем
2.2.8 Определение коэффициента фильтрации затвердевших систем
2.2.9 Определение поверхностного водопоглощения композитных систем
2.2.10 Определение основности золы
2.2.11 Определение пористости композитных систем
2.2.12 Определение токсичности, фитотоксичности и

агроэкологической оценке композитных растворов
2.2.13 Статистическая обработка результатов
Выводы
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА СОСТАВА КОМПОЗИТНЫХ РАСТВОРОВ С ЗАМЕНОЙ ЦЕМЕНТА ЗОЛОЙ ОТ СЖИГАНИЯ ШПАЛ
3.1 Исследование структурообразования композитных растворов содержащих золу в процессе отверждения
3.2 Исследование структурообразования композитных растворов при длительном хранении
3.3 Исследование добавок золы на структуру композитной системы
Выводы
ГЛАВА 4 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ КОМПОЗИТНОГО РАСТВОРА СОДЕРЖАЩЕГО ЗОЛУ
4.1 Исследование токсичности водных вытяжек композитных растворов методом биотестирования
4.2 Исследование фитотоксичности и агроэкологической оценки композитных растворов
Выводы
ГЛАВА 5 ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗОЛЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОМПОЗИТНЫХ
РАСТВОРОВ

5.1 Рекомендации по составам композитных цементно - бентонитовых систем содержащих золу от сжигания шпал
5.2 Экономическая оценка применения композитных растворов с частичной заменой цемента золой Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЯ
ПРИЛОЖЕНИЯ
сравнивалась фрактальная размерность трех глинистых минералов — каолинита, иллита и монтмориллонита, а также диоксида кремния полученного при сжигании тетрахлорида углерода и имеющего гладкую поверхность (фрактальная размерность близка к 2). Оказалось, что наибольшей фрактальной размерностью, т.е. наибольшей разветвленностью поверхности, обладает способный к набуханию монтмориллонит (В8=2,81).
Единичные слои монтмориллонита собраны в пакет и образуют кристаллическую решетку. Расстояние между некоторой плоскостью в одном слое и аналогичной плоскостью в другом слое называется межплоскостным, базовым или с-расстоянием. Это расстояние для монтмориллонита соответствует в среднем 15 нм.
Ввиду различной длины ребер октаэдров и тетраэдров, вызванных изоморфным замещением элементов с разными размерами атомных радиусов, в слоях силиката возникает внутренние напряжение, что ограничивает размеры слоев в плоскости аЬ. В направлении с структурные слои располагаются параллельно друг другу, формируя кристаллиты (тактоиды). В промежутках между пакетами могут находиться молекулы воды и катионы металлов.
Монтмориллонит, как основной породообразующий минерал бентонитов, относится к сорбентам первой группы. В процессе адсорбции полярных веществ параметр с кристаллической ячейки этого минерала в зависимости от рода обменных катионов, электронной структуры молекул адсорбата увеличивается на 3-10 А и в межпакетное пространство монтмориллонита внедряется один или несколько молекулярных слоев адсорбируемого вещества. Кроме первичной микропористости, обусловленной кристаллическим строением, сорбент имеет вторичные, в основном переходные поры, образованные зазорами между контактирующими частицами. Их радиус по данным рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами и конденсации паров составляет 40-70 А [115]. Как показывают изменения адсорбции инертных газов и