Интенсификация процессов гидратации и твердения цемента при механохимической и химической активации

• Автор: Сударев, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ АКТИВИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМАХ

1.1. Анализ методов активации цементных систем

1.2. Активация цементных систем с помощью различных мелющих агрегатов

1.3. Активирование процессов в цементных системах с помощью химических добавок

1.3.1. Неорганические активаторы

1.3.2. Органические активаторы

1.4. Физико-химические процессы, протекающие при гидратации и твердении цементных систем

1.4.1. Структура воды и ее роль в определение свойств цементных систем

1.4.2. Формы связи воды в цементном тесте
1.4.3. Основные теории твердения вяжущих материалов
1.4.4. Гидратация минералов портландцементного клинкера
1.5. Технологические факторы, влияющие на свойства бетонов
1.5.1. Факторы, влияющие на характеристики бетонных изделий
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ. МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика сырьевых материалов
2.1.1. Портландцемент
2.1.2. Мелкий заполнитель
2.1.3. Крупный заполнитель
2.1.4. Синтетический пенообразователь
2.1.5. Технологические добавки
2.2. Методы и методики исследования
2.2.1. Методики испытания портландцемента

2.2.2. Методики испытаний бетонных смесей и бетонов
2.2.3. Рентгенофазовый анализ
2.2.4. Электронная микроскопия
2.2.5. Комплексный термический анализ
2.2.6. Микрокалориметрический анализ
2.2.7. Лазерный гранулометрический анализ
3. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ГИДРАТАЦИИ И ТВЕРДЕНИЯ ЦЕМЕНТА В ЦЕНТРОБЕЖНОМ СМЕСИТЕЛЕ-ДЕЗИНТЕГРАТОРЕ РОТОРНОГО ТИПА
3.1. Исследование процесса механохимической активации цемента в центробежном смесителе роторного типа
3.1.1. Устройство и принцип работы центробежного смесителя роторного типа
3.1.2. Основы расчета скоростей и энергии в центробежном смесителе роторного типа
3.1.3. Исследование процесса активации цементно-песчаной смеси в центробежном смесителе роторного типа
3.1.4. Активация цементно-песчаных смесей в центробежном смесителе
роторного типа и получение бетонов на их основе
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
4. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ГИДРАТАЦИИ ПРИ ТВЕРДЕНИИ ЦЕМЕНТА С ПОМОЩЬЮ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК
4.1. Исследование влияния добавок на процессы гидратации и твердения цемента
4.1.1. Характеристика добавок
4.1.2. Подбор концентраций добавок
4.1.3. Построение фазовой диаграммы процесса твердения цемента
4.1.4. Степень гидратации цементного камня
4.1.5. Расчет структурно-энергетического параметра для системы «цемент-вода»
4.2. Исследование фазового состава и микроструктуры цементного камня с химическими добавками
4.3. Микрокалориметрические исследования процессов гидратации цемента
4.4. Исследование влияния химических добавок на кинетику набора прочности цементно-песчаных смесей
4.4.1. Влияние химических добавок на прочность неактивированных цементнопесчаных смесей
4.4.2. Влияние химических добавок на прочность предварительно
активированных цементно-песчаных смесей
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
5. ТЕХНОЛОГИИ И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ АКТИВИРОВАННЫХ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНЫХ СМЕСЕЙ
5.1. Проектирование составов тяжелых бетонов
5.1.1. Исследование физико-механических свойств тяжелых бетонов
5.1.2. Технологическая схема получения тяжелых бетонов на активированных цементно-песчаных смесях
5.2. Проектирование составов ячеистых бетонов
5.2.1. Влияние химических добавок на реологические характеристики синтетических пенообразователей в производстве пенобетона
5.2.2. Фазовая диаграмма процесса поризации пенобетонных смесей
5.2.3. Исследование физико-механических свойств неавтоклавных пенобетонов
5.2.4. Технологическая схема получения пенобетонов на основе
активированных цементно-песчаных смесей
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

В. Михаэлис (1893 г.) считал, что вначале при взаимодействии воды с цементом образуется рыхлая масса геля, обеспечивающая склеивание частиц. Твердение геля происходит постепенно засчет удаления из него воды. При этом авторы этих работ не отрицали возможности кристаллизации продуктов, но полагали, что эти процессы «не могут иметь значения для всей проблемы в целом».
Ле-Шателье (1882 г.) исходил из того, что в основе гидратационного твердения лежит процесс превращения исходных безводных или маловодных соединений в гидратные новообразования, обладающие меньшей растворимостью, чем исходные вещества. Благодаря этому, при затворении порошка возникает пересыщенный раствор, из которого гидраты выделяются в виде кристаллов. По Ле-Шателье, чем в большей степени закристаллизованы продукты твердения, тем выше прочность образующейся структуры.
A.A. Байков рассматривает процесс твердения неорганических вяжущих с учетом образования как кристаллической, так и коллоидной фаз /63/. Общая теория гидратации, развитая A.A. Байковым (1923 г.), сочетает в себе классическую теорию Ле-Шателье и современное учение о коллоидном состоянии. При этом автор этой теории считает обязательной стадию коллоидного состояния. В связи с этим им выделяются три этапа твердения: 1) подготовительный, или период растворения; 2) стадия коллоидации и 3) образование кристаллического сростка.
Современные гипотезы о процессах гидратационного твердения вяжущих веществ базируются на теоретических представлениях физико-химической механики, создателем которой является П.А. Ребиндер /59, 64/. В первых работах П.А Ребиндер придерживался схемы A.A. Байкова, считая доминирующим физико-химическим процессом, определяющим ход струк-турообразования в суспензиях и пастах, самопроизвольное диспергирование частиц исходного вяжущего под влиянием адсорбционного и химического воздействия среды. Позднее им было установлено, что роль самопроизвольного диспергирования и коагуляционного структурообразования была несколько преувеличена