Геополимерное вяжущее на золах-уноса ТЭС и мелкозернистый бетон на его основе

• Автор: Кожухова, Наталья Ивановна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 206 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Алюмосиликатные безклинкерные вяжущие и области их применения
1.2. Сырьевые материалы для производства геополимерных вяжущих
1.3. Особенности получения золошлаковых отходов и проблемы их утилизации
1.4. Особенности механизма твердения геополимерных вяжущих (111В)
1.5. Технология получения геополимерных вяжущих и материалы, получаемые на их основе
1.6. Выводы
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1. Методы исследований
2.2. Характеристика сырьевых материалов
2.3. Выводы
3. ФАЗООБРАЗОВАНИЕ В СИСТЕМЕ «8Юг-А120з-Ка20» В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТРУКТУРНО-МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА КОМОПНЕНГОВ
3.1. Эволюция терминологических и технологических аспектов получения геополимерных вяжущих
3.2. Особенности фазо- и структурообразования в системе «8Ю2-А120з-Ка20»
3.3. Фазовый состав и структурно-морфологические особенности зол уноса
3.4 Структура зол-уноса и их реакционная активность в поли-
меризационных процессах
3.5. Выводы

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВОВ И СВОЙСТВА ГИБ НА ОСНОВЕ ЗОЛ УНОСА
4.1. Подбор оптимальных соотношений в системе «алюмоси-
ликатный компонент-щелочной активатор»
4.2 Реологические особенности геополимерной смеси в зависимости от состава
4.3 Обоснование класса опасности геополимеров на основе

зол-уноса по фитотоксичности
4.4. Методы испытаний геополимерного вяжущего
4.5. Выводы
5. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО БЕТОНА НА ОСНОВЕ ГПВ
5.1 Рациональные области применения геополимерных вяжущих.
5.2 Свойства МЗБ в зависимости от состава
5.3 Коррозионная стойкость МЗБ на основе геополимерных вяжущих в зависимости от состава
5.4 Особенности микроструктуры ГПВ и МЗБ на его основе
5.5 Технология и технико-экономическое обоснование производства ГПВ и МЗБ на его основе
5.5.1 Разработка технологической линии производства ГПВ
и МЗБ на его основе
5.5.2 ТЭО эффективности производства ГПВ и МЗБ на его основе ]
5.6 Апробация результатов исследования
5.7 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Мировой рост производства портландцемента, доминирующего на рынке неорганических вяжущих, неизбежно сопровождается увеличением техногенного прессинга на экосферу планеты и нерациональным расходованием невозобновляемых запасов ископаемых энергоносителей. Обеспокоенность мирового сообщества увеличением техногенных выбросов была выражена в Киотском протоколе, лимитирующем их количество для высокоиндустриальных государств. В связи с этим создание вяжущих атермального синтеза и широкое внедрение в практику композиционных материалов на их основе являются важнейшими задачами строительной индустрии XXI в.
Одним из реальных путей решения этих задач является применение геополимеров - щелочеактивированных алюмосиликатных вяжущих на основе возобновляемого техногенного сырья, в частности, низкокальциевых зол-уноса (ЗУ) тепловых электростанций (ТЭС).
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ, государственное задание 3.4601.2011, программа стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова; РФФИ, договор 12-08-97603; грант Президента РФ для поддержки молодых российских ученых МК 6170.2013.8.
Цель и задачи работы. Разработка геополимерного вяжущего (ГПВ) и мелкозернистого бетона на его основе с учетом фазовых и структурных особенностей низкокальциевых зол-уноса ТЭС.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- исследование влияния вариативности свойств зол-уноса на эксплуатационные характеристики ГПВ;
- разработка составов и оптимизация технологического процесса получения ГПВ;
- разработка состава и технологии мелкозернистого бетона на основе ГПВ для получения камней стеновых;
- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований. Промышленная апробация.

лошлаковых отходов становится уже не столько вопросом экономии материальных ресурсов, сколько проблемой безопасности населения страны [142-145].
Необходимость экономить природные ресурсы и защищать окружающую среду, сокращая площади, занятые отвалами, сформировала новую тенденцию в отраслях промышленности, связанных с потреблением в больших объемах природного сырья и образованием многотоннажных отходов. На сегодняшний день существует следующая концепция использования отходов промышленности: промышленный отход —> обогащенный промышленный отход —► полезный продукт. Такой подход в полной мере относится к использованию золошлаковых отходов в производстве вяжущих и строительных материалов на их основе.
По проведенному анализу литературных источников, можно говорить о том, что сегодня в мире, в том числе, и в России [101, 146-149] достаточно активно ведутся работы по изучению и внедрению материалов строительного назначения с использованием отходов ТЭС
Данный подход нацелен на решение одновременно двух проблем мирового масштаба:
- утилизация вторичного сырья, являющегося основным источником загрязнения нашей планеты;
- замена традиционного вяжущего - портландцемента на более экологически чистые, более дешевые и более высококачественные аналоги.
Научные исследования и практика показали, что золы и шлаки от сжигания твердых видов топлива представляют собой материалы, пригодные для применения во многих отраслях народного хозяйства. Однако, не все виды зол и шлаков находят сове применение.
В зависимости от степени гидравлической активности, золошлаковые материалы (ЗШМ) можно разделить на следующие группы - активные, скрытоактивные и инертные, которые, по сути, отличаются по содержанию оксида кальция в системе.
К активным относят золошлаковые отходы (ЗШО) с высоким содержанием кристаллического СаО, которые способны самостоятельно проявлять вяжущие свойства.
Скрытоактивные ЗШО способны проявлять пуццолановые свойства и используются в качестве активных добавок к цементному вяжущему.
К инертным относятся ЗШО с высоким содержанием оксидов кремния и алюминия и низким количеством оксидов кальция и магния. Свободного