Каустифицированные композиционные минеральношлаковые вяжущие и строительные материалы на их основе

• Автор: Москвин, Роман Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНАТНОШЛАКОВЫХ ВЯЖУЩИХ И ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1.1. Теоретические предпосылки высокой поверхностной реакционной активности карбонатов и формирования прочности карбонатноцементных и карбонатношлаковых вяжущих

1.2. Теоретические предпосылки твердения каустифицированных вяжущих

1.3. Теоретические практические предпосылки замены едких щелочей солями, каустифицируемых известью в процессе приготовления

и твердения минеральношлаковых композиций

1.4. Цели и задачи исследования

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2Л Исходные материалы и их характеристики

2.2. Методы приготовления и формования минеральншлаковых композитов

2.3 Методы исследования технологических и физико-технических

свойств и основных химических свойств

ГЛАВА 3 МИНЕРАЛЬНОШЛАКОВЫЕ КАУСТИФИЦИРОВАННЫЕ
ВЯЖУЩИЕ
3.1. Особенности формирования прочности минеральношлаковых вяжущих, отверждаемых каустифицируемыми в композите активиза-торами
3.2 Определение оптимального содержания извести в каустифи-цированном вяжущем методом математического планирования эксперимента
3.3 Кинетические особенности нарастания прочности карбонатношлаковых композиций активизированных содой, поташом и щелочью и их смесями

3.4 Влияние вида активизаторов на процессы твердения и гидратации шлакощелочных композитов
3.5 Особенности твердения каустифицированных силицито-и гравелито- шлаковых композитов
3.6 Влияние рецептурных и температурных факторов на прочность и водостойкость минеральношлаковых композиций
3.7 Топологическая обоснованность формирования прочности через диффузионно-растворный механизм твердения
3.8 Перспективы создания геошлаковых и геосинтетических вяжущих с использованием каустификационного процесса регенерации щелочи
3.9 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНОШЛАКОВЫХ ВЯЖУЩИХ
4.1 Деформативные показатели материалов на основе минеральношлаковых вяжущих
4.2 Усадочные деформации минеральношлаковых вяжущих и их трещиностойкость
4.3 Морозостойкость материалов на основе минеральношлаковых
ф вяжущих
4.4 Выводы по главе
ГЛАВА 5 ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАУСТИФИЦИРОВАННЫХ МИНЕРАЛЬНОШЛАКОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
5.1. Расчет экономического эффекта
5.2. Технологическая схема производства стеновых каусустифицированных минральношлаковых материалов
5.3 Выводы по главе
Щ ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНАТНОШЛАКОВЫХ ВЯЖУЩИХ И ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ
ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1.1 Теоретические предпосылки высокой поверхностной реакционной активности карбонатов и формирования прочности карбонатноцементных и карбонатношлаковых вяжущих
Начиная с 40-х годов настоящего столетия молотые карбонатные породы начали использоваться в виде дисперсных наполнителей цемента [36,43, 112,113]. В последние годы у исследователей вновь появился интерес к карбонатам и их роли в процессе формирования прочности смешанных карбонатноцементных вяжущих. Все проведенные исследования, посвященные изучению твердения цементов с дисперсными карбонатными наполнителями глубоко не затрагивают вопросов взаимодействия кристаллов кальцита, доломита и примесей с минералами цемента и продуктами его гидратации [113]. Более высокая прочность сильно наполненных карбонатом кальция цементов, по сравнению с молотым кварцевым песком объясняется многими учеными с позиций химизма то есть взаимодействия кальцита с продуктами гидратации цемента хотя СаСОз в щелочных средах является высокостабильным химически-инертным соединением, по сравнению с реакционно способным Si02. Каковы же современные основные химические аспекты формирования прочности карбонатнонаполнен-ных цементов:
1. Образование скоутита 6 CaO 6Si02 СаС03 -2Н20 - [Са7 Si6 01S (С03) 2Н20] [58,89] за счет внедрения карбоната в структуру гидросиликата.
2. Образование основных карбонатов кальция СаС0уСа(0Н)2-тН20 в присутствии извести и образование гидрокальцитов СаС03■ 6Н20 [11,30].
3. Образование гидрокарбоалюминатов кальция ЗСаО-А12ОуСаСОу •11Н20 и ЗСа0-А1203-ЗСаС03-31Н20 за счет взаимодействия кальцита с трехкальциевым алюминатом (гидроалюминатом) [58,45].
В своей предпосылке Одлер, Скальныя, Бруняуер утверждают, что хотя скоутит и обнаруживается в цементах с добавками карбоната, но роль его в

На данных составах были отформованы образцы кубики с ребром 30мм, которые хранились во влажных условиях при 1=20-25°С. в течении 28 суток. Результаты испытаний приведены в таблице 3.6 и на рисунках 3.11-3.12.
Как видно, что поташ и сода являются в малых дозировках более эффективными активизаторами твердения карбонатношлаковых композитов, чем щелочь при тех же дозировках. У прессованных образцов с поташом в 28-ми суточном возрасте прочность составила 49,3 МПа, с содой 51,3 МПа, что превышает прочность образцов со щелочью, соответственно, на 39 и 45 %. Позитивное действие щелочных карбонатных солей на прочность виброуплотненных образцов в 28-ми суточном возрасте значительно выше. У образцов с поташом прочность составила
74,7 МПа, с содой - 63,3 МПа, что превышает прочность образцов со щелочью, соответственно, на 187 и 156%. Можно полагать, что в оптимально оводненных системах диффузионный подвод реагентов и отвод растворимых продуктов реакции в межчастичное пространство облегчается.
Сочетание поташа и щелочи более положительно сказывается на приросте прочности виброуплотненных образцов нежели прессованных. При этом бинарные смеси щелочных солей Иа2С03 и К2С03 и щелочей ИаОН активизируют набор ранней прочности композиций в большей степени у виброуплотненных, чем у прессованных, обеспечивая повышенную нормативную прочность.
Таким образом, сильная активизация твердения карбонатношлаковых вяжущих на Липецком шлаке, обусловлена «содовым парадоксом» 1-го рода, когда растворимость шлакового стекла повышается при замене щелочи ИаОН на карбонатные соли натрия и калия. Активизирующее действие смесей ЫаОН и карбонатных солей («содовый парадокс» П-го рода) менее значительно, но оно превосходит индивидуальное действие щелочи ЫаОН