Мелкозернистые дорожные бетоны с наполнителями из техногенного сырья КМА

• Автор: Гричаников, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 212 с. : ил.

1. Состояние вопроса

1.1. Роль наполнителей и заполнителей в структурообразовании бетона

1.2. Влияние состава и свойств наполнителей и заполнителей на характеристики бетона
1.3. Активные центры на поверхности минеральных материалов и их влияние на взаимодействие в контактной зоне

1.3.1. Активные центры на поверхности наполнителей и заполнителей

1.3.2. Влияние активных центров на взаимодействие в контактной зоне

1.4. Использование техногенного сырья при производстве бетона

2. Характеристика исследуемых материалов и методы исследований

2.1. Характеристика материалов, принятых для исследований

2.2. Методы исследований

2.2.1. Методы исследований свойств сырьевых материалов

2.2.2. Методы исследования поверхностных свойств минеральных материалов и их влияния на процессы структурообразования бетона
2.2.3. Методы исследований свойств цементобетона
3. Особенности наполнителей и заполнителей из техногенного сырья
3.1 Активные центры на поверхности заполнителей и наполнителей
3.2. Изменение свойств наполнителей в процессе механоактивации
3.3. Влагопоглощение наполнителей
Выводы по главе 3
4. Процессы взаимодействия в контактной зоне
4.1. Сцепление между заполнителями, наполнителями и цементным камнем
4.2. Пластическая прочность систем «наполнитель - вяжущее»
4.3. Исследование фазового состава новообразований и контактной зоны
Выводы по главе
5. Мелкозернистые бетоны на основе минеральных наполнителей и заполнителей из техногенного сырья
5.1. Влияние наполнителей и заполнителей на свойства бетонов
5.1.1. Водопотребность заполнителей и наполнителей
5.1.2. Физико-механические характеристики бетона
5.1.3. Устойчивость бетонов к погодно-климатическим факторам Выводы по главе
6. Технология производства, производственные испытания и экономическая эффективность применения техногенных наполнителей в производстве бетона
Общие выводы
Список литературы
Приложения

Актуальность проблемы. Одним из путей получения цементных бетонов с заданными свойствами является применение дисперсных минеральных наполнителей, модифицирующих структуру цементного камня и позволяющих придать бетону требуемые свойства. При этом достигается экономия цемента за счёт замещения части вяжущего наполнителями.
Актуальность исследования скальных попутнодобываемых пород и отходов горнорудного производства месторождений Курской магнитной аномалии (КМА) с целью использования их в качестве наполнителя для цементобетона связана с возможностью расширения сырьевой базы минеральных добавок для бетонов и получения на их основе высококачественных бетонов для дорожного строительства.
Возрастающие требования к качеству дорожных одежд ставят задачи ♦ всестороннего и более глубокого исследования свойств цементобетонных
смесей и факторов, определяющих эксплуатационные свойства цементобетона в покрытиях и основаниях автомобильных дорог. Это особенно важно при использовании в цементобетонных смесях нетрадиционных минеральных материалов. К числу таких материалов относятся кварцитопесчаники, породы сланцевой толщи, которые в больших объемах попадают в зону горных работ при добыче полезных ископаемых на месторождениях КМА, а также отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов.
Из опыта строительства автомобильных дорог известно применение в производстве цементобетона указанных сырьевых материалов в качестве заполнителей, однако исследования их взаимодействия в тонкодисперсном состоянии с цементом в процессе гидратации и научного обоснования возможности использования в качестве наполнителей не проводилось.
Работа выполнена в рамках НТП “Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники”, шифр 02.01.138.
Изредка, при обогащении железистых кварцитов, добытых на контактах с интрузивными телами, встречаются контактово-метаморфический кварц. Его отличительными характеристиками является более высокая степень кристалличности. Границы зерен кварца извилистые, заливообразные, встречаются включения рудных минералов.
При дезинтеграции отходов мокрой магнитной сепарации от естественной крупности до 10000 см2/г происходит аморфизация минералов менее твердых чем кварц (таких как магнетит, гематит, карбонатов).
В целом рентгеновские исследования отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов показали, что степень кристалличности кварца ниже кристалличности кварца песков Вольского и Нижне-Ольшанского месторождений, что свидетельствует о более высокой реакционной способности этих генетический типов кварца, по сравнению с кремнеземом песков.
Шлак Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК) Отвальный электросталеплавильный шлак ОЭМК является отходом производства стали прямым восстановлением металлизированных брикетов в электропечах. Шлак охлаждается медленно, поэтому большая его часть кристаллизуется в минералы. Форма зерен шлака ОЭМК более изометричная по сравнению со сланцами и другими породами. Поверхность частиц пористая, видны вкрапления рудных минералов. Химический состав шлаков ОЭМК непостоянен, зависит от марки стали, выпускаемой в данный момент. Химический состав используемого в работе шлака ОЭМК приведен в таблице
2.6. Шлак отбирался из отвалов комбината, пролежавших 3-4 года.