Повышение эффективности строительных композитов с использованием техногенного сырья регулированием процессов структурообразования

• Автор: Чулкова, Ирина Львовна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 373 с. : ил. + Прил. (195 с.: ил.)

71 12-5/11
Министерство образования и науки РФ ГОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»

На правах рукописи

Чулкова Ирина Львовна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОМПОЗИТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант : Член-кор. РААСН, Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Лесовик Валерий Станиславович

Белгород-2011

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1, СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Структурообразование при твердении цементов
и его влияние на свойства композитов
1.2. Особенности начальных стадий гидрато- и структурообразования при взаимодействии с водой клинкерных минералов и полиминерных цементов
1.3. Твердение бетонов и растворов в зависимости от состава химических добавок
1.4. Промышленные отходы — перспективное сырье для производства
строительных материалов и изделий
Выводы по главе
Глава 2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ
2.1. Роль состава и свойств цементов в формировании структурных параметров цементного камня, определяющих его эксплуатационные характеристики
2.2. Состав и структура клинкеров и их влияние на размалываемость
и свойства цементов
2.3. Дисперсность, гранулометрия и распределение минералов по фракциям цементов как факторы формирования структуры
при твердении
2.4. Влияние состава жидкой фазы в процесах гидрато-
и структурообразования при твердении цементов
Выводы по главе
Глава 3. УПРАВЛЕНИЕ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕМ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ ПУТЕМ ВВЕДЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ ПЛАСТИФИКАТОРОВ
3.1. Влияние добавок электролитов на состав и свойства жидкой фазы моно- и полиминеральных цементов. Воздействие химических
добавок-электролитов на свойства вяжущих и бетонов
3.2. Изменение свойств цементных суспензий, формирование структуры и свойств цементного камня в присутствии
суперпластификаторов
3.3. Технология и эффективность новой сильнопластифицирующей
добавки на основе техногенного сырья
Выводы по главе
Глава 4. СТРОИТЕЛЬНО-РЕСТАВРАЦИОННЫЕ КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ
4.1. Использование вяжущих для строительно-реставрационных
работ
4.2. Эффективность применения суперпластификаторов
в реставрационных составах

4.3. Влияние суперпластификаторов на свойства инъекционных составов на основе извести
4.4. Структура и свойства докомпоновочных составов на основе рядовых клинкерных цементов с суперпластификаторами
4.5. Свойства реставрационных составов на основе белого цемента
с суперпластификаторами
4.6. Применение наполнителей как средства воздействия на структуру и свойства реставрационных материалов на основе различных
видов вяжущих
4.7. Эффективность совместного применения суперпластификаторов и наполнителей в реставрационных составах
различного назначения
Выводы по главе
Глава 5. СОСТАВЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕГКИХ И ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ТЕХНОГЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ
5.1. Формирование структуры легких бетонов
5.2. Прочность легкого бетона с кислой золой ТЭС
5.3. Исследование процессов структурообразования
пеностеклобетона
5.4. Физико-механические свойства пеностеклобетона
5.5. Технологические и технические требования к легкому бетону
на основе пенобетона и пористом заполнителе
Выводы по главе
Глава 6. ПРОИЗВОДСТВО СМЕШАННЫХ ВЯЖУЩИХ И ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ
6.1. Введение основных золошлаков ТЭС в состав вяжущего, изменение свойств вяжущего и структуры затвердевшего
цементного камня
6.2. Участие кислых зол в формировании прочности
цементного камня
6.3. Смешанные вяжущие с использованием зол-уноса и зол отвалов
6.4. Производство тяжелых бетонов с учетом регулирования
структурообразования
Выводы по главе
Глава 7. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
7.1. Построение математической модели процесса проектирования составов бетонных смесей
7.2. Разработка системы автоматизированного проектирования
составов бетонных смесей
Выводы по главе

тельных материалов значительна. Выход золы и шлака на 1 млн кВт мощности тепловой электростанции составляет в год около 500 тыс. т. Ежегодный объем только отходов углеобогащения составляет более 85 млн т, но только около 5 % текущего выхода золошлаков используется в строительстве и сельском хозяйстве [123].
Таблица

Отходы
Основные минералы
Металлургические шлаки:
доменные
ваграносные
феррохромовые
чугунолитейные
феррохромовые
СгЭ, у- СгБ С2А8 - геленит САБ2 - анорит
С282 - ранкитит
Тип химических реакций при гидротермальной обработке
СгБ—>С28Н+8—»СБН (В) С2А8+С—> С2А8Н4 САБ? +С—♦ С2А82Н2
С282 +С+8-> СБН (В)
Хвосты обогощения
пироксеновые
кремнийсодержащие
М28 - оливин Кварц
М2Б+8-> М282 8Ю2+Са(ОН)2—>С28Н, С8ГІ
Н - Н2° ( П° Х'Ф-У' ТеЙЛ°РУ)
'Энергетический комплекс 1

Золы Шлаки
— Шламы гидроудаления Отходы различных щелочей
Вскрышные породы (суг- Горелые отвальные породы
линки, песок, углистые) по
Отходы углеобогащения Сточные воды
Рис, 1.6. Разновидности отходов энергетического комплекса
Таким образом, в крупномасштабной утилизации заинтересованы энергетики, поскольку в этом случае снимаются трудные вопросы технического и экологического порядка [38].
Топливная промышленность ежегодно в отвалах накапливает огромное количество зол и шлаков, вопросам их утилизации и переработки посвящено множество работ [40,50,63,131,258 и другие]. Практически в каждой из них приводится детальный анализ физико-механических и химических свойств указанных отходов.
Отходы углеобогащения имеют большое значение для производства керамических стеновых материалов.
Основная масса аргиллитов представлена глинистыми минералами - гидрослюдами и каолинитом. Содержание глинистых минералов в отходах углеобогащения в среднем составляет 66,2 %. Среди других пород в отходах углеобогащения
присутствуют алевролиты, песчаники и карбонаты.
При использовании пород углеобогащения в производстве аглопорита и стеновой керамики на разных стадиях обжига происходит ряд физико-химических процессов: дегидратация и аморфизация глинистых минералов, удаление летучих, вы-