Порошковые и порошково-активированные бетоны с использованием горных пород и зол ТЭЦ

• Автор: Белякова, Елена Александровна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 202 с. : ил.

1Ш^ ^ ‘ ■ ■ . ■ -;-,ïÿr

.■: '=.>:■■■; . • --„V.';• ■ - . ' л>

.> .-■■■:, ."■..... ; f..:

їм •ґ-'*’ -" . V-1 ■ ./

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ :..................................І 4

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ і ‘ і В ОБЛАСТИ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОНОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
1.1. Общность в составах минеральных дисперсных компонентов ’ и элементах структуры в бетонах нового

поколения......................................... 15;

1.2. Дисперсные и тонкозернистые минеральные наполнители - * ’

основа получения бетонов нового поколения

1.2.1. Реологически-активные дисперсные наполнители и возможности расширения их сырьевой базы....... 22 ; #
1.2.2. Реакционно-активные пуццоланические добавки
1.2.3. Гидратационно-твердеющие механо-активированные
дисперсные наполнители
;VfV.

1.2.4. Золы-уноса ТЭЦ и возможности использования их в Й
. композиционных цементах......................... 33 ,
1.3. Производственный опыт использования дисперсных
наполнителей в производстве в России и за рубежом... 41 % ’
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИМЕНЯЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ 't
И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Характеристики и основные свойства материалов
2.2. Характеристики применяемых пластифицирующих * : v/'
добавок..."''' , , , 55. Й
2.3. Методики оценки реологических, технологических и физикомеханических свойств порошковых и порошково-
* активированных растворов и бетонов
ГЛАВА 3. РЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАСТИФИЦИРОВАННЫХ СУСПЕНЗИЙ ИЗ ДИСПЕРСНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД И ОТДЕЛЬНЫХ ЗОЛ ТЭЦ И ИХ СМЕСЕЙ С ЦЕМЕНТОМ
3.1. Основные требования к порошковым реологически-активным добавкам для бетонов нового поколения
3.1.1. Оценка пригодности порошковых компонентов из горных пород по значениям их водопоглощения
3.1.2. Оценка пригодности порошковых компонентов по реотехнологическим характеристикам суспензий из горных пород и их смесей с цементом
3.2. Реотехнологические свойства суспензий зол от сжигания
углей Канско-Ачинских месторождений
3.3. Реотехнологические свойства суспензий биокремнезема, стабилизированного добавками от расслоения
Выводы по 3 главе

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БЕТОННЫХ СМЕ- ^ СЕЙ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА “М
ПОРОШКОВО-АКТИВИРОВАННЫХ БЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД . ' .
4.1. Реотехнологические свойства бетонных смесей и физикомеханические свойства порошково-активированных '%■,
бетонов
4.2. Гигрометрические свойства порошково-активированных бетонов на основе различных горных пород
Выводы по 4 главе
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ ЗОЛ ’ Ч ОТ СЖИГАНИЯ КАНСКО-АЧИНСКИХ УГЛЕЙ И . %
БЕТОНОВ НА ИХ ОСНОВЕ
5.1. Исследование равномерности изменения объема и активности , зол №1 и №2 и цементно-зольных вяжущих в суспензиях с гиперпластификаторами
5.1.1. Исследование равномерности изменения объема исходных, тонкомолотых зол и цементно-зольных вяжущих
5.1.2. Изучение тепловыделения и реакционной активности
зол и цементно-зольных вяжущих ,
5.2. Выбор вида регулятора схватывания и его дозировки для Va' . обеспечения сроков схватывания композиционного
вяжущего
5.3. Влияние соотношений между цементом и золой на прочностные свойства затвердевших композиционных цементно-зольных вяжущих и бетонов на их основе
5.4. Изучение пирометрических свойств цементно-зольного камня ■ и порошково-активированных бетонов на композиционном цементно-зольном вяжущем
5.5 Рентгенофазовый анализ исходной золы и затвердевших
зольных и цементно-зольных вяжущих
Выводы по 5 главе
ГЛАВА 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Щ-
ПОРОШКОВО-АКТИВИРОВ АННЫХ БЕТОНОВ
- 6.1. Технологические схемы производства
6.2. Технико-экономическая эффективность внедрения
/ порошково-активированных бетонов
Выводы по 6 главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность темы
В соответствии с классификацией бетонов, .предлагаемой в Пензенском государственном университете архитектуры и строительства, под бетонами нового поколения понимаются не только высокопрочные и сверхвысокопрочные бетоны марок М1000-М1800, но и бетоны общестроительного назначения марок М150-М600 при удельном расходе цемента на единицу прочности, не превышающем 5-6 кг/МПа. Отличительной особенностью таких,’ бетонов

традиционных марок от М150 до М600 является повышенное содержание
^ | v ‘ f
реологической суспензионной составляющей (водно-дисперсно-тонкозернистой’ матрицы), количество которой в различных бетонах, несмотря на малое содержание цемента, колеблется от 40 до 45%. Реакционно-порошковые и порошковые самоуплотняющиеся пластифицированные бетоны по существу являются суспензионными, т.к. содержат лишь водно-дисперсно-тонкозернистую

матрицу (вода, цемент и молотая каменная мука, микрокремнезем и тонкий песок фр. 0,16-0,63 мм). Благодаря этой матрице обеспечивается реологическое (разжиженное) состояние бетонных смесей в присутствии супер- и гиперпластификаторов (СП и ГП). Увеличение доли водно-дисперсной,матрицы , достигается введением тонкодисперсных порошков из горных пород осадочного, вулканического и метаморфического происхождения. Большинство порошков, даже тех, которые в суспензии не подвергаются разжижению суперпластификаторами, становятся реологически активными в ’ смеси с цементом. Некоторые из них являются реакционно-активными, т.е. вступают во взаимодействие с портландитом. У других реакционный процесс растянут при твердении во времени, являясь пролонгированным при образовании гидросиликатов кальция. Наиболее эффективны реакционно-активные дисперсные наполнители типа микрокремнезема, белой сажи и микрокаолина.
Важно в бетонах использовать такие порошкообразные или дисперсные наполнители, которые выполняют две или даже три основные функции: реологическую и реакционно-химическую, связывая портландит в гидросиликаты
•буроугольные, образующиеся при сжигании бурого угля (Б).
По способу удаления различают: золу сухого отбора (зола уноса) и мокрого (зола гидроудаления). Зола уноса получается в результате очистки дымовых газов золоуловителями и представляет собой тонкодисперсный материал с очень мелкими частицами, что позволяет использовать ее без дополнительного помола. Зола мокрого отбора образуется при удалении ее с помощью воды в виде пульпы по золопроводам.
Золы в зависимости от качественных показателей подразделяют на 4 вида:
I - для железобетонных конструкций и изделий из тяжелого и легкого бетонов;
II - для бетонных конструкций и изделий из тяжелого и легкого бетонов, строительных растворов;
III - для изделий и конструкций из ячеистого бетона;
IV - для бетонных и железобетонных изделий и конструкций, работающих в особо тяжелых условиях (гидротехнические сооружения, дороги, аэродромы и др.).
Основные золы получаются от сжигания каменного угля, в котором породы представлены карбонатами: карбонатом кальция и карбонатом магния. Такие золы содержат в своем составе до 40-50% свободной СаО. Они могут применяться при содержании в них не более 5% несгоревшего топлива при производстве газобетона, силикатного бетона. В частности можно привести в качестве примера золы от сжигания природных углефицированных глинисто-мергелистых горючих сланцев - кукерситов, получающихся на Нарвской ГЭС, где работают ряд заводов по производству силикатного кирпича и газосиликатов. Такие золы использовались и на Ступинском заводе ячеистого бетона. В западных странах нашло широкое применение кислых зол с коэффициентом основности 0,4-0,7 с невысоким содержанием активных CaO+MgO и свободной извести. В России на основе таких зол было осуществлено изготовление комплексной минеральной добавки «Эмбэ- , лит», в состав которой входили конденсированный микрокремнезем, каолин термообработанный, гипс, зола-уноса, суперпластификатор С-3 [115].