Свойства и технология эффективных строительных композитов с использованием конвертерных шлаков

• Автор: Шаталов, Геннадий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 166 с. : ил.

111В I I !
II I I ! 1Н

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1 Проблема накопления конвертерных шлаков. Цели и задачи исследования

1.1 Особенности использования техногенного (вторичного) сырья

1.2 Товарная продукция на основе шлаков

1.3. Определение структурообразующей роли конвертерных шлаков в

композитах

Выводы по главе

2 Теоретические и практические основы синтеза структур композитов, используемые материалы и применяемые методы исследования
2.1 Используемые материалы
2.2 Теоретические основы формирования строения композитов на основе конвертерных шлаков
2.3 Методы исследования
Выводы по главе
3 Экспериментальные исследования вяжущих систем на основе конвертерных шлаков
3.1 Предпосылки проявления гидравлической активности конвертерными шлаками
3.2 Повышение активности вяжущих композиций на основе конвертерных шлаков
3.3 Матрицы контактно-конденсационного твердения
Выводы по главе
4 Свойства строительных композитов на основе разработанных многокомпонентных вяжущих веществ и зернистых конвертерных шлаков

4.1 Пенополиуретановые композиции с наполнителем из конвертерных шлаков
4.2 Особенности зернистых конвертерных шлаков и их совмещение с вяжущими системами строительных композитов
4.3 Проектирование составов особо тяжелых бетонов с использованием
конвертерных шлаков
Выводы по главе
5 Разработанные технологии и внедрение результатов исследований
5.1 Получение многослойного композита на основе стальной черепицы и разработанного пенополиуретанового утеплителя
5.2 Реализация результатов работы при реконструкции и строительстве зданий и сооружений промышленного типа
5.3 ППУ-системы крепления рулонных материалов
5.4 Строительные композиты на основе оптимальных составов для
тяжелых бетонов
Выводы по главе
Основные выводы
Список литературы
Приложения
Приложение А. Технический акт внедрения
Приложение Б. Акт внедрения результатов научно-исследовательской
работы
Приложение В. Технический акт внедрения
I 1 II I I I I I I III ■■ I(II !■ II

Введение
Актуальность темы исследований. В настоящее время на таких российских металлургических предприятиях, как ОАО «Новолипецкий МК», ОАО «Северсталь»ОАО, «Магнитогорский МК», ОАО «Нижнетагильский МК», ОАО «Западно - Сибирский МК», ОАО «Челябинский МК» и других, около 60% всей стали выплавляется по эффективной конвертерной технологии. Российское конвертерное производство состоит из восьми цехов с 22 конвертерами. Последнее время наблюдается устойчивая тенденция существенного увеличения выплавки кислородно-конвертерной стали.
Конвертерные шлаки являются отходами сталеплавильных процессов. Они имеют достаточно сложный химический и минеральный состав, так как состоят из оксидов, силикатов, сульфидов, примесей, образующихся при взаимодействии с кислородом сырья - чугуна и металлического лома, шлакообразующих, миксерного и доменного шлака, а также остатков футеровки плавильного оборудования. На одном металлургическом комбинате выход сталеплавильных шлаков может составлять несколько миллионов тонн в год. А в мире количество образующихся в год шлаков, требующих утилизации, вырастает до несколько сотен миллионов тонн. Многотоннажные объемы отходов металлургической промышленности являют собой «величественные «чудеса света». Динамично развивающееся человечество может извлечь несколько граммов драгоценных веществ из тонны руды или другой горной породы, но и сегодня терпит поражение «науки строительного материаловедения» при решении проблемы утилизации техногенных продуктов... [132 - 139].
Проблема эффективного использования конвертерных шлаков до сих пор не решена. Ситуация осложняется тем, что в будущем прослеживается тенденции к увеличению образования таких отходов. Тем более, что для того, чтобы произвести одну тонну стали необходимо вовлечь в технологический процесс около десяти тонн природных ресурсов.

Таким образом, конвертерные шлаки характеризуются:
1. Непостоянностью химического и фазового составов;
2. Нестабильностью структуры зернистых шлаков из-за высокого содержания свободного оксида кальция;
3. Высоким потенциалом в проявлении гидравлической и пуццоланической активности, объясняющийся значительным количеством активных минералов, входящих в их состав (белит, алюмоферрит, гематит и магнетит, аморфный кварц и другие);
4. Наличием металлических примесей, из-за которых зернистые шлаки обладают высокой плотностью.
Результаты тестирования конвертерных шлаков позволяют разработать критерии эффективности такого техногенного сырья для той или иной области применения и реализовывать на практике теоритические подходы.
Таким образом, подтверждаются ранее сформулированные направления использования конвертерных шлаков: в многокомпонентном вяжущем и в бетонах на их основе, в теплоизоляционных композициях на основе пенополиуретанов, а также в тяжелых бетонах.
Целью строительного материаловедения является создание фундаментальных и прикладных основ синтеза структур строительных материалов, обладающих оптимальными заданными свойствами.
Фундаментальные концепции строительного материаловедения включают методологию, объединяющую воедино теоретические положения проектирования составов материалов, закономерности и законы структурообразования композитов. При моделировании процессов структурообразования и разработке технологии получения композитов на основе конвертерных шлаков основными концепциями являются: полиструктурная теория композиционных строительных материалов Соломатова В. И. [214-223] и теория искусственных конгломератов РыбьеваИ. А. [199,200].