Структура и фазообразование в гранулированных высококальциевых золах ТЭС и получение вяжущих на их основе

• Автор: Капустин, Федор Леонидович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 333 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ УДАЛЕНИЯ, СКЛАДИРОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ ТЭС В ТЕХНОЛОГИИ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Особенности сжигания бурых углей и горючих сланцев . .

1.2. Анализ состава и физикохимических свойств высококальциевых зол

1.3. Применение высококальциевых зол в технологии вяжущих материалов

1.4. Теоретические и технологические основы окомкования зол

1.5. Перспективы внедрения на ТЭС технологии золоудаления

с предварительной грануляцией высококальциевых зол .

1.6. Выводы.

2. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ СЖИГАНИЯ УГЛЯ НА СОСТАВ И СВОЙСТВА ВЫСОКОКАЛЬЦИЕВЫХ ЗОЛ.
2.1. Методы исследования
2.2. Состав и свойства высококальциевых зол.
2.3. Особенности и влияние свободного оксида кальция на
вяжущие свойства золы.
2.4. Гидратация и твердение высококальциевых зол
2.5. Выводы.
3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ ПРИ
ОБЖИГЕ ВЫСОКОКАЛЬЦИЕВОЙ ЗОЛЫ
3.1. Структура и активность белитовых цементов
3.2. Фазовые превращения при нагревании высококальциевой
з
3.3. Влияние режима обжига на минералообразование и активность зольного клинкера
3.4. Влияние химического состава золы на структуру и активность клинкера.
3.5. Состав и свойства клинкера при разных режимах охлаждения
3.6. Выводы
4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОКОМКОВАНИЯ ВЫСОКОКАЛЬЦИЕВЫХ ЗОЛ
4.1. Оценка комкуемости зол
4.2. Технологические параметры грануляции зол.
4.2.1. Влияние режима увлажнения золы на ее гранулиру
емость
4.2.2. Влияние состава золы и продолжительности окомко
вания на свойства гранул.
4.2.3. Влияние температуры окомкования на свойства зольных гранул
4.3. Выводы
5. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЗОЛЬНЫХ ГРАНУЛ ПРИ ТВЕРДЕНИИ
5.1. Тепловыделение при твердении окомкованной золы . .
5.2. Структурообразование при твердении зольных гранул в различных условиях
5.3. Влияние химических добавок на свойства гранулированной
5.3.1. Структурообразование в высококальциевых золах
под влиянием химических добавок
5.3.2. Исследование влияния стоков ХВПУ на свойства
зольного камня.
5.4. Влияние отрицательных температур на твердение гранулированной золы
5.5. Особенности выщелачивания и упрочнения гранулированной золы при периодическом увлажнении.
5.6. Выводы.
6. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОКОМКО
ВАНИЯ И СКЛАДИРОВАНИЯ ВЫСОКОКАЛЬЦИЕВЫХ ЗОЛ .
6.1. Окомкование ВКЗ на тарельчатом грануляторе .
6.2. Грануляция золы на дырчатых волках
6.3. Изменение потребительских и экологических характеристик гранулированной золы в процессе атмосферного хранения
6.4. Выводы.
7. ПОЛУЧЕНИЕ КЛИНКЕРА ИЗ ВЫСОКОКАЛЬЦИЕВОЙ ЗОЛЫ НА АГЛОМЕРАЦИОННОЙ СПЕКАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ,
ИЗУЧЕНИЕ ЕГО СОСТАВА И СВОЙСТВ.
7.1. Особенности получения клинкера в условиях быстрого
обжига.
7.2. Технологические параметры быстрого обжига зольного
клинкера
7.3. Минеральный состав и структура клинкеров
7.4. Распределение примесей по клинкерным фазам .
7.5. Активность и гидратация низкоосновного цемента . .
7.6. Производственные испытания технологии низкоосновного клинкера из высококальциевой золы
7.7. Выводы.
8. ВЯЖУЩИЕ И БЕТОНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРАНУЛИРОВАННОЙ ВЫСОКОКАЛЬЦИЕВОЙ ЗОЛЫ
8.1. Свойства смешанного золоцементных вяжущих . . .
8.2. Зольный клинкер добавка для получения высокопрочных цементов.
8.3. Бетоны на основе гранулированной высококальциевой золы
8.4. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


А. Галибиной , медленное гашение свободного СаО при гидратации сланцевой золы, размолотой до V м2кг, проходит частично в затвердевшем камне и сопровождается расширением объема твердой фазы, величина которого возрастает с повышением ее основности и температуры твердения от до 9 первоначального объема. Овчаренко Г. И. отмечает, что портландцемент можно смешивать с буроугольной золыуноса, а полученные смешанные вяжущие обладают РИО, несколько удлиненными сроками схватывания и большей прочностью . В.К. Козлова с сотрудниками указывает на эффективность применения комплексной добавки в цемент, содержащей золы назаровского угля и тонкомолотого циолитового туфа 5. Так, введение ее в количестве позволяет получать цементный камень с прочностью МПа. О возможности использования буроугольной золы с СаОсв менее в составе малоклинкерных цементов сообщается в работе . Широко применяют ВКЗ в качестве минеральной добавки к цементу и за рубежом 3, 4. Таким образом, в нашей стране и за рубежом имеется положительный опыт использования ВКЗ в технологии цемента. Однако крупно и среднезернистые сланцевые золы, выход которых составляет около от общего их количества, а также березовская, содержащие более СаОсв, не могут использоваться в качестве активной добавки для получения высокопрочных цементов в виду их неравномерности изменения объема . На возможность применения ВКЗ как самостоятельных вяжущих в составе различных строительных материалов растворы, бетоны нормального и автоклавного твердения, плиты, блоки и др. Однако отмечается, что немолотая зола обладает низкой активностью и медленным твердением в ранние сроки, неравномерным изменением объема, пониженной водостойкостью и морозостойкостью. Снижения вредного влияния малоактивного СаОсв можно добиться предварительной гидратацией золы , , 6, карбонизацией 7, обжигом , , 8, дополнительным измельчением 7, , 0, 9, введением различных химических веществ , , , , , 0 или механохимическим способом , , 1. По мнению авторов работ , , 2, 3 наиболее радикальным способом устранения деструктивных явлений при твердении ВКЗ является их предварительная автоклавная обработка. Однако запаривание снижает самостоятельную гидравлическую активность зол на . СаОса и предотвращения последующего его вымывания из них. При обработке углекислым газом скорость карбонизации плотного зольного камня изменяется от 0,3 до 7 мммин. СибВТИ и УГТУ предлагают карбонизацию гранулированной ВКЗ проводить дымовыми газами ТЭС либо при атмосферном ее хранении в золоотвале . Однако скорость карбонизации в таких условиях низкая. Исследованиями , 8 показано, что наиболее интенсивное и полное усвоение СаОсв наблюдается при обжиге ВКЗ при С. Однако термоактивировапые золыуноса, обладая РИО, имеют короткие сроки схватывания и низкую активность 0,,0 МГ1а. На возможность применения химических и минеральных добавок для устранения неравномерности изменения объема и улучшения свойств материалов из ВКЗ указывают многие работы. По мнению наиболее эффективными являются хлористые соединения, причем их действие увеличивается в следующей последовательности , , ВаС, I2, СаС и 8. Однако Овчаренко Г. И. указывает, что, чем интенсивнее химические добавки гасят СаОсв, тем в большей степени разрушаются образцы . Данное обстоятельство обусловлено ускорением хлоридами процессов деструкции, которые преобладают над ростом прочности зольного камня. При нормальном твердении ВКЗ важное значение имеет формирование эттрингитоподобных фаз М. Многие химические и органические соединения ускоряют образование гидросульфоалюмината кальция на поверхности СаОН2 и препятствуют гашению высокотемпературного СаОС5 в ранние сроки твердения золы . Гидравлические свойства ВКЗ, содержащие СаОси, улучшаются и при введении активных минеральных веществ глинозема, кремнезема, щелочной алюмосиликатной породы, цеолитовых туфов или обожженой глины. Активность таких зольных вяжущих в зависимости от вида добавки составляет МПа. Однако эти добавки, улучшая РИО и повышая водостойкость, не увеличивают их воздухо и морозостойкость.