Регулирование процесса водоотделения цементно-водных дисперсных систем

• Автор: Нормантович, Антон Станиславович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание работы

Введение.

1. Литературный обзор

1.1 Современные представления о твердении цемента.

1.2 Гидратация силикатов кальция

1.3 Г идратация алюмоферритных фаз

1.4 Реакции с участием гипса и его влияние на водоудерживающую способность.

1.5 Образование и стабильность эттрингита

1.5.1 Образование эттрингита.

1.5.2 Стабильность эттрингита

1.6. Седиментационные процессы в цементном тесте

и методы его устранения.
Выводы из литературного обзора.
Цели и задачи работы
2. Методы исследований и характеристика исходных материалов
2.1 Методы исследования.
2.2 Характеристика исходных материалов
2.3 Выводы
3. Седиментационная устойчивость цементноводных дисперсных
3.1 Изучение кинетики процесса водоотделения
3.2 Взаимосвязь водоотделения и физикомеханических свойств цемен та.
3.3 Влияние фазового состава цемента и продуктов его гидратации на водоотделение
3.3.1 Влияние фазового состава клинкера на водоотделение
3.3.2 Влияние фазового состава продуктов гидратации
на величину водоотделения.
3.4 Зависимость водоудерживающей способности цемента от его удель
ной поверхности и гранулометрического состава
3.4.1 Влияние величины удельной поверхности на водоотделение
3.4.2 Влияние фракционного состава цемента на процесс водоотделения
3.5 Выводы
4. Процессы на ранней стадии гидратации цемента
4.1 Влияние электрокинетического потенциала на седиментационную
устойчивость цементноводных дисперсных систем
4.2 Микрокалориметрические исследования процесса гидратации цемента на ранней стадии.
4.3 Изменение гранулометрического состава цементов
в процессе гидратации.
4.4 Выводы
5. Способы повышения седиментационной устойчивости цементноводных дисперсных систем
5.1 Влияние вида гипса на водоудерживающую способность цемента
5.2 Влияние дозировки гипса на седиментационную устойчивость
5.3 Использования фосфогипса для регулирования величины водоотделения
5.4 Влияние ввода активных минеральный добавок при помоле цемента
на водоотделение
5.5 Влияние режима охлаждения на седиментационную устойчивость
5.6 Выводы.
. 6. Расчет экономической эффективности
Основные выводы и результаты работы
Список литературы


БОз; использованием фосфогипса в оптимальном сочетании с природным гипсом; введением активных минеральных добавок в цемент при помоле; резким охлаждением клинкера на выходе из печи. Экономический эффект от внедрения результатов работы на заводах ЖБИ составит около тыс. Апробация работы. Основные положения работы представлены на международных конференциях в Белгороде (, ), на Академических чтениях в Самаре (). Публикации. Основные положения работы изложены в 4 публикациях. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования и характеристики используемых материалов, 3-х глав экспериментальной части, основных выводов, списка используемой литературы и приложения. Работа изложена на 6 страницах и включает таблиц и рисунков. Процессы, протекающие на ранних стадиях гидратации портландцемента, исследуются практически со времени основания цементной промышленности [6-]. Однако ни одна из выдвинутых гипотез не достигла уровня теории. Исследования по механизму твердения вяжущих веществ не выявили неоспоримых преимуществ "сквозьрастворной" теории Ле-Шателье или коллоидной (топохимической) Михаэлиса. Первая теория твердения вяжущих веществ была предложена Ле-Шателье в году и получила название "кристаллизационной теории" твердения вяжущих веществ (ВВ), основанной на гипотезе А. Л.Лавуазье о твердении гипса в некоторых элементарных экспериментах. Кристаллизационная теория нашла продолжение в работах [-]. Согласно этой теории происходит растворение исходного вяжущего в результате реакции на границе фаз с образованием пересыщенного по отношению к гидрату раствора с последующей кристаллизацией из него гидратных новообразований. В результате переплетения отдельных сростков кристаллов гидратов обеспечивается механическая прочность в системе и камневидная структура. Если в исходном ВВ имеются две фазы с различной растворимостью, то первой кристаллизуются и срастаются новообразования из фазы с повышенной растворимостью и большей скоростью растворения. Твердение ВВ обусловлено когезией (внутренней энергией решетки, энергией связи с заполнителями) основных гидратов и их адгезией (способностью соединяться и/или срастаться между собой). К началу XX века у Ле-Шателье сложилось мнение, что за схватывание портландцемента ответственны AFm-фазы (гидросульфоалю-минаты кальция), а за развитие прочности - гидросиликаты кальция (C-S-H). Современное отношение к этой теории состоит в том, что она в принципе приемлема, но нуждается в дополнениях. Вильгельм Михаэлис в г. ВВ. Он полагал, что в результате проникания воды внутрь щелей в кристаллах поверхностного слоя частиц исходного ВВ происходит гидролиз прилежащей части кристаллов с самопроизвольным их диспергированием (раздроблением) и формированием на реагирующей поверхности ВВ геля из анионного остова их решетки (топохимический механизм, т. При сохранении смеси «ВВ + вода» в спокойном состоянии вблизи поверхности ВВ достигается насыщение раствора и на ней как подложке в виде геля выделяются катионные новообразования (сквозьрастворный механизм). Твердение ВВ идет путем взаимодействия анионного и катионного гелей между собой с образованием окончательного гелеобразного продукта и параллельного обезвоживания первичных гелей и продукта в результате удаления части воды на гидратацию последующих слоев исходных частиц ВВ. Схватывание, в частности, сопровождается связыванием воды, даже успевшей выделиться на поверхность цементного теста. Уплотнившиеся гелеобразные гидратные оболочки прорываются вследствие осмотического давления, что способствует дальнейшей гидратации. Байков А. А. () предложил комбинированную теорию, объединяющую предыдущие []. ВВ растворяется в воде до достижения предела растворимости. Растворение прекращается, но химическое взаимодействие ВВ с водой продолжается путем прямого присоединения воды к исходному ВВ (топохимический механизм), сопровождаемого образованием слоя основного гидрата на реакционной поверхности. Дальнейшая реакция идет путем диффузии воды через этот слой и продвижения реакционной поверхности внутрь частиц исходного ВВ.