Алюминатный цемент на основе отходов водоочистных станций

• Автор: Воробьев, Андрей Игоревич
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с.

Содержание
Введение

1. Аналитический обзор

1.1.Фазовый состав алюминатных цементов

1.2.Влияние способа получения на фазовый состав и свойства алюминатных цементов.

1.3.Применение промышленных отходов в производстве алюминатных цементов.

1.4.Вывод ы

2. Материалы и методы исследования

2.1.Характеристика исходных материалов для получения глинозмистого цемента.

2.2.Методы исследования

3. Экспериментальная часть

3.1.Кинетика реакций минералообразования при обжиге смесей
на основе шламовых отходов.
3.2.Минералообразование при обжиге сырьевых смесей.
3.3.Прочность алюминатных цементов.
4. Модифицирование минералов алюминатных клинкеров
4.1.Влияние минерализаторов на процесс минералообразования.
4.2.Минералообразование при обжиге смесей с добавкой ЪхОг и .
4.3.Исследование процессов гидратации модифицированных цементов
5. Состав жаростойких бетонов на основе алюминатного цемента
5.1.Разработка состава бетона
5.2.Исследование свойств бетона
6. Опытно промышленные испытания цемента
6.1.Разработка нормативно технической документации.
6.2.Выпуск опытных партий цемента
Литература


Необходимо отметить и то, что присутствие в цементе Ре3 значительно снижает его огнеупорные свойства, поэтому, не смотря на положительное влияние на прочностные свойства, в цементах, используемых для огнеупорных целей, присутствие Ре3 всё же не желательно. Влияние примесей 8Ю2 на свойства алюминатных цементов хорошо известно: кремнезём связывает А и СаО в гидравлически инертное соединение - геленит (С2А8). Геленит С2А8 кристаллизуется в виде бесцветных короткопризматических, прямоугольных или квадратных кристаллов с хорошей спайностью. Очень часто геленит находится в тесных взаимных прорастаниях с однокальциевым алюминатом и другими минералами. Плавится инконгруэнтно при °С. Большинство исследователей считают, что геленит не обладает гидравлической активностью, однако его твёрдые растворы могут проявлять эти свойства [, ], что и объясняет противоречивость мнений относительно его скрытой способности. Примеси в малых количествах, как показали результаты исследований [2, 3, , ], могут внедряться в кристаллическую решётку алюминатов кальция. По данным Т. В. Кузнецовой [2], при содержании 8Ю2 в смеси более 2% сопровождается появлением геленита. Отрицательное влияние на свойства глинозёмистых цементов может быть предотвращено при условии связывания 8Ю2 в соединение более устойчивое, чем С2А8. Термодинамическими расчётами [5] установлено, что этого можно добиться при введении в сырьевую смесь оксидов натрия, марганца, бария. Положительное влияние этих оксидов объясняется тем, что, обладая меньшей энергией химических связей, по сравнению с энергией связей А0з и 8Ю2, они требуют меньших затрат энергии на диссоциацию [6]. Катионы Ыа+, К+, Ва2+, Са2+, Мп2+, диффундируя в решётку , связывают кремнезём в более устойчивые силикаты, тем самым, предотвращая образование геленита. Исходя из этих представлений, можно ожидать, что и другие соединения с малой энергией химических связей, для которых не проводились термодинамические расчёты, окажут положительное действие на синтез алюминатов кальция в присутствии 8Ю2. Эти предположения подтверждаются рядом исследований [, ] с использованием СаР2, СаС, В3. Установлено, что в присутствии этих веществ геленит не образуется. На рентгенограммах спёков СА и СА2 в присутствии 8Ю2 видны дифракционные линии С (6=2,; 2,; 2,А). Весьма эффективным способом предотвращения образования геленита, по мнению Т. В. Кузнецовой [, ], является введение сульфата кальция в смесь, содержащую СаО, Л0з и 8Ю2. С3А3С8 и С. Изучение влияния N^0 на процессы минералообразования в алюминат-ных сырьевых смесях показывает, что содержание его в количестве до 2% не изменяет фазовый состав спёка. Увеличение содержания MgO сопровождается появлением магнезиальной шпинели и периклаза, снижающих прочностные свойства цементного камня []. С, это соединение повышает огнеупорность цемента. Это свойство МА используется для получения жаростойких алюминатно-магнезиальных цементов с огнеупорностью до °С [ , , ]. Наличие примесей в сырьевых материалах предопределяет появление в составе глинозёмистого цемента различных соединений. Так, наличие ТЮ2 приводит к образованию перовскита СаОТлСЬ, и тем самым снижает активность цемента []. Содержание щелочей, Р2О5, Сг3 даже в небольших количествах, по данным [, ,] влияет на качество цементов. Анализ публикаций показывает, что в зависимости от соотношения главных минералов СА и СА2 алюминатные цементы разделяются на обычные алюминатные (глинозёмистые) и высокоалюминатные (высокоглинозёмистые). Соответственно и технические характеристики цементов различны. Смещение минералогического состава в область содержания СА приводит к повышению прочности цементного камня в ранние сроки твердения (до 3 суток) с последующим замедлением роста прочности к суткам твердения и снижению жаростойких свойств цемента. Образование СА2 в клинкере способствует повышению жаростойкости цемента, но замедлению твердения в ранний период твердения, хотя при длительных сроках ( суток и более) гидратации прочность цементного камня достигает высоких показателей ( МПа и более). Наличие примесей в сырьевых материалах предопределяет образование легкоплавких эвтектик в сырьевой смеси, что соответственно обуславливает различные способы получения клинкера алюминатных цементов.