Гранулированные безобжиговые шлаковые заполнители и бетоны на их основе

• Автор: Рыжков, Филипп Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Введение.

Глава 1 Направления использования металлургических шлаков в

производстве строительных материалов и изделий

1.1 Металлургические шлаки как сырье для производства строительных материалов.

1.1.1 Применение отходов металлургии в производстве строительных материалов и оценка свойств шлаков.
1.1.2 Реакционная способность, процессы гидратации и структурообразования в шлаковых композициях

1.1.3 Применение шлаков для получения бетонов и растворов

1.1.4 Гранулированные материалы с применением минеральных отходов металлургии

и теплоэнергетики.

1.2 Теоретические и технологические основы получения гранулированных материалов на основе минеральных порошков

1.2.1 Формирование структуры материала при конденсации минеральных дисперсий

1.2.2 Научнотехнологические основы гранулирования дисперсных систем при получении строительных материалов.
1.3 Анализ проблемы и постановка задач исследований.
1.4 Объект и методологическая схема проведения научноэкспериментальных исследовании
1.4.1 Объект и предмет исследований
1.4.2 Методологическая схема проведения исследований
Глава 2 Исследование сырьевых материалов для получения
гранулированных безобжиговых заполнителей и бетонов на их основе
2.1 Состав и свойства о металлургических шлаков.
2.2 Свойства доменных шлаков металлургических предприятий Кузбасса
2.2.1 Физикомеханические характеристики шлаков
2.2.2 Минеральный состав шлаков
2.2.3 Химический состав доменных шлаков
2.3 Исследование доменных шлаков на силикатный распад.
2.4 Водоудерживающая способность дисперсных минеральных материалов
2.5 Добавочные материалы для получения гранулированных безобжиговых заполнителей для бетона на основе доменного шлака.
2.5.1 Микрокремнезем
2.5.2 Гидролизный лигнин
2.5.3 Золы ТЭС от сжигания бурых углей
2.5.4 Характеристика шлакопортландцемента.
Выводы по второй главе.
Глава 3 Разработка технологических параметров получения и кинетика
формирования гранулированных материалов на основе тонкомолотого доменного шлака и корректирующих добавок
3.1. Техническая информация о параметрах получения искусственных гранулированных безобжиговых
заполнителей для бетонов
3.2 Разработка параметров процесса грануляции минеральных
дисперсных материалов.
3.2.1 Подбор состава смеси для получения безобжигового заполнителя на основе тонкомолотого доменного шлака.
3.2.2 Влияние дисперсности и влажности формовочной смеси на ее грануляцию
3.2.3 Зависимость гранулометрического состава гранулята от времени гранулирования и угла наклона тарели гранулятора.
3.3 Влияние режима твердения на процесс гидратации и
свойства заполнителей различного состава
3.3.1 Кинетика набора прочности гранулированных безобжиговых материалов.
3.3.2 Минеральный состав продуктов твердения гранулированных материалов на основе доменного шлака.
3.4 Физикомеханические и эксплуатационные свойства
заполнителей
3.4.1 Физикомеханические свойства.
3.4.2 Исследование заполнителей на силикатный распад и морозостойкость.
Выводы по третьей главе.
Глава 4 Бетоны на безобжиговых шлаковых гранулированных
заполнителях.
4.1 Исследование процессов структурообразования бетона на
гранулированном заполнителе
4.1.1 Методы определения адгезионной прочности заполнителей к растворной части в структуре бетона
4.1.2 Влияние условий твердения заполнителей на прочность сцепления с растворной частью бетона.
4.1.3 Минеральный состав контактной зоны между заполнителем и растворной частью бетона.
4.1.4 Влияние времени твердения заполнителя на процессы
вых заполнителей на основе доменных из Липецкого государственного технического университета.
Приложение 6 Письмозапрос на предоставление технической документации по технологии получения гранулированных безобжиговых заполнителей на основе доменных из Красноярской государственной архитектурностроительной академии
Введение
В мировой практике нет единого направления в применении шлаков, что объясняется специфическими условиями каждой страны. Так, в США, Англии, Японии, Германии основное количество шлаков идет на производство щебня и используется при строительстве дорог, т.к. дороги на их основе отличаются высокой прочностью, морозостойкостью и долговечностью во Франции, Бельгии, России большая часть шлаков применяется в цементной промышленности. Однако в последнее время во всех странах отмечается повышенный интерес к использованию металлургических шлаков в цементной промышленности, так как удельный расход условного топлива при применении шлаков в производстве цемента сокращается на . Например, в Японии в г. в цементной промышленности использовалось гранулированных доменных шлаков, в г. ,5. В США в целях экономии расхода энергии предполагается интенсивнее использовать добавки шлака в цемент.
Ежегодный выход металлургических шлаков в году в СССР составлял около млн.т., в т.ч. доменных шлаков млн.т., при этом только около из этого количества шлаков использовано в промышленности строительных материалов.
Суточный выход доменных шлаков составляет на Кузнецком металлургическом комбинате КМК около тонн, на ЗападноСибирском металлургическом комбинате ЗСМК более тонн.
Отходы черной металлургии Южной Сибири и Кузбасса сосредоточены в породных отвалах, содержащих млн. м3 шлаковых отвалах доменного производства КМК млн.т. и ЗСМК ,4 млн.т.
Частичная утилизация отвального комплекса в качестве строительных материалов, в производстве цемента доменные шлаки и др., проводится в сравнительно небольшом количестве и совершенно не адекватна потенциальным возможностям комплексного использования техногенных объектов.
Шлаковый щебень в 1, раза дешевле природного и требует в 4,5 раза меньше удельных капитальных вложений. Шлаковая пемза в 3 раза дешевле керамзита и требует в 1,5 раза меньше удельных капитальных вложений.
Производство продукции из вторичных материалов требует в раза меньше энергии, чем для производства равноценной продукции из природного сырья.
Правительство Российской Федерации постановлением 4 от г. о плате за загрязнение окружающей среды, согласно которому за выброс в атмосферу неорганической пыли взимается плата с предприятия поставщика отхода в размере руб. за 1 тонну, а хранение неопасных минеральных отходов стоит 0,4 руб. за 1 тонну. Поэтому целенаправленная утилизация отходов станет необходимой и обязательной с целью обеспечения рентабельности предприятий поставщиков отходов подобного рода.
Актуальность


Однако в последнее время во всех странах отмечается повышенный интерес к использованию металлургических шлаков в цементной промышленности, так как удельный расход условного топлива при применении шлаков в производстве цемента сокращается на . Например, в Японии в г. В США в целях экономии расхода энергии предполагается интенсивнее использовать добавки шлака в цемент. Ежегодный выход металлургических шлаков в году в СССР составлял около млн. Суточный выход доменных шлаков составляет на Кузнецком металлургическом комбинате КМК около тонн, на ЗападноСибирском металлургическом комбинате ЗСМК более тонн. Отходы черной металлургии Южной Сибири и Кузбасса сосредоточены в породных отвалах, содержащих млн. КМК млн. ЗСМК ,4 млн. Частичная утилизация отвального комплекса в качестве строительных материалов, в производстве цемента доменные шлаки и др. Шлаковый щебень в 1, раза дешевле природного и требует в 4,5 раза меньше удельных капитальных вложений. Шлаковая пемза в 3 раза дешевле керамзита и требует в 1,5 раза меньше удельных капитальных вложений. Производство продукции из вторичных материалов требует в раза меньше энергии, чем для производства равноценной продукции из природного сырья. Правительство Российской Федерации постановлением 4 от г. Поэтому целенаправленная утилизация отходов станет необходимой и обязательной с целью обеспечения рентабельности предприятий поставщиков отходов подобного рода. Актуальность. Это объясняется значительно меньшими топливо энергетическими затратами на их производство по сравнению с обжиговыми заполнителями. Так на изготовление 1 м3 керамзита расходуется в среднем 3,2 кг условного топлива и ,8 кВт. Вт. Увеличение объема производства и расширение номенклатуры специальных видов заполнителей для бетонов, дефицит которых отмечается в Сибирском регионе, является актуальной задачей, решение которой в определенной степени можно осуществить путем организации производства заполнителей на базе металлургических шлаков и зол ТЭС. Работа выполнялась по плану НИР НГАСУ на гг. Разработка составов и технологических параметров грануляции при получении безобжигового шлакового заполнителя, 7. Фазообразование в шлакозольном гранулированном заполнителе и контактной зоне в структуре шлакозольного бетона, а также по заказу ООО Промышленное строительство КМК. Цель работы исследование процессов грануляции и твердения безобжиговых заполнителей для бетонов на основе тонкомолотых доменных шлаков с изучением свойств, структуры и минерального состава заполнителей и контактной зоны с растворной частью бетона. Разработать технологические рекомендации на производство безобжиговых гранулированных заполнителей на основе тонкомолотого доменного шлака. Научна новизна работы заключается в теоретическом и технологическом обосновании параметров получения гранулированных безобжиговых заполнителей для бетонов с применением гидравлически активных тонкомолотых доменных шлаков при объяснении процесса обеспечения максимальной прочности сцепления растворной части бетона с заполнителем различного срока твердения. Максимальная гранулируемость формовочных шихт обеспечивается при угле наклона тарели гранулятора равном , а оптимальное время гранулирования шихт равно мин. МПа в зависимости от вида мелкого заполнителя. ООО Промышленное строительство КМК, г. Новокузнецка. МПа. Технология заполнителей бетона студентами специальности в Сибирском государственном индустриальном университете и Новосибирском государственном архитектурностроительном университете Сибстрин. Апробация работы. Результаты научноэкспериментальных исследований докладывались и обсуждались на ежегодных, в том числе юбилейных, научнотехнических конференциях в НГАСУ и СибГИУ гг. Архитектура и строительство Томск г. Публикации. Содержание диссертационной работы опубликовано в 8 научных статьях, в том числе в журнале с внешним рецензированием Изв. Строительство. Объе. Диссертационная работа состоит из введения, 5ти глав, основных выводов, списка литературы, включающего 2 наименования, 6ти приложений и содержит 0 страниц компьютерного текста, таблицы и рисунка. Автор благодарен к. Архитектуры и строительных материалов СибГИУ Пановой В. Ф. за консультации при постановке и выполнении технологических экспериментов.