Разработка технологии строительных материалов из доменных шлаков

• Автор: Малькова, Марина Юрьевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 422 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1 Аналитический обзор патентной и научнотехнической

литературы

1.1. Влияние условий формирования шлаков на их структуру и фазовый состав

1.2. Классификация шлаков

1.3. Гидратация и структурообразованис в вяжущих

системах

1.3.1. Роль гидроксида кальция.

1.4. Гидратационная активность шлаков

1.4.1. Роль гипса в процессе гидратации шлаков и твердении

шлаковых вяжущих
1.4.2. Схема процессов гидратации гранулированных шлаков
1.5. Опыт применения доменных шлаков в строительной
индустрии.
1.5.1. Шлаковые вяжущие
1.5.2. Строительные материалы гидратационного твердения
1.5.3. Керамические материалы
1.5.4. Жаростойкие материалы.
1.6. Выводы. Рабочая гипотеза
Глава 2 Методы исследований и характеристика сырьевых
материалов
2.1. Методы исследований.
2.2. Характеристика сырьевых материалов
2.2.1. Доменные шлаки
2.2.2 Система 277 окерманит
геленит.
2.2.3. Глинистое сырье.
2.2.4. Заполнители для бетона
2.3 Вспомогательные материалы.
Глава 3 Технологические свойства шлаков
3.1 Размалываемость доменных шлаков
3.2 Реология шлаковых дисперсий
Основы реологии, методы изучения и регулирования структурномеханических свойств.
3.2.2 Влияние модифицирующих добавок на реологические
свойства вяжущих систем.
3.2.3 Изучение реологических свойств модифицированных
шлаковых дисперсий.
3.2.4 Взаимосвязь реологических и технологических
параметров дисперсных систем.
3.3 Выводы и итоги
Глава 4 Строительные материалы гидратационного твердения
4.1 Изучение гидратационной активности шлаковых вяжущих
4.1.1 Термодинамический аспект активности доменных шлаков
4.1.2 Влияние технологических факторов на физикомеханические
свойства шлакового камня.
4.2 Влияние дозировки портландцемента на прочность
искусственного камня.
4.3 Влияние структурного фактора на гидратационную активность доменных шлаков при автоклавной
обработке
4.4 Исследование фазового состава и механизма гидратации доменных
шлаков.
4.5 Разработка составов и исследование свойств мелкозернистого
бетона с различными заполнителями
4.6 Статистическая обработка экспериментальных данных.
4.7 Разработка составов модифицированных шлакобетонов.
4.8 Коррозионная стойкость шлакобетонов в растворах
агрессивных солей и морозостойкость
4.9 Выводы и итоги
Глава 5 Формирование структуры шлаковых материалов в условиях
повышенных температур
5.1 Экспериментальные исследования механизма спекания
шлаков.
5.1.2 Влияние минеральных добавок на спекание доменных
шлаков.
5.2 Разработка составов безобжиговых жаростойких бетонов
5.2.1 Жаростойкие шлакобетоны на шлаковом вяжущем с
использованием силикатной связки.
5.2.2 Механизм фазообразования в шлаковых композициях при
высокотемпературном нагреве.
5.2.3 Модифицированные жаростойкие шлакобетоны на силикатной
связке
5.2.4 Жаростойкие бетоны на шлакоглинистом вяжущем
5.2.5 Жаростойкие бетоны на шлакокремнеземистом вяжущем
5.3 Разработка составов керамических масс
5.3.1 Керамические массы на основе чистых доменных шлаков
5.3.2 Керамические массы с добавкой отхода формовочных смесей
5.3.3 Керамические массы с добавкой глинистого компонента
5.3.4 Изучение фазового состава керамики на основе доменных
ишаков.
5.3.5 Морозостойкость керамики
5.4 Выводы и итоги 9,
Глава 6 Рекомендации по практическому применению результатов
диссертационной работы
Выводы и рекомендации
Библиографический список.
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Са ] [(ОРТ)] , которое достигает своего максимума значительно позже конца периода индукции, определяемого по тепловыделению. Положение этого максимума соответствует не начальному образованию зародышей Са(ОН)2, оцениваемому путем экстраполяции, а моменту времени, когда скорость роста кристаллов наибольшая. По данным [2] следует, что свободный гидроксид кальция наряду с эттрингитом появляется уже через несколько минут после затворения цемента водой. Напротив, из приведенной в работе Кондо и Даймона [0] модели гидратации С следует, что первичный портландит появляется лишь в IV периоде гидратации (период спада скорости реакции после второго максимума тепловыделения). Слегерс и Рауксит [3] нашли, что кристаллический Са(ОН)2 появляется в микроструктуре цемента гораздо раньше появления пика на кривой изменения концентрации ионов Са2+. По мнению Дабла [4], точное определение момента времени, когда начинается образование зародышей и рост кристаллов Са(ОН)2, связано с определенными трудностями, т. Этот факт объясняет и те расхождения, которые обнаружены при определении количества извести различными методами: химическим анализом раствора, термогравиметрическим и рентгенографическим анализами. Наличие этого коллоидного материала, вероятно присутствующего на ранних стадиях гидратации и, в общем случае, неотличимого от гелеобразной массы других продуктов гидратации, приводит к появлению некоторой двусмысленности относительно того, что считать "началом кристаллизации” Са(ОН) 2 [0]. Г. Гроувс [6] с помощью трансмиссионной электронной микроскопии установил, что, несмотря на образование к моменту окончания индукционного периода гидросиликатных фаз (фиксируемых ДТА и РФА), упрочнения твердеющей системы не отмечается. Это объясняется тем, что указанные гидраты формируются в локальных объемах, не связанных между собой. С-оси и погруженных в гель С8Н. Таким образом, гидроксид кальция на этапе схватывания цементного теста (после окончания индукционного периода) выполняет роль армирующего элемента и вносит решающий вклад в синтез начальной прочности цементного камня [4]. Одлер и Дерр [8] провели опыты, в процессе которых использовали добавки кристаллической Са(ОН)2 с тем, чтобы началось образование зародышей извести, но при этом не было бы заметного влияния на конец индукционного периода. Однако было обнаружено, что начальная гидратация Сз8 ускорялась при добавлении в цементное тесто предварительно гидратированного силиката. Отсюда следовал вывод, что образование зародышей С8Н, а не Са(ОН)2, было определяющим фактором в течение процесса индукции. В работе Фуджи и Кондо [5] отмечается, что гидроокись кальция осаждается, когда достигается примерно двойное пересыщение по отношению к ней, причем такие условия достигаются менее быстро, если Сз8 смешивается с водой, насыщенной известью. Отношение В/Т влияет на скорость возрастания концентрации Са , однако не окзывает влияния на длительность индукционного периода. Это свидетельствует о том [9], что конец индукционного периода определяется наличием поверхностно зависимой реакции. В ряде работ [6,0] высказывается предположение о том, что нуклеация и осаждение гидроксида кальция являются важными процессами, способствующими задержанию индукционного периода не только потому, что они действуют как зародыши для СБН, но и потому, что они действуют как поглотители для ионов кальция. Изменение концентрации ионов кальция является существенным фактором, влияющим на процессы в завершающей стадии индукционного периода. При этом рассматривается образование "первичных" (с высоким отношением С/Б) и "вторичных" (с более низким отношением С/8) гидросиликатов кальция. Вторичные" продукты не могут образовываться быстро, если нет поглотителей для ионов кальция. Образование "вторичного" продукта представляет собой процесс нуклеации и роста, и, в отличие от "первичного" продукта, его образование приводит к появлению твердой и аморфной гидроокиси кальция, которая действует в качестве зародыша для дальнейшего образования гидроокиси кальция.