Силикатные бетоны на основе активированного вяжущего из некондиционной извести и эффузивных пород

• Автор: Пермяков, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 153 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Влияние различных факторов на качество извести.

1.2 Пуццолановые вяжущие.

1.3 Механоактивация.

1.4 Уровни активации.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Сырьевые материалы и их характеристика.

2.1.1 Запасы и геологическое строение месторождений.

2.1.2 Химикоминералогическая характеристика эффузивных пород.

2.1.3 Характеристика заполнителей для бетонов.
2.2 Методы исследования.
2.2.1 Приготовление активированных вяжущих.
2.2.2 Исследования бетонов.
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕЖЖЕННОЙ ИЗВЕСТИ И ЭФФУЗИВНЫХ ПОРОД В АКТИВИРОВАННОМ ВЯЖУЩЕМ.
3.1 Обоснование выбора типов активагоров.
3.2 Оптимизация состава вяжущего.
3.3 Оптимизация параметров режима активации.
3.3.1 Оптимизация содержания количества пережженной извести.
3.3.2 Оптимизация времени активации вяжущего.
3.3.3 Оптимизация водовяжущего отношения при гидромеханической активации.
4. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ТВЕРДЕНИЯ АКТИВИРОВАННЫХ ВЯЖУЩИХ НА ОСНОВЕ ПЕРЕЖЖЕННОЙ ИЗВЕСТИ И ЭФФУЗИВНЫХ ПОРОД.
4.1 Физикохимическая активность эффузивных пород.
4.2 Механизмы прохождения механохимических реакций.
4.3 Механизмы прохождения гидромеханической активации.
4.4 Механохимическая активация вяжущего на основе некондиционной извести и эффузивных пород.
4.5 Гидромеханическая активация вяжущего на основе некондиционной извести и эффузивных пород.
4.6 Механизм гидратации активированного вяжущего.
5. БЕТОНЫ НА ОСНОВЕ АКТИВИРОВАННОГО ВЯЖУЩЕГО ИЗ НЕКОНДИЦИОННОЙ ИЗВЕСТИ И ЭФФУЗИВНЫХ ПОРОД.
5.1 Оптимизация состава тяжелого силикатного бетона.
5.2 Исследование свойств тяжелых силикатных бетонов на активированном вяжущем из некондиционной извести и эффузивных пород.
5.3 Оптимизация состава легкого силикатного бетона.
5.4 Свойства легкого бетона на основе активировашого вяжущего из некондиционной извести и эффузивных пород.
5.5 Исследование долговечности бетонов на основе некондиционной извести.
6. ТЕХНОЛОГИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ВЯЖУЩЕГО НА ОСНОВЕ ПЕРЕЖЖЕННОЙ ИЗВЕСТИ
И ЭФФУЗИВНЫХ ПОРОД.
6.1 Технология приготовления вяжущего.
6.2 Экономическая эффективность применения гидромеханической активации вяжущего на основе некондиционной извести
и эффузивных пород для производства силикатных бетонов.
6.3 Повышение уровня конкурентоспособности предприятияизготовителя силикатного бетона.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Хедин [7] объясняет увеличение усадки и плотности извести при пережоге, вследствие того, что кристаллы СаО, появляющиеся при диссоциации, перекристаллизовываются в кристаллы значительно больших размеров. Применение микрофотографии в опытах с кальцитом позволило ему заключить, что в начале диссоциации при 0°С образуются кристаллы размером только 0. С - в 1 мкм, вследствие сращивания этих кристаллитов. При °С объединяются еще большие массы и возникают кристаллы больших размеров гак, что с увеличением температуры эта зависимость проявляется сильнее. Майер и Стове [8J также придерживаются теории сращивания кристаллов. Они наблюдали с помощью рентгеновского анализа непрерывный рост кристаллов, по мере повышения температуры обжига и установили, что за время от начала обжига при минимальной температуре диссоциации до температуры спекания (около °С), при которой известь уже намертво обожжена, кристаллы СаО в среднем увеличиваются в раз от 0. ЮОмкм Причем при обжиге известняка кристаллы СаО растут быстрее, чем кристаллы MgO, конечные кристаллы СаО намного больше кристаллов MgO. Исследователи объясняют это явление тем, что ионы Са2^ обладают меньшей «энергией связи», чем ионы Mg2 У и поэтому легче мигрируют через основную массу. Они полагают, что нет зависимости кажущейся плотности от степени срастания этих кристаллов вплоть до области обжига намертво, когда физические размеры частиц значительно сокращаются. Стадии обжига намертво пре;циествует огромное уменьшение пористости и поверхности материала. На основании вышеизложенного можно заключить, что при образовании пережога происходит уплотнение извести вследствие уменьшения пористости и уменьшения расстояния между кристаллами, вследствие чего происходит сращивание отдельных кристаллов в зерна размером - мкм. Жестко и мягкообожженная известь и их гидраты, полученные из одного известняка, исследованы с помощью рентгеновского анализа. Размеры кристаллической решетки извести определяли в ангстремах и было установлено, что разница составляет десятитысячные доли ангстрема [8]. Это доказывает, что межионные расстояния кристаллов практически одинаковы и что жссткообожженная известь не дает усадки, изменяются только расстояния между отдельными кристаллами. Изменение свойств извести при нагревании ее до температуры -°С связано с изменением характера валентных связей, относительное изменение которых было изучено Мчедловым - Петросяном О. П. [2] при помощи метода электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) (Рис. Рік. Рис. Изменение свойств нзвоспі при кагрсвании (по ;іашіьтм электронного парами ннгною рскшамса). Парамагнитный резонанс в химически чистых совершенных кристаллах СаО наблюдаться не может, так как все электронные оболочки заполнены (неспаренные электроны отсутствуют). Однако дефекты в таких кристаллах (в том числе и примеси) могут обладать некомпенсированными электронами. В этом случае спектры ЭПР могут наблюдаться, и анализ их позволяет сделать заключение об энергетическом состоянии дефектов и окружающих их ионов основной решетки. Ca“ в решетке СаС. Известь, полученная обжигом СаСОз, также содержит ионы Мп2+, замещающие Са^2 в СаО. Установлено, что расстояние между' компонентами ЭПР иона Мп2+ в СаО в эрстедах обратно пропорционально степени ковалентности химической связи между ионами основной решетки, содержащей °'Мп в качестве примеси. Анализируя данные расстояния в спектрах ЭПР, можно сделать вывод о том, что характер химической связи Са-О изменяется при изменении температуры нагревания. При этом доля ионной связи в решетке СаО растет и достигает максимума при температуре около °С. Из кристаллохимии известно, что увеличение ионной связи в молекуле сопровождается увеличением ее потенциальной энергии, а для молекул, связанных в координационные соединения, при этом получается еще больший выигрыш в энергии. Следует ожидать, что энергия решетки СаО при температуре (в данном случае около °С) максимальна, а следовательно, максимален ее химический потенциал. Это определяет максимальную реакционную способность обожженной извести. На качество обжига известняка, также, оказывает влияние размер обжигаемого камня. Рис.