Композиционные строительные материалы на основе синтезированных гидросиликатов кальция и шламов водоочистки

• Автор: Усова, Надежда Терентьевна
• Шифр специальности: 05.17.11, 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 . Обзор литературы и предпосылки исследований
1.1 Основные способы синтеза гидросиликатов кальция и их свойства
1.1.1 Система Са0-8Ю2-Н20. Состав и структура соединений, 11 образующихся в этой системе
1.1.2 Характеристика свойства и свойств гидросиликатов кальция
1.1.3 Основные способы получения плохо закристаллизованных 18 гидросиликатов кальция и методы их идентификации
1.1.4 Жидкое стекло, его состав, свойства и получение
1.1.5 Особенности синтеза гидросиликатов кальция из жидкого стекла 25 и оксида кальция
1.1.6 Использование жидкого стекла в качестве связующего в 25 производстве композиционных материалов
1.2 Анализ состояния проблемы выделения и утилизации гидроксида 26 железа при водоочистке
1.2.1 Обзор способов выделения из воды оксидно-гидроксидных 28 соединений железа
1.2.2 Состав и свойства железосодержащего шлама водоочистки
1.2.3 Пути утилизации железосодержащего шлама водоочистки
1.2.3.1 Природные и синтетические железооксидные пигменты
1.2.3.2 Получение железооксидных пигментов из промышленных 38 железосодержащих отходов
1.2.3.3 Использование железосодержащих шламов в производстве 39 строительных материалов
1.3' Выводы по главе и рабочая гипотеза исследования
2 Характеристика используемых материалов. Методы и методики 44 исследования
2.1 Характеристика используемых материалов
2.1.1 Железосодержащий шлам водоочистки
2.1.2 Жидкое стекло
2.1.3 Цемент
2.1.4 Оксид и гидроксид кальция

2.1.5 Строительный песок
2.1.6 Диатомит
2.1:7 Микрокремнезем
2.1.8 Глина
2.2 Методы и методики исследования состава и свойств материалов
2.2.1 Методика выделения железосодержащего шлама из промывной 49 воды
2.2:2 Методика исследования адсорбционных свойств 51 железосодержащего шлама
2.2.3 Методика изготовления экспериментальных образцов
2.2.4 Методика испытаний физико-механических характеристик 52 образцов
3 Выделение и утилизация железосодержащего шлама водоочистки
3.1 Интенсификация выделения шлама путем электрохимического 56 воздействия на промывную воду
3.2 Изучение адсорбционных свойств железосодержащего шлама
3.3 Получение пигментов из железосодержащего шлама водоочистки
3.3.1 Технологическая схема получения железооксидных пигментов из 66 шлама станции водоочистки
3.3.2 Исследование физико-химических свойств и нормируемых 68 показателей качества железооксидных пигментов
3.3.3 Определение кислотно-основных свойств поверхности пигментов
3.4 Выводы по главе
4 Обоснование и выбор составов и режимов обработки
композиционных материалов
4.1 Влияние добавок пигмента и условий твердения на прочность 76 цветных цементно-песчаных образцов
4.2 Влияние термообработки на прочность образцов 79 жидкостекольных композиционных материалов
4.3 Влияние добавок оксида кальция на процесс синтеза
. гидросиликатов кальция и прочность экспериментальных
образцов
4.4 Влияние модуля жидкого стекла на процесс синтеза
гидросиликатов кальция и прочность экспериментальных
образцов
4.5 Влияние добавок аморфного кремнезема на прочность
композиционных материалов

4.6 Выводы по главе
5 Исследование физико-химических процессов, лежащих в основе
твердения композиционных материалов
5.1 Особенности механизма формирования структуры и прочности
композиционных материалов с использованием синтезированных гидросиликатов кальция
5.2 Влияние добавок пигмента на свойства композиционных
материалов
5.3' Технология получения жидкостекольных композиционных
материалов
5.4 Общие выводы ИЗ
Список литературы
Приложение 1. Статистическая обработка результатов измерений
Приложение 2. Акт о выпуске опытных партий тротуарных плит и
штучных изделий из тяжелого цементного бетона
Приложение 3. Протокол испытания плит тротуарных
Приложение 4. Микрофотографии поверхности скола образцов

породы. К первой группе относятся породы, которые дают пигменты красного и коричневого цвета, а ко второй - породы, из которых получают пигменты желтого и коричневого цвета [8].
По цвету природные железооксидные пигменты делятся на следующие группы: желтые, красные, коричневые и черные.
1). Желтые природные пигменты представляют собой разновидности бурого железняка: гидрогематит, гетит, лимонит, ксантосидерит, лимнит. Кроме гидроксида железа (III) и значительного количества глины в состав этих пигментов могут входить также примеси оксида железа (III), смешанного оксида железа Ре304, оксида марганца и органических веществ. К желтым железооксидным пигментам относятся охры и сиены.
Охры по содержанию гидроксида железа (в пересчете на Fe203) делятся на глинистые (12-20%) и железооксидные (до 75%). Охра железооксидная -железная окисленная руда, хромофором у которой служат гидроксид железа - гетит и лимонит. Средний химический состав железооксидных охр по Толстихиной К.И [86]следующий (%): Si02 8,34; А1203 2; Fe203 52-85; CaO до 0,19; MgO до 0,7; S03 0,48-4,86; Н20 0,19; п.п.п. 5-8. Главное отличие сиены от охры в том, что вместо глины в ее состав входит кремнекислота и, соответственно, большая часть железа в них находится в виде силикатов и алюминатов.
2). Красные природные пигменты в природе встречаются в виде минерала гематита или красного железняка. Оксид железа (III) во многих рудах содержит значительное количество адсорбционно-связанной воды. Эти руды известны под названием гидрогематитов. Из пигментов с большим содержанием Fe203 различают мумию и железный сурик.
Мумия железооксидная — это железная окисленная руда красного цвета с содержанием безводных окислов железа от 40% и выше. Мумии получают из .болотных железных руд путем обжига. Наряду с дегидратацией при прокаливании происходят некоторые побочные процессы, например