автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Дрiбнозернистий бетон на основi високоуглецевих зол для пресованих виробiв

РГ6 ОДшвСЬКЙИ ШЕНЕРНО-ЩШЛЬНИВ 1НСТИТЗТ

7

На правах рукописи

ПЛОХИЙ Вадим Петрович

УДК 691.327:666.973.2:662.613.11

ДР1БН03ЕРНИСТИЙ БЕТОН НА ОСНОВ1 ВНСОКОВУГЛЕЦЕВИХ ЗОЛ ДЛЯ ПРЕСОВЙННХ ВИРОБ1В

Фах - 05.23,05 - "Бцд1велън1 *атвр1али та вироби" АВТОРЕФЕРАТ.

дисертацИ на здобцття вченаго ступени кандидата техв!чних наук

КиУв - 1993

Робота виконана в КиГвськоку 1н«.внерно-буд1вельно1<у 1нститут1.

Науков1 кер1вники: доктор твхн1чних наук,

професор 1ГлцХовський В.Д.1 доктор техн1чних наук професор Рунова Р.Ф.

0ф1ц1йн1 опоненти: доктор текн1чних наук, професор Сергеев А.М. кандидат техн1чних наук, старший науковий сп1вроб1тник Чистяков В.В.

Пров1дна установа: УкраТнський науково-досл1дний 1 проечтно-конструкторський 1нститут буд1вельних матер1ал1в та вироб1в Дераавно! корпорацП' "Укрбудиатер1алии.

Захист дисертац11'.в1дбуде.ться."-?_" ____ 1993р.

год. на эас1данн1 спец1ал1зованно! ради К 068.05.06 "Буд1вельн1 натерши та вироби", "ПЦвалини та фундаменти" КиУвського 1нженерно-буд1вельного Iнституту за адресов; 252037, и,Ки1'в-37, Пов1трофлотський Пр.. 31,

3 дисертац1ев мокливо ознайомитися в б1бл1отец1 КIБI.

Автореферат роз1сланий 1РЛ!ЙЯ__ 1993 р.

Вчений секретар спец1ал1зовано! ради, .

канд. техн. наук Голубничий

ЗЙГЙЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актцальн1сть теми. В досить значШй к1лькост! досл1д~ хень 1 розробок по використанню золоилакових в1дход1в в буд1вництв! особливо м1сц8 займае проблема високовуглецевих зол, вм1ст часток неэгор)лого палива (ЧИП) в яких б!льае 102, В1дпов1дно з ¡снуючими уявленнями ЧНП розглядавтьсй ык Н!ертн1 наповнювач! в материалах, цо гюПрмучть як!стъ вянучих 1 бетошв, а к!льк1сть таких зол та ЧНП в бетон1 ¡стотно обмемуються.

Особливо вакливов е проблема використання високовугле-цево1' золоялаково! сировини в УкраУнь Так, запаси зол з вм!стом ЧНП в1д 10 до 33* т!льки на ? ТЕЦ УкраУни -Луганськ1й, ■ Зуевсылй, Краматорськ1й, Кривор1зьк1й, Миколаевськ1й, Придн] ировськ1й, Херсонсьюй - складавть б1льве 80 млн. т. Одним 1з прийо*1в технолог!)', дозволявчим утворити найкрац! уНови для отримання цельного каменю 1з м!лкозернистих бетон1в, чо вм!цують високовуглецев! золи, являеться првсування. Цей прийом реал1эуетьея при виготовленн] ст1нових камеШв, цегли, елемент!в мочения та ^ ¡нш.

При використовуванн! цекеитувчих систем, цо не вмиувть портландцементний кл1нкер, технолог1чний процес як правило, завервуетъся автоклавуванням вироб!в. В эв'язку з цим вавливов проблемою являеться зни*ення енергозатрат за, рахунпк виклвчення автоклавно!" обр.обки.

Участи у внр!венн! наведених проблем визначаеться актуалън1сть досл1д*ень,

. Щль роботи: одериання др!бнозернистого бетону на основ1 зол э п1двищеним вм1стом часток незгор!лого палива

- 1 -

для безавтоклавних пресованих вироб!в за рахунок технолог!«них прийо*1в, актив!зупчих процеси структуроутворення.

Длядосягнення поставлено! мети вир1»ували так! задач!:

- теоретично обгрунтування ефективносп технолог!чнйх аасоб!в, як! дозволять актив ¡зувати процеси структуроутворення в бетон! на основ! зол з гидвщеним вм!сг№м ЧИП;

- :досл1д1ення процес!в структуроутворення в'яаучих ! бетон!в ¡!з значним вм!стом високовуглецевих зол;

- експерихентальне обгрунтування механ!зму утворення контактно! зони з участи вуглецевих фаз;

- [розробка¡рацептури довгов^чних пресбвтонгв;

- ;досл!д»ення технолог!чннх пара*егр1в виготовленкя безавоклавнаТцегли;

~1розробка технолог!чного регламенту та випуск досл1дно^про)1Ислоео\" партН цегли;

Шацкова¡новизна роботи.

- вперяе выявлений конструктивний вклад часток незгор1яого шалива в процеси структуроутворення пресованих золовмЩунчих матер1ал!в за рахунок контактно!' зони органо*1нерального складу по поверхн1 таких часток в присцтност1 ¡Удких луг!в;

-¡показано, «о при г!дратацП луговмиувчих яапняно-зольнихтв'ядучих на стадП' пЦготовки формовочних хум!вей до 1лресуванна мае м1сце синтез фаз нестаб1льно'1 структур«. контактно-конденсац1йн1 властивост! яких рвзлаздяться:яри(отриманн! «тучного каменп;

- обгрунтована *охлив1сть використання високовуглецево!' зсш для ¡пресованих бвтон!в в к1лькост1 до 652 при вм!ст!

- 2 -

часток незгор1лого палива до 190 кг/м5 з отриманням по безавтоклавн1й технологи »тучного каменв (на приклад! цегли), довгов1чн5с11> »кого оценена по критер!ям лов1тряно-, водо-, та ьорозостгйкост!..

Практична qlHHicTb роботи. Розиирена сировинна база пресованих др)бноэернистих бетон!в за рахунок використання палнвних зол з извинении вм!стом ЧНП.(б1ль»е 102). Отрицаний довгов!чний др^бнозерниегий бетон для пресованих виро6)в на ocHDBi луговШцуичаго валняно-зольного в'яжучого з м!цн)ств IB...27 ИПа, ц5льн!сттю - 1520,..2060 кг/*1 ; кс1Рф1Ц1ентом топлоиров1дност1 - 0.53,.,0,84 Вт/и*К з використанням високоиуглецевих зол в натер1ал1 до 652. Показана но»лив1сть акеншення соб5вартост! виробництва цегли на 442 nopiBHflHo з сил1кдтной.

Результат« досл^иень впроваджен! в промислових умовах на завод) по виробництву сил1катно1' цегли (м, Рубцовськ, РПНТ1).

ЙпробацЗя роботи. OchobhI . результати досд1д*ень допои 1 дались на: всесоюзна нарад1 "Кохплексне використання нефел!новогс влану ОГК", 1984 р., ы. Ачинськ; всесооюзн!й парад) "Илахи використання поб1чних pecypcle для виробництва буд!вельних матер1ал1в та конструкций", 1986 р., ы. Чимкент; И-1й о6ласн!й науково-техн1чн1й конференцП" "Використання в1дход)в виробництва в буд!вельн1й 1ндустр1У", 1988 р., м. l-'остов-на-Дону; 3-1й всесоюзной науково-практичнЗй1 конференцИ "Елаколут! цементй, бетони 1 конструкцП'", 1989 р., м. Kiiib; 52-1й, 53-!й науково-практичних конференц!ях КиХвського Ииенерно-буд1вельного 1нституту, 1931, 1992 рр; 24 мзинародн^й конференцИ' по бетону та зал1зобетону, 1992 р., к, Москва; науково-техн!чн1й конференпП "Прогресивн!

2.*i292 " 3 "

буд!вельн1 *атер]али та вироби на основ! природно!' та твхногенно1" сировини", 1992 р., к. Санкт-Петербург; науково-практичн!й конференцП' "Ресурсозбер!гавч! технологii та матер1али в буд!вництв! та в буд1вельн1й !ндустрп", 1992 р., м. Харк!в; м1«в1до*ч1й науково-практичн!й конференцП' "Нов1 матер1али та технолог!!' в буд1вництв1", 1992 р., м. Алчевск.

По тем1 дисертацШ опубликовано. 12 робiт, в тому числ! 3 авторських св!доцтва на винахЦ, в аких викладена новизна принцип!в контактного твердненна «¡неральних дисперсних систем.

На захист виносяться:

- експериментально обгрунтован! уявлення про механизм утворення структури в'я«учих 1 бетон1в на основ! висок вуглецевнх зол, з участв в процесах г!дратацп" орган1чного компонента - часток незгор1лого палива;

- обгрунтування процес1в утворення г!дратних фаз нестаб1льно'1 структури в дисперсному стан1 вапняно-зольних в'жучих в присугност! карбонату натр1в;

- рецептура пресованих бетонов з максимальным bmictom високовуглецево!' золи 1 в!дпов1дно часток незгор!лого палива;

- обгрунтування технолог!чних параметр!в виготовлення пресованого каменв (на приклад! сил!катно1 цегли):

- результати практично!' реал!зацН у виробничих умовах процесу виготовлення цегли.

Обсаг роботи. ДисертацЮна робота складаеться з вступу, л'мти глав, висновк!в, додатк!в, списку використано!' лпературк (150 найменувань). Загальний обсяг дисертаци 183 CT^piHKH, в число яких входить 149 стор!нок маиинописного

- 4 -

текст«, 20 малюнШв, 7 таблиць.

И пера!й глав) на баз! лИературного огляду даеться критична оц!нка сучасного стану використання високовуглецевих зол в технологи буд!вельних матер!ал1в, анал1зуютъсяф1зико-х1«1ЧН1 основи використання золовлаково\' сировини в в'яаучих 1 материалах г1Дратац1йного тверднення та особливосп контактно-конденсац!йних процеЫв.

3 досл1д*ень А,В.Вол*енского, К.В,Гладких; Б.Н.Виноградова, 1.0.1ванова, А.М,Сергеева та 1н, в!домо, частки незгориоро палива в золах представлен! коксовиыи або нап1вкоксовими заливками, як1 утворвюгься в результат! метанорф1зму при високих температурах. Вм.1ст вуглецевих частой поПршуе як1сть золи, эб!ль»уе водопотребу бетонних сумШй, зменюуе ч1льн!сть, м!цн1сть, довгов1чн!сть матер1ал1в, ефективтсть д1 V х1мгчних добавок. Максимальна к!льк1сть ЧНП, визначвна по критерШ морозост1йкост1, не повинна перевивувати 60 к!лограм1в на один метр куб1чний бетону. При цьому ЧНП розглядаеться як 1нертний наповнювач, цо не встулае у взаемод1ю э продуктами г!дратац!1' зольних в'«учих.

8!домо, що природа продукте г!дратацп' в значн1й м!р! визначае властивост! бегон!в на основ! таких в'яжучих. 3 раб 1 т В.Д.Глуховського, В.В.ЧирковоГ, П.В.Кривенка, А.В.Рябова*', Л.1.Дворк1на, А.В.Нироненка слЦуе, цо дисперс1йн9 сервдовице луаних 1 лу«но-лу«ноземельних

I

алвмосил!катних в'яиучих являеться б!льв активним, ни кальц1евих, в результат! чого процеси ПдратацП' з участи золи проходять досить 1нтенсивно, а характер лродукт1в Пдратац1У вИэначае Шдвичену довгов1чн!сть матер!ал1в на I*

ОСНОВ1.

2* - 5 -

Як показано роботами В.Д.Глуховського, Р.Ф.Руново!, Ю.А.Иеплякова, б.С.Максунова, О.Кочевих та ¡н. нестаб1льний кристал1чний (аморф1зований) стан структури дисперсних продукта г1дратацп' в'яжучих виэначае вклад контактно-конденсац1йних процес1в в структуроутворення, 40 мо1в бути використано для зменвення енергозаграт при отриманн! «тучного каменя.

(1нал1з цих полояень дозволив ■ сформулввати наукову г!потезу:

- конструктивна роль ЧНП в др1бнозернистому пресованому бетон1 можлива за рахунок активацп процес1в структуроутворення шляхом залучення минерально!' частки золи в процеси формування дисперсних г! драт нес:аб1льно! структури 1 реал1зацП !х контактно-кондансац!йних власт.1востей, а орган1чно1" - в формування контактно!' зони на поверхн! ЧНП за рахунок утворення в лу«ному середович! слаборозчинних комплексних органом1неральних солей.

И друг1й глав) наведена характеристика вих!дних ыатер1ал!в та метод!в досл1джвнь.

При виконанн1 експерикент1в використовували сл!дувч1 матер1али, Кислу золу (вм!ст СаО 3.24...3,87*) при к!лькост! ЧНП в!д 162 до 28%. Для пор1вняння використовували продукт обпалювання золи без ЧНП, а тако« з вм1стом 82 ЧНП. Вално, карбонат натр1в, кварцевий п1сок.

Зразки в'яжучих пресували при тиску 40ИПа, а др1бнозернистих бетонов при тиску 20...40 МПа в1дпов1дно з 1снуючими нормативами та рекомендации.

Визначення фазового складу вих1дних речовин та продукт1в ПдратацП", вивчення модельних систем виконували зс допомогов комплексу ф1зико-х1м!чних методов досл!джень:

рентгено-фазового анал1зу; дифвренц!йно-терм1чного; 1К-спектроскоп1V. Використовували таком растровий сканувчий к!кроскоп, ioHQKip та полум'яний фотом!р.

\j трет!й глав! приведен! результати вкспериментальних досл!джень в'ямучих композиц!й на основ! високовуглецввих зол.

На основ! ран!0е виконаних досл!дменнь сп1вв1ДНомення "зола - СаО" прийняте 7:3, зм1нни«и факторами в дан1й робот! були вы i ст ЧНП в зол! 1 добавки карбонату натр1п в в'яхучоМу.

Установлено, щ,о в вапняно-зольних в'ямучих на стадИ" витримування сум!вей до првсування в присутност! карбонату иатр!ю утворювться аморф!зован! фазн, Це пЦтверджуеться характером крквих ДТА: значний ендоефект при 120,,.210°С; а таком екзоефект при температур! 875 С? На 1К-спектрах (нал. 1) в1дм1часться зб!ль«ення 1нгенсивност1 i плсц! псглинання в облает! 1000-1073 сы"* , в1дпов!да€

характеристичным коливанням S1-0 зв'язн1в, та зм1цвння максимуму цих эфэкпв в сторону меньиих хвильових чисел; зб!львення !нтенсивност| поглинання в облает! 3000,..3621 см",1 go в5дпов!дае валентним коливанням ¡она г!дроксила 6 г!дросил1катних фазах.

Ф!зико-х!м1чними досл!д«еннями пропарвного првеованого в'ямучого установлено, мо присутн!сть карбонату натр!в сприяе повному зв'язуваннв Пдроксиду кальц!и, утвореНнп гНдвиценоТ к!лькост1 г!дросил!кат1в кальц!ю, цеол!топод!бних г1дросил1кат!в, змениеннп карбон1зац!Y зразк1в.

Як св!дчать електронно-мМроскогйчн! зшмки, частки незгор!лого палива проявлявть р1зний характер взаемодП з новоутвореннями в середовиц! бездобавочного в'ямучого 1 в

- 7 -

S-423S

присутносП карбонату натр!в: по поверхн! экояу пропаренога каменя бездобавочного в'ямучого на ловерхн1 ЧНП заф!ксован1 . залимвов! скупчення г1драт!в в вигляд1 окремих областей в той час, , коли на поверхн! ЧНП в аналогичному зразку луговм!*увчого в'явучого так1 скупчення повнастю покривавть поверхнв ЧНП. Це характеризуе високу адгези продуктов г1дратацИ" по в!дноменню до ЧНП в середовии! луговмиувчого в'я«учого.

На основ! виявлених В1ди1нностей запропонований мехаюзк формування контактно'!' зони, який заключаемся в тому цо, в присутност! в дисперс!йному середовищ) в'явучих та матер!ал!в г!дроксильних ¿он^в та 1он18 натр I и в!дбуваеться доокислення атои)в вуглецю, поляризуеться поверхня ЧНП в результат! взаемодн ¡он!В натр!» з активнини Функц1ональними трупами, розташованими по поверхн1 ЧНП, 1 дисоц!ацП' утворених натр!евих солей.

Коректн1сть такого п!дходу. п!дтеердкуеться даними, отриканими при досл!д«енн! модельних систем методом 1К-спектроскоп!Г (мал. 2). Для пор!вняння брали проби вих!дного коксу (кр. 1), а таком проби коксу обробленого розчинами НаОН р13Н01 концентрацп (кр. 2, 3). П^сля обробки коксу в розчинах ИаОН в1дм!чаеться зб1льнення акпл^туди та облает! поглинання з максимумом при частот! 3413 см"4 (кр. 2, 3) а такон з'являеться полоса поглинання з частотою 1499 (1493) см"*. Пер«е св1дчить про зб1ль«ення полярност1 поверхн! ЧНП в лукному середовиц!, а останне п!дтверд*уе ыо*лив1сть утворення натр!ево1 сол!, поекмъки.полоса поглинання 1499 (1493) см'1 нале«ить валвнтним асиметричним коливанням !онизовано* карбоксильно!" групи. В1рог1дн!стъ проходженкя щ. щесу п1дтверд*ено змениенням рН лумних розчин^в з 12.18

- 8 -

до 11.84 Шсла кип'ят!ння коксу в розчин! г1дроксиду натр|ш.

Присутн1сть в реальн!й в'я«уч1й композицН' 1он1в кальц1ю приводить до утворення малорозчинних калыЦевих солей карбонових кислот по поверхн1 частой незгор1лого палива, як! "зростаються" з продуктами г1дратац1У в'я»учих. Проходяення процесу в такому напрямку пЦтвердхуеться виы1рюванняи концэнтрацП' 1 он 1 в кальц!в та натр1в в модельних розчинах, контактуячих з коксом,

Йнал1з залеяностей впливу вм!сту ЧНП в зол1 та к!лькост) добавки карбонату натр1в на м1цн1сть в"яяучих (мал.З) св!дчить, цо при вЦсутност! карбонату натр!в в склзд1 в'яиучого (мал. 3, а, кр. 1) зб1ль»ення вм1сту ЧНП в зол 1 супроводяуеться змениенням м1цност1 зразк!в, цо однозначно св1дчить про 1нертн1сть ЧНП в продуктах ПдратацИ" системи "кисла зола - СаО",

Для системи "кисла зола - СаО - карбонат натрия" зб!львення вм1сту ЧНП супроводяуеться зм1нами 1нвого характеру. Це найб1льв переконливо показують дан1, «о в1добра«апть зале»н1сть зм1ни н1цност! зраэк1в, вм1»уючих соду (мал. 3, б, кр. 3, 5), пор!внзно з бездобавочниыи зразками (мал. 3, б, кр. 1) 1з яких випливае, цо э зб!лменням вм!сту ЧНП в склад! золи зб!лы>уетьса й мЩН1сть. Це св!дчить про конструктивний вклад таких частой, актив1зованих по поверхн1 органом1неральними утворенняки, в синтез м1цностГ «тучного каиенп. Кращ11 результати забезпечувться при вм1ст1 6% карбонату натр1в в склад! вапняно-зольного в'явучого.

Вияглено, цо одночасна при4утн1сть в зразках ЧНП та. карбонату натр!в визначаег п1двицен1 адсорбц1йн! характеристики продукт!в г!дратац1\- в'яжучих пор!вняно э

Х&мльо&е ч«сло ; см

Мал. 1, 1К-спектри поглинання: 1 - зола )э 16* ЧИП; 2 - про-дукти г1дратацП в'яжучого на протяз! 6 годин до пресування (зола 1з 16Х ЧНП) 3 - зола 13 2ВХ ЧНП; 4 - про-дукти г1дратацП' в'яжучого на протяз1 6 годин до пресування (зола 1з 28У. ЧНП)

У * I

5 3 • а-

амг ЗШ Ш

Хьильове число ; см-1

Мал. 2. 1К-спектри поглинання: I - кокс; 2 - кокс оброблений 12 розчином ИаОН; 2 - кокс оброблений 25% розчином ИаОН.

композитами, в яких в1 дсутн 1й який-небуть 1з цих компоненте. Це св1дчить про те, чо в присутносН ЧНП та карбонату натр1в процеси утворення геля 1нтенсиф1кувться.

Властивост1 такого гелю використовуються в реал!зацП' механ!зму контактного тверднення, який, як зв1снс, д1е ы\ж макрочастками Пдрапв аморфно* або нестабильно* крг,стал1Чно\' структури 1 супроводжуеться утворенням водост 1йкого т!ла при 1'х сближенн!. Про вклад такого иеУ1Н13«у можна судити теж в пор1внянн! з бездобавочною

- 10 -

Мая. 3. Зале«н1сть м!цност! пресованого в'явучого в1д вк1сту ЧНП в зол! та к1лькост! карбонату натр1в (1-02, 2 -32. 3 - 62, 4 - 92, 5,- 122) : а), в абсолвтних величинах; б1 в 2 по в!дно»анни до без„обавочного в'яжучого.

•системов по «¡цност! каменв зразу п!сля пресування - 7...9 «Па та вМповЦно 3...5 МПа, коеф!ц!енту водост!йкост! п!сля суяки 0.55...0.63 та випов1дно 0.44...0.48, а таком Шсля пропарпвання - 0.87... 1 .02, в!дп0в"1дн0 0.54...0.85.

Розвиток структуроутворення протягом часу в сухих, нормальних та водних умовах сулроводлуеться затухавчим ростом м!цност1 каменв протягом 3 рок!в спостереженнь в!дпов1дно на 742, 1072, 1222. По абсолвтним значениям м1цн1сть каменв досягае 60 МГГа.

Четверта глава вмЦуе результати ' розробки др1бнозернистих пресованих бетон!в на основ1 охарактеризованих виче в'яаучих з- використанням високовуглецевих зол ! в склад1 заповнювача.

При оптим!зацГ1 рецептури пресбето(пв використовували математичн! методи планув'ання експеримвнту. Сбробку результат!в експерименпв виконували на персональна Е0И по

- И -

Таблица

ВластивосП пресбетон1в на основ! зол з р!зник bmíctom ЧНП

Склад сум1ш! фориувально'Г ,насХ В.п.п. золы, г Bkíct ЧНП в иатер!-ал!, líac.Z Тиск пресу-ванна, «Па Щль- HiCTb, кг/и MiqHicTb при стиснен-Н! П1СЛЯ ТВО.ИПа Водо-погли-нання, масХ Коеф1ц1-ент тепло-пров1дно- CTÍ. Вт/4*К

B'asg- че Заповншвач

ilicok Зола

1 2 3 4 5 6 7 8 9 . 10

25 75 0 16 2.7 40 2060 20.7 4 0.84

25 50 25 16 6.7 40 1990 25 6.5 0.61

25 25 50 16 10.7 40 1790 27 8 0.69

25 0 75 16 14.7 40 1550 25.5 13 0.55

25 : 75 0 28 4.2 40 1863 23.5 12.9 0.74

25 50 25 28 11.2 46 1605 23.5 20 0.58

25 25 50 . 2В 18.2 40 1409 23.5 29 0.47

25 0 '75 28 25.2 40 1264 25.3 35.5 0.37

£ "

2

г »

а» г

£

Л <

'I

0 — ж _ ¡11]

—'—

бмюг зсли ь запобнюьам'| %

Кал. 4. Зале*н1сть м!цност1 сирцю в!д вШсту золи в заповнювач1 на основ! в'яяучого сухого помелу - 1, 2, 4 та мокрого помелу -3.5 при к1лькост1 карбонату натрии в фор-кувальн!й сум1ш1: 1 - 0%; 2,3 - 1,5*; 4,5 - 32.

найб1льи значуцим для матер1алу критер1ян: вм1ст золи в склад1 заповнивача, вм1ст активного оксиду кальц1ю та карбонату натр1и в формувальн1й су>аи1. Композиц1>', чо утримуить 7...102 СаО, 1.5...32 карбонату натр1п при загальн1й витратI золи (вм1ст ЧНП - 16.,..282) в бетон! до 932, забезпечують мо«лив1сть виготовлення пропареного пресованого (Р = 20...40 МПа) бетону з такими властивостями: м!цн1сть при стисненн1 - 18...27 МПа; ппльн1сть 1165...2060 кг/м3; коеф1ц!ент теплопров!дност1 - 0.33...0.84 Вт/м*К (таб. 1). Потр1бно в!дзначити, чо утворен1 при витримуванн! формувальних сум^яей мдрати нестабильно! структури 1 активация поверхн! ЧНП забезпечують п1двичення м!цност1 бетону зразу ж п!сля пресування (мал. 4) в межах

-13 -

1.2...3.4 ИПа . (проти 0.6...1.6 МПа з бездобавочниы вапняно-зольним в'яжучим), цо являеться в1дм!ннов ознаков таких бетон!в.

При вивченн1 законом1рностей зм1ни м!цносп бетону з часок в залежносИ В1Д вх1сту ЧНП в зол! 1 витрати карбонату натр1в встановлено, цо 1з зб!лыгенням вм^сту ЧНП в катер1ал! зб!ль«уеться потреба карбонату натр1в при його максимально к1льиост1 в склад! бетонноТ сум1ш1 3%. При цьому для бетону п1сла пропарввання в1дэначене затухавче протягом трьох рок1в зб1львенна м1цност1 при твердненн! в р)зних умовах: сухих (волоПсть - 45/0', нормальних (волоПсть 100Х); - в!дпов1дно на 90..,111%, 118...1402.

При оц1нц1 бетоя)в за такими критер1ями, як

морозост1йк1сть та пов1тряност!йк1сгь. характеризуют 1"х

, довгов1чн1сть, з використанням вйсоковуглвцевих зол (ЧНП

1В...28Х) , бетони в!дпов1давть вимогак випробовувань на

морозост!йк1сть (75 цикл!в) та пов1тряност1йк1сть (100

■ Ж ,

цикл1в) при вм!ст! в бетон! до 19й*кг/мя ЧНП проти згаданих ран!«в л1тературних даних 80 кг/м5.

Це особливо значу«1 результати, поск1льки в!дома знижена пов1тряност1йк!сть зольних матер1ал1в, Елвктронно-м!кроскоп1чн1 зн1мки поверхн! зколу бетонних эразк1в п!сля випробовуваннь на пов1тряност1йк1сть виявили ефвкт капсулввання ЧНП продуктами НдратацП в'жучих, висока адгез1я яких до поверхн! збер!гаеться в процес! них випробовувань.

В п'ят!й глав! на приклад! використання прэсованих бетонов розроблено)" рецелтури в технологи' безавтоклавноУ цегли вивчен! особливост! основних операцЮ, запропонована

- 14 -

схема виробництва та технолог1чний регламент.

Як показали досл1дження, сушка золи 1з зб1ль»енням температури до 800°С, зменвуе П" масу, цо супроводжуеться зменженням ц]льност1 бетону та в1дпов1дно деяким зниженням його м1цност1. В результат! рекомендовано використовувати теплонойй, цо забеэпечуе нагр1вання золы до 400°С.

СпосIб гМдгоговки сировинно'1 сум1«1 з викорисганням сухого й мокрого помел!в в'яжучого впливае, в основному, на м!цн!сть сирцв; кра*1 результати отриман! при мокрому способ!. Яле, в!рог1дн1сть надм!рного утримання вологи в формувальн1й сум!«1 не дозволяв однозначно рекомендувати мокрий спос1б, враховуючи, цо п1сля пропаршвання при сухому та мокрому способ! м1цн|сть етону практично однакова.

Пресування цегли ¡з сумИей з Шдвиценим вм1стом ЧНП в зол1 на промисловому лрес! при тиску 20...40 МПа не ьиявило нринципових в1дм1нностей в!д аналог!чноТ операцП" для сил1катноУ цегли, за вийнятком крачих характеристик по м1цносп "сирцю".

Пропаршвання пресованих вироб1в виконувал'и в пропарочн!й камер! при температур! В5±5°С по режиму 2+6+2 год.

В ц!лому технолог1чний процес виробництва цегли вклвчае складування вих!дних компонент^, приготування

вапняно-зольного в'яжучого 1 розчину лушного компоненту, приготування формувальноУ сум1«1 при зм1вуванн! компонент^, силосування суи1«1 в бункерах, пресування та пропарювання готових вироб1в.

Еколопчна над!йн1сть розробленоУ технологи" шдтвердиена досл1дяеннями золи та пресованого матер1алу, на присутн1сть токсичних елемент!в та рад1онуклЦ1в. 0триман1 -

15 -

дан1 свЦчать, цо по цих характеристиках зола 1 матер1ал в!дносяться до 1 класу по НРБ - 76 (fi0= 2.35. .,4.13) i можуть бути використан! для bcíx вид!в буд!вництва без обывменнь.

Еконои1чна ефвктивн1сть розробленоУ технологи пор1вняно з традиц!йнов технологию автоклавноУ силиатноУ цегли зумовлена зниженням соб!вартост! виробництва на 44'/ за рахунок зниження затрат: для виробництва технолог!чного пару на 81Х; пов'язаних з експлуатац^ев обладнання на 102; -а таком вартост! матер1ал1в на 63%.

ВИСНОВКИ

1. Анал1з лИературних даних в обласп синтезу «тучного каменп на ochobI зольних в'ямучих £в!дчить про невикористан! мокливост1 активацП в присутносп лужних сполук noeepxHi вуглецевоУ частки золи, а таком 1нтенсиф1кацП г1дратац!У алюмосил!катноУ У У часгини в дисперсному стан!, ко служить передумовою для розробки довгоВ1чних лресбетон!в з використанням високовуглецевих зол.

2. Присутн!сть карбонату натр!в при ПдратацП вапняно-зольного в'ямучого зм!нве характер дисперс!йного середовица та склад новоутвореннь в напрямку збШиення низькоосновнйх г!дросил!кат1в кальцШ' i утворвння цеол!топод1бних г1дросил1кат1в. Зтворення таких продукт!в в вигляд1 аморФ1зованих фаз розпочинаЕться на етап! г!дратац1У до пресування, цо ' пЦтвердшуетьса даними ДТй та 1К-спектроскоп11'.

3. Продукти г!дратац!У луговм!цувчого вапняно-зольного в'яжучого характеризуются п!двиценов адгез!ев до часток

- 16 -

незгор1лого палива золи, чо Шдтверджено Ъ'х скупченням на таких частках електронно-м1кроскоп!чними зн!мками поверхн! зколу пресованого в'я*учого.

4. В луяному середовиц! в!дбуваеться доокислення атом1в вуглецю та поляризац)я поверхн! вуглецевих частой, як! утворвють умови для утворення на }'х поверх^ малорозчинних кальц1йових солей иарбонових кислот, що п!дтверд«ено дослЦяенням модельних систем "кокс - розчин Пдроксиду натрии" 1 "кокс - розчин г1дроксид1в натр1в та кальЩв".

5. Лрисутн1сть в э'яжучому 4...62 карбонату натр!в дозволяе використовувати золу з випстом до 282 ЧИП при отриианн! пресованого пропареного каменв м]цн1ств 30...40 МПа, яка зб1льяуеться протяг м трьох рок1В до 50 КПа.

6. Синтезован1 на стадп витримування формувальних др1бнозернистих бетонних сум1«ей до пресування в присигност1 карбонату натр1в гелев1 фази нестаб1Льно1 структури вносять конструктивний вклад в фориування мЩност! сирцв, яка складае 1.2...3.4 МПа.

7.Бетонн1 сум!а1, утримувч! 7...10% СаО, 1.5... 33!. карбонату натр!в при загальн1й витрат1 золи (вм^ст ЧНП -16...282) в бетон1 до 932, забезпечувть «о*лив!сть виготовлення пропареного пресованого бетону з такими властивостями: М1цн1сть при ■ стисненн! - 18...27 МПа; *1льн1сть - 1165...2060 кг/м5; коефЩ1ент теплопров)дност1 -0.33.. .0.84 Вт/м*К.

8. Для бетон1в розробленого складу п1сля пропарввання в!дзначене затухаюче протягом трьох рок!в зб1львення м1цност1 при твердненн! в р!зних умовах: сухих (волог1сть -452) ; нормальних (волоПсть- 1002); водних; - в1дпов!дно на 90...1112, 118 - 1402, 122...1452.

- 17 -

9. Бвтони з використанням високовуглецевих зол (ЧИП 16...282) , в!дпов1давть вимогам вилробовувань на морозост!йк1сть (75 цикл!в) та пов!траност1йк1сть (100 цишйв) при вм1ст! в бетон! до 190 кг/м* ЧНП проти в!домих л!тературних даних 80 кг/м5.

10. При використанн! розроблених бетон!в для виготовлення цегли рекомендовано сушку золи зд!йснювати при Н' нагр1ванн1 до 400° С, помел в'яжучого виконувати сухим способом; пресувати вироби при питомому тиску 20...40 Uña; пропаршвання при температур! 85±5°С по режиму 2+6+2 год., цо пЦтверджено результатами досл1джень особливостей основних операц!й технолог!2.

И. Економ1чна ефективн!сть розробленоУ. технолог!!' пор1вняно з традиц!йнов технологов автоклавно! сил!катноУ цегли зумовлена зниженням соб!вартост! виробництва на 442, за рахунок зниження затрат: для виробництва технолог1чного пару на 812; пов'язаних з експлуатацКв обладнання на 102; -а також вартосП матер1ал1в на 682.

Основн! положения дисвртацП' викладен! в таких роботах:

1. A.c. 1377263 СССР МКИЗ С 04 В 28/26, Вяжучее./ В.Д.Глуховский, Р.Ф. Рунова, . В.П.Плохий и др. Опубл. 29.02.88. Бюл. N 8.

2. A.c. 1557133 СССР МКИЗ С 04 В 28/26. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала,/ В.Д.Глуховский, Р.Ф. Рунова, В.П.Плохий и др. Опубл. 15.04.90, Бюл. N 14.

3. A.c. 1689346 СССР, МКИ2 С 04 В 28/18;С 04 В 40/00 Способ изготовления известково-кремнеземистых изделий. Опубл. 07.11.91, Бюл. No 41.

4. Глуховский В.Д., Плохий В.П., Бондарь Е.И.

- 18 -

Структурообразование непрессованных ва«ущих контактного твердения на основе гидратированннх золоалаков //1лако*елочные цементы, бетоны и конструкции./ Докл. и тез. докл. III Всесовз. научн.-практ. конф. Киев, окт. 1989 г. -Киев, 1989. - С. 207-209.

5. Глуховский В.Л., Плохий В.П., Кочевых М.А, Теплоизоляционно-конструкционнае материалы на основе предварительно гидратированннх систем//1лакочелочные цементы, бетоны и конструкции./ Докл. и тез. докл. III Всесовз. научи.-практ. конф. Киев, окт. 1989 г. - Киев, 1989. - С. 242-244.

6. Глуховский В.Д., Рунова Р.Ф., Плохий 8.П. Композиционные легкие матерись на основе нефелинового шлама //Пути использования вторичных ресурсов для производства строительных материалов./Тез. докл. Всесовз. совед., Чимкент, окт. J980 г. - Киев. 1989. - С. 720-721.

7. Плохий В.П. Утилизация высокоуглеродистых зол ТЭС при получении безавтоклавных строительных материалов // Прогрессивные строительные материалы и изделия на основе использования природного и техногенного сырья./ Матер, научно-практ. конф., 7-8 окт. 1992. - Санкт-Петербург,: 1992. С. 33-34.

8. Рунова Р.Ф,, Плохий &.П. Малоэнергоемкие способы переработки золомлаковых отходов тепловых электростанций в материалы контактного твердения// Использование отходов производства в строительной индустрии./ Тез. докл. Э обл. науч. технич. конф., Ростов-на-Дону,: 1988. С. 61-62,

9. Рднова P.O.. Голубятников И.И., Плохий В.П. и др. Безавтоклавяае прессованные материалы на основе, энергетических золо*лаков // Материалы 34 Ие*дунар. конф. по

- 19 -

бетону и железобетону, апрель 1992. - U.: 1992. - С.170-171.

10. Рунова Р.Ф., Голубятников И.И., Плохий В.П. и др. Строительные материалы контактного твердения на основе топливных золошлаков //Новые материалы и технологии в строительстве/Иатериаяи межведомственной научно-практ. конф. - Йлчевск, 1992. -С. 183 -185.

И. Рунова Р.Ф., Максунов С.Е.. Плохий В.П. Перспективные направления использования дисперсных систем контактного твердения //Ресурсосберегающие технологии и материалы в строительстве/ Тез. докл. научно-практ. конф., Харьков, май, 1992 г. - Харьков. 1992. -С. 84-86.

12. Нейнич Л.fi., Плохий В.П. Низкознергоеыкие способы переработки нефелинового илама АГК в строительные материалы //Комплексное использование нефелинового »лама АГК./Тез. докл. Всесовз. сове*., -.Ачинск,: 1984 г. - С. 81-82.

Шдп. до друку^. ОУ. . Формат 60X847». ■

Пап1р друк. Л4 3 ■ Cnocie друку офсегний. Умовн. др\к. арк. 1J6 . Умоин. фарбо-в!дб. -ЛS9 . Обл.-вид. арк. 1,0 ■ Тираж 400 . Зам. JVs • Безплатно.

ф|рма сВ1ПОЛ» 232151, K»ïb, вул. Волинська, 60.