автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Материалы для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог с использованием отвальных электросталеплавильных шлаков

На правах рукописи

ЛОГВИНЕНКО Анжелика Александровна

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА УКРЕПЛЕННЫХ ОСНОВАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТВАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ШЛАКОВ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород - 2003

Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете (БГТУ) им. В.Г. Шухова

Научный руководитель

Официальные оппоненты

- кандидат технических наук, профессор Духовный Г.С.

- доктор технических наук, профессор Рахимбаев Ш.М.

- кандидат технических наук, доцент Мевлидинов З.А.

Ведущая организация - Воронежский государственный

архитектурно-строительный университет, г. Воронеж

Защита состоится «10 » декабря 2003 года в /^^часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ, аудитория 242 главного корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БГТУ.

Отзывы на автореферат диссертации, заверенные печатью, просим направлять по адресу:

308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ, отдел аспирантуры.

Автореферат разослан « 9 » ноября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, к.т.н., доцент _ ^ ^ Г.А. Смоляго

-Д

18025

Актуальность. В настоящее время актуальным направлением в развитии дорожной сети России является строительство укрепленных конструкций дорожных одежд, которые позволяют повысить сроки службы и обеспечить высокие транспортно-эксплуатационные свойства автомобильных дорог. При этом в качестве вяжущих материалов для снижения себестоимости строительства подобных инженерных сооружений целесообразно применять отходы промышленности. В России имеется большое количество предприятий черной металлургии, на которых в зависимости от технологии производства металла, в больших количествах образуются шлаки различного состава и свойств.

Свойства доменных шлаков исследованы достаточно полно, поэтому они широко используются в строительстве, в том числе и автомобильных дорог. Однако большая группа металлургических предприятий, таких как Череповецкий, Тульский, Новолипецкий, «Амурсталь», Верх-Исетский, Оскольский и т. д., при производстве основной продукции образуют электросталеплавильные шлаки, свойства которых резко отличаются от шлаков доменного производства. Такие шлаки в связи со слабой изученностью не находят широкого производственного применения, поэтому на этих предприятиях скопились огромные запасы негранулированных саморассыпающихся шлаков. Так, например, на территории Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК) Белгородской области в отвалах скопилось более 5 млн. т. шлаков, при ежегодном увеличении их количества на 400 тыс. тонн.

До настоящего времени не разработаны научные основы, учитывающие особенности гранулометрического и химического составов сталеплавильных шлаков ОЭМК, которые позволили бы обоснованно проектировать и строить различные конструктивные слои дорожных одежд.

В связи с выше изложенным, данная работа посвящена проблеме разработки эффективных вяжущих материалов из вторичных продуктов на основе саморассыпающихся металлургических шлаков для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог.

Цель работы заключается в научном обосновании и разработке композитов с использованием основных сталеплавильных отвальных шлаков черной металлургии, технологии их производства и применения в дорожном строительстве.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- уточнение минерального состава отвальных шлаков черной металлургии на примере шлаков ОЭМК;

- обоснование способов активации сталеплавильных основных саморассыпающихся шлаков ОЭМК, учитывая особенности его фазового со-

става;

- разработка рациональных составов шлаковых вяжущих при различных сроках твердения и дозировке активатора;

- разработка технологии производства мелкозернистых бетонов на основе шлакоизвестковых вяжущих (ШИВ) и применения их для устройства укрепленных оснований автомобильных дорог;

- обоснование технологических режимов уплотнения разработанных мелкозернистых бетонов;

- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований.

Научная новизна. Получены новые данные о фазовом составе отвальных шлаков ОЭМК как текущего выхода, так и хранившихся в отвалах в течение 3-4 лет. Доказано существование в шлаках ОЭМК бредиги-та, ларнита и геленита, что позволяет разработать на их основе эффективные дорожно-строительные материалы.

Установлено, что в основном шлаке ОЭМК без добавок активатора наблюдается гидратация геленита с образованием гидрогеленита, отличающегося недостаточными связующими свойствами. Ввод 10% гидро-ксида кальция позволяет стабилизировать состав высокоосновных волокнистых гидросиликатов кальция СБН - II, обладающих повышенной во-до- и морозостойкостью, активизировать гидратацию геленита, вызывая синтез гидрогранатных фаз, которые в комплексе с гидросиликатами кальция способствуют повышению прочности шлакоизвесткового камня. Указанные данные явились теоретической предпосылкой к разработке рационального состава ШИВ;

Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены в соответствии с теорией синтеза прочности технологические режимы формирования мелкозернистых бетонов на основе ШИВ.

Практическое значение работы. Предложена рациональная область использования ранее не востребованных крупнотоннажных отходов сталеплавильной промышленности - отвальных шлаков и извести; составлены рекомендации по их использованию в качестве сырьевых компонентов при производстве бетонов для дорожного строительства.

Разработанные составы мелкозернистых бетонов на основе ШИВ существенно расширяют ассортимент материалов, используемых в дорожном строительстве, и снижают стоимость строительства автомобильных дорог.

Разработана технология производства мелкозернистых бетонов на основе активированных саморассыпающихся отвальных шлаков ОЭМК с использованием действующего оборудования и производственных мощностей асфальтобетонных заводов.

На основе установленных особенностей формирования структуры твердения мелкозернистых бетонов, содержащих шлакоизвестковое вя-

, -• - п. -' . -

жущее и заполнитель из кварцитопесчаника, рекомендованы рациональные технологические режимы формирования слоев укрепленных дорожных оснований, позволяющие обеспечить высокие эксплуатационные характеристики автомобильных дорог при минимальных затратах на их строительство.

На защиту выносятся:

- новые данные о фазовом составе основных саморассыпающихся * шлаках ОЭМК и продуктов их гидратации;

- особенности гидратации и фазообразования шлака ОЭМК с известковым активатором в различные сроки твердения;

) - рациональные составы мелкозернистых бетонов для строительства

укрепленных оснований автомобильных дорог на основе шлаков ОЭМК и технология их производства;

- обоснование рациональных технологических режимов уплотнения дорожных оснований из разработанных материалов.

Внедрение результатов исследований.

Результаты работы внедрены при строительстве подъездной автомобильной дороги в г. Белгороде.

Для широкомасштабного использования результатов научно-исследовательской работы при строительстве и реконструкции автомобильных дорог разработаны следующие нормативные документы:

- технические условия на «Смесь из отсевов дробления щебня, обработанная шлакоизвестковым вяжущим». ТУ 5717-009-02066339-2002;

- технологический регламент на «Изготовление смесей из отсевов дробления щебня, обработанных шлакоизвестковым вяжущим».

Теоретические положения диссертационной работы, а также результаты экспериментальных исследований используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 291000 - Автомобильные дороги и аэродромы.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были изложены на Международной научно-практической конференции а «Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленно-

сти строительных материалов и строительстве на"пороге XXI века» (Белгород, 2000); Всероссийской XXXI научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства» (Пенза, 2001); Седьмые академические чтения РААСН «Современные проблемы строительного материаловедения» (Белгород, 2001); Международная научная конференция «Опыт и проблемы современного развития дорожного комплекса Украины на этапе вхождения в Европейское сообщество» (Харьков, 2002).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 научных статей.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка литературы, содержащего 147 наименований, и приложений. Работа изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 24 рисунка, 3 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Обобщенные данные, опубликованные в научно-технической литера- *

туре, показали, что систематические исследования саморассыпающихся основных электросталеплавильных шлаков практически отсутствуют. Исследования по изучению сталеплавильных шлаков, подобных шлаку ОЭМК, выполнены для целей строительного производства с применением технологий автоклавного твердения. Выполненная в БГТУ им. В.Г. Шухова работа по применению шлака ОЭМК с активатором - жидким стеклом посвящена проблеме разработки быстротвердеющих материалов для ямочного ремонта автомобильных дорог. В связи с очень короткими сроками схватывания и высокой стоимостью активатора полученный материал не пригоден для использования при сооружении укрепленных дорожных оснований.

До настоящего времени недостаточно исследован фазовый состав кристаллических соединений шлака ОЭМК. Большинство авторов обращают внимание, что главной кристаллической фазой в них является шен-нонит. Профессором В. К. Классеном с сотрудниками было обнаружено в шлаках ОЭМК водного охлаждения наличие высокоосновной модификации a'm-C2S. В работах ряда специалистов по химии вяжущих веществ 5070 годов, таких как В. С. Горшков, В. В. Тимашев, В. Г. Савельев, отмечалась возможность присутствия в сталеплавильных шлаках ларнита. В связи с этим ставилась задача уточнить фазовый состав основных саморассыпающихся шлаков сталеплавильного производства.

Определенное влияние на качественное и количественное фазовое соотношение в этих шлаках оказывает способ охлаждения (воздушный или водный). Все более широкое применение водного охлаждения вносит оп- i

ределенные изменения в фазовый состав шлаков.

Свойства исходных сырьевых материалов изучались с применением химического, гранулометрического, рентгенофазового, комплексно-термического и физико-механических методов исследований.

В настоящее время существенно изменились технологические режимы охлаждения шлаков ОЭМК для интенсификации этого процесса. С этой целью большая часть электросталеплавильных негранулированных отвальных шлаков стала охлаждаться водой, поэтому детально исследовался фазовый состав шлаков ОЭМК водного охлаждения свежего выхода и пролежавший в отвалах в течение 3-4 лет.

в-^-Сй

о-р-ед

л-у-С^; л-Са2А128Ю7 •-РеА; о-РеО; I 0-03(01^; »-СаСОз; со-М§£>

Рис.1. Дифрактограммы шлака ОЭМК водного охлаждения в зависимости от сроков его хранения: а-текущего выхода; б- пролежавшего в течение 3-4 лет.

Анализ ретгенограмм шлака ОЭМК, как текущего выхода, так и пролежавшего в отвалах в течение 3-4 лет (рис. 1), показал, что в нем в значительных количествах содержится бредигит с отражениями <1=2,68; 2,75; 1,93; 2,29; 2,03 А. Известно, что эта высокотемпературная разновидность ортосиликата кальция отличается от других форм С28 высокой гидрата-ционной активностью. Очевидно, именно а'-С23 обуславливает способность шлака ОЭМК твердеть в гидравлической среде при комнатной температуре. Кроме того, в шлаке ОЭМК обнаружено присутствие существенных количеств Р"С28 с отражениями <3=2,73; 2,71; 2,49 А, который также отличается довольно высокой гидратационной активностью.

Эти два минерала - бредигит и ларнит при нормальных условиях гид-ратируются и твердеют при комнатной температуре, что очень важно с точки зрения использования шлаков ОЭМК при строительстве автомобильных дорог.

Проведенный рентгенофазовый анализ показал наличие в шлаках ОЭМК геленига с отражениями <1=2,85; 1,75; 3,07; 2,44 А. Сопоставление рентгенограмм шлаков текущего выхода и из шлаковых отвалов, где материал пролежал 3-4 года, показывает, что в первых пики геленита более интенсивны, чем в последних. В основном это объясняется тем, что за последние несколько лет содержание глинозема в шлаках ОЭМК возросло с 1-3% до 2-10%.

В работе приведены результаты исследований шлака ОЭМК, взятого из дорожного покрытия, которое эксплуатировалось в течение 12 лет. Рентгенофазовый анализ (рис. 2) показал в нем наличие гидрогеленита с основными отражениями с!=2,87; 4,18; 2,49; 1,66 А, что подтверждает наличие геленита в отвальных шлаках ОЭМК раннего срока выхода.

■-СзАБЩ

•-СБЩП);

Д-У-С*3;

А-РеА;

о-БЮ

Рис. 2. Дифрактограмма шлака ОЭМК из дорожного покрытия, эксплуатировавшегося в течение 12 лег

Дифференциально-термический анализ позволил более полно исследовать продукты гидратации шлака ОЭМК. На кривых ДТА и ДТЖ шлака ОЭМК из дорожного покрытия, которое эксплуатировалось в течение 12 лет (рис. 3), видны эндотермические эффекты при температуре 230, 680 и 860°С, а также экзотермический при температуре 340°С. Эндотермический эффект при температуре 230°С обусловлен дегидратацией гидрата геленита, а наличие выделившейся в процессе гидратации гелеобразной массы устанавливается по экзотермическому эффекту при 340°С.

Эндоэффект при 680...700°С, который сопровождается потерей массы, обусловлен дегидратацией высокоосновных гидросиликатов кальция, а также метастабильных продуктов их карбонизации (вате-рит и т. п.). Подтверждением наличия высокоосновных гидросиликатов кальция в шлаке ОЭМК, эксплуатировавшегося в течение 12 лет в дорожном покрытии, является наличие пиков на рентгенограмме 3,07; 10,0; 1,83 А.

Очевидно, что именно эти фазы являются главным связующим веществом, обеспечивающим достаточно хорошие физико-механические свойства основания автомобильной дороги из шлака ОЭМК в столь дальние сроки.

Эндотермический эффект при 860...900°С объясняется декарбонизацией кальцита, который образуется в результате карбонизации извести и гидросиликатов кальция.

Полученные автором данные о фазовом составе шлаков ОЭМК позволяют выдвинуть рабочую гипотезу, что основный электросталеплавильный шлак, как текущего выхода, "так и хранившийся в отвале должен даже при комнатной температуре обладать существенной гидрата-ционной способностью из-за содержания метастабильных а! - С28, р -СгБ и геленита.

Для проверки этой рабочей гипотезы были выполнены экспериментальные исследования по изучению особенностей кинетики изменения свойств шлака ОЭМК текущего выхода и отвального в течение длительного времени. Согласно ГОСТ 8269.0-97, для шлаков необходимо определять активность после гидравлического твердения в течение 28 суток, что и было сделано для образцов, изготовленных из молотого шлака ОЭМК до удельной поверхности 300 м2/кг по стандартной технологии. Активность шлака через 28 суток составила 0,72 МПа, что характеризует шлак ОЭМК как неактивный. Лишь через 90 суток предел прочности при сжатии образцов из шлака свежего выхода достиг показателя 1,2 МПа, позволяющего отнести шлак ОЭМК к категории слабоактивных

Рис. 3. ДТА продуктов гидратации шлака ОЭМК из дорожного покрытия, эксплуатировавшегося в течение 12 лет

шлаков. Недостаточным является также предел прочности шлакового камня при изгибе.

Такие низкие показатели прочности и столь длительный набор прочности значительно ограничивают использование шлаков ОЭМК в их естественном виде для дорожного строительства.

На основании приведенных выше данных о фазовом составе основных саморассыпающихся шлаков ОЭМК и продуктах его гидратации, разработаны способы активации шлаков ОЭМК. Исходя из известных данных по физикохимии вяжущих веществ, можно предположить, что добавление к шлакам ОЭМК такого компонента как известь, должна вызывать активацию вяжущих свойств шлака в связи с тем, что известь положительно влияет на вяжущие свойства геленита. Шлак ОЭМК содержит в своем составе до 38...48% СаО, однако при складировании этих шлаков в отвалы наблюдается гашение и карбонизация содержащейся в них извести, поэтому лежалые шлаки лишены ее (рис.1). Такая выраженная неоднородность фазового состава основных саморассыпающихся шлаков ОЭМК, особенно по содержанию извести, создает значительные технологические трудности при их использовании в качестве вяжущего материала для укрепленных оснований автомобильных дорог. Стабилизация свойств шлаков ОЭМК может быть достигнута путем специального ввода определенного количества гидроксида кальция, что позволило бы независимо от наличия или отсутствия извести обеспечить гидравлическую активацию геленита. Такой подход определяется также тем, что на территории ОЭМК находится значительное количество отвальной извести известкового цеха, которая пока полностью не утилизируется.

Реакция гидратации геленита в воде без добавок, что было показано на примере шлака ОЭМК взятого из дорожного покрытия эксплуатировавшегося в течение 12 лет, происходит с образованием гидрогеленита, который отличается плохой кристаллизацией, склонен к гелеобразованию, с течением времени либо при нагревании кристаллизуется. При добавлении извести гидратация геленита резко ускоряется, при этом реакция идет с образованием изоморфных гидрогранатных фаз, а также высокоосновных гидросиликатов кальция.

На рис. 4 представлена дериватограмма шлака ОЭМК, укрепленного известью, после гидравлического твердения в течение 90 суток. На кривых ДТА и ДТв видны эндотермические эффекты при температуре 220, 340 и 520°С. Отмеченные выше эндотермические эффекты принадлежат следующим фазам: при 220°С - высокоосновным гексагональным гидроалюминатам 4Са0*А1203«14Н20 и ЗСаО* А1203«( 10-12)Н20. Эндоэффект при 320...360°С обусловлен дегидратацией кубического гидроалюмината кальция ЗСа0«А120з*6Н20 и его твердых растворов, содержащих железо и кремнекислоту.

рте

ОТА

Подтверждением изложенного является наличие на рентгенограмме (рис. 5) пиков при 2,30; 2,04; 5,13; 3,36; 3,14 А. Эндоэффект при 520...600°С обусловлен потерей последних, наиболее прочно связанных со структурой этих гидро-аллюминатов, гидроксильных групп, которые выделяются в виде молекул воды. Интенсивный эндоэффект при температуре 800...840°С обусловлен декарбонизацией извести, а также присущ высокоосновным гидросиликатам 1 кальция (1,5-2>Са08Ю2«2Н20. О том,

что в данной системе, где основным Рис. 4. ДТА продуктов гидратации вяжущим является шлак ОЭМК, гидрошлака ОЭМК, обработанного известью

силикаты кальция имеют основность близкую к двум, свидетельствует то, что на кривой ДТА отсутствуют экзотермические пики при температуре 900-950°С, присущие низкоосновным силикатам кальция тоберморитовой группы.

Подтверждением наличия высокоосновных гидросиликатов кальция в шлаке ОЭМК с известью является наличие пиков на рентгенограмме (рис. 5) с отражениями с!=3,07; 2,80; 4,90; 2,10 А.

§12 тГтГ

■~Са3А12(ОН)12;

•-СБЩП);

А- а'-С^;

Д-у-СД

□-(З-СгБ;

♦-СаСОз

Рис. 5. Дифрактограмма продуктов гидратации шлака ОЭМК, обработанного известью

На основании проведенных исследований разработаны способы применения шлака ОЭМК водного охлаждения при строительстве укре-

пленных оснований автомобильных дорог. Шлак ОЭМК, по предлагаемой технологии, используется в качестве основного компонента шлако-известкового вяжущего, которым обрабатываются отсевы дробления щебня различных пород. В работе исследована кинетика возрастания прочности шлакоизвесткового камня при различном содержании активатора с применением уравнения теории переноса, содержащего начальную скорость процесса, коэффициент торможения и коэффициент корреляции, зависящие от содержания извести в системе.

Как видно из рис. 6 добавление извести значительно увеличивает скорость твердения и механическую прочность шлакоизвесткового камня. Увеличение дозировки извести от 5 до 15% повышает ее активирующее действие. Примечательно то, что уже при добавлении 5% извести камень из шлака ОЭМК достигает нормативных значений. При вводе 15% извести прочность почти в двое превышает нормативную величину для вяжущих с малой активностью и приближается к требованиям для вяжущих с высокой активностью.

а)

б)

28 60 90 120 150 180 Время твердения, сутки

—X-

-известь

15* -известь 10% -известь 5%

20 60 90 120 150 180 Время твердения, суши

Рис. 6. Влияние содержания активатора на: а - предел прочности при сжатии шлакоизвесткового вяжущего; б - предел прочности на растяжение при изгибе шлакоизвесткового вяжущего

Анализ экспериментальных данных и кинетических констант (рис.7), полученных при применении уравнения теории переноса, разработанного в БГТУ им. В.Г. Шухова, позволил сделать следующие выводы:

- при вводе извести в количестве от нуля до десяти процентов начальная скорость твердения шлакоизвесткового вяжущего возрастает практически линейно. При дальнейшем увеличении дозировки извести до 15% начальная скорость стабилизируется на одном уровне и не растет.

а)

б)

в)

О 5 10 15 Добавка извести, %

с

г

5 10 15 Добавка извести, %

е-

5 10 15 Добавка извести, %

Рис. 7. Кинетические константы твердения шлакоизвесткового вяжущего в зависимости от дозировки активатора-извести: а - начальная скорость твердения; б — коэффициент корреляции; в - коэффициент торможения

Из этого следует практический вывод, что дозировка извести 10% является оптимальной дозировкой, обеспечивающей наибольшую прочность, как при сжатии, так и при изгибе в начальные сроки твердения;

- коэффициент торможения при вводе извести в количестве от нуля до десяти процентов достаточно резко падает при испытании на сжатие от 0,608 МПа"1 до 0,225 МПа"1, а при испытании на изгиб - от 5 МПа'1 до 1,1 МПа"1, отсюда следует, что прочность шлакоизвесткового вяжущего в поздние сроки (шесть месяцев) твердения, достаточно сильно возрастает с ростом дозировки извести до пятнадцати и более процентов;

- коэффициент корреляции плавно возрастает при изменении дозировки извести от 0 до 10%. При дальнейшем увеличении извести в составе шлакоизвесткового вяжущего от 10% до 15%, рост коэффициента корреляции незначителен.

Из этих данных следует практический вывод, что оптимальное содержание извести в разработанном ШИВ составляет 10%.

Марку полученного шлакоизвесткового вяжущего определяли по методике, изложенной в ГОСТ 3344-83. Активность ШИВ при оптимальном содержании извести 10% через 90 суток гидравлического твердения составила 5,2 МПа. Таким образом, при активации шлака ОЭМК отвальной известью в 90-суточном возрасте получено вяжущее марки 50, которое может быть использовано для обработки щебеночных оснований автомобильных дорог.

Для получения мелкозернистых бетонов на основе ШИВ, исследованы различные заполнители, такие как отсевы дробления известняка, гранита и кварцитопесчаника. Главным объектом исследований в данной работе были отходы горнорудной промышленности КМА. Это объясняется тем, что Центрально-Черноземный район располагает высококачественными гранитными породами, которые, однако, отличаются радиоактивностью, превышающей нормативные требования. Других природных месторождений щебня в этом регионе нет. В тоже время горнорудными предприятиями бассейна КМА при разработке железных руд попутно добываются миллионы тонн скальных пород. Из них практическое значение для промышленности строительных материалов в большей мере имеют кварцитопесчаники, которые могут быть использованы и при строительстве автомобильных дорог. В связи с этим в качестве укрепляемого материала использовался отсев дробления кварцитопесчаника Лебединского месторождения КМА, который отличается высокими физико-механическими характеристиками и лишен содержания вредных примесей.

В работе исследовано влияние вида заполнителя на прочностные характеристики мелкозернистых бетонов на основе ШИВ. Составы принятых для исследований дорожных композитов из отсевов дробления щебня,

обработанных ШИВ с оптимальным содержанием извести 10%, приведены в табл. 1. При расчете компонентов смеси отсев дробления щебня с вяжущим принимали за 100%, а воду назначали сверх 100%.

Таблица 1

Составы мелкозернистых бетонов на основе ШИВ_

№ Вид заполнителя Состав смеси, кг на 1 м3 Средняя плотность, кг/м3

известь шлак отсев щебня вода расчетная фактическая

1 Известняк 51 458 1187 347 2043 1996

2 Гранит 56 504 1307 291 2158 2113

3 Кварцитопес-чаник 58 525 1360 343 2286 2299

Анализ прочностных показателей образцов, как при испытании на сжатие, так и на растяжение при изгибе показывает, что наилучшие результаты при обработке ШИВ показал заполнитель из отсева кварцито-песчаника. Очевидно, это связано с тем, что отсев дробления кварцито-песчаника обладает по сравнению с известняковым и гранитным отсевами максимально дефектной кристаллической структурой, а также объясняется более высоким химическим сродством вяжущего к кислым активным центрам заполнителя.

Полученный композит на основе отсева кварцитопесчаника, обработанный ШИВ, может быть рекомендован для строительства укрепленных слоев оснований автомобильных дорог и относится в соответствии с ГОСТ 23558-94 к марке М20.

В дорожном строительстве большое внимание должно быть уделено обеспечению морозостойкости полученных материалов, поэтому были проведены исследования по изучению морозостойкости мелкозернистых бетонов на основе ШИВ. Анализ полученных данных показал, что через 90 суток гидравлического твердения композиты, подвергнутые установленному количеству циклов попеременного замораживания и оттаивания (25 циклов), имеют одинаковый характер изменения морозостойкости на всех видах заполнителя. Установлено, что снижение прочности на сжатие мелкозернистых бетонов на основе ШИВ составило 19% на заполнителе из кварцитопесчаника и гранита, на известняковом заполнителе этот показатель составил 21%. Полученные данные являются нормативными по ГОСТ 23558-94, так как не превышают установленного показателя снижения прочности на сжатие 25% от нормируемой прочности композитов в марочном возрасте. Таким образом, полученные мелкозернистые бетоны на основе ШИВ, по морозостойкости принадлежат к марке Р25, что по-

зволяет применять их для строительства оснований автомобильных дорог в районах со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца от -5°С до -30°С.

На рис. 8 приведены графики зависимости начальной скорости твердения и коэффициента торможения, полученные при применении уравнения теории переноса, в условиях замораживания-оттаивания. Из анализа расчетных данных следует вывод, что при замораживании-оттаивании происходит снижение начальной скорости твердения для всех исследованных составов, при этом на прочность при сжатии замораживание-оттаивание оказывает большее отрицательное влияние, чем на прочность растяжения при изгибе. Интересно, что по мере увеличения циклов замораживания-оттаивания происходит сближение начальной скорости твердения, как при изгибе, так и при сжатии. Это является косвенным признаком того, что при замораживании-оттаивании происходит некоторое улучшение деформативных свойств мелкозернистых бетонов, некоторый рост его трещинностойкости. По-видимому, при замораживании-оттаивании на ранних стадиях происходит процесс адаптации структуры бетона к условиям действия повышенных внутренних напряжений, обусловленных кристаллизацией льда в порах материала. Из рис. 8 видно, что коэффициент торможения очень мало чувствителен к процессам замораживания-оттаивания, особенно при изгибе.

б)

а)

& 1.7

-а

с 2 1,5

к 1 1.3

í 1.1

Ш

н 0,9

1 0,7

§ к 0,5

X л 5 0.3

г I 0.1

V

N

ч, >

N.

¡м у ь=А

О 10 15 25

Количество циклов замораживания-оттаивания

1.5

г

2 1,3

1,1

1

2 0.9

£ 0,/

§ 0,5

0,3

£

0,1

10

15

Количество циклов замораживания-оттаивания

-Прочность при сжатии на заполнителе из кварцитопесч.

-прочность при сжатии на заполнителе из известняка

-прочность на растяжение при изгибе на заполнителе из кварцитопесч.

-прочность на растяжение при изгибе на заполнителе из известняка

Рис. 8. Кинетические константы твердения композитов на основе ШИВ: а - начальная скорость твердения; б - коэффициент торможения

Изучение морозостойкости образцов, изготовленных из отсевов дробления щебня, обработанных ШИВ, в возрасте 90 суток показало, что вследствие продолжающихся гидратационных процессов прочность полученных мелкозернистых бетонов на основе ШИВ возрастает, и их фак-

тическая морозостойкость не снижается, что позволяет с достаточной достоверностью утверждать о надежной работе таких конструкций в условиях попеременного замораживания-оттаивания.

Твердение ШИВ обусловлено в основном наличием в нем высокоосновных гидратных фаз и гидроксида кальция, а также продуктов его карбонизации. Эта система проявляет наилучшие связующие свойства благодаря образованию близко действующих кристаллизационно-конденсационных связей, поэтому наилучшим способом формирования структуры мелкозернистых бетонов на основе ШИВ является высокое уплотняющее давление, обеспечивающее максимальную плотность бетона при его оптимальной влажности.

Для конструктивных слоев дорожных одежд, укрепленных различными видами вяжущих, сравнительные исследования по изучению влияния величины уплотняющей нагрузки не проводились. Исходя из этого, исследовано влияние уплотняющего давления на пределы прочности композитов, обработанных ШИВ. Рассмотрено несколько значений уплотняющих нагрузок, определяемых техническими возможностями машин и уплотняющих механизмов. Результаты испытаний показали (рис. 9), что прочностные характеристики полученных мелкозернистых бетонов в значительной мере зависят от степени сближения дисперсных частиц при уплотнении. Рост уплотняющего давления от 20 до 30 МПа вызывает увеличение прочности при сжатии в два раза, а при изгибе в 1,5 - 1,6 раза, а) б)

10 20 30 40 Уплотняющее давление, МПа

0,9

5

1 0.6

6 »

2. С 0.7

л 5=

0,6

с

и 0.5

5 0,4

?

о. С 0.3

0,2

л г И-1

/А Г-'

Л У/

у

т

-кявриито пссч

10 20 30 40 Уплотняющее давление, МПа

Рис. 9. Зависимость прочности мелкозернистых бетонов на основе ШИВ от уплотняющего давления: а - предел прочности при сжатии; б - предел прочности на растяжение при изгибе

При дальнейшем росте давления прессования от 30 до 40 МПа, наблюдается некоторое падение роста прочности при сжатии и стабилиза-

ция при изгибе независимо от вида заполнителя. Последнее свидетельствует о том, что причиной снижения роста прочности от 30 до 40 МПа является разрушение отдельных фракций шлака ОЭМК, который имеет предел прочности при сжатии близкий к указанной величине. Из этих данных следует важный практический вывод, что при строительстве конструктивных слоев оснований автомобильных дорог из отсевов дробления щебня, обработанных ШИВ, нет необходимости применять тяжелые катки для уплотнения данных слоев, а достаточно ограничиться легкими или средними катками, что значительно снижает стоимость производства работ.

Предложена технологическая схема получения мелкозернистых бетонов на основе ШИВ с использованием действующего оборудования и производственных мощностей асфальтобетонных заводов, что потребует минимальных технологических изменений предприятий.

Расчетный экономический эффект от внедрения результатов работы при строительстве подъездной автомобильной дороги к жилому комплексу в г. Белгороде составил 4662 руб. на 100 м2 устроенного основания.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено наличие в основном саморассыпающемся электросталеплавильном шлаке ОЭМК существенных количеств р - С28 (с!=2,73; 2,71; 2,49 А), геленита (с!=2,85; 1,75; 3,07; 2,44 А) и подтверждено содержание в нем значительного количества а1 - С28 (сК>,68; 2,75; 1,93; 2,29; 2,03 А). Это дает основание для разработки на основе данных шлаков вяжущих материалов, твердеющих в нормальных условиях.

2. Вяжущие свойства геленита значительно усиливаются при активации известью. В тоже время в шлаках ОЭМК содержание извести колеблется в широких пределах, а в лежалых - полностью отсутствует. В связи с этим, а также для стабилизации свойств вяжущего на шлаковой основе предложено вводить 10% извести, являющейся отходом известкового цеха ОЭМК.

3. Показано, что положительное влияние извести на повышение механической прочности шлакоизвесткового камня обусловлено ускорением гидратации геленита с образованием вместо гелеобразного гидрогеленита кристаллических гидрогранатов, которые в комплексе с волокнистыми высокоосновными гидросиликатами кальция СвН (II) создают камень с повышенными прочностными характеристиками.

4. Рассмотрение кинетических констант твердения, рассчитанных на основе полулогарифмического закона, показало невозможность его использования для анализа прочностных и деформативных показателей шлакового камня. В связи с этим использовалось уравнение теории пере-

носа, с помощью которого рассчитаны кинетические константы, рассмотрение которых позволяет осуществлять анализ долгосрочных показателей, а также производить сопоставление влияния различных технологических факторов на кинетику твердения шлакового камня и мелкозернистых бетонов на основе ШИВ.

5. Показана возможность использования в качестве каменного материала, обрабатываемого шлакоизвестковым вяжущим, сырья КМА - отсева дробления кварцитопесчаника. Установлено, что прочностные и де-формативные характеристики конструкций автомобильных дорог из этого материала превосходят аналогичные конструкции, как при использовании гранитного, так и известнякового отсевов дробления щебня.

6. Обоснованы рациональные технологические режимы уплотнения дорожных оснований из мелкозернистых бетонов на основе ШИВ, которые показывают возможность снижения величины уплотняющей нагрузки, что позволяет отказаться от применения тяжелых катков в технологии строительства, и приводит к снижению стоимости производства работ.

7. Разработана технология получения мелкозернистых бетонов на основе ШИВ на действующих асфальтобетонных и цементобетонных заводах с минимальными технологическими изменениями существующих предприятий. Полученные при этом прочностные характеристики материалов (марка М20, морозостойкость F25) позволяют существенно повысить модуль упругости основания, снизить суммарную толщину конструкции дорожной одежды и, следовательно, осуществлять строительство долговечных и экономичных дорожных одежд.

8. Результаты работы по применению мелкозернистых бетонов на основе ШИВ в качестве слоя основания дорожной одежды отражены в разработанных технических условиях ТУ 5717-009-02066339-2002 «Смесь из отсевов дробления щебня, обработанная шлакоизвестковым вяжущим», технологическом регламент на изготовление смесей из отсевов дробления щебня, обработанных ШИВ, а также при строительстве подъездной автомобильной дороги в г. Белгороде.

Расчетный экономический годовой эффект от внедрения результатов работы составил 4662 руб. на 100 м2 устроенного ^снования.

Основное содержание диссертации изложено в публикациях:

1. Логвиненко A.A., Гридчин A.M., Духовный Г.С., Шухов В.И. О возможности применения неорганических вяжущих материалов на основе отходов промышленности в дорожном строительстве // Эффективные конструкции и материалы зданий и сооружений: Межвуз. сб. трудов. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1999. - С.50-52.

2. Логвиненко A.A., Духовный Г.С., Шухов В.И., Степашов Н.Е., Морозов А.И. К вопросу повышения водо- и морозостойкости асфальтобетонных покрытий с применением ПАВ // Эффективные конструкции и материалы зданий и сооружений: Межвуз. сб. трудов. - Белгород: Изд-во Бел-ГТАСМ, 1999. -С.52-55.

3. Логвиненко A.A., Гридчин A.M., Духовный Г.С. Исследования саморассыпающихся шлаков ОЭМК для строительства укрепленных конструкций дорожных одежд // Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века: Сб. докл. Междунар. науч.-практич. конф. - Белгород: изд-во БелГТАСМ, 2000. - 4.1. - С. 194-198.

4. Логвиненко A.A. Рациональный подход к вопросу комплексного использования отходов ОЭМК // Актуальные проблемы современного строительства: Тез. докл. Всероссийской XXXI науч.-техн. конф. — Пенза: Изд-во ПГАСА, 2001. - Ч. 1. - С. 45.

5. Логвиненко A.A., Духовный Г.С. Использование шлака Оскольско-го электрометаллургического комбината для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог // Современные проблемы строительного материаловедения: Материалы седьмых академических чтений РААСН. -Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2001. -С.315-320.

6. Логвиненко A.A. Теоретические предпосылки использования отходов черной металлургии при производстве шлакоизвесткового вяжущего // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета и Северо-Восточного Научного Центра Транспортной Академии Украины: Сб; науч. трудов. - Харьков: Изд-во ХНАДУ, 2002. - С. 104-107.

Подписано в печать 22.09.03 Формат 80x64/16 Объем 1п.л. Тираж 100 экз., Заказ Отпечатано в БГТУ им. В.Г. Шухова, г. Белгород, ул. Костюкова 46

«

I

1

2 oog-A »18 025

i

ВВЕДЕНИЕ.

1. Аналитический обзор литературных данных.

1.1 Общие сведения о разновидностях шлаков, их отличия, область изученности.

1.2 Теоретические предпосылки к использованию шлаков, содержащих ортосиликат кальция, в качестве вяжущих веществ. Классификация шлаков. Возможность применения шлаков в зависимости от подверженности силикатному распаду.

1.2.1 Теоретические предпосылки к использованию шлаков, содержащих ортосиликат кальция, в качестве вяжущих веществ.

1.2.2 Классификация шлаков. / 1.2.3 Возможность применения шлаков в зависимости от подвер ^ * женности силикатному распаду.

1.3 Разновидности использования шлаков как основного компонента неорганических вяжущих.

1А Основания автомобильных дорог из шлакоминеральных смесей.

Выводы по главе.

2. Методика экспериментальных исследований и свойства исследуемых материалов.

2.1 Методика экспериментальных исследований.

2.2 Методика обработки экспериментальных данных.

2.3 Химический состав и технологические свойства материалов.

Л 2.4 Фазовый состав отвальных электросталеплавильных шлаков

ОЭМК.

Выводы по главе.

3. Исследование вяжущих свойств шлаков ОЭМК.

3.1 Формулировка рабочей гипотезы исследований.

3.2 Обоснование и разработка способов активации отвальных электросталеплавильных шлаков ОЭМК.

3.3 Синтез гидратных новообразований шлакового камня и шлакоизвесткового вяжущего на его основе.

Выводы по главе.

4. Исследование композиционных материалов на основе ШИВ.

4.1 Обоснование выбора материалов, принятых для исследова

4.2 Влияние состава и свойств минерального заполнителя на процессы взаимодействия со шлакоизвестковым вяжущим.

4.3 Структурно-прочностные свойства мелкозернистых бетонов на основе ШИВ.

4.4 Эксплуатационные характеристики мелкозернистых бетонов на основе ШИВ.

Выводы по главе.

5. Внедрение результатов теоретических и экспериментальных исследований в производство и их экономическая эффективность.

5.1 Внедрение результатов теоретических и экспериментальных исследований в производство.

5.2 Экономическая эффективность результатов разработки.

Выводы по главе.

Актуальность. В настоящее время актуальным направлением в развитии дорожной сети России является строительство укрепленных конструкций дорожных одежд, которые позволяют повысить сроки службы и обеспечить высокие транспортно-эксплуатационные свойства автомобильных дорог. При этом в качестве вяжущих материалов для снижения себестоимости строительства подобных инженерных сооружений целесообразно применять отходы промышленности. В России имеется большое количество предприятий черной металлургии, на которых в зависимости от технологии производства металла, в больших количествах образуются шлаки различного состава и свойств.

Свойства доменных шлаков исследованы достаточно полно, поэтому они широко используются в строительстве, в том числе и автомобильных дорог. Однако большая группа металлургических предприятий, таких как Череповецкий, Тульский, Новолипецкий, «Амурсталь», Верх-Исетский, Оскольский и т. д., при производстве основной продукции образуют электросталеплавильные шлаки, свойства которых резко отличаются от шлаков доменного производства. Такие шлаки в связи со слабой изученностью не находят широкого производственного применения, поэтому на этих предприятиях скопились огромные запасы негранулированных саморассыпающихся шлаков. Так, например, на территории Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК) Белгородской области в отвалах скопилось более 5 млн. т. шлаков, при ежегодном увеличении их количества на 400 тыс. тонн.

До настоящего времени не разработаны научные основы, учитывающие особенности гранулометрического и химического составов сталеплавильных шлаков ОЭМК, которые позволили бы обоснованно проектировать и строить различные конструктивные слои дорожных одежд.

В связи с выше изложенным, данная работа посвящена проблеме разработки эффективных вяжущих материалов из вторичных продуктов на основе саморассыпающихся металлургических шлаков для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог.

Цель работы заключается в научном обосновании и разработке композитов с использованием основных сталеплавильных отвальных шлаков черной металлургии, технологии их производства и применения в дорожном строительстве.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- уточнение минерального состава отвальных шлаков черной металлургии на примере шлаков ОЭМК;

- обоснование способов активации сталеплавильных основных саморассыпающихся шлаков ОЭМК, учитывая особенности его фазового состава;

- разработка рациональных составов шлаковых вяжущих при различных сроках твердения и дозировке активатора;

- разработка технологии производства мелкозернистых бетонов на основе шлакоизвестковых вяжущих (ШИВ) и применения их для устройства укрепленных оснований автомобильных дорог;

- обоснование технологических режимов уплотнения разработанных мелкозернистых бетонов;

- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований.

Научная новизна. Получены новые данные о фазовом составе отвальных шлаков ОЭМК как текущего выхода, так и хранившихся в отвалах в течение 3-4 лет. Доказано существование в шлаках ОЭМК бредигита, ларнита и геле-нита, что позволяет разработать на их основе эффективные дорожно-строительные материалы.

Установлено, что в основном шлаке ОЭМК без добавок активатора наблюдается гидратация геленита с образованием гидрогеленита, отличающегося недостаточными связующими свойствами. Ввод 10% гидроксида кальция позволяет стабилизировать состав высокоосновных волокнистых гидросиликатов кальция CSH - II, обладающих повышенной водо- и морозостойкостью, активизировать гидратацию геленита, вызывая синтез гидрогранатных фаз, которые в комплексе с гидросиликатами кальция способствуют повышению прочности шлакоизвесткового камня. Указанные данные явились теоретической предпосылкой к разработке рационального состава ШИВ;

Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены в соответствии с теорией синтеза прочности технологические режимы формирования мелкозернистых бетонов на основе ШИВ.

Практическое значение работы. Предложена рациональная область использования ранее не востребованных крупнотоннажных отходов сталеплавильной промышленности - отвальных шлаков и извести; составлены рекомендации по их использованию в качестве сырьевых компонентов при производстве бетонов для дорожного строительства.

Разработанные составы мелкозернистых бетонов на основе ШИВ существенно расширяют ассортимент материалов, используемых в дорожном строительстве, и снижают стоимость строительства автомобильных дорог.

Разработана технология производства мелкозернистых бетонов на основе активированных саморассыпающихся отвальных шлаков ОЭМК с использованием действующего оборудования и производственных мощностей асфальтобетонных заводов.

На основе установленных особенностей формирования структуры твердения мелкозернистых бетонов, содержащих шлакоизвестковое вяжущее и заполнитель из кварцитопесчаника, рекомендованы рациональные технологические режимы формирования слоев укрепленных дорожных оснований, позволяющие обеспечить высокие эксплуатационные характеристики автомобильных дорог при минимальных затратах на их строительство.

На защиту выносятся:

- новые данные о фазовом составе основных саморассыпающихся шлаках ОЭМК и продуктов их гидратации;

- особенности гидратации и фазообразования шлака ОЭМК с известковым активатором в различные сроки твердения;

- рациональные составы мелкозернистых бетонов для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог на основе шлаков ОЭМК и технология их производства;

- обоснование рациональных технологических режимов уплотнения дорожных оснований из разработанных материалов.

Внедрение результатов исследований.

Результаты работы внедрены при строительстве подъездной автомобильной дороги в г. Белгороде.

Для широкомасштабного использования результатов научно-исследовательской работы при строительстве и реконструкции автомобильных дорог разработаны следующие нормативные документы:

- технические условия на «Смесь из отсевов дробления щебня, обработанная шлакоизвестковым вяжущим». ТУ 5717-009-02066339-2002;

- технологический регламент на «Изготовление смесей из отсевов дробления щебня, обработанных шлакоизвестковым вяжущим».

Теоретические положения диссертационной работы, а также результаты экспериментальных исследований используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 291000 - Автомобильные дороги и аэродромы.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были изложены на Международной научно-практической конференции «Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века» (Белгород, 2000); Всероссийской XXXI научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства» (Пенза, 2001); Седьмые академические чтения РААСН «Современные проблемы строительного материаловедения» (Белгород, 2001); Международная научная конференция «Опыт и проблемы современного развития дорожного комплекса Украины на этапе вхождения в Европейское сообщество» (Харьков, 2002).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 научных статей.

Объем и структура диссертации. Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова на кафедре «Автомобильные дороги и аэродромы».

Автор выражает благодарность научному руководителю: профессору Г.С. Духовному, а также всем сотрудникам кафедр АДА и СМиК, за поддержку и помощь при выполнении работы.

Диссертация состоит из введения, 5- глав, основных выводов, списка литературы, содержащего 147 наименований, и приложений. Работа изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 24 рисунка, 3 приложения.

8. Результаты работы по применению мелкозернистых бетонов на основе ШИВ в качестве слоя основания дорожной одежды отражены в разработанных технических условиях ТУ 5717-009-02066339-2002 «Смесь из отсевов дробления щебня, обработанная шлакоизвестковым вяжущим», технологическом регламент на изготовление смесей из отсевов дробления щебня, обработанных ШИВ, а также при строительстве подъездной автомобильной дороги в г. Белгороде.

Расчетный экономический годовой эффект от внедрения результатов работы составил 4662 руб. на 100 м2 устроенного основания.

1. Белянкин Д.С., Иванов Б.В., Лапин В.В. Петрография технического камня. -М.: Изд-во АН СССР, 1952. 183 с.

2. Бенштейн Ю.И. Исследование взаимодействия гидратных новообразований цементного камня с заполнителями: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М.: 1971.-21с.

3. Боженов П.И. Комплексное использование минерального сырья и экология. М.: Изд. Ассоц. строит, вузов, 1994. - 267 с.

4. Боженов П.И. Технология автоклавных материалов. Л.: Стройиздат, 1978. -368 с.

5. Будников П.П., Азелицкая Р.Д. Доклады АН СССР, т. 108, № 3, 1956. С. -205-209.

6. Будников П.П., Азелицкая Р.Д. Доклады ЖПХ, 1957. № 1. С. 115-118.

7. Будников П.П., Горшков B.C., Хмелевская Т.А. Оценка вяжущих свойств шлаков по их химико-минералогическому составу // Строительные материалы.- 1960.-№5.- С. 29-33.

8. Булатова З.И., Тулин М.А., Кейс Н.В., Сорокин Ю.В. Свойства и использование сталеплавильных шлаков Челябинского металлургического завода // Шлаки черной металлургии: Сб.тр./ УралНИИИЧМ. Свердловск, 1974.-Т.20,-С. 18-48.

9. Бутт Ю. М., Волконский Б. В., Егоров и др. Справочник по химии цемента // Под ред. Волконского Б. В. и Судакаса С. Г. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1980.-224 с.

10. Бутт Ю.М., Тимашев В.В., Бенштейн Ю.И. и др. Исследование контактной зоны в сгустках гидроокиси кальция с кварцем // Строительные материалы и их производство. Воронеж: ВГУ 1974, Вып.1. - С. 37-41.

11. Бутт Ю. М., Тимашев В.В. Портландцементный клинкер. М.: Изд-во литры по стр-ву, 1967. - 303 с.

12. Бутт Ю. М., Сычев М. М., Тимашев В. В. Химическая технология вяжущих материалов. -М.: Высш. школа, 1980. 472с.

13. Васильев Ю. М., Агафонцева В.П., Исаев B.C. и др. Дорожные одежды с основаниями из укрепленных материалов. — М.: Транспорт, 1989. — 191 с.

14. Волженский А.В., Буров Ю.С., Виноградов Б.Н., Гладких К.В. Бетоны и изделия из шлаковых и зольных материалов. М.: Стройиздат, 1969. - 392 с.

15. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников B.C. и др. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1979. - 476 с.

16. Волков М.И., Иванов Ф.М., Королев И.В. и др. Металлургические шлаки в дорожном строительстве. М.: Автотрансиздат, 1959 - 183с.

17. Воскобойников В.Г., Еднерал П.Ф., Кудрин В.А. и др. Общая металлургия.- М.: Металлургия , 1973. 463 с.

18. Воронин К.М. Стабилизация структуры и свойств мартеновского шлака для повышения эффективности его использования в строительстве: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск, 1998. — 18 с.

19. Временные технические правила устройства дорожных оснований из доменных шлаков / Минавтодор РСФСР. М.: Автотрансиздат, 1954. - 20с.

20. Гиндис Я.П. Технология переработки шлаков. М.: Стройиздат, 1991.- 280 с.

21. Глуховский В.Д., Пахомов В.А. Грунтосиликаты, шлакощелочные цементы и бетоны. Киев, Будивельник, 1978. - 182 с.

22. Глуховский В.Д. Шлакощелочные бетоны на мелкозернистых заполнителях. Киев: Вища школа, 1981. - 224 с.

23. Глуховский В.Д., Кривенко П.В., Румынова Г.В., Герасимчук B.JI. Производство бетонов и конструкций на основе шлакощелочных вяжущих. Киев: Будивельник, 1988. - 143 с.

24. Говоров А.А., Овраменко В.И., Овчаренко A.M. Исследование гидратаци-онного твердения диспергированного мервинита // Известия АН СССР, серия неорганические материалы .- 1970.-Т.6, №4-С. 17-29.

25. Голубчий А.В. Камни бетонные стеновые на гранулированных металлургических шлаках и шлакощелочных вяжущих // Строительные материалы, № 8, 1994.-С. 24-26

26. Гончар Л.И., Сергиенко А.А. Использование гранулированных шлаков для производства высокопрочных бетонов // Металлург. 1994. - №6. — С. 24-25.

27. Гончарова М.Ю. Строительные материалы гидратационного твердения из нискоосновных доменных шлаков: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Белгород: 2000.-16 с.

28. Горлова А.Р., Сорочан Е.А. Использование шлаков для устройства оснований промышленных зданий и сооружений // Промышленное строительство.-1971.- № 9.- С.13-15.

29. Горшков B.C. Гидратационные и вяжущие свойства шлаков, составляющих их минералов и стекла: Автореф. дис. докт. техн. наук.- М.: 1971. 22с.

30. Горшков B.C. Гидратационные свойства мервинита, диопсида, родонита и сфена// Строительные материалы .-1967.-№5.-С.13-15.

31. Горшков B.C., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.: Высш. школа. 1981. — 335 с.

32. Горшков В.В., Хмелевская Т.А. Исследование процесса гидратации минералов, входящих в состав шлаков / Сб.тр./ ВНИИНСМ. М.: Госстройиздат, I960.- С. 75-129.

33. Горшков B.C., Александров С.Е., Иващенко С.И., Горшкова И.В. Комплексная переработка и использование металлургических шлаков в строительстве. М.: Стройиздат, 1985. - 272 с.

34. ГОСТ 3344-83. Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 1984. 17 с.

35. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. М.: Изд-во стандартов, 1990. 45 с.

36. ГОСТ 10060-95. Бетоны. Методы определения морозостойкости. М.: Изд-во стандартов, 1996. — 70 с.

37. ГОСТ 23558-94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1995. — 15 с.

38. ГОСТ 22688-77. Известь строительная. Методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 37 с.

39. ГОСТ 8269.0-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний. М.: МНТКС, 1998. 99 с.

40. ГОСТ 5382-91. Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 95 с.

41. ГОСТ 8736-93. Песок для строительных работ. Технические условия. М.: МНТКС, 1995.-14 с.

42. Гридчин A.M. Дорожно-строительные материалы из отходов промышленности. Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1997. - 204 с.

43. Гультяй И.И., Соколов Г.А. Шлаки доменной печи // Металлургия и топливо, 1963.- №4.

44. Гутман А. Применение доменных шлаков. ГНТИ УССР, 1935. 215 с.

45. Дворкин Л.И., Пашков И.А. Строительные материалы из отходов промышленности. К.: Выща шк., 1989. - 208 с.

46. Дворкин Л.И. Принципиально новые приемы и методы использования техногенных продуктов при производстве различных видов строительных материалов. М.: ВНИИЭСМ, 1990. - 107 с.

47. Довгопол В. И., Панфилов М. И., Филиппова Е. И., Менаджиева Р. А. Переработка и использование шлаков черной металлургии. М.: Транспорт, 1983.-218 с.

48. Довгопол В.И., Медведев А.А., Потанина А.А., Урявин Г.А. Экономика комплексного использования железорудного сырья. — М.: Металлургия, 1992. -148 с.

49. Ерихемзон Логвинский Л.Ю. Исследование технологических условий грануляции шлаковых расплавов у доменных печей. - Киев: «Техшка», 1967. - 43 с.

50. Жило Н.Л. Формирование и свойства доменных шлаков. М.: Металлургия, 1971. - 120 с.

51. Журавлев П.В. Синтез низкоосновного малоэнергоемкого клинкера с использованием шлаков и получение высококачественного смешанного цемента: Автореф. дис. канд. техн. наук / БелГТАСМ. Белгород, 2000. — 16 с.

52. Закревский Т.Б. Активация доменных гранулированных шлаков. Автомобильные дороги, 1967. №2. - С.9

53. Зильбер М.К. Водотермическая обработка шлаковых расплавов // Сб.: Вопросы шлакопереработки. Челябинск, - 1960. — С. 193-219.

54. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. ВСН 46-83. Министерство транспортного строительства СССР. — М.: Транспорт, 1985.- 157 с.

55. Карелин B.C. Экономическая эффективность производства и применения шлакопортландцемента // Цемент. — 1981. №11. С.3-5.

56. Киршина К.В., Бабичева Г.Ф., Опарина О.Н., Аниськова Е.Ю. Использование сталеплавильных шлаков черной металлургии при строительстве и ремонте автомобильных дорог // Дорожно-строительные материалы: Сб.тр. Гипро-дорНИИ. М., 1973.- Вып.7.- С.109-119.

57. Калашников В.И., Нестеров В.Ю., Викторова О.Л., Крестин И.Н. Шлако-карбонатные композиты // Тез. док. XXIX всероссийской научн.- техн. конф. профессорско-пред. состава, науч. работников, асп., студ. Пенза: ПГАСА, 1997. - С. 54-55.

58. Калашников В.И., Демьянова B.C., Викторова О.Л., Нестеров В.Ю. Оптимизация составов шлакокарбонатных композитов // Материалы межд. научно-техн. конф.: Современные проблемы строительного материаловедения. Пенза: ПГАСА, 1998. - С. 189-190.

59. Карнаухов Ю.П., Шарова В.В., Подвольская Е.Н. Вяжущие на основе отвальной золошлаковой смеси и жидкого стекла из микрокремнезема // Строительные материалы, №5, 1998. С. 12-13.

60. Климашев Ф.С. Дорожные основания из доменных шлаков. М.: Авто-трансиздат, 1955. - 32с.

61. Котельников В.М., Ольгинский Ф.Я., Щербаков И.И., Воронина Е.В., Ви-ничук Г.Н. Использование электросталеплавильных шлаков в качестве вяжущего для закладки // Сталь. 1981. - № 11. - С. 31 -32.

62. Краснослободская З.И. Исследование процесса твердения доменных шлаков: Автореф. дис. . канд. техн. наук Новочеркасск: Новочерк. политех, инт, 1961.-23 с.

63. Кривенко П.В., Скурчинская Ж.В., Сидоренко Ю.А. Шлакощелочные вяжущие нового поколения // Цемент. 1991. - №11/12. - С.4-8.

64. Кривенко П.В., Константиновский Б.Я., Ракша В.А., Клименко В.А. Шлакощелочные вяжущие и бетоны для корпусных деталей станков // Цемент, 1991,№ 11-12.-С. 15-19.

65. Кузнецова Т. В. Смешанные и специальные цементы // Цемент.-1987.-№6. — С.13-17.

66. Кузнецова Т.В., Кудряшов И.В., Тимашев В.В. Физическая химия вяжущих материалов. М.: Высшая школа, 1989. - 384 с.

67. Лагунов Г.Л. Свойства и технология шлаковых строительных материалов. -М.: Промстройиздат, 1949. 391 с.

68. Лапин В.В. Петрография металлургических и топливных шлаков. М.: Изд-во АН СССР, 1956. - 325 с.

69. Лапкина Ю.В., Васильева С.Н., Утков В.А. и др. Шлаки черной металлургии, их переработка и применение. Свердловск: Средне-Уральское книжное изд-во, 1968. Т.8. - с. 203-210.

70. Лелебина О.Ф. Шлакосиликатные бетоны с активными заполнителями // Проблемы материаловедения и совершенствование технологии производства строительных изделий: Сб. науч. тр./БТИСМ. Белгород, 1990. - С. 115-123.

71. Лесовик B.C. Строительные материалы из отходов горнорудного производства Курской магнитной аномалии. М.- Белгород: Изд-во АСВ, 1996. - С. 155.

72. Лесовик B.C. Снижение энергоемкости производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород: Автореф. дис. . докт. техн. наук. -Москва: МГСУ, 1997. 38 с.

73. Матвеенко О.И. Цементные системы с добавкой экологически чистых модификаторов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Белгород: 1999. - 16 с.

74. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Изд-во «Наука», 1981.-57 с.

75. Михайлов А. С. О механизме гидролиза фосфатов кальция // Неорганическая химия. -1968. №9. - С. 2356-2359.

76. Могилевич В. М., Щербаков Р. П., Тюменцев О. В. Дорожные одежды из цементогрунта. М.: Транспорт, 1973. - 214 с.

77. Моранвиль-Регур М., Бойкова А. И. Химия, структура, свойства и качество клинкера // 9 Международный конгресс по химии цемента. Нью-Дели, Индия, 1992. Г.Д. №1. Москва: Алгоритм, 1994. - С. 11-64.

78. Нестеров П.М., Нестеров А.П. Экономика природопользования и рынок -М.: Закон и право, ЮНИТИ, 1997 413 с.

79. Ольгинский А.Г., Куряга В.А. О влиянии минералогического состава заполнителя на особенности контакта с цементным камнем // Снижение материалоемкости и повышение долговечности строительных изделий. — Киев: Бу-дивельник, 1974.-С. 8-12.

80. Ольгинский А.Г., Чернявский B.JI. Влияние среды на адаптацию зоны контакта заполнителей с цементным камнем в бетоне // Бетон и железобетон. -2000. №4. - С.5-8.

81. Остроухов М.Я. Процессы шлакообразования в доменной печи. М.: Ме-таллургиздат, 1963. - 223 с.

82. Окороков С.Д., Голынко Вольфсон С.Л., Яркина Т.Н.//Труды НИИЦе-мента, вып. 9, 1952. - С. 99-112.

83. Панфилов М.И. Полная переработка шлаков путь к безотходной технологии производства чугуна и стали // Переработка и использование доменных, сталеплавильных и ферросплавных шлаков: Сб. науч. тр./ УралНИИЧМ. -Свердловск, 1981. - С. 5-10.

84. Патент № 52-32366 (Япония). Способ стабилизации свойств конверторного шлака. -1977.

85. Петров Т.М., Комохов П.Г. Влияние особенностей сталеплавильных шлаков на свойства шлакощелочных вяжущих // Цемент. 1991. - №9. — С.6-12.

86. Пухальский Г.В. Применение мартеновских шлаков в строительном производстве // Шлаковые заполнители и бетоны на их основе: Сб.тр./ХАДИ.-Харьков, 1958.-С.36-39.

87. Пухальский Г.В. Переработка и применение мартеновских шлаков в строительстве // Промышленное строительство. 1961.- № 1С.32-34.

88. Поспелова Е. А. Повышение эффективности технологии строительных материалов путем регулирования процессов переноса: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Белгород, 1999. - 17 с.

89. Рамачандран B.C. Применение дифференциального термического анализа в химии цементов. -М.: Стройиздат, 1977. 408 с.

90. Рахимбаев Ш.М., Лелебина О.Ф. Бесклинкерные вяжущие на основе промышленных отходов // Совершенствование технологии вяжущих, бетонов и железобетонных конструкций: Межвуз. сб. науч. тр./ППИ. Пермь, 1989. — С. 135.

91. Романенко А.Г., Орнинский Н.В. Переработка доменных шлаков. М.: Чер-метинформация, 1971. - 63 с.

92. Романенко А.Г. Металлургические шлаки. М.: Металлургия, 1977. - 192 с.

93. Рояк С.М., Школьник Я.Ш., Санова А.Н. К вопросу механизма гидратации шлаков // Шлаки черной металлургии: Сб.тр./ УралНИИИЧМ. Свердловск, 1972.- Т.14, - С.53-67.

94. Рунова Р. Ф., Майстренко А. А., Барибаев Ш. А. Использование электро-термофосфорного шлака в материалах контактного твердения // Цемент. -1996. №2. — С.30-33.

95. Рыбьев И.А. Разработка новых материалов и технологий с общих позиций теории ИСК // Проблемы строительного материаловедения и новые технологии: Межвуз. тем. сб. науч. трудов. Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1995, - Ч. 2. - С.3-12.

96. Рыбьев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ. М.: Высш. школа, 1978. - 309 с.

97. Сватовская Л. Б., Смирнова Т. В., Соловьева В. Я., Сычев М. М. и др. Особенности криогидратации белитсодержащих материалов // Цемент. 1991. - №9. - С.ЗО.

98. Сватовская Л.Б., Соловьев В.Я., Герке С.Г., Чибисов Н.П., Смирнова Т„В. Гидратационные особенности поведения шлаков разной природы // Мол. ученые, аспиранты и докторанты Петербург, гос. ун-та путей сообщ. — СПб., -1996.-С. 108-111.

99. Сиверцев Г.Н. Пробужденный бетон. Киев: Гостехиздат Украины, 1950. - 235 с.

100. Сиверцев Г.Н. Гидравлическая активность доменных шлаков // Научное сообщение ЦНИПС, 1955. № 18. С. 8-12.

101. Сиверцев Г.Н. Гидратация шлаковых вяжущих // Доменные шлаки в строительстве: Сб.тр./Изд-во по строительству и архитектуре. Киев,1956.-С. 85-100.

102. Смирнов А.А., Раковский Э.Н., Горелышев Н.В., Глуховцев И.Я., Исаев B.C. Основания автомобильных дорог из шлакоминеральных смесей // Автомобильные дороги. 1989. - №8. - С. 15-16.

103. Стрелков М.И. Структурообразующие и деструктивные функции диспер-гационного набухания в вяжущих системах // Твердение цемента: Тез. докл. и сообщ. Всесоюз. совещ.: Сб.тр./ Уфа, 1974. С. 183-184.

104. Строганов А.И. Металлургические шлаки и применение их в строительстве. М.: Стройиздат, 1962.-С.32-50.

105. Строкова В.В. Влияние генетических особенностей кварца на синтез новообразований в системе Ca0-Si02-H20: Автореф. дис. .канд. техн. наук. — М.: 1997.-22с.

106. Строкова В.В., Лесовик Р.В. Влияние дефектов кристаллической решетки кварца на прочностные показатели силикатных автоклавных материалов //

107. Эффективные конструкции и материалы зданий и сооружений: Межвуз. сб. трудов. Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1999. - С. 68-72.

108. Сычев М.М. Влияние состава и структуры стеклообразных шлаков в системе Ca0-Si02-Fe203 на их вяжущие свойства // Известия АН СССР, серия неорганические материалы . 1956.-Т.1, №11- С.32-54.

109. Тамарин М.Д. О причинах распада доменных шлаков // Сталь, 1961. № 11. С. 976-977.

110. Торопов Н.А., Астреева О.М. Химия цемента. Цемент, 1949. №2. - С. 2128.

111. Торопов Н.А. О последовательности выделения кристаллических фаз различного состава из силикатных расплавов // Стеклообразное состояние. М.: Изд-во АН СССР, 1963 - с. 117-119.

112. Тулаев А.Я., Королев М.В., Исаев B.C., Юмашев В.М. Дорожные одежды с использованием шлаков. М.: Транспорт, 1986. - 221 с.

113. Тимашев В.В. Труды МХТИ им. Д.И. Менделеева. 1957.- №24. - С. 6980.

114. Успенский В.А., Шаранов М.А. Переработка и применение шлаковых расплавов. Киев: «Буд1вельник», 1965. - 31 с.

115. Филиппова Е.И. Переработка шлаков за рубежом // Переработка и использование доменных, сталеплавильных и ферросплавных шлаков: Сб. науч. тр./УралНИИЧМ. Свердловск, 1981.-С. 17-26.

116. Ходасевич В.Е., Шкарупа В.И., Попов В.В. Применение сталеплавильных шлаков при строительстве золошламонакопителей металлургических заводов // Реферативная информация. М.: ВНИИЭСМ, 1976.-Вып.7. - 58 с.

117. Чиркова В.В., Скурчинская Ж.В. Специальные шлакощелочные бетоны // Цемент. 1985. - №3. - С. 16-17.

118. Чуйкова И.С. Снижение радиоактивности строительных материалов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Белгород, 2002. - 17 с.

119. Якунин О. А., Лыженко И. Г. Использование металлургических шлаков в дорожном строительстве // Дорожно-строительные материалы: Сб.тр./СоюздорНИИ. М., 1970.- Вып.41. - С.95-109.

120. Акоф Р., Сосиени М. Основы исследования операций. М.: Мир, 1988. — 534 с.

121. Derdacka Grzymek A., Grzymek J. Mecanisme de la stabilization dans la transformation polimorphigue beta - gamma C2S // 7e Congres International de la Chimie des Ciments. - Paris, 1980. - Vol. II. -1.134-139.

122. Миджлей X. Полиморфизм ортосиликата кальция // VI Международный конгресс по химии цемента. — М.: Стройиздат. — 1976. С.63-68.

123. Тейлор X. Химия цемента. М.: Изд-во "Мир". - 1996. - С.22-25.

124. Tromel G., Tix W., Heinke R. «Toning. Ztg.»,93. №1. 1969. - C.l-8.

125. К вопросу о саморассыпании двухкальциевого силиката // Rock Products. -1959.-№8.-С.18.

126. Hanada М., Tanaka Н., Sakurai S., Chikano Т. and Murakami К.- «.В. Yogyo Koyaki Shi», 1960, 68, 307.

127. Nurse R.W. and Midgley H.G. (Edted by Taylor, H.F.W) The Chemistry of Cements, vol.2, Akademic Press, New York, 1964.

128. Samaddar B. and Lahiri D. «Trans.Indian.Geram.Soc.», 1962, 21, 75.

129. Kalousek G.L.- «J.Am.Inst.», 1954, 25, 365.

130. Midgley M.G. and Chopra S.K. -« Mag. Concrete Res.», 1960, 12, 73.

131. Luxan M.P., Setolongo R. Dorrego F. Herrero E. Characteristics of the slags produced in the fusion of scrap steel by electric are furnace // Cem. and Concr. Res.: An International Journal. 2000. - 30, - № 4. - P. 517-519.

132. Collins Frank, Sanjayan J.G. Strength and shrinkage properties of alkaliacti-vated slag concrete placed into a large column // Gem. and Concr. Res. — 1999. 29, №5.-P. 659-666.

133. Garboczi Edward Y., Bentz Dale P. // Digital simulation of the aggregate-cement paste interfacial zone in concrete -1991. 6 №1. - P. 196-201.

134. Wand Yanmou, Li Shaozheng, Lu Yonghua, Su Muzhen // Microstructure of interfacial zones between hardened sulfoaluminate cement paste and aggregate. 9-th Int. Congr. Chem. Cem., New Delhi, 1992, Vol. 5, P. 184-190.

135. Hanehara Shunsuke, Hirao Hiroshi, Uchikawa Hiroshi // Chichibu onoda ken-kyu hokoku. J. Res 1996. - 47 № 130. P. 38-43.147. «Entschlackter» Zeitplan. Baust. Recycl.+Deponietechn. 2001.-17, №4. P. 24-26.1