автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Разработка составов и повышение эксплуатационных характеристик цементных бетонов при использовании техногенного сырья металлургии

\

На правах рукописи

КЛАВДИЕВА ТАТЬЯНА НИКОЛАЕВНА

Разработка составов и повышение эксплуатационных характеристик цементных бетонов при использовании техногенного сырья металлургии

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 2010

004604080

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный архитектурно-строительный

университет»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор, Акчурин Талгать Кадимович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Корнеев Александр Дмитриевич, ГОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», г. Липецк

кандидат технических наук, профессор, Кондратов Григорий Михайлович, ОУ ДПО «Академия бизнеса и управления собственностью», г. Волгоград

Государственное предприятие "Институт химических проблем экологии РАЕН" г. Волгоград.

Защита состоится 11 июня 2010 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.026.04 в ГОУ ВПО Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 400074, ул. Академическая 1, ауд. Б-203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан 7 мая 2010 г.

Ведущая организация:

Ученый секретарь диссертационного совета

Акчурин Т.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В двадцатом столетии развитие промышленности, перерабатывающей минеральное сырье, привело к накоплению огромного количества отходов, в составе которых содержатся силикаты и алюмосиликаты кальция, магния, калия и натрия. Промышленность строительных материалов - главный потребитель сырьевых ресурсов, является завершающим звеном комплексного использования минерального и техногенного сырья и может решать многие экологические проблемы.

В связи с приоритетными программами по жилищному, дорожному и другим видам строительства требуется большое количество разнообразных дешевых высококачественных строительных материалов и бетонов.

Одним из распространенных видов сырья для производства таких материалов являются многотоннажные отходы металлургической, теплоэнергетической, горнодобывающей, химической и других отраслей промышленности.

Разработка строительных композитов на основе комплексного использования техногенных отходов обусловлена эколого-экоиомическими факторами: во-первых, значительным ростом цен на вяжущие, природные заполнители и энергоносители и, во-вторых, ухудшением экологической ситуации в результате образования и накопления промышленных отходов. Исследования показывают, что широкое применение промышленных отходов позволило бы на 15 - 20 % расширить минерально-сырьевую базу промышленности строительных материалов.

Существующие технологии изготовления плит бетонных тротуарных (ГОСТ 17608-91) и бортового камня (ГОСТ 6665-91) претерпевают значительные изменения в связи с использованием в составах бетонов техногенных отходов, что экономически значительно выгоднее. Введение в состав цементного бетона щебня металлургического шлака или шлакового песка вместо традиционного сырья преследует решение не только экологической задачи, но и значительного повышения эксплуатационных характеристик изделий. Такое решение требует серьезных теоретических обоснований, что и является целью данной диссертационной работы.

Улучшение качества, разработка новых эффективных составов строительных композитов, несомненно, является актуальной задачей.

Диссертационная работа посвящена разработке составов цементного бетона с использованием в качестве заполнителя техногенных отходов промышленных предприятий г. Волжского Волгоградской области.

Цель работы - разработка новых составов цементного бетона с улучшенными эксплуатационными характеристиками при использовании в качестве заполнителя металлургического шлака ОАО Волжский трубный завод (ОАО ВТЗ).

Основной задачей диссертационной работы является оптимизация состава композиционных цементов с минеральными добавками из отходов промышленности й установление закономерности влияния минеральных добавок на физико-механические характеристики цементного камня.

Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:

- определить эффективные способы улучшения качества композитов строительного назначения на основе изучения теоретических и практических основ модифицирования составов цементных бетона;

- исследовать физико-химические свойства материалов -заполнителей, являющихся отходами производства (металлургический шлак);

- для достижения оптимальной степени сцепления в зоне контакта «цемент-залолнитель» исследовать адгезионные характеристики материалов;

- разработать новые модифицированные составы цементного бетона с заполнителем из металлургического шлака;

- разработать комплексную оценку новых строительных композитов на основе отходов промышленных предприятий.

Научная новизна работы:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность формирования цементного бетона с участием металлургического шлака в качестве заполнителя;

- изучен механизм действия металлургического шлака как заполнителя;

- исследовано влияние заполнителей и модифицирующих добавок на физико-химические и прочностные характеристики бетона;

- разработаны новые модифицированные составы бетона с металлургическими шлаками в качестве заполнителя для производства бордюрного камня;

- разработана комплексная оценка строительных композитов на основе техногенных отходов при их технологическом формировании.

Практическая ценность работы:

- расширена сырьевая база стройиндустрии при производстве строительных материалов;

- разработаны новые модифицированные составы бетона с металлургическими шлаками в качестве заполнителя для производства бордюрного камня (дорожного бордюра);

Достоверность исследований и выводов по работе обеспечена:

- методически обоснованным комплексом исследований с применением стандартных средств измерений и методов исследований;

- применением современных математических методов обработки экспериментальных данных в среде МаЛСАБ;

- применением оригинальных методик физико-химических анализов: рентгенографического, химического, микроскопического и минералогического;

- опытными испытаниями и их положительными практическими результатами, сопоставлением результатов, полученных различными методами, совпадающими с результатами расчетов и не противоречащими выводам известных положений.

На защиту выносятся:

- результаты исследования физико-химических свойств материалов - заполнителей, являющихся отходами производства (металлургический шлак) и адгезионных характеристик материалов для достижения оптимальной степени сцепления в зоне контакта «цемент-заполнитель»;

- феноменологическая модель, описывающая протекающие на границе раздела фаз физические явления;

- новые модифицированные составы бетона с металлургическими шлаками в качестве заполнителя для производства бордюрного камня (дорожного бордюра);

- комплексная оценка строительных композитов на основе техногенных отходов при их технологическом формировании.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на III Всероссийской научно-технической конференции «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона» (г.Волгоград - Михайловка, 2006г.); Международной научно-технической конференции «Новые

энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (г. Пенза, 2006 г.); Международной научно-технической конференции «Шлифабразив-2006» (г.Волжский, 2006 г.); V Международной научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2007г.); Международной научно-технической конференции «XVIII Научные чтения. Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» (г.Белгород, 2007г.); Всероссийское совещание материаловедов (г.Волгоград - Волжский, 2007г.); Внутривузовская научно-практическая конференция «Инженерные проблемы современного материаловедения» ВолгГАСУ (г.Волгоград, 2009г.); Международной научно-технической конференции "XV Академические чтения РААСН. Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии" (гЛСазань, 2010г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 14 печатных работ, в т.ч. 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит введение, пять глав, основные выводы и изложена на 132 страницах машинописного текста, включает 17 таблиц и 25 рисунков, список использованных источников из 133 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, научная новизна и практическая ценность результатов диссертационной работы. Сформулированы цель и задачи исследований. Показана целесообразность использования вторичных материальных ресурсов для производства новых модифицированных составов бетона с металлургическими шлаками в качестве заполнителя, что позволит расширить сырьевую базу строительной промышленности и область использования материалов.

В первой главе представлен анализ литературных источников, который показал, что совершенствование строительного производства предполагает повышение качества строительных материалов, расширение их ассортимента. Это возможно достичь не только за счет поиска новых технологических решений, но и за счет использования современных подходов к оценке энергетического потенциала исходных сырьевых компонентов. Экологические и технико-экономические аспекты использования отходов нерудной промышленности в производстве цемента являются актуальной и

своевременной задачей с позиций экологии и экономики. Дана комплексная оценка строительных композитов на основе техногенного сырья. Предложенная теоретическая и методологическая концепция позволяет учесть все требования строительно-технологического комплекса в сочетании с экологическим аспектом рассматриваемой проблемы и может быть реализована на стадиях проектирования, изготовления конструкций и материалов, в период возведения объектов, а также во время ремонта зданий и сооружений. Это в конечном счете позволит повысить эффективность использования отходов и местного сырья и существенно улучшить экологическую обстановку на территории нашей страны.

Во второй главе представлена характеристика исходных материалов и излагаются методы исследований.

В диссертационной работе в качестве крупного заполнителя использовался щебень металлургического шлака ОАО ВТЗ. Химический состав металлургических шлаков ОАО ВТЗ, используемых в диссертационной работе, представлен в таблице 1 в сравнении с традиционным сырьем и техногенными отходами.

Модуль основности металлургического шлака Мй- 0,13 < О, содержание оксидов кальция и кремния в металлургическом шлаке на порядок ниже по сравнению с граншлаком, литым шлаковым щебнем, а содержание оксидов алюминия и железа на порядок выше, следовательно, металлургический шлак в составе бетона выполняет роль заполнителя, наполнителя и не участвует в процессе гидратации. Исследование структуры шлака проводилось методом оптической микроскопии (МБС-9-3,3-100,8х) (рис. 1, а, б).

Таблица 1 - Химический состав заполнителей, используемых в составах бетонов

Наименование материала СаО БЮа А1203 Ре203 М§0

Щебень гранитный 0,95 72 16 2,4 2,0

Щебень известковый 44 5 3 0,4 7,5

Шлаковая пемза 38,5 20,5 17,5 0,43 7,5

Литой шлаковый щебень 36,5 3,8 14,8 0,36 5,6

Шамот 37,8 35,7 14,9 0,38 8,9

Граншлак 37,5 35 15,3 0,33 9,3

Металлургический шлак ОАО ВТЗ (крупн.) 24,5 18,9 12,2 22,1 11,5

Металлургический шлак ОАО ВТЗ (отсев) 21,2 20,8 14,7 25,4 13,5

Шлак ОАО ВТЗ фр. 0 - 10 18,98 25,7 4,9 13,8 13,8

а б

а - металлургический шлак ОАО «ВТЗ» фракция 0 - 10, б - поверхность зерна металлургического шлака

Рис. 1

Цвет шлака крупной фракции преимущественно серый, наблюдаются области высокой отражательной способности и обладающие металлическим блеском. Макроструктура шлака пористая, отмечается наличие закристаллизованной стекловидной составляющей. Бурые включения свидетельствуют о наличии оксидов железа.

По классификации Боженова П.И. металлургические шлаки относятся к классу искусственных продуктов, полученные в результате глубоких физико-химических процессов. Физико-механические свойства щебня на различных шлаках изменяются в более широком интервале, чем щебня из горных пород, что обусловлено колебаниями качества сырьевых материалов и технологических параметров.

Для приготовления рабочей смеси бетона в качестве мелкого заполнителя применяли кварцевые пески, соответствующие требованиям ГОСТ 10268. Модуль крупности песка, применяемого для изготовления плит из песчаного бетона, должен быть не менее 2,6. В диссертационной работе использовали ряд добавок, применение которых целесообразно за счет придания смесям высоких когези-онных свойств. Реламикс (ТУ 5870-002-14153664-04), Полипласт Вибро (ТУ 5745-027-58042865-2008), Суперпластификатор марки С-3 (ТУ 5870-002-58042865-03). Вода для затвердевания бетонной смеси отвечает требованиям ГОСТ 23732. Проектирование состава бетона производилось с использованием эмпирических формул, связывающих прочность бетона со свойствами вяжущего, заполнителей и водоцементным отношением. Определение нормальной

густоты и сроков схватывания портландцементного вяжущего производилось по ГОСТ 310.3. Определение изменения со временем осадки конуса бетонной смеси, модифицированной добавками, производилось по ГОСТ 2473. Опытно-промышленные образцы-кубики 100x100x100 мм были изготовлены с помощью металлических пресс-форм. Испытания образцов производились в строительной лаборатории грунтов и материалов ООО СФК «Волгоградгид-ростроя». Кубиковая прочность образцов в среднем составила 55,0 МПа. Осадка конуса бетонной массы 4 - 5 см.

Достоверность результатов работы подтверждается использованием действующих государственных стандартов и поверенного оборудования при испытании материалов.

В третьей главе развиты модельные представления о взаимодействии атомов и молекул с поверхностью твердых тел, позволяющие аналитически описать прочность сцепления цементного камня с заполнителем, являющимся одним из определяющих факторов прочности бетона. Исследованы явления, связанные с поверхностным натяжением, и построена феноменологическая модель, позволяющая определить энергетическое состояние молекул на границе раздела двух фаз и адгезионные свойства поверхности на основании данных о значениях краевого угла смачивания. Работу адгезии можно выразить через среднюю энергию 11п взаимодействия приповерхностных молекул веществ 1 и 2, которую можно представить в следующем виде:

ип-~ - • рх ■ х ■ Г12их2+(г0+г')2) +

* 0 __ (1)

+ Ц • -\cb-x-УпПх> + (г, + г')2 X

пг о о ^ '

где Уи(г) - потенциальная энергия парного взаимодействия молекул 1 с молекулами 2, а величина г0 имеет смысл среднего расстояния между поверхностными молекулами вещества 1 и вещества 2 и может быть найдена как решение уравнения £/'(г0) = 0, где С/(г) - функция, стоящая в правой части равенства (1). При этом величина

Ло12 = = ]упу7+г*)с ■ дх. (2)

будет определять поправку к поверхностному натяжению До12 конденсированного вещества. Предложенная феноменологическая мо-

дель, связывающая протекающие на границе раздела фаз физические явления с микропараметрами, описывающими парное взаимодействие молекул, показывает, что измерение краевого угла смачивания можно рассматривать в качестве мощного метода исследования адгезионных свойств поверхности и энергетического состояния молекул на границе раздела двух фаз. Адекватность построенной модели проверена в ходе экспериментов.

Рис. 2 - Структура проектного состава бетона на шлаковом заполнителе

На рисунке 2 изображена структура проектного состава бетона на шлаковом заполнителе, из бетона-кубика были изготовлены срез-пластины 30x30x20мм (поверхность не шлифованная).

Контактная зона состоит из контактного слоя цементного камня, контактного слоя заполнителя и поверхности раздела диффузионного характера. Для определения природы контактного слоя был применен метод микромеханических исследований - определение микротвердости фаз на твердомере ПМТ-3. Твердость составляющих включений композита свидетельствует о прочности каркаса готового изделия. Процесс набора прочности межфазной границы характеризуется показателями микротвердости от 0,17 до 0,80 ГПа. Разброс данных свидетельствует о различной глубине процесса и отсутствии химического взаимодействия. Сцепление объясняется плотным прилеганием и соединением шлакового заполнителя и цементного камня, возникающим благодаря шероховатости поверхности зерен (рис. 1, б) шлакового заполнителя.

Таким образом, сила сцепления цементного камня с шлаковым заполнителем в бетоне, оказывающие большое влияние на его прочность, характеризуются следующими факторами: 1) форма и шероховатость поверхности зерен заполнителей и степень ее чистоты; 2) химико-минералогический состав зерен заполнителей; 3) прочность цементного камня; 4) наличие добавок, увеличивающих силу сцепления; 5) количество микродефектов структуры в контактной зоне; 6) влагосодержание бетона к моменту испытания.

В четвертой главе исследованы процессы модифицирования и усиления зоны контакта между заполнителем и цементным камнем для улучшения физико-механических свойств и долговечности разработанного состава бетона. При выполнении комплекса исследований, лабораторных и промышленных испытаний (в диссертационной работе) смачивание наполнителя металлургического шлака цементной растворной частью улучшалось с помощью модифицирующих добавок: Полипласт Вибро, Реламикс и суперпластификатора С-3. Смачивание наполнителя связующим определяли по геометрическим параметрам капли растворной части цемента. Значение краевого угла смачивания является необходимым, но еще недостаточным показателем, характеризующим адгезию растворной части цемента к шлаковому наполнителю. Помимо краевого угла определяли адгезионные характеристики композиции. Зависимость краевого угла смачивания поверхности шлака от вида и концентрации пластификаторов приведена на рисунке 3.

0,5 1.0 1,5 2 2,5 3

Концентрация,%

Рис. 3 - Зависимость краевого угла смачивания от вида и концентрации модифицирующих добавок

-Реламикс •

1,5 2 2,5

Концентрация, с,%

-Полипласт- Вибро -ЧЬ—Суперпластафикатор С-3

Рис. 4 - Зависимость поверхностного натяжения от вида и концентрации модифицирующих добавок

%

к ~ а г

с 'а

х

а г о г

И

5

п о

3

71

70

68

67

65

1> л

-----

V

1 ——н -—в

чй——

0,5 1 1,5 2

Концентрация, с, %

2,5

-Реламикс —в—Полипласт- Вибро -»¿г-Суперпластификатор С-3

Рис. 5 - Зависимость адгезионного напряжения от вида и концентрации модифицирующих добавок

Концентрация, с, %

♦ Реламикс —«—Полипласг- Вибро -ф— Суперпластификатор С-3

Рис. 6 - Зависимость работы когезии от вида и концентрации модифицирующих добавок

Концентрация, с, %

В Реламикс я Полипласт - Вибро о Суперппастиф/жатор С-3

Рис. 7 - Зависимость коэффициента растекания от вида и концентрации модифицирующих добавок

0,5 1 1,5 2 2,5 3

Концентрация, с, % га Реламикс и Полипласт - Вибро а Суперпластафикатор С-3

Рис. 8 - Зависимость относительной работы адгезии от вида и концентрации модифицирующих добавок

Графическая зависимость изменения адгезионных характеристик в зависимости от типа и количества химических добавок представлены на рисунках 4-8.

Улучшение смачивания поверхности наполнителя модифицированным добавкой цементом можно объяснить следующим. Введенные в раствор цемента поверхностно-активные вещества адсорбируются на границе раздела фаз, в частности, на границе цемента с поверхностью частиц наполнителя шлака, образуя мономолекулярный слой, ориентированный строго определенным образом. Эти адсорбированные слои изменяют соотношение сил в системе и способствуют снижению поверхностной энергии связующего, что является необходимым условием смачивания. Кроме этого, все используемые добавки способствуют удобоукладываемости бетона в результате взаимодействия с отдельными звеньями макромолекул. Действие органических добавок позволяет увеличить число контактов молекул с поверхностью твердого тела и усилить адсорбционное взаимодействие в системе цемент - шлак. Это, в свою очередь, улучшает смачивание поверхности наполнителя (рис. 9).

Рис. 9 - Структура образца бетона проектного состава с добавкой Полипласт Вибро

Процессы, протекающие на поверхности раздела «цемент -шлак» объясняются с точки зрения адсорбционной теории адгезии, которая рассматривает адгезию как результат проявления сил молекулярного взаимодействия между молекулами адгезива и субстрата. Относительная работа адгезии всех исследованных композиций составляет 0,9844 - 0,9900, что приближается по значению к единице. Следовательно, силы сцепления между молекулами растворной части цемента и шлака приближаются по величине к силам сцепления молекул самого цемента. Это способствует формированию материала с однородной, бездефектной структурой.

Высокое сцепление в данном случае обуславливает включение жестких и прочных заполнителей в работу бетона до исчерпания прочностных возможностей одной из фаз - матрицы или заполнителя, что обеспечивает упрочнение бетона в силу разгружен-ности матрицы и высокой прочности заполнителей. Зависимость прочности бетона от количества и вида добавок выражено графической зависимостью (рис. 10).

Концентрация, % ■^^Реламикс -в—Полипласт - Вибро Суперпластификатор С-3

Рис. 10 — Зависимость прочности бетона от количества и вида добавок

Данные, полученные в ходе проведенных экспериментов, в очередной раз выявляют необходимость направленного модифицирования бетонов на шлаковом заполнителе. При всей сложности и специфичности изготовления изделий из жестких и малоподвижных смесей с металлургическим шлаковым заполнителем существуют возможности для улучшения качества их производства с помощью полифункциональных добавок, каждый из компонентов которых максимально точно выполняет назначенную функцию. Такой модифицирующей добавкой в нашей работе является «Полипласт-Вибро», регулирующая несколько функциональных направлений: снижение водосодержания при производстве, эффективные пластические и когезионные свойства при формовании, увеличение прочности бетона на 30 %.

В пятой главе оптимизированы составы композиционных цементов с добавками на основе отходов промышленности.

В качестве исходных составляющих вяжущего были приняты следующие материалы: портландцемент ПЦ 500-ДО Себряковско-го цементного завода; молотый металлургический шлак (МШ) ОАО ВТЗ с показателем удельной поверхности 2800 - 3800 см2/г; отсев

металлургического шлака фракции 0 - 10 мм (ОМШ); отсев гранитный фракции 0 - 5 мм (ОГР); ОМШ и ОГР в соотношении 1:1.

Оптимизацию состава композиционных цементов проводили с применением метода математического планирования эксперимента (ПФЭ 2К). Нормальную густоту композиционного цементного теста оценивали на приборе Вика. Значения факторов варьирования и их физический смысл представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Кодирование факторов ПФЭ 2К

№ п/п Код фактора Физический смысл фактора Ед. измерения Интервал варьирования Уровни фактора

-1 0 +1

1 доля дисперсного минерального наполнителя % ±7,5 0 7,5 15

2 доля вяжущей части в композиции % ±7,5 25 32,5 40

После определения нормальной густоты из цементной пасты формовали образцы-кубы с размером ребра 7 см. Предел прочности при сжатии образцов-кубов определяли после проггаривапия по режиму т = (3 + 6 + 3) при t изотермического прогрева 90 ± 5 °С. Молотый шлак ОАО ВТЗ добавляли до 100 % в зависимости от содержания (Ц + МД).

При планировании эксперимента за функцию отклика были приняты следующие параметры:

- ВД, А'г) - предел прочности при сжатии образцов-кубов, определяемый после пропаривания, который должен бать не менее 50 МПа.

- Г2 - нормальная густота цементной пасты, определяемая на приборе Вика

Математическая обработка полученных результатов оптимизации проводилась на специально разработанной программе. По результатам исследования, методом наименьших квадратов были получены базовые уравнения регрессии, которые представлены в виде полиномов 2-ой степени.

У{Хх, Х2) = 40 + 0,83Х, +10,9Х, + 1,28Х, • Х2 + 9,26Х,2 -5,28X2 (3) У{Х1, Х2) = 36,87 + 2.06ЛГ, + 9А6Х2 - 0,217Х, Х2+\ 1,23Х,2 - 1,7Х2 (4) У(ХХ, Х2) = 55,84 + 3,5^ + 9,36Х2 -0,683Х,-Хг -4Д7Хг2 -4,9Х2 (5)

Статистический анализ полученных уравнений регрессии оценивали по трем критериям: однородности дисперсий, значимости коэффициентов и адекватности, которая проверялась с помощью критерия Фишера. Полученное значение расчетного критерия Фишера (17Р) сравнивали с табличным в зависимости от числа степеней свободы для принятого уровня значимости, модель считается адекватной, так как соблюдено условие: Рр < Р,.

Графическая интерпретация математических зависимостей и коэффициент множественной корреляции представлены на рисунках 11-13.

Предел прочности при сжатии, МПа

4

Раход дисперсного наполнителя

Расход вяжущего

Рис. 11 - Зависимость предела прочности при сжатии цементного камня от расхода вяжущего (х]) и дисперсного наполнителя (х2) (ОМШ+ОГР)

Р 7

расход дисперсного наполнителя

Предел прочности при сжатии, МПа

Расход дисперсного наполнителя

Расход вяжущего

Рис. 12 - Зависимость предела прочности при сжатии цементного камня от расхода вяжущего (х,) и дисперсного наполнителя (х2) (ОМШ)

Расход вяжущего

Предел прочности при сжатии, МПа

Рис. 13 - Зависимость предела прочности при сжатии цементного камня от расхода вяжущего (хО и дисперсного наполнителя (х2) (ОГР)

Согласно полученным уравнениям регрессии влияние на показатели прочности оказывает количество введенного молотого шлака (Во), эффективность которого увеличивается при комбинировании его с минеральной добавкой гранитного отсева. Вместе с тем существенную роль в композиции, играет содержание вяжущей части (В2-Х2), изменение которой ограничивается нормами и в случае увеличения может привести к удорожанию себестоимости продукции.

Опытно-промышленное внедрение подтверждает актуальность и целесообразность разработанных составов. На открытой площадке хранения готовой продукции на ОАО "Волтайр-Пром", были выполнены работы объемом 1000 м2 и 140 погонных метров бордюрного камня, изготовленного по разработанному оптимальному составу композиции бетона с заполнителем металлургическим шлаком ОАО ВТЗ в 2008г., а также было осуществлено благоустройство территорий г. Волжского, объем работ составил 400 м плитки и 100 п\м бордюрного камня того же состава. Рентабельность производства изделий с использованием металлургического шлака в составах цементных бетонов составила 35,50 %.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Расширены области эффективных способов повышения качества композитов строительного назначения. Результатом исследований по использованию промышленных отходов в составах строительных композитов с применением собственных оригинальных подходов, в частности, по модифицированию композитов, явилась разработка новых составов цементных бетонов. Разработана комплексная оценка новых строительных композитов на основе отходов промышленных предприятий.

2 Проанализирована структура и физико-химические свойства материалов - заполнителей, являющихся отходами производства ОАО ВТЗ (металлургический шлак). Рассмотрен ряд модифицирующих добавок, применение которых целесообразно для придания смесям высоких когезионных свойств, пластичности с одновременным сохранением геометрических параметров изделий.

3 Исследованы адгезионные характеристики материалов. Предложена феноменологическая модель, связывающая протекающие на границе раздела фаз физические явления с микропараметрами, описывающими парное взаимодействие молекул, которая показывает, что измерение краевого угла смачивания можно рассматривать в качестве мощного метода исследования адгезионных

свойств поверхности и энергетического состояния молекул на границе раздела двух фаз.

4 Определены факторы, влияющие на силу сцепления цементного камня с металлургическим шлаком в бетоне, оказывающие большое влияние на его прочность: форма и шероховатость поверхности зерен шлака и степени ее чистоты; химико-минералогический состав зерен шлака; прочность цементного камня; наличие добавок, увеличивающих силу сцепления; количество микродефектов структуры в контактной зоне; влагосодержание бетона к моменту испытания.

5 Разработаны новые модифицированные составы цементного бетона с заполнителем из металлургического шлака. При этом предложены методологические основы проектирования состава бетона. При проектировании состава бетона применены зависимости, использующие показатели, более точно учитывающие влияние качества и количества цементного камня и характеристик исходных материалов на свойства бетонной смеси и бетона.

6 Экономическая эффективность разработанных составов цементных бетонов для производства дорожных бордюров обусловлена их физико-механическими характеристиками. Себестоимость дорожного бордюра (в пересчете на одно изделие) составляет 165 рублей 46 копеек. При использовании металлургического шлака себестоимость составила 124 рубля 60 копеек. Предлагаемая технология с использованием исследованных в работе техногенных отходов производства рентабельна, экологически и экономически эффективна.

Основные результаты диссертационной работы изложены в 14 публикациях, в том числе:

Работы, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях определенных Высшей аттестационной комиссией:

1 Клавдиева, Т. Н. Использование техногенных отходов металлургии при производстве бордюрного камня назначения / О. Ю. Пушкарская, JI. Н. Губанова, С. П.Денисова, Т. Н. Клавдиева // Вестник ВолгГАСУ. Сер. : Строительство и архитектура. -2009. - № 13 (32). - С.105 - 108.

2 Клавдиева, Т. Н, Усиление зоны контакта между шлаковым заполнителем и цементным камнем - важный резерв улучшения физико-механических свойств и долговечности бетона при оптимизации состава / Т. К. Акчурин, Т. Н. Клавдиева // Вестник ВолгГАСУ. Сер. : Строительство и архитектура. - 2009. - № 16 (35).-С. 117-121.

Публикации в других изданиях:

3 Клавдиева, Т. Н. Инновационные технологии, возможности утилизации отходов / В. М. Шумячер, О. Ю. Пушкарская, И. В. Надеева, Т. К. Барабашцикова, Т. Н. Клавдиева // Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-комунального хозяйства региона : материалы I Всероссийской науч.-практич. конф. - г. Михайловка, 2006.-С. 73 - 76.

4 Клавдиева, Т. Н. Керамические композиционные материалы с повышением коррозионной стойкостью / О. Ю. Пушкарская, И. В. Надеева, Е. В. Славина, Т. Н. Клавдиева // Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-комунального хозяйства региона : материалы I Всероссийской науч.-практич. конф. - г. Михайловка, 2006. -С. 77-80.

5 Клавдиева, Т. Н. Исследование механизма твердофазных превращений в композитах на основе борида хрома / И. В. Надеева, Т. Н. Клавдиева // Материалы всероссийского совещания материаловедов - г. Волжский : ВИСТех, ВолгГАСУ, 2007. - С. 134 -136.

6 Клавдиева, Т. Н. Новые нетрадиционные наполнители строительных композитов - перспективное направление повышения качества продукции при снижении ее себестоимости / Л. С. Майорова, О. Ю. Пушкарская, И. В. Надеева, Т. Н. Клавдиева // Материалы всероссийского совещания материаловедов -г. Волжский : ВИСТех, ВолгГАСУ, 2007- С. 183 - 188.

7 Клавдиева, Т. Н. Техногенные отходы металлургии при производстве композитов строительного назначения / О. Ю. Пушкарская, Л. Н. Губанова, И. В. Надеева, Т. Н. Клавдиева // Материалы внутривузовской науч.-технич. конф. проф.-препод. состава - Волжский : ВИСТех, ВолгГАСУ, 2008. - С. 98 -101.

8 Клавдиева, Т. Н. Исследование возможности использования вторичного сырья в составе строительных композитов / О. Ю. Пушкарская, А. А. Груздев, Т. Н. Клавдиева // Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов : материалы V Международной конф. - г. Волгоград, 2009. - С. 74 - 77.

9 Клавдиева, Т. Н. Комплексная оценка строительных композитов на основе техногенных отходов / О. Ю. Пушкарская, А. А. Груздев, Т. Н. Клавдиева, О. Е. Баранникова // Инженерные проблемы современного материаловедения : материалы внутривузовской науч.-технич. конф. - г. Волгоград, 2009. - С. 16 -19.

10 Клавдиева, Т. Н. Комплексная оценка строительных композитов на основе техногенных отходов / О. Ю. Пушкарская, А. А. Груздев, Т. Н. Клавдиева // Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов : материалы V Международной конф. - г. Волгоград, 2009. - С. 190 - 192.

11 Клавдиева, Т. Н. Оптимизация состава композиционных материалов с минеральными добавками - отходами промышленности / Т. К. Акчурин, О. Ю. Пушкарская, Т. Н. Клавдиева // Инженерные проблемы строительного материаловеден : материалы II науч.-техн. конф. - г. Волгоград, 2009. - С. 44 - 46.

12 Клавдиева, Т. Н. Оценка адгезионного взаимодействия модифицированного связующего с поверхностью наполнителя / О. Ю. Пушкарская, Т. К. Акчурин, Т. Н. Клавдиева // Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса региона : материалы II Всероссийской науч.-практич. конф. - г. Михайловка, 2009. - С. 75 - 78.

13 Клавдиева, Т. Н. Теория и технология создания композитов различного функционального назначения, в том числе строительного, на основе техногенных отходов / О. Ю. Пушкарская, И. В. Надеева, В. М. Шумячер, Т. Н. Клавдиева // Второй форум строительных организаций Заволжья : сб. материалов - г. Волжский : ВИСТех, ВолгГАСУ, 2009 - С. 24 - 34.

14 Клавдиева, Т. Н. Использование техногенных отходов металлургии при производстве цементных бетонов / Т. К. Акчурин, Т. Н. Клавдиева // Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии : материалы XV Академических чтений РААСН - г. Казань, 2010. - С. 132 - 134.

{

КЛАВДИЕВА ТАТЬЯНА НИКОЛАЕВНА

Разработка составов и повышение эксплуатационных характеристик цементных бетонов при использовании техногенного сырья металлургии

Автореферат

Подписано в печать 7.05.10 Формат 60x84/16. Бумага Union Prints. Гарнитура Times New Roman. Печать трафаретная Усл. печ. л. 1,1 . Уч.-изд. л. 1,2. Тираж 100 экз.

Волжский институт строительства и технологий (филиал) Волгоградского государственного архитектурно-строительного

университета

404130, г. Волжский Волгоградской области, пр. Ленина, 72

ВВЕДЕНИЕ.

1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ В ТЕХНОЛОГИИ ЦЕМЕНТНЫХ БЕТОНОВ.

1.1 Пути расширения минерально-сырьевой базы стройиндустрии.

1.2 Экологические и технико-экономические аспекты использования отходов нерудной промышленности в производстве цемента.

1.3 Отходы промышленных предприятий — компоненты строительных композитов.

1.4 Металлургические шлаки — заполнители и добавки цементных бетонов.

1.5 Прочность сцепления цементного камня с заполнителями в бетоне.

1.6 Выводы.

2 МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ, МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Применяемые материалы и их свойства.

2.2 Методологические основы проектирования состава бетона.

2.3 Методы исследования технологических и эксплуатационных свойств исходных материалов и бетонов.

2.3.1 Определение поверхностного натяжения методом счета капель.

2.3.2 Измерение краевых углов смачивания методом проектирования капли на экран.

2.4 Выводы.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОМПОЗИТОВ С УЧАСТИЕМ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ

В КАЧЕСТВЕ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ.

3.1 Современные представления о факторах прочности связи между цементным камнем и заполнителями в бетоне.

3.2 Прочность сцепления цементного камня с металлургическим шлаком в бетоне и факторы, влияющие на её увеличение.

3.3 Выводы.

4 СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМПОЗИТ - МНОГОФАЗНЫЙ МНОГОКОМПОНЕНТНЫЙ МАТЕРИАЛ С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ДИСПЕРСНОЙ СИСТЕМЫ.

4.1. Исследование процессов модифицирования и усиления зоны контакта между заполнителем и цементным камнем для улучшения физико-механических свойств и долговечности разработанного состава бетона.

4.2 Выводы.

5 РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕМЕНТНЫХБЕТОНОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ МЕТАЛЛУРГИИ.

5.1 Оптимизация состава композиционных цементов с добавками на основе отходов промышленности.

5.2 Оптимизация состава композиционных цементов с минеральными добавками из отходов промышленности.

5.3 Выводы.

6 КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ.

6.1 Комплексная оценка строительных композитов с учетом опыта внедрения цементного бетона при использовании техногенного сырья металлургии.

6.2 Технико-экономическое обоснование целесообразности использования отходов металлургического шлака в качестве заполнителя бетона.

Актуальность работы

В двадцатом столетии бурное развитие промышленности, перерабатывающей минеральное сырье, привело к накоплению тысяч тонн отходов, в составе которых содержатся силикаты и алюмосиликаты кальция, магния, калия и натрия. Промышленность строительных материалов - главный потребитель техногенного сырья, является завершающим звеном комплексного использования природных богатств и может решать многие экологические проблемы.

Использование техногенных продуктов в производстве строительных материалов способствует решению следующих основных задач:

- экономии энерго-сырьевых ресурсов;

- утилизации отходов;

- улучшению экологической обстановки в регионах.

В мире насчитывается более 1000 наименований техногенных продуктов, перспективных для применения в виде вторичного сырья. Из этого количества 700 наименований включены в банки данных как предмет использования, но лишь 60 из них утилизируются тем или иным способом. В то же время использованию техногенных материалов исследователи постоянно уделяют значительное внимание.

Основными видами техногенных продуктов России являются золы и шлаки ТЭС, отходы угледобычи горно-обогатительных комбинатов, переработки горючих сланцев, металлургические, бытовые отходы и др.

В связи с приоритетными программами по жилищному, дорожному и другим видам строительства требуется большое количество разнообразных дешевых высококачественных строительных материалов и бетонов.

Одним из распространенных видов сырья для производства таких материалов являются многотоннажные отходы металлургической, теплоэнергетической, горнодобывающей, химической и других отраслей промышленности.

Значительная роль во всех ведущих отраслях народного хозяйства страны отведена науке, призванной усилить внимание к техническому совершенствованию производства и, в частности, к созданию прогрессивных технологий в строительной индустрии при оптимальных расходах материальных и энергетических ресурсов.

Ускорение технического прогресса и инновационные процессы в производстве новых строительных композитов могут быть достигнуты в результате практической реализации теоретических разработок в материаловедении и технологии композиционных материалов. Это же относится к технологии бетона в связи с необходимостью значительного улучшения его эксплуатационных свойств.

Разработка строительных композитов на основе комплексного использования техногенных отходов обусловлена эколого-экономическими факторами: во-первых, значительным ростом цен на цемент, на природные заполнители и энергоносители и, во-вторых, ухудшением экологической ситуации в результате образования и накопления промышленных отходов. Исследования показывают, что широкое применение промышленных отходов позволило бы на 15 — 20 % расширить минерально-сырьевую базу промышленности строительных материалов.

Создание на базе существующих предприятий безотходных и малоотходных технологических систем — одна из важнейших экономических и экологических задач, решение которой позволит не только повысить эффективность производства, но и снизить загрязнение почвы, водного и воздушного бассейнов.

Существующие технологии изготовления плит бетонных тротуарных (ГОСТ 17608-91) и бортового камня (ГОСТ6665-91) претерпевают значительные изменения в связи с использованием в составах бетонов техногенных отходов, что экономически значительно выгоднее. Введение в состав цементного бетона щебня металлургического шлака или шлакового песка вместо традиционного сырья преследует решение не только экологической задачи, но и значительного повышения эксплуатационных характеристик изделий. Такое решение требует серьезных теоретических обоснований, что и является целью данной диссертационной работы.

Улучшение качества, разработка новых эффективных составов строительных композитов, несомненно, является актуальной задачей.

Диссертационная работа посвящена разработке составов цементного бетона с использованием в качестве заполнителя техногенных отходов промышленных предприятий г. Волжского Волгоградской области.

Цель работы - разработка новых составов цементного бетона с улучшенными эксплуатационными характеристиками при использовании в качестве заполнителя металлургического шлака ОАО «ВТЗ».

Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:

- определить эффективные способы улучшения качества композитов строительного назначения на основе изучения теоретических и практических основ модифицирования составов цементных бетона;

- исследовать физико-химические свойства материалов — заполнителей, являющихся отходами производства (металлургический шлак);

- для достижения оптимальной степени сцепления в зоне контакта «цемент-заполнитель» исследовать адгезионные характеристики материалов;

- разработать новые модифицированные составы цементного бетона с заполнителем из металлургического шлака;

- разработать комплексную оценку новых строительных композитов на основе отходов промышленных предприятий.

Научная новизна работы:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность формирования цементного бетона с участием металлургического шлака в качестве заполнителя;

- изучен механизм действия металлургического шлака как заполнителя;

- исследовано влияние заполнителей и модифицирующих добавок на физико-химические и прочностные характеристики бетона;

- разработаны новые модифицированные составы бетона с металлургическими шлаками в качестве заполнителя для производства бордюрного камня;

- разработана комплексная оценка строительных композитов на основе техногенных отходов при их технологическом формировании.

В этой связи разработка новых составов композиционных цементов с заменой вяжущей части на отходы промышленности и их оптимальное содержание в смеси является весьма перспективной задачей.

Очередной задачей диссертационной работы является оптимизация состава композиционных цементов с минеральными добавками из отходов промышленности и установление закономерности влияния минеральных добавок на физико-механические характеристики цементного камня.

Практическая ценность работы:

- расширена сырьевая база стройиндустрии при производстве строительных материалов;

- разработаны новые модифицированные составы бетона с металлургическими шлаками в качестве заполнителя для производства бордюрного камня (дорожного бордюра).

Достоверность исследований и выводов по работе обеспечена:

- методически обоснованным комплексом исследований с применением стандартных средств измерений и методов исследований;

- применением современных математических методов обработки экспериментальных данных в среде MathCAD;

- применением оригинальных методик физико-химических анализов: рентгенографического, химического, микроскопического и минералогического;

- опытными испытаниями и их положительными практическими результатами, совпадающими с результатами расчетов и не противоречащими выводам известных положений.

На защиту выносятся:

- результаты исследования физико-химических свойств материалов — заполнителей, являющихся отходами производства (металлургический шлак) и адгезионных характеристик материалов для достижения оптимальной степени сцепления в зоне контакта «цемент-заполнитель»;

- феноменологическая модель, описывающая протекающие на границе раздела фаз физические явления;

- новые модифицированные составы бетона с металлургическими шлаками в качестве заполнителя для производства бордюрного камня (дорожного бордюра);

- комплексная оценка строительных композитов на основе техногенных отходов при их технологическом формировании.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на IV Международной научно-технической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (г. Волгоград, 2005г.); III Всероссийской научно-технической конференции «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона» (г. Волгоград - Михайловка, 2006г.); Международной научно-технической конференции «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (г. Пенза, 2006г.); Международной научно-технической конференции «Щлифабразив-2006» (г. Волжский, 2006г.); V Международной научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2007г.); Международной научно-технической конференции «XVIII Научные чтения. Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» (г. Белгород, 2007г.); Всероссийское совещание материаловедов (г. Волгоград - Волжский, 2007г.); Внут-ривузовская научно-практическая конференция «Инженерные проблемы современного материаловедения» ВолгГАСУ (г. Волгоград, 2009г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 печатных работ, в т.ч. 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит введение, шесть глав, основные выводы и изложена на 135 страницах машинописного текста, включает 17 таблиц и 25 рисунков, список использованных источников из 133 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Обоснованы и определены эффективные способы улучшения качества композитов строительного назначения. Результатом исследований по ш> пользованию промышленных отходов в составах строительных композитов с применением собственных оригинальных наработок, в частности, по модифицированию композитов, явилась разработка новых составов цементных бетонов.

2 Проанализирована структура и физико-химические свойства материалов — заполнителей, являющихся отходами производства (металлургический шлак). В диссертационной работе в качестве крупного заполнителя использовался щебень металлургического шлака ОАО ВТЗ. Рассмотрен ряд модифицирующих добавок, применение которых целесообразно для придания смесям высоких когезионных свойств, пластичности с одновременным сохранением геометрических параметров изделий.

3 Исследованы адгезионные характеристики материалов. Предложена феноменологическая модель, связывающая протекающие на границе раздела фаз физические явления с микропараметрами, описывающими парное взаимодействие молекул, которая показывает, что измерение краевого угла смачивания можно рассматривать в качестве мощного метода исследования адгезионных свойств поверхности и энергетического состояния молекул на границе раздела двух фаз.

4 Определены факторы, влияющие на силу сцепления цементного камня с заполнителем металлургическим шлаком в бетоне, оказывающие большое влияние на его прочность: форма и шероховатость поверхности зерен заполнителей и степени ее чистоты; химико-минералогический состав зерен заполнителей; прочность цементного камня; наличие добавок, увеличивающих силу сцепления; количество микродефектов структуры в контактной зоне; влагосодер-жание бетона к моменту испытания.

5 Разработаны новые модифицированные составы цементного бетона с заполнителем из металлургического шлака. При этом предложены методологические основы проектирования состава бетона. При проектировании состава бетона применены зависимости, использующие показатели, более точно учитывающие влияние качества и количества цементного камня и характеристик -исходных материалов на свойства бетонной смеси и бетона.

6 Разработана комплексная оценка новых строительных композитов на основе отходов промышленных предприятий.

7 Экономическая эффективность разработанных составов цементных бетонов для производства дорожных бордюров обусловлена их физико-механическими характеристиками. Себестоимость на 1 шт. дорожного бордюра в наших условиях составила: 165 рублей 46 копеек. При использовании металлургического шлака себестоимость на 1 шт. дорожного бордюра в наших условиях составила 124 рубля 60 копеек. Предлагаемая технология с использованием техногенных отходов производства рентабельна и актуальна с экологической и экономической точки зрения.

1. Харо, О. Е. Использование отходов переработки горных пород при производстве нерудных строительных материалов / О. Е. Харо и др. // Строительные материалы. 2003. - №9. - С. 18 — 19.

2. Лесовик, В. С. Повышение эффективности производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород / В. С. Лесовик. М. : АСВ, 2006. -526 с.

3. Добролюбов, Г. Г. Прогнозирование долговечности бетона с добавками / Г. Г. Добролюбов, В. Б. Ратинов, Т. И. Розенберг. М. : Стройиздат, 1983.

4. Иванов, Ф. М. Добавки в бетоны и перспективы применения суперпластификаторов. Бетоны с эффективными суперпластификаторами / Ф. М. Иванов. -М., 1979.

5. Курбатова, И. И. Химия гидратации портландцемента / И. И. Курбатова.-М. : Стройиздат, 1981. v

6. Ларинов, 3. М. Формирование структуры цементного камня и бетона / 3. М. Ларинов. -М.: Стройиздат, 1971.

7. Бремнер, Т. У. Легкий бетон — состояние и перспективы / Т. У. Брем-нер, В. Н. Ярмаковский / Материалы 2-й Всероссийской (Международной) конференции по проблемам бетона и железобетона : Бетон и железобетон — пути развития. Т.1. -М. : Дипак, 2005.

8. Матин, А. А. Экологическая безопасность и современные изделия из полимерпесчаной смеси / А. А. Матин //Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. — 2007. №1.

9. Туркина, И. А. Необходимость и опыт использования отходов производства / И. А. Туркина / Сб. докладов V Международного конгресса по управлению отходами и природоохранным технологиям ВэйстТэк-2007. — М., 2007 г.

10. Калашников, В. И. Реакционная активность измельченных горных пород в цементных композициях / В. И. Калашников и др. // Изв. Тульского гос. ун-та. 2004. - № 7. - С. 26-33.

11. Горчаков, Г. И. Состав, структура и свойства цементных бетонов / Г. И. Горчаков, JL П. Орентлихер, В. И. Савин. -М. : Стройиздат, 1976.

12. Юдина, JI. В. Металлургические и топливные шлаки в строительстве. Текст. / JI. В. Юдина, А. В. Юдин. М. : Удмурт. АСВ. - 1995. - 160 с.

13. Barenberg, E.J. Juform, Cire, Bur, Mines. U.S. Dert Interior. — 1967. — №8443.

14. Туркина, И. А. Необходимость и опыт использования отходов производства / И. А. Туркина / Сб. докладов V Международного конгресса по управлению отходами и природоохранным технологиям ВэйстТэк-2007. М., 2007 г.

15. Сапронов, Н. Ф. Перспективы использования отходов ОАО «НЛМК» в жаростойких бетонах / Н. Ф. Сапронов, А. Д. Корнеев, М. А. Гончарова / МНТК Композиционные строительные материалы. Теория и практика. Ч. 2. Пенза, 2000.-С. 56-59.

16. Скоморохов, В. В. К вопросу оптимизации структуры шлакоперера-ботки HJIM3 / В. В. Скоморохов, С. Е. Александров / Рациональное использование шлаков и продуктов шлакопереработки в строительстве. — Воронеж : ЦЧКИ, 1982.-с. 10-11.

17. Фомичев, Н. А. Жаростойкие бетоны на основе металлургических шлаков / Н. А. Фомичев. — М. : Стройиздат, 1972. — 129с.

18. Нехорошев, А. В. Ресурсосберегающие технологии керамикии, силикатов и бетонов / А. В. Нехорошев и др.. — М.: Стройиздат, 1991. — 367 с.

19. Павлов, В. Ф. Способ вовлечения в производство строительных материалов промышленных отходов / В. Ф. Павлов // Строительные материалы. — 2003.-№8.-с. 28-30.

20. Маркман, JL Г. К вопросу об образовании токсичных сернистых соединений при переработке доменных шлаков / JI. Г. Маркман. — Тр. УралНИ-ИЧМ.

21. Маркман, JI. Г. Комплексная переработка шлаков металлургического производства / JI. Г. Маркман, В. В. Кормышев, В. Н. Десятник. — Свердловск : 1982.-с. 97-103.

22. Марченко, А. А. Металлургические шлаки и применение их в строительстве / А. А. Марченко. — М. : Госстройиздат, 1962. — 545 с.

23. Корнеев, А. Д. Прогнозирование свойств жаростойких бетонов из боя шамотных огнеупоров с помощью диаграмм состояния / А. Д. Корнеев и др. // Вестник БелГТАСМ. 2002. - № 2. - Белгород. - с. 44 - 47.

24. А. Д. Корнеев Подбор составов жаростойких бетонов на шлаковых и шамотных заполнителях с помощью диаграмм состояния силикатных систем : сб. научных трудов. 4.1 / А. Д. Корнеев и др. / 30 лет НИС ЛГТУ. — Липецк : ЛГТУ, 2003. с. 67 - 72.

25. Корнеев, А. Д. Жаростойкие бетоны на шлаковых и шамотных заполнителях : сборник докладов и тезисов областной научно-практической конференции. Ч.З / А. Д. Корнеев и др. / Наука в Липецкой области : истоки и перспективы. — Липецк. — 2004. — с. 28 — 30.

26. Кравченко, И. В. Модификационные превращения высокоглиноземистого цемента в составе жаростойкого бетона / И. В. Кравченко и др. // Труды НИИЦемента. 1976. - вып. 12. - с. 165 - 175.

27. Кравченко, Ю. В. Высокоглиноземистый цемент / Ю. В. Кравченко, Ю. Ф. Кузнецова, И. Э. Черчет / Технология и свойства специальных цементов.- М.: Стройиздат, 1967. с. 456 - 462.

28. Кривилев, П. А. Влияние стеклофазы на развитие поверхности зерен шлакового щебня / П. А. Кривилев, С. С. Шкарупа / Рациональное использование шлаков и продуктов шлакопереработки в строительстве. Воронеж : ЦЧКИ. - 1982. - вып. 3. - с. 37 - 40.

29. Ахвердов, И. Н. Теоретические основы бетоноведения / И. Н. Ахвер-дов. — М. : Высшая школа, 1991. — 188с.

30. Баженов, Ю. М. Технология бетона / Ю. М. Баженов. М. : АСВ, 2002.- 500с.

31. Баженов, Ю. М. Технология бетонных и железобетонных изделий / Ю. М. Баженов, А. Г. Комар. М. : Стройиздат, 1984. - 672с.

32. Баженов, Ю. М. Новый век : Новые эффективные бетоны и технологии. Бетон на рубеже третьего тысячелетия / Ю. М. Баженов, В. Р. Фаликман / 1-ая Всероссийская конференция по проблемам бетона и железобетона. М. : Ассоциация «Железобетон», 2001. - с. 91.

33. Chen Zhi Yuan. Study of CSH-phase within the Transitional Zone. Иссле-довние C-S-H-фазы в переходной зоне //15 Szilikatip. es szilikattud. Konf., Budapest, 12-16 Jun., 1989: Silicone'89, R.1. Budapest, 1989. -pp.267-272.

34. Xie Song-shan. Investigation of adhesion in a contact zone of concrete. Исследование адгезии в контактной зоне бетона // Гуйсуаньянь сюэбао — J. Chin. Silic. Soc. 1983. - №4. - pp. 489 - 497.

35. Koyyali O.A. Porosity of Concrete in Relation to the Nature of the Paste-Aggregate Interface. Взаимосвязь пористости бетона с характером контактной зоны между заполнителем и цементным камнем // Mater, and Struct. — 1987. -№115. pp. 19-26.

36. Monteiro P J.M., Mehta P.K. Interaction between Carbonate Rock and Cement Paste. Взаимодействие карбонатного заполнителя с цементным тестом //Cem. and Concr. Res. 1986. - №2. - pp. 127-134.

37. Ярлушкина, С. X. Физико-химические процессы, их роль в формировании прочности цементного камня с заполнителями / С. X. Ярлушкина // Структурообразование бетонов и физико-химические методы его исследования : сб.тр. НИИЖБа. М., 1980. - с. 60-69.

38. Ицкович, С. М. Заполнители для бетона / С. М. Ицкович. — Минск : Вышейшая школа, 1983. 214 с.

39. Исследование контактной зоны цементного камня с крупным заполнителем. Investigation of the contact zone of cement stone with a large-size particles filler/Ю. В. Чеховский и др. //Коллоид. 1988. -№ 6. - С.1216-1218.

40. Шейкин, А.Е. Структура и свойства цементных бетонов / А. Е. Шей-кин, Ю. В. Чеховский, М. И. Бруссер. М. : Стройиздат, 1979. - 344 с.

41. Горчаков, Г. И. Состав, структура и свойства цементных бетонов / Г. И. Горчаков. -М. : Стройиздат, 1976. -231с.

42. Горчаков, Г. И. Строительные материалы / Г. И. Горчаков, Ю. М. Баженов. М. : Стройиздат, 1986. - 688с.

43. Железобетон в XXI веке. Состояние и перспективы развития бетона железобетона в России // Госстрой России : НИИЖБ, М. : Готика, 2001. 684с.

44. Павленко, Ю. Г. Молекулярная физика / Ю. Г. Павленко. Москва,1992.

45. Стрючков, И. А. Руководство к лабораторным работам по молекулярной физике / И. А. Стрючков, П. И. Краев. Ашхабад, 1981.

46. Евграфова, Н. Н. Руководство к лабораторным работам по физике / Н. Н. Евграфова, B.JI. Каган. Москва : Высшая школа, 1970.

47. Адамсон, А. Физическая химия поверхностей / А. Адамсон. — М. : Мир, 1979.-568 с.

48. Моррисон, С. Химическая физика поверхности твердого тела / С. Моррисон. М.: Мир, 1980. - 488 с.

49. Физика поверхности полупроводников : сб. статей : пер. / под ред. Г. Е. Пикуса. М. : Иностранная литература, 1959. — 423 с.

50. Электронные процессы на поверхности и в монокристаллических слоях полупроводников. Труды симпозиума / под ред. А. В. Ржанова. Новосибирск : Наука, 1967. - 240 с.

51. Физико-химические процессы в полупроводниках и на их поверхности. -Воронеж : ВГУ, 1981.-200 с.

52. Полтавцев, Ю. Г. Технология обработки поверхностей в микроэлектронике / Ю. Г. Полтавцев, А. С. Князев. Киев : Техника, 1990. - 206 с.

53. Власов, В. М. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей / В. М. Власов. — М. : Машиностроение, 1987. — 304 с.

54. Дедков, Г. В. Нанотрибология: экспериментальные факты и теоретические модели / Г. В. Дедков // Успехи физических наук. — 2000. — Т. 170. №6. — С.585-618.

55. Матюхин, С. И. Поверхностное натяжение и антиадгезионные свойства тонкопленочных покрытий / С. И. Матюхин и др. / Труды 6-й Международной конференции «Пленки и покрытия — 2001». — С.-Петербург : СПбГТУ. — 2001. — С.577-581.

56. Харламов, В. Ф. Кинетика адсорбции и рекомбинации атомов водорода на поверхности твердых тел / В. Ф. Харламов и др. // Письма в ЖТФ.1998. Т. 24. - №5. - С.23-27.

57. Харламов, В. Ф. Начальный пик на зависимости от времени скорости гетерогенной рекомбинации атомов водорода на поверхности кристаллофосфо-ров / В. Ф. Харламов и др. // Письма в ЖТФ. 1998. - Т. 24. - №3. - С.54-59.

58. Эткинс, П. Физическая химия : Т.2 / П. Эткинс. М. : Мир. — 1980.584 с.

59. Савельев, И. В. Курс общей физики : Т.1 / И. В. Савельев. М. : Наука, 1977.-С. 369.

60. Матюхин, С. И. Измерение краевого угла / С. И. Матюхин, К. Ю. Фро-ленков.

61. Ярлушкина, С. X. Физико-химические процессы, их роль в формировании прочности цементного камня с заполнителями / С. X. Ярлушкина / Структурообразование бетонов и физико-химические методы его исследования : сб. тр. НИИЖБа. М., 1980. - с.60-69.

62. Barnes, B.D., Diamond Sindey, Dolch W.L. The Contact Zone between Portland Cement Paste and Glass "Aggregate" Surfaces. Контактная зона между цементным камнем и поверхностью стеклянного "заполнителя" //, Cem. and Concr. Res. 1978. - №2. - pp. 233-243.

63. Perry С., Gillott J.E. The Influence of Mortar-Aggregate Bond Strength on the Behaviour of Concrete in Uniaxial Compression. Влияние сцепления раствора с заполнителем на свойства бетона при осевом сжатии // Cem. and Concr. Res. — 1977.-№5.-pp. 553-564.

64. Rehm Gallus, Diem Paul. Rontgenanalyse des Zementsteins im Bereich der Zuschlage. Рентгеновский анализ слоев цементного камня вблизи зерен заполнителя // Dtsch. Ausschuss Stahlbeton. 1977. - №283. - pp. 40-55.

65. Struble L., Mindess S. Morphology of the Cement-Aggregate Bond. Морфология контактной зоны цемента с заполнителями // Int. Conf. Bond Concr., Paisley, 14-16 June, 1982, Suppl. Pap. Paisley,s.a., - pp. 1-17.

66. Xie Song-shan. Investigation of adhesion in a contact zone of concrete. Исследование адгезии в контактной зоне бетона // Гуйсуаньянь сюэбао = J. Chin. Silic. Soc. 1983. - №4. - pp. 489-497.

67. Горюнов, Ю. В. Смачивание / Ю. В. Горюнов, Б. Д. Сумм. М. : Знание, 1972.-54с.

68. Зимон, А. Д. Адгезия жидкости и смачивание / А. Д. Зимон. — М. : Химия, 1974.-413с.

69. Хигерович, М. И. Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цементов, растворов и бетонов / М. И. Хигерович, В. Е. Байер. М. : Стройиздат-, 1979.- 125с.

70. Малинина, JI. А. Проблемы производства и применения тонкомолотых многокомпонентных цементов / JI. А. Малинина // Бетон и железобетон. — 1990. — № 2. — С.3-5.

71. Высоцкий, С.А. Оценка эффективности и классификация многокомпонентных цементов / С.А. Высоцкий, А. М. Царик // Бетон и железобетон. -1993. — №1. — С.4-7.

72. Брандштетр, И. Некоторые перспективные неорганические композиционные материалы 21 века / И. Брандштетр // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2001. - №7. - С. 10-11.

73. Ольгинский, А. Г. Оценка и регулирование структуры зоны контакта цементного камня с минералами заполнителя : дисс. . докт. техн. наук / А. Г. Ольгинский. Харьков, 1994. - 397 с.

74. Nendi М Why some carbonate fillers cause rapid increases of viscosity in dispersed cement-based materials / Cement and Concrete Research, 30, 2000. pp. 245-255.

75. Резниченко, П. Т. Охрана окружающей среды и использование отходов промышленности : справочник / П. Т. Резниченко, А. П. Чехов. Днепропетровск : Промшь, 1979. — 174 с.

76. Батраков, В. Г. Модифицированные бетоны / В. Г. Батраков. — М. : Стройиздат, 1990. 395 с.

77. Батраков, В. Г. Пластифицирующий эффект суперпластификатора С-3 в зависимости от состава цемента. Бетоны с эффективными модифицирующими добавками / В. Г. Батраков, Т. Е. Тюрина, В. Р. Фаликман. М., 1985. -с.8.

78. Бутт, Ю. М. Вяжущие вещества с поверхностно-активными добавками / Ю. М. Бутт, Т. М. Беркович. М. : Промстройиздат, 1953.-233с.

79. Бутт, Ю. М. Практикум по химической технологии вяжущих материалов / Ю. М. Бутт, В. В. Тимашев. М. : Высш. шк., 1973. -503с.

80. Влияние химических добавок на процессы гидратации и твердения цемента // Шестой Международный конгресс по химии цемента. М., 1976.

81. Вяжущие материалы и химические добавки, улучшающие их свойства // Обзорная информация. Серия НТД 89. - М., 1990. - 36с.

82. N. Zaichenko, N. Golodenco, A. Khalyushev. The effect of electrostatic activation parameters on the rheologic and strength properties of fine grained concrete // JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING AND MANAGEMENT. 2007. -Vol XIII, № 3, P.237-244.

83. Горчаков, Г. И. Состав, структура и свойства цементных бетонов / Г. И. Горчаков. -М. : Стройиздат, 1976. 231с.

84. Горчаков Г. И. Строительные материалы / Г. И. Горчаков, Ю. М. Баженов. М.: Стройиздат, 1986. — 688с.

85. Железобетон в XXI веке. Состояние и перспективы развития бетона и железобетона в России. Госстрой России : НИИЖБ, М.: Готика, 2001. 684 с.

86. Касторных, Л. И. Добавки в бетоны и строительные растворы : учеб. пособ. / Л. И. Касторных. Ростов-на-Дону : Феникс, 2005. —221с.

87. Ларионова, 3. М. Формирование структуры цементного камня и бетона/ 3. М. Ларионова. М. : Стройиздат, 1971. - 161с.

88. Ратинов, В.Б. Добавки в бетон / В. Б. Ратинов, Е. И. Розенберг. М. : Стройиздат, 1989. - 186с.

89. Ребиндер, П. А. Физико-химические аспекты гидратационного твердения вяжущих. VI Международный конгресс по химии цемента / П. А. Ребиндер и др.. М., 1974. - 27 с.

90. Рост прочности бетона при пропаривании и последующем твердении / под ред. С. А. Миронова. — М. : Стройиздат, 1973. 95с.

91. Саницкий, М. А. Влияние кристаллохимических особенностей твердых фаз на процессы их гидратации и свойства цементного камня / М. А. Саницкий // II Междунар. сов. по химии и технол. цемента : обзор докл. Т.2. Москва. - 2000. - С.61-67.

92. Сегалова, Е. Е. Физико-химические исследования процессов твердения минеральных вяжущих веществ / Е. Е. Сегалова. МГУ. - М., 1964. — 42с.

93. Соломатов, В. И. Микроструктура бетона как композиционного материала / В. И. Соломатов, В. Н. Выровой / Повышение долговечности бетонов транспортных сооружений МИИТ. — М., 1986. С.47-54.

94. Соломатов, В. И. Интенсивная технология бетона / В. И. Соломатов, Н. К. Тахиров. М. : Стройиздат, 1989. - 284с.

95. Сычев, М. М. Химия отвердения и формирования прочностных свойств цементного камня / М. М. Сычев // Цемент. — 1978. — №9. — с. 10-13.

96. Сычев, М. М. Проблемные вопросы гидратации и твердения цементов / М. М. Сычев // Цемент. 1986. - № 9. - с. 11-14.