автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Шлакозитобетон на основе смешанного шлакощелочного вяжущего

_j^|PBCKJ|j ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ УНИВЕРСИТЕТ

Jía правах рукописи

,Гилязетдиновч Альфеда Киямовна

ШЛАКОЗИГОБЕТОН НА ОСНОВЕ СМЕШАННОГО ШЛАКОЩЕЛОЧНОГО ^ВЯЖУЩЕГО

05.23.С5 - Строительны« материалы и изделий

Автореферат

дигорртпции нп соискании ученой степени кандидата технических наук

- 1°04

Работа выполнена в Московском Государственном строительном университете. ...

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Орентлихер Л.П. Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Горшков B.C. V - кандидат технических наук, доцент Данилович И.Ю.

Ведущая организация - Опытный завод железобетонных из-

Н делий' У/Г

Защита состоится "у " ъ!Э

-а?

_часов на заседании диссертационного совета К 053.11.02 в ЖСУ по адресу: 113114, г.Москва, Шлюзовая наб., д.8, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Просим ВАС принять участие в защите и направить отзыв по адресу: 129337, г.Москва, Ярославское шоссе, д.26, МГСУ, Ученый

Автореферат разослан "сМг М 1994г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ефимов Б.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В современных условиях возрастающие объемы промышленного и гражданского строительства, особенно в индустриальных регионах, невозможно обеспечить сборными изделиями и деталями только из бетона на основе портландцемента, песка и крупного заполнителя. Сказывается недостаток портландцемента и его высокая стоимость. Кроме того ресурсы кондиционных заполнителей в большинстве регионов ограничены или вовсе отсутствуют. Применение местных материалов пониженного качества приводит либо к перерасходу портландцемента, либо к значительному росту затрат на обогащение сырья.

Одновременно в регионах с развитой перерабатывающей промышленностью постоотно обостряется проблема утилизации отхо--дов. Накапливаясь в отвалах, они оказывают все большую техногенную нагрузку на окружающую среду, создают серьезные экологические проблемы.

Актуальным направлением комплексного решения указанных проблем, которые остро стоят, в частности, в индустриальном регионе г.Тольятти, является использование промышленных отходов в производстве строительных материалов, как в кпчвстве заполнителей, так и в качестве сырья для получения вяжущих.

• Целью диссертационной работы явилось создание и комплексное исследование шлакощелочного вяжущего (ШЩЗ) на гранулированном электротермофосфорном шлаке ОТ®), искусственного пористого заполнителя -шлакозита, а также легкого бетона на их основе - шлакозитобетона изготавливаемых с комплексным применением промышленных техногенных отходов.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- обосновать целесообразность использования гранулированного электрогсрмофосфорного шлака и других компонентов для создания' шлакощелочного вяжущего оптимизированного состава, определив теоретические основы и кинетику твердения;

- исследовать пористый заполнитель -.шлакозит, его структуру и фазовый состав, гидравлическую активность с точки зрения формирования контактной зоны в бетоне, предопределяющей строительно-технические свойства материала;

- определить состав легкого бетона заданных классов по

прочности и соответствующих уровней стойкости к различным во; действиям среды, в том числе коррозионной стойкости, арматуры;

- оптимизировать технологические параметры изготовления шлакозитобетона, исходя из структурной теории бетонов;

- обосновать целесообразность применения поверхностной обработки изделий из шлакозитобетона рядом гидрофобных крем-нийорганических жидкостей для значительного улучшения гидроф] зических свойств и стойкости;

- провести производственную проверку результатов работы и обосновать технические условия.производства^шлакозитобетон-ных конструкций.

Рабочая.гипотеза: Связывание растворимых щелочных соединений, используемых в качестве возбудителя твердения электро-термофосфорного шлака, возможно путем оптимизации их дозиров! и длительности ТВО. Цементирующее вещество в шлакощелочном б< тоне при этом будет иметь состав низкоосновных гидросиликато: кальция с частным замещением Сар наУа^О. Дополнительный пут: снижения высолообраэования - Использование кремнийорганическ: гидрофобпзаторов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- показано, что твердение вяжущего при очень малом соде1 кании глинозема (0,5,..1,5 AI^O^) в гранулированном электро-термофосфорноы шлака при активизации щелочными компонентами обусловлено гидролизом стеклофэзы волластонитового состава с возникновением и накоплением аморфных гелевидных Продуктов -- гидросиликатов кальция и натрия с основностью близкой к ед нице;

-молекулярное отношение в гелевкдной фазе /Ja^O-.CaO: 5Î.Q :Н20 как (0,1...0,2):1:1:2; '

- разработаны оптимальные режимы пропаривания, обеспечи вающие достаточно полное и прочное связывание /t/a^O в составе цементирующего вещества и резкое снижение высолообраэования на поверхности конструкций;

- изучено действие широкого класса новых кремнийоргани-ческих гидрофобизирующих соединений при разных способах их в те " для предотвращения появления высолов.

Практическая значимость'работы:

- обосновано использование гранулированного ЭТШ11 и друг

компонентов для создания шлакощелочного вяжущего, на основе которого с применением искусственного пористого заполнителя — - шлакозита - может изготавливаться легкий бетон, что расширяет сырьевую базу строительных материалов; в частности в регионе г.Тольятти;•

- определены составы легкого бетона заданных классов по прочности и соответствующих уровней стойкости к различным воздействиям среды;

- оптимизированы технологические параметры изготовления шлакозитобетона;

- обоснована целесообразность поверхностной обработки • изделий из шлакозитобетона гиррофобизирувдими кремнийоргани-ческими жидкостями для значительного повышения гидрофизических свойств и стойкости материала.

Реализация результатов работы. На основе полученных результатов работы и их проверки на практике с участием автора разработаны технические условия на материалы и изделия;

- ТУ 0021958-2702594-002-90 "Бетоны легкие шлакощелочные. Технические условия";

- ТУ 474-2702594-002-90 "Вяжущее шлзкощелочное на основе гранулированного электротермофосфорного шлака. Технические условия";

- ТУ 474-2702594-003-91 "Вяжущее многокомпонентное. Технические условия";

- ТУ 474-2702594-09-91 "Блоки бетонные для стен подвалов с использованием отходов ВАЗа. Технические условия";

- ТУ 474-270259-4-11-91 "Плиты бетонные тротуарные из шлакощелочного бетона. Технические условия";

- ТУ 474-2702594-010-93 "Вяжущие шлакощелочные с кремнеземистой добавкой. Технические условия";

- ТУ 474-2702594-012-93 "Элементы оград железобетонные с использованием отходов Волжского автозавода. Технические условия

Опытно-промышленное внедрение осуществлялось в соответствии с совместной программой, принятой КПП ""Радикал", Тольят-тинской ТЭЦ (ТоТЭД), НИИКерамэит, ПФ "Стройдетальконструкция". На Опытном участке бетонных изделий ТоТЭЦ Еыпущена партия шлакозитобетонов и шлакозитобетонных блоков размером 200х200х х400 мм (по ТУ 0021958-2702594-002-89 и ТУ'474-2702594-002-90).

Подучены шлакощелочные бетоны марок М 75...М 200, из которых построен дом сельского типа. Проведенное, после трех лет эксплуатации обследование шлакозитобетонных изделий в "деле"- показало, что они сохраняют прочность, надежность, конструкции дома пригодны к дальнейшей эксплуатации.

. В настоящее время в г.Тольятти идет строительство завода по выпуску шлакощелочного вяжущего производительностью 800 тыс в год, а также линии по выпуску шлакозитобетонных блоков производительностью 2 млн. штук в год. Одновременно идет пуск цеха шлакозита производительностью 100 тыс.м3 в год.

Объем работы и публикации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 94 наименования и приложений. Основная часть работы изложена на 214 страницах, включает 64 рисунка и 31 таблицу. Основное содержание диссертации изложено в 6~ги публикация

На защиту выносятся:

- обоснование целесообразности использования гранулирован ного электротермофоспорного шлака для изготовления шлакощелочн го вяжущего, результаты исследования кинетики его твердения и стойкости цементирующего вещества к действию внешних сред;

- результаты'исследования пористого заполнителя - шлакози та, бетона на его основе - шшкозитобетона;

- составы легкого шлакозитобетона на шлакощелочном вяжущей;

- результаты оптимизации технологических параметров процесса изготовления шлакозитобетона;

- результаты исследования строительно-технических свойсте шлакозитобетона;

- обоснование целесообразности применения поверхностной обработки шлакозитобетонных изделий кремнийорганическими гид-рофобизирующими жидкостями;

- результаты производственной проверки, обоснование техне логических условий производства.шлакозитобетонных конструкций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследования шгакощелочных ьяяущих, механизма их тсердеш

свойств бетона на их основе, а также путей повышения долговечности материалов методом гидрофобизации проводили и проводят ученые Ю.М.Баженов, В.Г.Батраков, П.И.Боженов, А.И.Ваганов, Б.Н.Виноградов, А.В.Волженский, В.Д.Глуховский, Г.И.Горчаков, И.А.Иванов, Л.П.Орентлихер, И.А.Пашков, Н^А.Попов, В.Б.Ратинов, М.И.Хигерович и другие.

В диссертации рассмотрены шлакощелочные вяжущие (ШЩВ) на электротермофосфорном шлаке (ЭТШ11) и шлакощелочные бетоны на их основе.

Основной ШЩВ является кальциевосиликатная стеклофаза гранулированного ЭТЗЭД (соотношение СаО: SOg в ее составе 1:1), включающая до 3-5% кристаллических продуктов, не влияющих на свойства шлака и ШЩВ.

Главными продуктами гидратации стеклсфазы в щелочной среде являются щелочно-щелочноземельные низкоосновные гидросиликаты тоберморитовой группы, кремниевая -кислота, кальцит и т.д. Такой состав, отличающийся от состава продуктов твердения кальциевых вяжущих, определяет потенциально высокие физико-механические материалы ка ШЩВ.

В качестве основного сырьевого компонента смешанного шла-кощелочного вяжущего использовался гранулированный ЭТ<ЯП ПО "ТСуй-бышевфосфор" (ГОСТ 3176-74), характеризующийся модулем осное-ности Мо = 1,16 и модулем активности Ма = 0,02. Как добавки, в ряде опытов применяли горелую формовочную землю, представляющую собой обожженный глинистый песок (Мо = 0,41...0,46; 14а = 0,40...0,44) и портландцемент М 400 Жигулевского комбината строительных материалов. В качестве щелочных возбудителей твердения использовали отходы ПО "Куйбышевазот" - плав соды кальцинированной (ТУ 113-03-479-86) и содосульфатная смесь (ТУ .113-03-23-19-85) ТО "Чирчикфосфор".

Мелким заполнителем служил природный кварцевый песок из карьера завода бетонных и стальных конструкций (ЗБСК) г.Толь- ' ятти. Песок относится к группе очень мелких - модуль крупности равен .1,45; содержит около 0,6% пылевидных и глинистых частиц.

В качестве крупного заполнителя применялся-искусственный пористый материал - шлакозит, изготовляемый на основе тонкомолотых шлаков Тольяттинской ТЭЦ (ТоТЭЦ). При ого производстве как связующие добавки использовались местные глины Смышляевского

и Образцово-Лечерского месторождений; как органические добавки - Кузнецкий каменный уголь и мазут. В ходе лабораторных экспе--риментов были оптимизированы технологические параметр! процесса изготовления шлакозита, его состав, структура. Выявлено основное различие мещгу веществом оболочки и сердцевины гранул шлакозита определяется окисленностыо ионов железа в поверхностном слое с кристаллизацией гематита. Реагировать со щелочными растворами в условиях твердения на воздухе и в пропарочной камере могут только стеклофаза и продукт ее начальной кристаллизации - крис-тобалит. Наличие в наружной оболочке гранул шлакозита безжелезистой стеклофазы с нарушенной сплошностью, обусловленной ростом кристалликов гематита, предопределяет ее активное взаимодействие с твердеющим ШЩВ и формирование прочной структуры контакт— ной зоны.

Выпущена опытно-промышленная партия шлакозита на Безымянс ком керамзитовом заводе. Шлакозит опытной партии имел среднюю насыпную плотность 328 кг/мэ. Предел прочности на сжатие в ци- . линдре составил 1,01 МПа для фракции 5...10 мм, 0,8 МПа - для фракции 10...20 мм.

Для поверхностной гидрофобизаиии шлакозитобетона использовались новые кремнийорганические жидкости, разработанные-, ГНИИХГЭОС при участии МГСУ, 119-215, 119-315, 135-396, 136-323(5 136-323(2). Ряд экспериментов для сравнения проводился на общеизвестной гидрофобизирующейся жидкости 136-41.

На основании результатов рекогносцировочных опытов и поставленных задач исследований били определены рабочие составы шлакозитобетона (см.табл. ).

В работе применен широкий круг методик испытаний материй' ла, исследование его структуры. Физико-механические свойства шлакозитобетона испытывались по стандартным методикам ГОСТ 10180-78 и ГОСТ 24452-60. Гидрофизические испытания, в том числе на водопоглощение и морозостойкость, выполнялись в соответст ' вии с ГОСТ 7025-78 и ГОСТ 10060-87, а также методикам МГСУ.

Минерально-фазовый состав и структуру сырьевых материало ШЩВ и шлакозитобетона исследовали с помощью комплекса физико-химических методов. Вид и состав кристаллических фаз определял ся с помощью рентгенографического анализа. Съемки дифрактограмл' проводились на дифр.ктометре <72?Х~10 РА вертикального типа фирмы "ЛЕЙ/". Основнда/дяя определения аморфных компонентов,

Составы шлакозитобетона

Таблица

шктр!Средняя плотность щла-сой-'козитобетона, кг/и тааа.! Фактический расход материала на I ы3 шлабоэитобетона

!рас-!йакт."п1фахт. в !электро-!Горелая!Порт- !Шлако-!чег-!сухом !состоянии!терш- ¡земля, !лавд- !зит, !кая!!состоя-!раБКовес-!фос4опннй ОШС, ¡цемент! ! !нии 1ной влзе-! (ЗТз) ! ! ! ! ! !носгн ! шлак, ! ! ! ! ! ! ! кг ! кг ! кг ! кг Песок,!Раствор пяа-!Раствор содосуль-!ва соды, л !фая?ной смеси, л ! ! кг !(/,г/си3) ! (Р,г/см3)

1409 1369 1414 384 - 19,7 334,9 462,9 157,6(1,12) -

и-2 1409 1376 1320 198 198 19,8 336,6 465,3 158,4(1,12) -

Т-1 1421 1360 1403 388 - 31,04 329,8 455,9 155,2(1,12) -

Г—и 1421 1374 1427 274,4 117,6 31,36 333,2 460,6 156,8(1,12) -

Г-л! 14*: 1377 1436 196,4 196,4 31,42 333,9 461,5 157,1(1.12) - -

1414 1367 1426 147,3(1,15)

Т-У1 1421 1367 ' 1403 273 117 31,2 331,5 458,2 156,0(1,12) -

1414 1357 1393 146,2(1,15)

Т-У 1321 1364 1404 387,6 - 36,8 329,5 455,4 155,0(1,12)

1414 1355 1395 145,35(1,15)

Т-"1 1421 1334 1470 197,4 197,4 31,6 335,6 463,9 . -- 157,9(1,12)

1414 1374 1460 148,0(1,15)

Т-УП 1409 1370 1419 315,5 78,9 19,7 335,2 463,4 157,8(1,12) -

Г-Уш 14С9 1352 1423 ' 353,5 39,3 16,6 333,9 461,5 157,1(1,12)

ло -

идентификации гидратных продуктов твердения вянсущих и карбонатов являлся метод дифференциально-термического анализа. В работе . исследования этим методом в комплексе с термовесовым анализом осуществлялись на дериватографе фирмы ШМ.

Коррозионная стойкость арматуры в шлакозитобетоне исследовались при помощи ускоренной методики, включающей электрохимические испытания (метод снятия анодных поляризационных кривых-стандарт СЭВ 4421-83) и определение рН жидкой фазы бетона.

Рассмотрен ряд основных технологических аспектов, связанных с особенностями приготовления шлакозитобетона на ШЩВ.

Показано, что в качестве щелочного компонента наиболее це- -лесообразно использовать раствор плава соды с плотностью I,12г/см? Применение растворов содосульфатной смеси существенно замедляет процесс твердения - пластическая прочность составов снижается' ■ через 7 ч твердения почти в, 10 раз. Кроме того, наблюдается повышенная коррозия стальной арматуры в материале и увеличение интенсивности выеолов. Использование более концентрированного (более 1,2 г/см3) раствора плава соды ведет к увеличению нормальной густоты теста, что ухудшает удобоукладываемость, формированию менее плотной структуры с большим количеством крупных пор| снижающей прочность. Кроме того, в этом случае наблюдается появление выеолов на образцах при всех сроках твердения.

Исследования реологических свойств ШЩВ. и растворной части • шлакозитобетона, которые выполнялись с помощью конического плас-тометра КП-1, позволили изучить кинетику структурообразования на начальной стадии процесса твердения, измерены величины пластической прочности, а также абсолютные и относительные деформации ползучести материала под переменной нагрузкой. Это дает возможность рассчитывать упруго-пластические и релаксационные характеристики. в различные периоды формирования структуры.

Для растворной части шлакозитобетонов на ШЩВ индукционный период начинается через 5 ч после формования. Продолжительность индукционного периода этих систем - 6,5...7 ч. Индукционный период твердения идентифицируется резким падением мер релаксационной и предельной ползучести (до перехода к стабилизации). В течение индукционного периода сохраняется постоянная концентрация жидкой 'фазы, происходит образование зародышей кристаллов и их ближняя коагуляция, идет интенсивное связывание воды, контракция, сопровождающиеся максимальным тепловыделением. '

Таким образом, установлено, что индукционный период заканчивается примерно через 12 ч после формования. Значит, тепловую обработку шлакозитобетона целесообразно начинать не ранее, этого времени выдержки,.

Были определены оптимальные режимы тепловлажностной обработки. Длительность предварительной выдержки образцов при комнатной температуре была Т= 10.. Л2 ч. Время подъема температуры в пропарочной камере до максимального значения составляло 5 ч. Затем образцы выдерживались при температуре 80...82°С различное время = 2; .4; 6; 8; 10 ч). Прочностные испытания сопровождались структурными исследованиями с помощью методов рентгенофазового, минерало-петрографического, дифференциально-термического анализа. Одновременно изучали водостойкость цементирующего вещества путем обработку порошка водой (500 мл на 5 г) в течение 48 ч.

Анализ результатов позволяет заключить, что при тепловлажностной обработке образцов шлакощелочного камня во время изотермической выдержки на первом этапе до 2 ч идет образование и накопление высокоосновных кальикево-патриевых гидросиликатов в виде гелевидной массы. При этом гидролизуется тонкая поверхность частиц стеклофазы ЭТФ шлака. В это время, по-видимому, превали-. рует топохимический механизм твердения: зерна стеквофазы набухают и сближаются при малой плотности гелевидной связки в межзерновом пространстве, соответственно, прочность образцов минимальна 4-6 МПа. При воздействии воды происходит растворение и вынос почти всей добавленной щелочи. Затем начинается уплотнение геля, сопровождающееся снижением основности гидросиликатов кальция и натрия и возрастанием количества связанной воды благодаря углублению процесса гидролиза стеклофазы и усреднению состава гидросиликатов. При этом происходит быстрое упрочнение гелепид-ного связующего и, соответственно, шлакощелочного камня - до 51 МПа к б ч изотермического прогрева. Существенно уменьшается количество водорастворимых щелочных соединений. При дальнейшем изотермическом прогреве происходит снижение щелочности гидросиликатов, уплотнение гелевидной связки, постепенное снижение количества слабо связанной водь» и гидросиликатном геле, умоньшени» количества растворимых соединений, что определяет некоторый рост прочности образцов, поэтому целесообразно назначение длительности изотермического прогрева плакоэитобе-оаа при

тепловлажностной обработке не менее 6...10 ч.

Конечный состав гидросиликатной связки к завершению ТВО определяется соотношениемУарО.-СаО.'&О^.-Н^О как ( О, I.. .0,2): 1:1:2 это гидросиликат кальция С5Н(В), переходящий в тоберморит, но с частным замещением СаО на//^а^О.

Дополнительным фактором упрочнения шлакозитобетона является гидролиз поверхностной зоны гранул шлакозита, что приводит к созданию прочного и плотного контактного, слоя между шлакощелоч-ным камнем и крупным заполнителем.

' По результатам измерений водопоглощения шлакозитобетона разных составов оценивались показатели поровой структуры материала. Меньшие значения свидетельствуют об уменьшении среднего размера капиллярных пор, что улучшает гидрофизические свойства материалов (составы I и У). Уменьшение показателя отражает .увеличение степени вариации размеров пор.

Оценку гидрофизических свойств вели по результатам измерз-' ния поверхностного (И/п) и объемного водопоглощения Ана-

лиз этих результатов позволяет сделать следующие заключения. Лучшими, с точки зрения водонепроницаемости, являются, составы Т-1 и Т-У, не соде'ржащие горелой земли. Для них через I сутки испытаний поверхностное водопоглстцение составляет 4%, а объемное -8%. Составы Т-П и Т-1У, содержащие в вянущем 30% горелой земли, характеризуются,несколько большим водопоглощением. За сутки испытания поверхностное водопоглощение составило 5...7,5%, а объем ное - 10%. Худшими гидрофизическими свойствами обладаит составы Т-Ш и Т-У1, у которых в вязнущем содержится 50% горелой земли. Для них водопоглощение через I сутки достигает: поверхностное -8,5%, объемное - 11,5$.

Деформативные характеристики шлакозитобетона, соответствуют требованиям, предъявляемым к легким бетонам по СНиП 2.03.01-84. Однако, средний начальный модуль упругости имеет несколько пониженные значения. Дифференциальный модуль упругости постоянен до.уровня нагрузки 0,9 3?в. Эти данные подтверждают высокую тре-щиностойкость шлакозитобетона.

Электрохимические испытания коррозионной стойкости стально? арматуры в шлакозитобетоне состава Т-1 и показали, что при потенциале +300 мВ по насыщенному каломельному электроду плотность тока не превышает 10 мкА/см^, а величина рН жидкой фазы не менее 11,8, что обеспечивает пассивацию стали.

Результаты ускоренных испытаний шлакозитобетона на морозостойкость позволяют отнести его к классу по морозостойкости Р 35...Р 50.

В работе использовался способ поверхностной гидрофобизации для улучшения гидрофизических свойств материала, а также для уменьшения появления высолов, при массопереносе с диффузионной водой. Высолы представляют собой водорастворимые соли трона-гид-рокарбонат натрия /^а^СО^. АаНСО-^г^О и нахколит уИШСОд. Анализ результатов испытаний на водопоглощение показывает, что гидрофо-. визирующие кремнийорганические составы значительно улучшают свойства пшакозитобетона. Так, на начальном этапе испытания поверхностное водопоглощение у обработанных образцов в среднем ? 4 раза ниже, чем у контрольных. В целом можно заключить, что в качестве гидрофобизаторов бетона кремнийорганические составы класса 136 имеют значительное преимущество перед составами класса 119. При этом в проведенных испытаниях наилучшие свойства проявили новые составы 136-323(1) и 136-323(2), а также известный . состав 136-41.

Были проведены исследования токсичности и радиоактивности сырьевых компонентов вязнущего, шлакозита и шлакозитобетона. Результаты испытаний показали, что данные сырьевые материалы -- электротермофосфоряый алак, обработанная формовочная смесь, плав соды кальцинированной, содо-сульфатная смеоь, шлак ТЭЦ и шлакозитобетон можно использовать в производстве строительных материалов и конструкций.

Проведена опытно-промышленная проверка результатов исследования шлакощелочных вяжущих и шлакозитобетона на их основе, а также в г.Тольятти построен цех по выпуску 100 тыс,м3 плакозитэ в год, в настоящее врем идет его освоение. Строится также завод по выпуску ШЩВ и линия по производству шлакозитобетонкых блоков. Утверждены V нормативных документов.

ОЩЙЕ ВЫВОДЫ

• I. Разработан и исследован новый вид легкого бетона на шла-кощелочном вяжущем, основными компонентами которого являются электротермофосфоркый илак, раствор плава соды и искусственный пористый заполнитель - шлакозит. Подучен шлакозитобетон классов В 2,5...В 15 с морозостойкостью Г 35.,. Р50.

. 2. Показаны преимущества использования раствора плава соды с плотностью /=■ 1,12 г/см3 по сравнению с более концентрированными растворами. Более плотные растворы уэдшпают удобоукладываемость бетонной смеси за счет избыточной воды затворенш?, могут ' формировать менее прочную структуру материала с.большим коли- 1 чеством крупных пор, а также благоприятны для образования выеолов и повышения вероятности выпадения кристаллогидратов при понижении температуры бетонной смеси. . ' - " г

3. Установлено, что механизм твердения цементирующих систем на электротермофосфорном шлаке и'растворе плава соды существеннс отличается от механизмов твердения щелочных.систем, базирующихся на формировании цеолитов-водных алюмосиликатов кальция и натрия. Неприменимость иеолитной гипотезы твердения объясняется практическим отсутствием в гранулированном ЭТ$ шлаке глинозема (0,5... ...1,5% А^Од), и цеолитов - в цементирующем веществе.

Твердение рассмотренных систем обусловлено гидролизом стек-лофазы гранулированного ЭТ# шлака с образованием и накоплением, гелевидных продуктов - гидросиликатов кальция и натрия, Чаюющих минимальную основность (близкую к единице) и среднее молекулярное отношение-в гелевидной фазеЛ^СгСаОг&С^гЙ^Ь.{0,1,..0,2):1: :1:2. , ■

4. Минерально-фазовый и хим:1ческий. состав поверхностной зоны гранул, шлакозита способствует формированию плотной и прочной контактной зоны этого заполнителя со плакощелочным камнем за сче наличия безжелезистой стеклофазы с нарусенной сплошностью, обусловленной ростом кристалликов гематита, что оказывает положител! ное влияние на свойства шлакозитобетона.

5. Реологические свойства шлакощелочного вяжущего,, изучавшиеся с помедью пластометра КП-1," результаты прочностных испытаний и изучения структуры, шлакощелочного ка:.гня методами физико-химического и минералогического анализа позволили установить оптимальные параметры тепловлажностной обработки шлакозитобетоне а именно: длительность предварительной выдержки до начала прогрева 10...12 ч, длительность изотермического прогрева при максимальной температуре 80...82°С не менее 6...10 ч.

6. Гидрофизические свойства шлакозитобетона различного сос-тева показали,- что по водопоглощению наилучшими показателями обладают составы, которые не содержат в качестве компонента горелую землю. Шлакозитобетон имеет определенные преимущества с точг

V. - 15 - ■

зрения водозащитной способности перед керамзитобетоном той же марки за счет более плотной структуры, характеризующейся меньшим средним размером капиллярных пор и большей их однородностью. Поверхностное водопоглощение лучших составов за 24 ч составляет около Л%. :

7. Обоснована целесообразность поверхностной гидрофобиза-пии шлакозитобетона новыми эффективными кремнийорганическими составами. Наиболее пригодными для этой цели являются составы 136-523(1), 136-323(2), 136-396, а также 136-41. Лучшие составы 136-323(1 и 2) и 136-41 полностью исключают появление высолов

в течение всего времени испытаний. Высолы могут образоваться в процессе массопереноса в наружных ограждающих конструкциях за счет выноса свободного оксида натрия с диффузионной водбй на поверхность материала, где происходит его кристаллизация в . виде водорастворимых солей трона-гидрокарбонатэ натрия /KagCOg-/1/аНС03-2Н20 й нахколита Л&НСОд.

8. Показано, на основании снятых анодных поляризационных кривых и измеренных величин pH жидкой фазы бетона, что. в шлако-зитобетоне на содовом плаве при испытаниях в агрессивных водных растворах происходит пассивация стали, что обеспечивает коррозионную стойкость арматуры в исследуемом материале. ■

-■9. Установлено, что прочностные и деформативные свойства шлакозитобетона соответствуют требованиям, предъявляемым к легкому бетону тех же марок по СНиП 2.03.01-84. Одтко, средний начальный модуль упругости шлакозитобетона при^ = 0,1...0,3 имеет пониженные значения, что должно способствовать повышению трещиностойкости изделий и учитываться при их расчете. Дифференциальный модуль упругости постоянен вплоть до уровня нагрузки 0,9 Рв.

10. Результаты выполненной работы по шлакозиту были использованы в 1989г. при выпуске на Безымянском Опытном керамзитовом заводе НИШерамзит опытной партии шлакозита объемом 18 м3 на основе шлака ТоТЭЦ. В настоящее время осваивается выпуск шлакозита, в новом цехе, производительностью 100 тыс.м3 в год. Результаты исследований шлакозитобетона были опробованы в 1992г. при выпуске на ТоТЭЦ опытно-промышленной партии шлакощелочных бетонов объемом 20 мэ и шлакозитобетонных изделий-блоков в количестве 200 штук. Строится завод по выпуску ШЩВ (80 тыс.тою* в год) и линия по производству шлакозитобетонных блоков (2 млн.

штук в год). :•

На основе полученных в работа результатов разработано 7 технических условий на материалы и изделия.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:".-"•' . I. В.А.Феклин, В.Я.ЯрклиН, О.К.Сланкн, А.К.ГидязвтдшоБа. Шлакощелочное вяжущее на основе электротермофосфорного клака. //Конф."Применение отходов производств - основной резерв строительства": Материалы конф., П часть.- Севастополь, 1990,- с.185-186. ' '■ " ■ .'•'•■ •"■■ ',.. •'.■;■" ..:■•':•■;.;

2. У.А.Газиев, Х.К.Шадманот\ А.К.Гилязетдинова. Использование отходов литейного производства для получения шлакощелоч-ного вяжущего //Зонаяьн.семинар "Композиционные-'строительные''".' материалы с использованием отходов промышлённости": Тез.докл. -Ленза,. 1990.- с. 18. -

3. А.К.Гилязетдинова. Шлакозитобетон на щлакощелочном вяжущем из электротермофосфорного шлака. //Конф,: "Экологические аспекты технологии производства строительных материалов": Тез.докл. -Пенза, 1992— с. 25-26. ■ ,

4. А.К.Рилязетдинова, У.А.Газиев, Использование жидкого стекла в производстве шлаксщелочшх вяжущих //Конф. ""Применение отходов в производстве строительных материалов": Теэ.докл.-Ташкент, 1990.- с.30-31. ■-■'.".:',"

5. О.К.Сланин, Л.Д.Орентлихер, Л.F.Андреева, А.К.Гилязетдинова. Шлакозитобетон на шлаксщелочном вяяущем. //Междунар.конф, "Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий

и конструкций": Тез.докл. -Белгород, 1993,- с.181-182. '

6. А.К.Гилязетдинова, Б.Н.Виноградов, Л.П.Орентлихер, Ä.B.Ai дреева, 0,К,Сланин, В.П.Лукошкин. К вопросу о механизме формирования цементирующего вещества в вяжущих и бетонах из электротер-мофосф<?рного шлака //Строительные материалы.- 1994.- №5

Подписано к печати 26.04.94 Формат 60x84 I/I6 Печать офсетна И-80 Объем I уч.-изд.л. Т. 100 Заказ/Á? Веспла

Московский государственный строительный университет. Типография МГСУ. 129337, Москва, Ярославское ш., 26.