Дослідження фазового складу продуктів гідратації клінкерних мінералів та цементу при конденсаційному зволоженні та різних способах ущільнення матеріалу. Матеріальний та енергетичний баланс реакції гідратації цементу. Практичне використання результатів.
При низкой оригинальности работы "Дослідження гідратації та твердіння цементного каменя конденсаційного зволоження", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Доведено, що для одержання каменя з високими технічними характеристиками важливе значення мають початкові стадії гідратації на поверхнях кристалів вихідної фази, коли у найбільшій мірі проявляються фізичні та хімічні властивості вяжучого матеріалу та води. Ці наукові погляди втілені у прогресивних технічних рішеннях технології вяжучих матеріалів, які використовують активізацію початкових стадій гідратації - гідратному легіруванні, введенні мікрокремнієвих заповнювачів, одержанні пресованого та карбонатизованого каменя, зміцнення каменя за допомогою мінерального волокна. Відомості про фазовий склад продуктів гідратації в умовах спеціальної обробки цементів суперечливі, а відомі моделі гідратації навряд чи можна використати для пояснень експериментальних здобутків. Дана дисертаційна робота спрямована на одержання нових способів активізації і початкових стадій гідратації та твердіння цементу, дослідження фізико-хімічних процесів, що супроводжують активізацію, та на використання одержаної інформації для виготовлення цементного каменя з високими технічними характеристиками. Вперше досліджено мінералоутворення при конденсаційному зволоженні та ущільненні твердіючих клінкерних мінералів, клінкера та цемента в умовах, що практично виключають їх вільне розчинення.
Список литературы
За матеріалами дисертації опубліковано 6 друкованих робіт, а також одержані патенти України на винаходи - № 36923А та № 42422А, які відображають головний зміст роботи.
Структура дисертації.
Дисертація складається із вступу, шести глав, заключення, переліку посилань на літературні джерела та додатків. Обєм роботи складає 170 сторінок печатного тексту, вміщує 42 рисунків, 29 таблиць, 125 посиланнь на наукові праці вітчизняних і закордонних авторів, та трьох додатків.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано головну мету, відзначені наукова новизна та практична цінність одержаних результатів. Коротко викладені відомості про структуру роботи та зміст глав і додатків.
Перша глава містить аналіз літературних джерел, які складають уяву про стан наукової проблеми, та способи її вирішення. У першому розділі проаналізовано наукові дослідження, в яких вивчалися кінетика гідратації клінкерних мінералів та механізм початкових стадій гідратації.
Аналіз публікацій минулого десятиліття висвітлює сучасні погляди та теорії гідратації, що базуються на результатах нових досліджень та застосуванні нових засобів їх математичної обробки. Майже вичерпано суперечки з приводу механізму гідратації цемента. Їм поклали край результати апаратурних досліджень початкових хімїчних актів на поверхні кристалів клінкерних мінералів. Для пояснення процесів гідратації залучені хімічні моделі гідролізу, уяви про протонізацію вяжучих при взаємодії з водою. Закономірності твердіння вяжучих систем пояснюють кластерним впорядкуванням систем, що розвиваються.
У другому розділі розглянуті способи одержання цементного каменя високої міцності, спрямовані на зменшення порожнеч, вилучення захваченого повітря та зниження кількості випаровуваної води. Значну увагу приділено роботам, в яких досліджено вплив ущільнення цементного тіста із застосуванням високих зусилль пресування та високих температур обробки.
Аналіз відомих технічних рішень, спрямованих на прискорення гідратації та твердіння, дозволив визначити, що зволоження цементу насиченою парою в сполученні з ущільненням виробу, може дати ефект активації початкових стадій процесу та прискорення кристалізаційного зміцнення каменя. Виявлено, що питання впливу температури та ущільнення на фазовий склад первинних продуктів гідратації, їх подальший розвиток та на процес твердіння цементу, висвітлені недостатньо
На підставі висновків з аналітичного огляду визначено мету роботи та головні завдання досліджень.
В другій главі подані фізико-хімічні характеристики обєктів досліджень та обгрунтування застосованих експериментальних і теоретичних методів досліджень.
Головними обєктами досліджень були продукти гідратації синтетичних мінералів портландцементного клінкера а також клінкер, цемент та шлакопортландцемент промислового виробництва.
В цій главі описуються конструкції лабораторних установок, на яких виготовлялися зразки досліджуваного каменя.
Зразки каменя з досліджених матеріалів готували двома способами. Першим - зволоженням сухого матеріалу, ущільненого у формі (брикета), пропускаючи крізь брикет насичену пару. Другим - зволоженням сухого матеріалу при змішуванні цого з насиченою парою та подальшим ущільненням (пресуванням) у формі. При гідратації в таких умовах розчинення вяжучих у воді є обмеженим
Після означених обробок одержували зразки каменя, подальше твердіння яких відбувалося у нормальних умовах.
В другій главі викладено розроблену автором методіку кількісного визначення вмісту портландіту з ІЧ спектрів поглинання продуктів гідратації.
У третій главі подано результати планування експериментів, метою яких було визначення оптимальних параметрів обробки вяжучих матеріалів на лабораторних установках, виходячи з умов двох способів, використаних в роботі. Визначені повнофакторні плани експериментів, одержані базові експериментальні результати, які на першому етапі описуються рівняннями площини. Після цього, рухаючись за градієнтом, визначене поле екстремумів, які описуються поверхнями другого ступеня. Їх проєкції на параметричну площину надали змогу визначити оптимальні параметри обробки, відповідні максимальним рівням міцності каменя.
У четвертій главі викладено результати дослідженнь фазового складу продуктів гідратації та твердіння зразків каменя, одержаних конденсаційним зволоженням брикетів, спресованих з сухого матеріалу ( за першим способом обробки).
Через 30 хвилин після конденсаційного зволоження 3CAO.SIO2 на деріватограмах та ІЧ спектрах, а через 2 години-на рентгенограмах зафіксовані Ca(OH)2 і гідросилікати, склад яких подібний до CSH(I). Кількість Ca(OH)2 зростає пропорційно терміну твердіння.
Одразу після конденсаційного зволоження 3CAO.Al2O3 утворюється кубічний C3AH6, що фіксується рентгенограмами, ІЧ спектрами поглинання та деріватограмами. Кристали C3AH6, заповнюючи порожнечі, з часом зрощуються, забезпечуючи кристалізаційне зміцнення каменя та підвищену щільність порівнянно із цими показниками для 3CAO.Al2O3 , що твердіє в тісті.
При гідратації суміші 3CAO.Al2O3 з гіпсом в таких умовах спостерігається уповільнення витрат гіпса. У продуктах гідратації на 14 та 28 добу зафіксовані переважно моносульфоалюмінати.
Серед продуктів гідратації C4AF, що утворюються одразу ж після конденсаційного зволоження, визначаються кубічні C3(A,F)H6 та гідратні фази складу FEOOH - геттит і лепідокрокіт. Міцність зразків каменя, одержаних з 4CAO.Al2O3.Fe2O3, значно вища за міцність тих зразків, що тверділи у тісті. Виявлено, що частина 4CAO.Al2O3.Fe2O3 , яка залишилась негідратованою до 28 діб, має склад близький до 2CAO.Fe2O3. Отже, при топохімічній гідратації C4AF поводиться як твердий розчин, і виявляється, що гідратація його феритної складової є найповільнішою.
Л.Г. Шпинова із співробітниками спостерігали розчинення водою кристалів b-2CAO.SIO2 при гідратації. При конденсаційному зволоженні розчинення b-2CAO.SIO2 обмежене малим вмістом води. Виявлено, що перерозподіл інтенсивності ІЧ спектрів поглинання b-2CAO.SIO2, який спостерігається на різних стадіях гідратації при конднсаційному зволоженні, такий же, як при катіонних заміщеннях кальцію у поліморфних перетвореннях беліта під впливом домішок. Цей факт можна пояснити утворенням гідросилікатів при конденсаційному зволоженні через розчинення іонів атомів водню у кристалічній решітці b-2CAO.SIO2 із заміщенням Ca 2 ® 2H .
Виявлено, що при гідратації клінкера та цемента зберігаються ті ж закономірності, які спостерігаються при гідратації клінкерних мінералів.
У пятій главі наведені результати дослідження фазового складу продуктів гідратації та твердіння каменя, одержаного конденсаційним зволоженням сухого порошку вяжучого матеріалу при його попередньому змішуванні з насиченою парою та наступним пресуванням (за другим способом обробки).
Визначено, що фазовий склад продуктів гідратації при другому способі обробки такий же, як при першому способі, але гідратні новоутворення мають вищий ступінь кристалічності, що значно полегшує їх аналіз за допомогою рентгенівської дифрактометрії та деріватографії. Отже, фазовий склад продуктів гідратації визначається режимом зволоження вяжучого, а спосіб ущільнення зразків не змінює його.
Камінь,одержаний згідно другого способу, має високу міцність одразу після обробки.
Кількісні характеристики гідратації каменя з 3CAO.SIO2, одержаного за другим способом, подаються у табл.1. Вміст портландіта, наведений у табл. 1, є середнім значенням, обчисленим за результатами деріватографії та ІЧ спектроскопії. Стехіометричні коефіцієнти у формулах гідросилікатів визначені при використанні рівняннь Ф.Лохера. Ступінь гідратації 3CAO.SIO2 визначалася з ІЧ спектрів негідратованого мінерала і каменя різних термінів твердіння.
З табл. 1 видно розвиток складу гідросилікатів при зростанні терміну гідратації 3CAO.SIO2. Співвідношення CAO/SIO2 до 28 діб зменшується в послідовності 2 ® 1,66 ® 1,33 ® 1. Отже, первинні гідросилікати складу CSH(I) з часом перетворюються у CSH(II), а потім, до 28 доби, - у C2SH(B) .
Таблиця 1 Кількісні характеристики гідратації 3CAO.SIO2
Характеристики гідратації Одиниці виміру Термін твердіння, діб.
Ступінь гідратації 3CAO.SIO2 у 28 діб є лише 51 %, але міцність на стиск значно вища, ніж у зразків, що тверділи в тісті, де ступінь гідратации перевищує 80 %. Вміст порожнеч у експериментальних зразках каменя з 3CAO.SIO2 у 28 діб не перевищує 10%. Отже, ці результати підтверджують, що зростання міцності каменя залежить від співвідношення масової кількості продуктів гідратації і вільного простору в твердіючій системі.
Визначення складу гідросилікатів у камені з . 3CAO.SIO2 дало змогу встановити характерні для них рефлекси на рентгенограмах. Завдяки цьому склад гідросілікатів каменя з клінкера та цемента було визначено з рентгенограм. У табл. 2 подані характеристики гідратації клінкера при конденсаційному зволоженні.
Таблиця 2 Характеристики гідратації клінкера
Характеристики гідратації Одиниці виміру Термін твердіння, діб
1 3 7 14 28
Ступінь гідратації фази C3S % 18,5 30,6 50,0 62,0 71,5
Вміст Са(ОН)2 % мас. 3,0 5,14 9,25 11,3 13,4
Моль 0,416 0,695 1,250 1,52 1,800
Загальна втрата маси % 11,7 12,0 13,5 - 17,0
Тип гідросілікатів За Боггом CSH(B) CSH(B) C2SH CSH(B) - C2S b-гідрат
За Тейлором CSH(I) CSH(I) CSH(II) CSH(II) - C2SH(B)
При конденсаційному зволоженні клінкера зберігається така ж закономірність розвитку складу та структури гідросилікатів, яка спостерігалася при гідратації . 3CAO.SIO2..
Відміни спостерігаються у складі первинних гідросілікатів. Так, на термограмах каменя першої доби твердіння 3CAO.SIO2..спостерігаються два ендоефекти при 140-160о С та біля 270 о С (за Тейлором та Міцудою “нормальний тоберморіт”), а на термограмах каменя з клінкеру того ж терміну твердіння, спостерігається лише один ендоефект при 140-160о С (за Тейлором та Міцудою “аномальний тоберморіт”). На термограмі каменя з клінкеру спостерігаємо сумарний ендоефект від гідросилікатів, до складу яких входять домішки алюмінію, заліза та інші, привнесені алітом.
Ступінь гідратації аліта клінкера на 28 добу значно перевищує такий показник для 3CAO.SIO2..
На відміну від каменя, одержаного конденсаційним зволоженням сухих брикетів цемента (за першим способом), при застосуванні другого способа утворюється виключно етрінгіт, який потім не перетворюється у моносульфоалюмінат.
Характеристики гідратації шлакопортландцемента (ШПЦ), в якому міститься більше 20% доменного гранульованого шлака, подані у табл. 3. З табл.3 видно, що у камені з ШПЦ до 1 доби утворюються гідросілікати складу CSH(I) та CSH(II). На 7 добу гідросілікати мають склад CSH(I1) та C2SH(B), а, починаючи з 14 добового терміну, склад гідросілікатів представлений переважно CSH(I1). На 28 добу ступінь гідратації аліта у складі ШПЦ вищий, ніж при гідратації клінкера.
Таблиця 3 Характеристики гідратації шлакопортландцемента
Характеристики гідратації Одиниці виміру Термін твердіння, діб
1 3 7 14 28
Ступінь гідратації фази C3S % 30,0 59,0 64,3 71,5 85,7
Ступінь гідратації шлакової складової a %. 0,0 2-3,0 6,0 10,0 35,0
Ступінь гідратації шлаку визначена за результатами вимірюваннь екзоэфектів кристалізації шлакового скла (близько 900о С) на термограмах каменя.
У шостій главі обговорюються результати досліджень технічних властивостей каменя, одержаного при конденсаційному зволоженні та ущільненні за обома способами обробки вяжучих.
При використанні першого способа зразки каменя мали розміри 2х2х2 см. Порівняння результатів визначення межі міцності на стиск зразків цементного каменя, що тверділи в тісті, та зразків, одержаних із застосуванням конденсаційного зволоження за першим способом, показує різницю у швидкості зміцніння. Так, зростання міцності зразків, що тверділи в тісті, описує рівняння (1)
Rсж = 23,053 14,641 Lnt при r = 0.979 и Sад=6,03 , (1)
Зростання міцності зразків, що тверділи після конденсаційного зволоження сухих брикетів, описує рівняння (2)
Rсж = 25,615 23,027 Lnt при r = 0.974 и Sад=9,28 (2)
Зростання міцності клінкера, одержаного із застосуванням конденсаційного зволоження сухих брикетів, описує рівняння (3)
Rсж = 12,58 19,71 Lnt при r = 0.989 и Sад=5,44 (3)
Співставлення наведених рівняннь доводить висновку, що застосування конденсаційного зволоження сухих брикетів, дає змогу одержати камінь з клінкера або цемента, який має більш високу швидкість зміцніння. Одразу після завершення обробки дослідні зразки каменя мають міцність на стиск біля 3 МПА. На 1 добу міцність цього каменя майже така ж, як при твердінні в тісті, але на 3 добу вже випереджає міцність останнього. Міцність на стиск на 28 добу цементного каменя конденсаційного зволоження, виготовленого згідно першого способа вища, ніж 120 МПА, а міцність зразків твердіння в тісті менша за 80 МПА. Міцність на стиск каменя з клінкера на 28 добу досягає 85-90 МПА.
Руйнування зразків каменя, що тверділи в тісті, повільне, а руйнування зразків конденсаційного зволоження відбувається миттєво, є крихким і подібним до руйнування скла або кераміки.
Зростання міцності зразків з ШПЦ описує рівняння (4)
Rсж = 3,905 18,972 Lnt при r = 0.986 и Sад = 3,44 (4)
При невисокій початковій міцності каменя з ШПЦ, вже на 3 добу його міцність перевищує міцність каменя з портландцементу, який твердіє в тісті.
Результати паралельних випробовуваннь морозовитривалості зразків каменя (після 30 циклів заморожування-відтаювання, по 4 цикли за добу) свідчать про перевагу зразків, одержаних при застосуванні конденсаційного зволоження. Так, коефіцієнт морозовитривалості зразків, що тверділи в тісті, дорівнює 0,92, а зразків, оброблених за першим способом -вищий і дорівнює 0,96.
Результати порівняльних випрбуваннь сульфатної витривалості каменя наведені у табл.4., з якої видно перевагу зразків, одержаних при застосуванні конденсаційного зволоження сухих цементних брикетів (за першим способом обробки).
Таблиця 4 Характеристики сульфатної витривалості каменя (перший спосіб обробки)
Спосіб одержання зразків Термін твердіння, міс. Межа міцності на стиск, МПА Коефіциєнт стійкості КС контрольні дослідні
Конденсаційне зволоження 3 104,5 99,0 0,95
6 111,0 97,9 0,88
12 116,9 102,2 0,87
Твердіння в тісті НГ 3 90,0 77,8 0,86
6 91,2 76,3 0,83
12 96,3 80,7 0,84
Відміна показників витривалості проти сульфатної агресії дослідних зразків каменя, одержаних при застосуванні конденсаційного зволоження, пояснюється їх високою щільністю, вмістом порожнеч біля 11%.
При використанні другого способа обробки одержували циліндрічні зразки каменя, діаметр та висота яких дорівнювали 2,85 см. Ці зразки відзначалися високою міцністю одразу після обробки. Так, початкова міцність каменя з клінкера є 10-13 МПА, з цемента - 28-30 МПА, а з шлакопортландцемента, що містить біля 20% шлаку, - 25-28 МПА.
Зростання міцності каменя з клінкера, виготовленого за другим способом обробки, описує рівняння (5)
Rсж = 21,293 19,868 Ln t при r = 0.992 и Sад=5,13 (5), а зростання міцності каменя із шлакопортландцементу - рівняння (6)
Rсж = 25,513 16,86 Ln t при r = 0.987 и Sад=5,20 (6)
Порівняння (2) -(6), які описують зростання міцності зразків каменя, одержаних за першим і другим способами обробки, виявляє, що коефіцієнти при Ln t для однакових матеріалів близькі. Відрізняються лише значення міцності на початкових стадіях твердіння.
Це є підтвердженням висновку, що конденсаційне зволоження, завдяки хімічній активності молекул водяної пари, забезпечує прискорення початкових стадій гідратації та утворення витривалих проти розчинення первинних гідратних фаз з розвинутими водневими звязками. Ущільнення пресуванням забезпечує прискорення кристалізаційного зміцніння твердіючої системи завдяки скороченню в ній вільного простору, який швидко заповнюється витривалими проти розчинення водою гідратними новоутвореннями.
Коефіцієнт морозовитривалості зразків, що тверділи після конденсаційного зволоження та ущільнення пресуванням при зусиллі тиску біля 20 МПА, дорівнює 0,83, але при цьому середні показники міцності каменя після 30 циклів заморожування до - 18о С є досить високі -98-100 МПА.
Таблиця 5 Характеристики витривалості каменя проти сульфатної агресії
Термін твердіння, міс. Кількість зразків Межа міцності на стиск, (середнє значення),МПА Коефіцієнт стійкості КС контрольні досліджувані
1 12 92,1 84,7 0,92
6 10 113,2 105,3 0,93
9 10 117,4 102,4 0,87
12 9 120,8 108,2 0,89
Знаючи фазовий склад продуктів гідратації каменя, одержаного конденсаційним зволоженням із наступним пресуванням, визначили кількість води, необхідної для завершеної гідратації цемента.
Базовими реакціями гідратації цемента, мінеральний склад якого був визначений, при конденсаційному зволоженні є реакції утворення гідратних фаз, встановлених експериментально: 3CAO.SIO2 3,09*H2O(ж) = 1,05CAO.SIO2.1,14H2O 1,95*Ca(OH)2 b-2CAO.SIO2 1,17*H2O(ж) = 2CAO.SIO2.1,17H2O (7)
Використовуючи (7), визначили стехіометрічні коефіцієнти реагентів та продуктів реакції гідратації, подані у табл. 6. Там же наведені стехіометрічні коефіцієнти для гіпса і води, які є реагентами.
Таблиця 6 Стехіометрічні коефіцієнти реакции гідратації цемента
Реагенти Продукти
Коефіцієнти Хімічна формула Коефіцієнти Хімічна формула
0,7000 3CAO.SIO2 0,7000 1,05CAO.SIO2.1,14H2O
0,3000 b-2CAO.SIO2 0,3000 2CAO.SIO2.1,17H2O
0,0667 3CAO.Al2O3 0,0667 3CAO.Al2O3.3CASO4.31H2O
0,0697 4CAO.Al2O3.Fe2O3 0,0697 2*FEOOH
0,2002 CASO4.2H2O 0,0697 3CAO.Al2O3.6H2O
4,7397 H2O(ж) 1,4347 Ca(OH)2
Використовуючи дані табл. 6, обчислений матеріальний баланс реакції гідратації цемента та визначена кількість води. Результати обчислень, віднесених до 1 кг клінкера, подані у табл.7.
Таблиця 7 Матеріальний баланс реакції гідратації портландцемента, віднесений до 1 кг клінкера
Реагенти Продукти
Назва К-ть, кг Формула К-ть, кг К-ть, %
Клинкер 1,0000 1,05CAO.SIO2.1,14H2O 0,3708 25,48
Гипс 0,1309 2CAO.SIO2.1,17H2O 0,2202 15,13
Вода 0,3242 3CAO.Al2O3.3CASO4.31H2O 0,3134 21,54
2*FEOOH 0,0470 3,23
3CAO.Al2O3.6H2O 0,1001 6,88
Ca(OH)2 0,4036 27,74
Сума 1,4550 Сума 1,4550 100,00
Водоцементне відношення при цьому дорівнює: В/Ц = 0,3242 / (1 0,1309) = 0,2867
Використовуючи термодинамічні характеристики індивідуальних речовин, що беруть участь у реакції гідратації, одержали рівняння температурної зміни ентальпії: для реагентів (клінкер гіпс вода), КДЖ/моль клінк.
За рівняннями (8) та (9) була побудувана ентальпійна діаграма гідратації цемента і и з неї визначений стандартний тепловий ефект реакції:
DPEAKH°(298,15) = -516535,6 - (-510340,6) = -6195,0 КДЖ/моль клінкера, та кількість тепла, що виділяється при гідратації, віднесена до 1 кг клінкера: Qpeak(298,15) = -6195,0 / 263,39 = -2352.03 КДЖ
Аналіз теплового баланса цемента дав змогу визначити кількість пари, необхідної для нагрівання 1 кг цемента до 95о С при конденсаційному зволоженні
MH2O = 0.273 кг.
Виявилося, що цей теоретичний результат узгоджується з даними експериментальних вимірів, наведеними у главі 3 дисертації.
ВИСНОВКИ
З метою одержання каменя підвищеної міцності та високої сульфатної витривалості запропоновані і досліджені два способи обробки вяжучих, які використовують конденсаційне зволоження насиченою парою та ущільнення.
Доведено, що конденсаційне зволоження активізує початкові стадії гідратації. В цих умовах обмежене розчинення вихідних фаз, синтез гідратів відрізняється від гідратації в тісті, і процес гідратації можна вважати топохімічним.
На підставі результатів дослідження продуктів гідратації клінкерних мінералів, клінкера і цемента доведено, що фазовий склад гідратів визначається способом зволоження і не залежить від умов ущільнення.
Виявлено, що ущільнення вяжучого, зволоженого насиченою парою, впливає на термін кристалізаційного зміцніння твердіючої системи.
Початкові продукти гідратації 3CAO.SIO2 , що утворюються одразу після зволоження, є Ca(OH)2 та гідросиликати складу CSH(I). Доведено, що при твердінні 3CAO.SIO2 величина CAO/SIO2 у гідросилікатах з момента зволоження до 28 діб змінюється в послідовності 2 ® 1,66 ® 1,33 ® 1. Ця закономірність зберігається при твердінні клінкера і цемента.
Одразу після конденсаційного зволоження 3CAO.Al2O3 утворюється кубічний C3AH6., а при конденсаційному зволоженні C4AF -кубічні C3(A,F)H6 та FEOOH - геттіт і лепідокрокіт. Одержана висока міцність каменя з 3CAO.Al2O3 і C4AF, є результатом зрощування кристалів означених гідратів.
Встановлено, що формування гідросілікатів з b-2CAO.SIO2 у топохімічних умовах відбувається через розчинення іонів атома водню в кристалічній гратці сіліката та трансформацію звязків Si-O-Ca .
У твердіючому шлакопортландцементі у 1 добу формується два типи гідросілікатів складу CSH(I) и CSH(II) , до 7 діб гидросілікати мають склад CSH(I) і C2SH(B), але з 14 доби склад гідросілікатів представлений головним чином CSH(II).
У твердіючому цементі одразу посля конденсаційного зволоження і пресування утворюється етрінгіт, який надалі не перетворюється у моносульфоалюмінат
При конденсаційному зволоженні цемента, попередньо ущільненого пресуванням, утворюється камінь, міцність якого у 28 діб на 20-35 % перевищує міцність зразків, що тверділи в тісті, і має вищі показники морозо- та сульфатовитривалості.
При конденсаційному зволоженні цемента з наступним ущільненням пресуванням при зусиллі тиску біля 18 МПА початкова міцність каменя є 25-30 МПА, а його міцність у 28 діб на 60-75% перевищує міцність зразків, що тверділи в тісті, та характеризується вищою витривалістю проти сульфатної агресії.
З використанням термодинамічного аналізу реакції гідратації цемента, використаного в роботі, при конденсаційному зволоженні визначено стандартний тепловий ефект реакції -6195,0 КДЖ/моль клінкера а також кількість тепла, що виділяється при гідратації, яке дорівнює Qpeak(298,15) = - 2352,03 КДЖ . Методика розрахунків, застосована для визначення означених характеристик гідратації, може бути використана для будь яких цементів.
За результатами досліджень одержані два нові способи виготовлення виробів з цемента або бетона, захищені патентами України. Промислову апробацію цих способів проведено у цеху шлакобетонних виробів Криворізького цементно-гірничого комбіната на дільниці товарів народного вжитку.
ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Шеин В.И., Зайшлый Б.В., Халед Х. А. Ноаман Аппроксимация экспериментальных значений теплоемкости индивидуальных веществ // Вестник Харьк. гос. политехн. ун-та. - Харьков: ХГПУ, 1998. - Вып. 18. - С. 123-126.
Щеткина Т.Ю., Али Ноаман Халед Х. Гидратация и твердение клинкерных минералов без растворения // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди / Вестник Ровненского государственного технического университета. -Ровно, 1999. -Вып.3. -С. 69-73.
Щеткина Т.Ю., Али Ноаман Халед Хуссейн Твердение трехкальциевого силиката, увлажненного в гидротермальных условиях // Вестник Харьк. гос. политехн. ун-та. - Харьков: ХГПУ, 2000. - Вып. 105. - С. 91-98.
Али Ноаман Халед Хуссейн, Щеткина Т.Ю. Гидратация и твердение трехкальциевого алюмината, увлажненного насыщенным паром // Вестник Харьк. гос. политехн. ун-та. - Харьков: ХГПУ, 2000. - Вып. 123. - С. 20-28.
Али Ноаман Халед Хуссейн, Щеткина Т.Ю. Гидратация и твердение браунмиллерита, увлажненного паром // Вопросы химии и хим. технол. - Днепропетровск: ДХТУ, 2001. - № 2. - С. 60-64.
Али Ноаман Халед Хуссейн, Щеткина Т.Ю. Влияние контактно-конденсационных процессов на состав гидросиликатов твердеющего 3CAO.SIO2 // Физико-химические проблемы керамического материаловедения / Вестник Харьк. гос. политехн. ун-та. - Харьков: ХГПУ, 2000. - Вып. 181 - С. 125-129.
Пат. 36923А Україна, МКИ С04В41/00. Спосіб одержання виробів з цементу або бетону./ Алі Ноаман Халед Хуссейн, Шеїн В.І., Щьоткіна Т.Ю.
Пат. 42422А Україна, МКИ С04В41/00. Спосіб виготовлення виробів з цементу або бетону./ Шеїн В.І., Алі Ноаман Халед Хуссейн, Щьоткіна Т.Ю./
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
