Наукові основи керування структурою будівельних матеріалів та виробів на основі металургійних шлаків - Автореферат

Прискорення науково-технічного прогресу в народному господарстві вимагає підвищення внеску науки у вирішення актуальних проблем будівництва матеріально-технічної бази суспільства. Таким чином, ефективність вирішення виникаючих задач в першу чергу залежить від розуміння суті фізико-хімічних процесів формування структури на всіх технологічних переділах - починаючи з утворення відходів і закінчуючи формуванням структури штучних будівельних матеріалів і виробів з цих відходів. Основна мета роботи - розвинути наукові основи керування структурою і властивостями будівельних матеріалів і виробів з металургійних шлаків та розробити технологічні рішення їх виробництва. Для досягнення поставленої мети при виконанні роботи були розвязані наступні задачі: - виконано аналіз та систематизовано наукові уявлення і технологічні підходи з переробки шлакових розплавів та структуроутворення штучних будівельних матеріалів на їх основі; Наукова новизна одержаних результатів полягає в розвитку теоретичних основ переробки шлакових розплавів у будівельні матеріали, розробці наукових положень і принципів створення технологічних рішень виробництва штучних будівельних матеріалів на основі відходів металургійної промисловості, при цьому: - вперше теоретично розроблені та експериментально обґрунтовані технологічні принципи спільної переробки металургійних шлаків різних видів, що знаходяться в різних агрегатних станах;Основні відходи металургійного виробництва - шлаки за вмістом структуроутворюючих окислів - САО, SIO 2, Al2O3, що досягає 75-80 %, багато в чому подібні до будівельних матеріалів - щебню, піску, цементу та ін., які одержують із природної сировини, за своїми ж фізико-механічними властивостями шлакові будівельні матеріали багато в чому їх перевершують. І якщо при виробництві традиційних вяжучих виникнення структуроутворюючих зєднань відбувається в процесі випалу, то при виробництві шлакових вяжучих вони утворяться в процесі охолодження розплавів. Вивчення механізмів структуроутворення як самих шлаків, так і матеріалів на їх основі, дозволить керувати процесами структуроутворення й одержувати будівельні матеріали з заданими властивостями. Вміст тих чи інших окислів визначає властивості як самих шлакових розплавів, так і шлаків. Так, для виробництва шлаколитих виробів, шлакової пемзи необхідно використовувати шлаки з високим ступенем структурної стійкості, а для виробництва гранульованих шлаків і вяжучих - шлаки з високою гідравлічною активністю.В дисертації наведені результати теоретичних узагальнень і нові рішення науково-технічних проблем, що полягають в розвитку наукових основ переробки шлакових розплавів у будівельні матеріали, розробці наукових положень і принципів створення технологічних рішень з виробництва штучних будівельних матеріалів на основі відходів металургійної промисловості. З урахуванням цього доведено, що змішування шлаків з різним процентним вмістом окислів викликає інтенсифікацію процесів дифузії і масообміну, що обумовлює зниження вязкості і температури кристалізації шлакового розплаву і, як наслідок, підвищення гідравлічної активності гранульованого шлаку за рахунок більшого виходу склофази. Розроблено спеціальні методики: методика визначення електромагнітної активності систем в процесі структуроутворення (гідратації, дегідратації, кристалізації), методика визначення резонансних характеристик електромагнітного поля структуроутворення, методика визначення електромагнітної активності матеріалів і їх композицій при дії вібрації, які лягли в основу розробки методів контролю і управління властивостями будівельних матеріалів та виробів. При віброущільненні розчинних сумішей з частотою 21 Гц спостерігається приріст міцності зразків на 8-10 % в порівнянні з зразками, які віброущільнювались з частотою 50 Гц, в той же час при віброущільненні з частотою 17-19, 24-25, 28-29 Гц спостерігається спад міцності на 5-7 %. Вдосконалені способи стабілізації структури твердих шлаків і будівельних матеріалів на їх основі - щебню, щебенево-піщаної суміші за рахунок пошарового охолодження в розчині плаву дикарбонових кислот, що дозволяє знизити кількість зерен, що розпадаються, до 3 %.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ