Разработка методики определения фазового состояния и наноструктуры шлакового камня. Изучение механизма естественного твердения вяжущих при механической нагрузке на основе промышленных отходов. Оптимальные составы и свойства закладочных материалов.
Аннотация к работе
Системный подход к исследованию динамики фазообразования и формирования микроструктуры гидросиликатов кальция и определением прочности силикатного камня в зависимости от технологических факторов - добавок для активизации шлака и нейтрализации в нем токсичных фосфор-и фторсодержащих примесей, способов помола шлака и изготовления изделий, режимов автоклавного твердения - показал преимущества дискретной автоклавной обработки с резким охлаждением материала на стадии изотермической выдержки, обеспечивая «стесненные» условия твердения. Рентгенофазовый анализ образцов шлакового камня в возрасте 7 сут в условиях естественного твердения при механической нагрузке показывает, что образец без цемента представлен рентгеноаморфным материалом. Рентгенограммы образцов шлакового камня естественного твердения при механической нагрузке в возрасте 7 сут в области малых углов указывают на появление микропористой структуры при 20% содержании цемента, а увеличение количества цемента до 30% практически не изменят характер микропористой структуры. Результаты изучения субмикроструктуры образцов шлакового камня в возрасте 7 сут показывают, что введение 20% цемента способствует образованию однородной микропористой гелеобразной гидросиликатной массы, а увеличение количества цемента до 30% несколько снижает ее однородность, что указывает на раздельность процессов твердения составляющих вяжущего этого состава. Таким образом, результаты изучения субмикроструктуры образцов шлакового камня в возрасте 7 сут показывают, что введение 20% цемента способствует образованию однородной микропористой гелеобразной гидросиликатной массы, а увеличение количества цемента до 30% несколько снижает ее однородность, что указывает на раздельность процессов твердения составляющих вяжущего этого состава.Разработаны методики определения степени кристалличности и размеры коллоидных кристаллитов CSH(I) и субмикропор путем сравнения электронно-микроскопических и дифракционных картин в больших и малых углах рентгеновского рассеяния используя внешние стандарты. Выявлен комбинированный механизм естественного твердения вяжущих при механической нагрузке и дискретном режиме гидротермальной обработки на основе промышленных отходов: сквозь растворный механизм на начальном этапе, далее преобладает твердофазный механизм (период наноструктурообразования: размеры кристаллитов менее 100 нм, размеры нанопор Rэфф до 30 нм). Определено, что в дезинтеграторе путем совместного помола шлака с клинкером прочность на сжатие увеличивается до 48 МПА, а при раздельном помоле-35 МПА, закаливанием (950С,1,5 4 0ч) достигается активность вяжущего на 30 % больше и продолжительность процесса сокращается до 80 %. Предлагаются следующие оптимальные режимы низкотемпературного закаливания при механической нагрузке шлакового вяжущего (95ОС) добавками: 1 % NAOH - 1,5 4 0 ч; Применение дискретного режима (950С, 1,5 4 0 ч) при механической нагрузке твердения позволяет без снижения прочности получаемого материала сократить продолжительность автоклавной обработки для смесей: 80% золы и 20% извести - в 1,5 раза, 98% фосфорного шлака и 2% извести - в 2 раза.