CC BY
42
9
С lb 6 X U/ в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. Na 6 (111)
воздухововлекающую добавку MicroAir 114 на основе водного раствора поверхностно-активных веществ.
Соотношения заполнителей было подобрано экспериментально, основываясь на непрерывности гранулометрического состава и рекомендациям для СУБ. Дозировка добавок подбиралась также экспериментально и на основании более ранних исследований. Составы бетонных смесей представлены в таблице 2.Смешивание проводилось в лабораторной мешалке. После перемешивания производилось определения подвижности смеси методом -«оседающей текучести». Сопротивляемость к сегрегации оценивалась по времени истечения через V - воронку.
Также измерялось количество вовлеченного воздуха и плотность смеси. Результаты испытаний приведены в табл. 3. Определяли морозостойкость бетонов при циклическом замораживании образцов в растворе 5% NaCl до температуры -50°С и оттаивания при +20 °С (ГОСТ 10060.2).
Результаты испытаний показывают, что использование воздуховов-лекающей добавки в СУБ, в сочетании с суперпластификатором и модификатором вязкости существенно повысило морозостойкость бетона. Например, составы бетонов на Б10 и Б19 соответствуют марке F300 для бетонов дорожных и аэродромных покрытий.
По влиянию на реологические характеристик, заметно некоторое уменьшение текучести в составах с высоким содержанием воздуха, а также составы с модификатором вязкости. Но эти составы обладают большей сопротивляемостью к расслоению, о чем свидетельствует меньшее время прохождения через V - воронку.
Таким образом, совместное использование комбинации модифицирующей вязкость добавки, воздухововлекающей добавки и суперпластификаторов на поликарбоксилатной основе обеспечивает создание бетонов заданной морозостойкости, не оказывая, при этом, негативного влияния на реологию самоуплотняющегося бетона.
УДК 691:620.17:628.544
Н.Ю. Михайленко, Н.Н. Клименко, Т.О. Бабина
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ И НЕДЕФИЦИТНОГО МЕСТНОГО СЫРЬЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
In work possibility of use of domain slag of Open Society "Uralstal", quartz sand of Yamal and liquid glass binding was investigated at manufacturing of building materials. It is shown that the given raw components can be used at synthesis nonfired high-silica a building material.
В работе исследовались перспективы использования доменного шлака ОАО «Урал-сталь», кварцевого песка Ямала и жидкостекольного связующего при изготовлении строи-
9
С Яг в X № в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. N0 6(111)
тельных материалов. Показано, что данные сырьевые компоненты могут быть использованы при синтезе безобжигового высококремнеземистого строительного материала.
Спрос на рынке строительных материалов продолжает стимулировать повышенный интерес к разработке новых видов эффективных и недорогих строительных материалов. Поскольку строительство является одной из самых материалоемких отраслей народного хозяйства, потребляющей большое количество строительных материалов и изделий, то предпринимаются различные меры по снижению стоимости строительных материалов [1].
В связи с этим, последнее время в строительстве стремятся шире использовать местные строительные материалы. Это позволяет разгрузить транспорт от перевозок на дальние расстояния и значительно удешевляет строительство. Однако промышленность строительных материалов не может развиваться, ориентируясь лишь на природные источники сырья, поскольку затраты на их добычу и переработку постоянно возрастают. Использование техногенных отходов обеспечивает производство богатым источником дешевого и часто уже подготовленного сырья, что позволяет сократить затраты на изготовление строительных материалов, экономия капитальных вложений при этом составляет 35-50%. Интенсивное развитие промышленности и связанное с этим увеличение объемов выхода и складирования отходов производств, загрязнение окружающей среды выдвигают на первый план вопросы полной переработки и дальнейшего использования отходов промышленности [1,2].
В работе исследовалась возможность использования доменного шлака ОАО «Уралсталь», кварцевого песка Ямала и жидкостекольного связующего при изготовлении строительных материалов.
Применение жидкого стекла в качестве связующего объясняется проявлением жидким стеклом вяжущих свойств - способности к самопроизвольному отвердеванию с образованием искусственного силикатного камня, а также высокими адгезионными свойствами жидкого стекла к подложкам различной химической природы (химическая связка для склеивания различных материалов, изготовления покрытий, производства композиционных материалов широкого назначения). Кроме того, известно, что доменный шлак проявляет высокую химическую активность при взаимодействии с жидким стеклом, что позволяет получать прочный материал без высокотемпературной обработки [2].
Для снижения пористости разрабатываемого материала выбран метод прессования, позволяющий контролировать и регулировать как пористость, так и прочность материала. Для интенсификации процессов твердения проводилась тепловлажностная обработка материала.
В настоящей работе исследовали активность химического взаимодействия с жидким стеклом индивидуальных компонентов сырьевой смеси и их комбинации. Степень взаимодействия оценивали по значениям предела прочности при сжатии. Были изготовлены три серии образцов (таблица). В каждой серии модуль жидкого стекла варьировали от 1 до 3 с шагом 0,5.
Кварцевый песок и доменный шлак, просеянные через сито с размером ячейки 1мм для освобождения от инородных примесей, измельчали в
С 1Ь 6 X № в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 6 (111)
планетарной мельнице до удельной поверхности 5000 см2/г, затем смешивали с натриевым жидким стеклом плотностью 1,48 г/см3. После тщательного перемешивания из приготовленной массы под давлением ЮОМПа прессовали образцы, которые затем пропаривали по режиму 2+6+2 при температуре 85°С.
Табл. Составы исследованных композиций
Сырьевой компонент Содержание, масс.%
I серия II серия III серия
Песок 80 0 48
Доменный шлак 0 80 32
Жидкое стекло 20 20 20
Определяли предел прочности образцов при сжатии и коэффициент водостойкости. Зависимости прочностных характеристик и водостойкость исследуемых композиций приведены на рис. 1.
□ шлак И смесь □ песок
ш
1 1,5 2 2,5 3
Силикатный модуль
б а
Рис. 1. Влияние силикатного модуля на прочность и водостойкость исследуемых композиций (а - предел прочности при сжатии, МПа; б - коэффициент размягчения)
Наибольшей степенью взаимодействия с жидким стеклом характеризуется доменный шлак - образцы со шлаком в качестве заполнителя показали высокие значения прочности при сжатии, а также водостойкость. В наименьшей степени взаимодействует с жидким стеклом песок - образцы с песком имеют невысокую прочность и неводостойкие. Замена 40% песка на шлак приводит к значительному росту прочности и водостойкости по сравнению с образцами из песка.
Полученные результаты были интерпретированы на основе современной теории твердения жидкостекольных композиций [2]. Выполняя роль склеивающего или связующего материала, жидкостекольная система переходит из жидкого состояния в твердое по различным механизмам: 1) потеря влаги испарением при обычных температурах; 2) потеря влаги системой при нагревании выше 100°С; 3) перевод системы в твердое состояние путем введения специальных реагентов - отвердителей. Эти три типа могут реализо-вываться в сочетании.
□ шлак □ смесь ■ песок
Е
1 1,5 2 2,5 3
Силикатный модуль
9
С 1h 6 X Uz в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. Na 6 (111)
Химическое взаимодействие в жидкостекольной системе описывается следующими основными реакциями:
Na2Si03 + 3 Н20 <-> Si(OH)4 + 2NaOH (1)
= SiOH + ОН- <-> SiO- + Н20 (2)
= SIOH + SiO- <-> = Si—O—Si = + OH- (3)
На основании проведенных исследований М.А. Матвеев и В.П. Дятлов пришли к выводу, что на поверхности зерен заполнителя идут химические реакции с щелочными силикатами с образованием геля кремниевой кислоты. Выделяющийся кремнегель SÍO2T1H2O является тем цементирующим веществом, которое связывает частицы заполнителя в монолитную массу. От полноты протекания реакции, а также от времени, в течение которого происходит процесс, зависит прочность, водостойкость и атмосфероустой-чивость материалов на жидкостекольном вяжущем [3].
Таким образом в результате работы показана возможность синтеза безобжигового высококремнеземистого строительного материала на основе кварцевого песка Ямала и доменного шлака ОАО «Уралсталь» с натриевым жидким стеклом в качестве связующего. Установлено, что замена кварцевого песка на доменный шлак оказывает значительное влияние на скорость твердения материала и его свойства.
Библиографические ссылки
1. Дворкин Л.И. Строительные материалы из отходов промышленности/ Л.И. Дворкин, O.JI. Дворкин. Ростов-на-Дону: Издательство «Феникс», 2007. С. 5-10.
2. Корнеев В.И. Растворимое и жидкое стекло/ В.И. Корнеев, В.В. Данилов. СПб.: Стройиздат, 1996. С. 184-188.
3. Тихомирова И.Н.Модифицирование кварцево-жидкостекольных композиций органическими смолами/ Тихомирова H.H., Скорина Т.В. //Стекло и керамика, 2008. №10. С. 50-52
УДК 666.942.82
С.В. Котов, K.JI. Прохоренко
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ В КАЧЕСТВЕ ИНТЕНСИФИКАТОРОВ ПОМОЛА ЦЕМЕНТА
In paper influence waste of oil productions on cement grinding process is considered. Promising possibility of utilization this waste as grinding aid is established.
В работе рассматривается влияние отхода нефтепереработки на процесс измельчения цемента. Установлена перспективная возможность использования данного отхода в качестве интенсификатора помола.
Измельчение цементного клинкера является наиболее энергоемким процессом во всей технологической схеме получения цемента. Снижение
