Алі Ноаман Халід Хуссейн Абдуль Фатах. Дослідження гідратації та твердіння цементного каменя конденсаційного зволоження

brief description

Алі Ноаман Халід Хуссейн Абдуль Фатах. Дослідження гідратації та твердіння цементного каменя конденсаційного зволоження : Дис... канд. наук: 05.17.11 - 2002.

Алі Ноаман Халед Хуссейн.Дослідження гідратації та твердіння цементного каменя конденсаційного зволоження. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2001.
Розвинуті уяви про фазовий склад продуктів гідратації клінкерних мінералів, що утворюються після конденсаційного зволоження в ущільнених системах при подальшому зберіганні в нормальних умовах Досліджено склад гідратів при топохімічній гідратації трикальцієвого сілікату,b2CaO.SiO2,3CaO.Al2O3таC4AF.Визначено послідовність перетворення кремнекисневих радікалів гідросилікатів при зростанні міцності каменя.
За допомогою експериментальних фізико-хімічних методів досліджень та термодинамічного аналізу одержані кількісні характеристики гідратації портландцементного клінкера і цементу в умовах застосування різних комбінацій конденсаційного зволоження та ущільнення.
Розроблені основи двох енергозберігаючих способів одержання виробів з цементу або бетону, що мають високі показники міцності та витривалості проти сульфатної агресії.

З метою одержання каменя підвищеної міцності та високої сульфатної витривалості запропоновані і досліджені два способи обробки в’яжучих, 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 в’яжучого, зволоженого насиченою парою, впливає на термін кристалізаційного зміцніння твердіючої системи.
Початкові продукти гідратації3CaO.SiO2, що утворюються одразу після зволоження, єCa(OH)2та гідросиликати складуCSH(I).Доведено, що при твердінні3CaO.SiO2величинаCaO/SiO2у 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 зволоження3CaO.Al2O3утворюється кубічнийC3AH6., а при конденсаційному зволоженніC4AFкубічніC3(A,F)H6таFeOOH геттіт і лепідокрокіт. Одержана висока міцність каменя з3CaO.Al2O3іC4AF, єрезультатом зрощування кристалів означених гідратів.
Встановлено, що формування гідросілікатів зb2CaO.SiO2у топохімічних умовах відбувається через розчинення іонів атома водню в кристалічній гратці сіліката та трансформацію зв’язківSiOCa.
У твердіючому шлакопортландцементі у 1 добу формується два типи гідросілікатів складуCSH(I)иCSH(II), до 7 діб гидросілікати мають складCSH(I)іC2SH(B),але з 14 доби склад гідросілікатів представлений головним чиномCSH(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 клінкераа також кількість тепла, що виділяється при гідратації, яке дорівнюєQреак(298,15) = - 2352,03 кДж. Методика розрахунків, застосована для визначення означених характеристик гідратації, може бути використана для будь яких цементів.

Реализація та впровадження результатів роботи.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.