Низкотемпературное закаливание вяжущих материалов на основе промышленных отходов (стр. 3 )

Таблица 7 - Влияние содержания вторичной цементной пыли на активность шлакового вяжущего тепловлажностной обработки при механической нагрузке (950С)

Активизатор- нейтрализатор фтористого водорода, мас. %	Предел прочности при сжатии, МПа
2+10+2ч	2+4+0ч
4	7	14
6	34	50
8	50	60
12	42	48

В таблице 8 приведены данные о влиянии количества извести на активность шлакового вяжу­щего в условиях гидротермальной обработки. Максимальная прочность образцов достига­ет 45 МПа. При этом оптимальной явля­ется дозировка извести соответственно 2%. Дальнейшее увеличение содержания извести приводит к падению активно­сти вяжущего.

Анализ полученных данных показывает, что вяжущее приобретает более высокую активность в дискретных режимах обработки при механической нагрузке, имеет проч­ность на сжатие более 68 МПа, при обычном режиме – 45 МПа.

Сравнение прочности получаемых материалов в обычном и дискретном режимах показало, что для закаливанием при механической нагрузке достигается прочность на 30% больше фосфорного шлака с добавкой СаО, а продолжительность процесса сокращается в 2 раза. Таким образом, известь благоприятно воздействуют на свойства шлакового камня при дискретной тепловой обработке при механической нагрузке, продолжительность процесса сокращается в 2 раза, достигается прочность на 30% больше, чем в обычном режиме обработки.

Таблица 8 - Влияние содержания извести на активность шлакового вяжущего тепловлажностной обработки при механической нагрузке твердения шлака

Активизатор- нейтрализатор фтористого водорода, мас. %	Предел прочности при сжатии, МПа
3+6+3 ч	3+4+0 ч
0,5	40	50
1	43	60
2	45	68
4	38	52
6	32	37
8	27	32

Влияние окислителей фосфина в шлаке. Влияние окислителя Са(ОС1)2 на прочность шлакового камня закаливания (95оС) с двойными активизаторами в составе вяжущего показано в таблице 9.

Таблица 9 - Прочность шлакового камня низкотемпературного закаливания при механической нагрузке твердения шлака с активизаторами - нейтрализаторами и окислителем

Вводимый активизатор, нейтрализатор фтористого водорода и окислитель фосфина	Содержание, % от массы шлака	Предел прочности при, сжатии, МПа
95оС
СаО Са(ОС1)2 + СаО	2 0,4 +2	22,5 37,8
MgCl2 Ca(OCl)2 + MgCl2	1 0,4+1	30,0 25,2
Na2SO4 Ca(OCl)2+Na2SO4	3 0,4+3	30,7 25,0

На субмикроскопическую структуру шлакового камня автоклавного твердения с двойной добавкой СаО+MgCl2 окислитель оказывает положительное влияние, то есть уплотняет микроструктуру, с добавкой СаО+Na2SO4 - разрыхляющее действие. При этом значение эффективного радиуса субмикропор увеличивается от 8,1 до 10,2 нм.

Данные о структуре и прочности шлакового камня на основе обезвреженного шлака, отличающегося окислителем и режимами дискретной обработки при механической нагрузке твердения, показывают (таблица 10), что применение дискретного режима дает возможность достижения таких же параметров структуры шлакового камня, как и при обычном режиме обработки (предел прочности при сжатии 68 МПа, 950С 1,5+4+0 ч).

Определены оптимальные режимы закаливания обезвреженного фосфорного шлака: для феррошлака –1,5+3+0 ч, для сталеплавильного шлака –1,5+4+0 ч, где значение кристалличности новообразований достигает 14,0 и 18,5% соответственно. Различия оптимальных режимов связаны с количественным и качественным отличиями оксидов переходных металлов (Mn и Fe) в ферро - и сталеплавильных шлаках, которые образуют промежуточные продукты окисления, активизирующие фосфорный шлак при его последующей гидротермальной обработке.

Таблица 10 - Влияние окислителя на структурные и прочностные характеристики шлакового камня при механической нагрузке твердения (1% СаО - нейтрализатор фтористого водорода от массы шлака)

Параметр структуры, прочность	Окисли- тель, %	Режим обработки при 950С
дискретный, 1,5+τ+0, где τ	обычный 1,5+8+1,5ч
1 ч	2 ч	3 ч	4 ч	5 ч
Степень кристалличности, w, % Микропористость, П, о. е. Размеры кристаллитов, L, нм Предел прочности, Rсж, МПа	ФРШ-6 СПШ-6 ФРШ-6 СПШ-6 ФРШ-6 СПШ-6 ФРШ-6 СПШ-6	7,5 12 0,180,46 35,035.1 1,0 -	13,1 13 0,7 0,47 34,0 37,0 9,3 0,8	16,8 29,5 1,240,39 36,034,0 39,0 46,2	14,0 18,5 0,680,55 28,035,5 68,357,0	15,2 19,5 0,510,87 34,036,0 41,3 64,9	16,1 16,5 0,53 0,77 28,2 34,3 16,2 24,8
Примечание - ФРШ – феррошлак - окислитель фосфинов в фосфорном шлаке; СПШ - сталеплавильный шлак - окислитель фосфинов в фосфорном шлаке.

При изотермической выдержке до закаливания от 1 до 6 ч наблюдаются:

- субмикропористость шлакового камня при добавке феррошлака от 0,18 до 0,68, для сталеплавильного шлака – от 0,39 до 0,87 относительных единиц;

- размер кристаллитов CSH(I) - фазы при добавке феррошлака от 28 до 36 нм, для сталеплавильного шлака – от 34 до 37 нм.

Эти данные показывают положительное влияние закаливания при механической нагрузке твердения на надмолекулярную и кристаллическую структуру (наноструктурирование новообразования оптимальной субмикро структурой: максимальными количествами CSH(I) и тоберморита с максимальной однородной субмикропористостью) продуктов твердения шлакового вяжущего.

Испытание образцов низкотемпературного закаливания при механической нагрузке твердения на основе обезвреженного различными окислителями шлака показало, что наибольшая активность вяжущего достигается с феррошлаком при режиме 1,5+4+0 ч, со сталеплавильным шлаком - 1,5+5+0 ч (пределы прочности при сжатии 68,3 и 64,9 МПа соответственно).

Закаливание обезвреженного фосфорного шлака при механической нагрузке твердения Полученные данные о структуре и прочности шлакового камня закаливания на основе обезвреженного фосфорного шлака, отличающегося применяемыми добавками, указывают на влияние примесей (оксидов переходных металлов Mn и Fe) на структуру и свойства продуктов низкотемпературного закаливания.

В таблицах 11-14 приведена активность обезвреженного фосфорного шлака с различными окисляющими и нейтрализующими добавками при различных режимах обработки при механической нагрузке твердения.

Таблица 11 - Влияние содержания отхода капролактамового производства (окислителя фосфинов) и извести (нейтрализатора фтористого водорода) на активность шлакового вяжущего тепловлажностной обработки при механической нагрузке (950С)

Состав вяжущего, мас. %	Режим обработки при 950С, ч
дискретный 1,5 + τ +0, где τ	обычный 1,5+8+1,5ч
1ч	2 ч	3 ч	4 ч	6 ч	8 ч
ФШ-96, известь-2, ОКП-2	1	0,9	21,3	23,3	24,1	27,8	15,0
ФШ-97, известь-1, ОКП-2	0,3	0,5	12,7	0,60	24,5	31,6	19,2
Примечание - ОКП - отход капролактамового производства

Из данных видно, что применение способа закаливания дает возможность сократить время обработки с 11 до 5,5 ч без снижения прочности. При сокращении времени обработки на 1,5ч достигается повышение прочности в 1,5 – 2 раза.

Таблица 12 - Влияние содержания сталеплавильного, феррошлаков (окислителя фосфинов) и извести (нейтрализатора фтористого водорода) на активность шлакового вяжущего тепловлажностной обработки при механической нагрузке (950С)

Состав вяжущего, мас. %	Режим обработки при 950С, ч
дискретный 1,5 + τ +0, где τ	обычный 1,5+8+1,5ч
1ч	2 ч	3 ч	4 ч	6 ч	8 ч
ФШ-93 известь-1 ФРШ -6	0,5	4,8	4,35	8,05	1,57	12,05	9,15
ФШ-92 известь-1 СПШ-6	-	-	0,8/7	4,62	17,5	22,2	24,8

Таблица 13 - Влияние содержания сталеплавильного, феррошлаков (окислители фосфинов) и цементной пыли (нейтрализатора фтористого водорода) на активность шлакового вяжущего тепловлажностной обработки при механической нагрузке (950С)