РАЗДЕЛ 2
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Обоснование и характеристика объектов исследований
Для выполнения задач диссертационного исследования по получению
гидроизоляционного кирпича и дорожной тротуарной плитки приняты: типичные
каменноугольные дорожные дегти по ГОСТ 4641 (табл. 2.1), вода затворения,
соответствующая ГОСТ 23732; активатор вяжущих свойств отвального мартеновского
шлака, а также в качестве вяжущего для производства тротуарной плитки
портландский цемент марок 400 и 500 (табл. 2.2, 2.3, 2.4, 2.5), производимый
ОАО Амвросиевским цементным комбинатом «Донцемент»; поверхностно-активные
вещества – сульфитно-дрожжевая бражка – СДБ (ОСТ 81-79-74) и СДО (ТУ
81-05-2-78); ускоритель твердения цементного бетона NaOH (ГОСТ 2263), отсев
дробления отвального мартеновского шлака Макеевского металлургического
комбината.
Отсев дробления отвального мартеновского шлака (продукт отсева при дроблении
отвальных мартеновских шлаков на фракционированный щебень) представлен зернами
кристаллической структуры и его зерна имеют текстуру от каверзнопористой до
плотной.
Содержание химических веществ в отвальном мартеновском шлаке Макеевского
металлургического комбината в % по массе следующее: СаО = 36,43 - 38,83; SiO2 =
18 - 20; Fe = 9,32 - 9,72; FeO = 7,20 - 8,46; Fe2O3 = 4,09 - 4,41; MnO = 8,12 -
9,14; Al2O3 = 4,05 - 4,41; MgO = 6,85 - 7,89; P2O5 = 0,77 - 1,07.
Таблица 2.1
Физико-химические свойства каменноугольных дегтей
пп
Условная вязкость, с
Плотность, кг/м3
Групповой состав,
% по массе
Содержание фенолов, %
Температура хрупкости, 0С
Температура размягчения, 0С
Растяжимость, см, при
Потери после 4-х часов прогрева в слое 1Ч10-3м, при 110ОС
Температура размягчения после 4-х часов прогрева в слое 1Ч10-3м при 110ОС, °С
Температура размягчения остатка после отбора фракций до 300ОС, ОС
Альфа-фракция
Бета- фракция
Гамма- фракция
00С
250С
С=
150
1237
17,51
6,24
76,25
0,61
-22
15
19,5
35
51
С=77
1257
20,36
10,25
69,39
0,39
-7
32
100
65
19,1
40
59
Таблица 2.2
Вещественный состав цементов марок 400 и 500
Процентное содержание по массе
Доменного
гранулированного шлака
Портландцементного
клинкера
Гипсового камня
13-16 / 10-15
76-80 / 85-90
5-6 / 5
Таблица 2.3
Химико-минералогический состав портландцементного клинкера
для производства цементов М400 / М500
п.п.п.
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MnO
FeO
0,21/0,22
21,82/21,81
5,61/5,68
4,72/4,58
66,68/66,46
0,15/0,12
0,10/0,11
SO3
R = 0
KH
C3S
C2S
C3A
C4AF
10
11
12
13
14
0,20/0,13
0,11/0,10
0,92/0,92
61,55/62,71
10,81/15,32
6,86/7,28
14,34/13,92
Таблица 2.4
Химический состав доменного гранулированного шлака
SiO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
MnO
MgO
CaO
Kk
0,31
41,32
8,90
2,70
0,44
3,13
42,20
1,31
Таблица 2.5
Физико-механические свойства портландцементов марок 400/500
Нормальная
густота цементного теста, %
Равномерность изменения
объема
В/Ц
Расплыв конуса, мм
Сроки схватывания
начало, мин
конец, час
26/25,5
“В”
0,40/0,38
115/113
160/120
4/2,75
Предел прочности, МПа
Группа по эффективности пропаривания
при нормальном твердении 28 суток
при пропаривании
на изгиб
на сжатие
на изгиб
на сжатие
5,7/7,5
45/54
5,0/5,8
25,6/34
По минералогическому и химическому составу отвальный мартеновский шлак
Макеевского металлургического комбината близок к отвальным мартеновским шлакам
металлургических заводов стран СНГ, у которых усредненные значения химических
веществ в % по массе следующие [1]: CaO = 24 - 38; SiO2 = 18 - 34; Al2O3 = 3 -
5; MnO = 6 - 12; FeO + Fe2O3 = 11 - 13; P2O5 = 0,81 - 0,98. По показателям
электроповерхностных свойств, концентрации кислотно-основных центров Бренстеда
отсев дробления отвального мартеновского шлака характеризуется преобладанием в
поверхностных слоях умеренно- и слабокислых активных центров [6]. Значение
суспензионного эффекта [12] - интегральный показатель, характеризующий знак и
величину заряда поверхности свидетельствует о преобладающем положительном
заряде поверхности отсева дробления отвального мартеновского шлака.
Истинная плотность отсева дробления отвального мартеновского шлака – 3250кг/м3,
насыпная плотность – 1700 кг/м3, водопоглощение – 9 % по массе, марка по
дробимости в стальном цилиндре (потеря массы фракции 5-10 мм – 7 %) – “1200”,
морозостойкость более 200 циклов, содержание илистых и глинистых частиц
0,87-0,95%, содержание слабых пород 2,1-2,3 %, активность – 1 МПа, устойчивость
против распада – 3,9 %.
Гранулометрический состав, характеризуемый частными остатками на ситах с
размером отверстий, мм, следующий: 10 – 2 %, 5 – 24 %, 2,5 – 15 %, 1,25 – 18 %,
0,63-14 %, 0,315-15 %, 0,14-4 %, частиц менее 70Ч10-6 м – 8 %.
2.2. Методы экспериментальных исследований
В настоящей работе, кроме стандартных методов исследований органических и
минеральных вяжущих - компонентов гидроизоляционного кирпича и цементного
бетона, физико-механических характеристик бетонов по ГОСТ 4641, ГОСТ 11506,
ГОСТ 11505, ГОСТ 11507, ГОСТ 10180, ГОСТ 12730.0, ГОСТ 12730.1, ГОСТ 12730.3,
ГОСТ 22452 и др. принят ряд специальных методов исследований:
Начальный период структурообразования вододегтешлаковых смесей исследовали на
пластометре П.А. Ребиндера [2] и резонансно-акустической установке ИГ-1р И.Г.
Гранковского [59].
При изучении структурообразования на резонансно-акустической установке ИГ-1р
вододегтешлаковую смесь помещали в кювету (рис. 2.1), поверхность пасты
заглаживали шпателем. Кювету с пастой исследуемого состава подвешивали к
мембранам (рис. 2.1). С помощью звукового генератора изменяли частоту колебаний
- Київ+380960830922