Маркетинговые исследования промышленных рынков Влияние шлака на активность шлакощелочного вяжущего
Как известно, шлакощелочное вяжущее (ШЩВ) получают путем затворения молотого доменного гранулированного шлака (ДГШ) раствором щелочного компонента. При этом скорость твердения ШЩВ определяется в основном двумя факторами: видом и свойствами щелочного компонента и активностью шлака.
Что касается щелочных компонентов, то в качестве их используют NaOH, КОН, метасиликат натрия и другие вещества, дающие щелочную среду. Кроме этого можно использовать отходы промышленности, такие как, например, содощелочной плав (отход производства капролактама). Активность этих компонентов можно регулировать, меняя концентрацию и температуру. Известно, что оптимальной концентрацией следует считать такую, при которой содержание щелочного компонента составит
примерно 7% от массы шлака.
Что касается активности шлака, то одним из способов повышения их активности является увеличение степени дисперсности, это связано с ростом энергозатрат на помол. Поэтому оптимальной дисперсностью шлака для производства ШЩВ считается удельная поверхность до 300 м2/кг. Другим способом изменения активности шлаков является оптимальный режим охлаждения шлаковых расплавов.
Технология производства ШЩВ включает в себя сушку шлака, причем установлено, что повышение температуры сушки выше 800 С вызывает кристаллизацию шлака и снижение его активности. Поэтому целью работы было изучение влияния режима термообработки шлака при сушке на его активность. В работе использовались материалы: Липецкий ДГШ, сода и метасиликат натрия в виде растворов плотностью 1200 кг/м3, речной песок барханного
типа. Исходный и термообработанный при температурах 400-800 С шлак измельчался до удельной поверхности 300 м2/кг. Образцы после 12 часов выдержки в воздушно-сухих условиях твердели в пропарочной камере по режиму 3+6+3 ч. при изотермическом прогреве при 95 С.
ДТА исходного шлака показал, что на термограмме присутствуют три эффекта: эндоэффект при 775 С. обусловленный разложением кальцита, наличие которого подтверждается РФА, и 2 экзоэффекта при 915 и 960 С. Первый из них обусловлен началом кристаллизации шлакового стекла, второй - практически полной его кристаллизацией. РФА исходного шлака и термообработанного при температурах 500 и 800 С показал, что с повышением температуры термробработки в шлаке
увеличивается степень кристаллизации шлакового стекла и в значительном количестве появляются инертные шлаковые минералы.
Результаты определения прочностных показателей ШЩВ с различными затворителями приведены в таблице.
Как следует из полученных данных, термообработка шлака повышает его активность и способствует повышению прочности независимо от вида затворителя. Особенно эффективна термообработка шлака при температуре 500 С, при которой кристаллы, появляющиеся в шлаковом стекле, весьма дефектны и обладают повышенной активностью, что существенно сказывается на скорости взаимодействия шлака с жидкой фазой. Эта закономерность подтверждается при определении в затвердевших
образцах химически связанной воды по потерям при прокаливании.
Поскольку 500 С является оптимальной температурой термообработка, то для определения времени сушки шлака его обрабатывали при этой температуре от 10 до 60 минут. Лучшие результаты были получены при термообработке в течение 20 мин. Именно в это время достигается максимальная прочность и скорость гидратации ШЩВ.
Таким образом, проведенные исследования показали, что термообработка шлака повышает активность ШЩВ, а саму термообработку вполне можно поводить в обычном сушильном барабане.
Каушанский В.Е., член-корр. РИА, д-р техн. наук, проф., Баженова О.Ю., канд. техн. наук, доц. Московский институт коммунального хозяйства и строительства
C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка цемента можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок цемента в России».
Эту и другие статьи Вы можете прочитать на сайте www.newchemistry.ru
«NEWCHEMISTRY.ru» - аналитический портал химической промышленности