Поверхностно-активные вещества в производстве вяжущих материалов.

В монографии даны теоретические основы влияния ряда поверхностно-активных веществ на свойства вяжущих веществ. Изложены результаты изучения воздействия добавок на интенсификацию технологических процессов производства и улучшение свойств цементов, рассмотрены теоретические и прикладные аспекты их регулирования. Развит механизм действия поверхностно-активных веществ и комплексных добавок на различные виды вяжущих веществ, что позволило решить ряд важных технологических вопросов производства п применения портландцемента. Книга представляет интерес для научных и инженерно-технических работников промышленности строительных материалов, преподавателей, аспирантов и студентов соответствующих специальностей высших учебных заведений. «… ПРЕДИСЛОВИЕ Десятая пятилетка — пятилетка эффективности и качества. Интенсификация технологических процессов производства и улучшение на этой основе качества выпускаемой продукции — одно из главных направлений выполнения намеченной программы. Основой современного строительства являются вяжущие материалы. Увеличение выпуска цемента и других видов вяжущих материалов в стране осуществляется не только созданием новых, реконструкции и модернизации существующих заводов, но и интенсификацией технологических процессов путем использования поверхностно-активных веществ. Данная работа посвящена усовершенствованию технологических процессов производства цемента на всех его переделах— измельчение сырья, приготовление шлама, обжиг клинкера и помол цемента, а также получению новых видов цементов и других вяжущих материалов с заданными техническими свойствами при помощи поверхностно-активных веществ и комплексных добавок на их основе. Исследование структурно-механических и упруго-пластических свойств сырьевых цементных шламов позволило определить оптимальные концентрации не изучавшихся ранее добавок, эффективно снижающих влажность шлама и удельный расход топлива при обжиге клинкера. Впервые предложены комплексные добавки, состоящие из минерализаторов и органических поверхностно-активных веществ, введение которых в помольный агрегат снижает необходимую влажность сырьевого шлама, улучшает его текучесть и равномерно распределяет минерализатор в сырьевой смеси. При этом ускоряется процесс клинкерообразования в области высоких температур, снижаются температура обжига и расход топлива на единицу продукции. Цемент, полученный из клинкера, содержащего комплексную добавку, имеет прочность на 5,0—6,0 МПа выше по сравнению с цементом, полученным из бездобавочного шлама. Установлена возможность регулирования с помощью ПАВ свойств сырьевых цементных шламов на основе высокощелочной пыли вращающихся печей. Из этого «пылевого» шлама получен клинкер, пригодный для приготовления однокомпонентного вяжущего, используемого в безопалубочном бетонировании. Изучение адсорбционной способности аминоспиртов позволило расширить номенклатуру добавок, интенсифицирующих помол клинкера. На основе выполненных исследований автор рекомендует наряду с широко применяемым трнэтаноламином добавку моноэтаноламина. Последняя наряду с интенсификацией процесса помола повышает прочность цементного камня. В качестве интенсификаторов помола цемента исследованы также термостабильные кремнииорганнческие соединения и отходы химической промышленности. Разработан способ отбеливания клинкера в среде поверхностно-активных веществ, что позволит использовать в производстве белого цемента сырьевые материалы с повышенным содержанием окрашивающих окислов и устранит необходимость использования интенсификаторов диспергации при помоле клинкера. Определенный интерес представляет процесс обогащения фосфогипса с помощью растворов аминоспиртов. Обогащенный фосфогипс по качеству не уступает природному и может применяться для регулирования сроков схватывания цемента и получения декоративных быстросхватывающихся гипсоце-цементно-пуццолановых вяжущих материалов. Разработан оптимальный вариант использования сухих отходов асбестоцементного производства в качестве заполнителя при получении строительных блоков с добавкой пластифицирующих поверхностно-активных веществ. Предложена добавка, состоящая из аморфного кремнезема и моноэтаноламина, которая повышает водостойкость и морозостойкость пористых строительных материалов. При нанесении ее на гранулы из глинистого сырья увеличивается коэффициент вспучивания керамзита, что позволяет использовать плохо вспучивающиеся глины при производстве этого вило легких заполнителей. При этом повышается адгезия керамзита к цементному камню в процессе твердения бетонов. В работе рекомендованы новые добавки для получения пластифицированного портландцемента и показаны способы повышения его активности при твердении. Обширные исследования свидетельствуют, что поверхностно-активные вещества и комплексные добавки на их основе способствуют улучшению качества цементов и могут использоваться при получении строительных материалов и изделий с новыми техническими свойствами. Эффективность тех или иных добавок ПАВ зависит от ряда факторов: минералогического состава и структуры цементного клинкера, дисперсности цемента, условий твердения бетонов, ввода в среду твердения наряду с ПАВ других добавок. Автор монографии одним из первых поставил вопрос о комплексном использовании поверхностно-активных веществ в производстве портландцемента на всех этапах технологического процесса, начиная от подготовки сырья и кончая использованием готового цемента в строительстве. Особенностями этой работы являются новаторский подход к решению поставленной задачи и использование достижении современной физической химии для научного обоснования технологических решений. В ближайшем будущем применение ПАВ в производстве вяжущих веществ, несомненно, значительно расширится и станет одним из основных направлений интенсификации технологических процессов в этой важной отрасли промышленности.