Введение
Глава 1. Анализ физико-химических основ создания композиционных материалов из фосфогипса с предельно высокими эксплуатационными показателями (литературный обзор) 14
1.1 Механизм твердения гипсовых вяжущих 14
1.2 Нейтрализация фосфогипса 19
1.3 Переработка фосфогипса способом термообработки 22
1.3.1 Безобжиговые гипсовые вяжущие 22
1.3.2 Гипсовые вяжущие -модификации 24
1.3.3 Высокообжиговые гипсовые вяжущие (ангидритовый цемент) 25
1.4 Современные достижения в области физико-химического прогнозирования и оптимизации эксплуатационных свойств композиционных материалов 28
1.5 Выводы по главе 1 37
Глава 2. Объекты и методы исследования 39
2.1 Объекты исследования 39
2.2 Методы исследования состава, физико-химических и эксплуатационных свойств 40
2.2.1 Комплексный термогравиметрический анализ 41
2.2.2 Кинетические кривые процесса кристаллизации вяжущего 41
2.2.3 Денсиметрический контроль изменения плотности объектов 41
2.2.4 Гранулометрия (распределение пор по размерам частиц) 42
2.2.5 Лазерный микроспектральный анализ (ЛМСА) 43
2.2.6 Масс-спектроскопия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) 43
2.2.7 Атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно-связанной плазмой 44
2.2.8 Титриметрия 45
2.2.9 Гравиметрический анализ 45
2.2.10 Фотометрия 45
2.2.11 Ионометрия 45
2.2.12 ИК-спектроскопия 45
2.2.13 Рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ 45
2.2.14 Определение предела прочности при сжатии и изгибе 46
2.2.15 Определение водопоглощения и водостойкости 46
2.2.16 Определение коэффициента размягчения 46
2.2.17 Определение морозостойкости 47
2.2.18 Метод прессования 47
2.2.19 Электронная микроскопия 47
2.2.20 Методы статистической обработки результатов 47
2.2.21 Термодинамические расчеты 48
2.2.22 Методика биотестирования 48
2.2.23 Расчет класса опасности отходов 49
Глава 3. Физико-химические основы получения композиционных материалов на основе фосфогипса в интервале температур термообработки 25-700С 52
3.1 Характеристика исходного фосфогипса 52
3.2 Нейтрализация фосфогипса 57
3.3 Влияние физико-химического параметра - температуры термообработки на физико-механические свойства КМ 60
3.4 Термодинамические расчеты изменения энергии Гиббса 64
3.5 Исследование кинетических закономерностей образования искусственного гипсового камня из фосфогипса, обработанного в диапазоне температур от 25 до 340 С 71
3.6 Влияние размера частиц отожженных образцов фосфогипса на физико механические свойства 73
3.7 Влияние химических добавок на эксплуатационные показатели композиционных материалов 80
3.8 Выводы по главе 3 85
Глава 4. Физико-химические закономерности получения высокопрочных гипсовых вяжущих из фосфогипса, отожженного в диапазоне температур 700-1000 С 87
4.1 Зависимость прочности образцов от температуры термообработки 87
4.2 Физико-химические характеристики образца отожженного при 1000 С методами рентгенофазового, ИК-спектроскопического, электромикроскопического анализов 89
4.3 Влияние размера частиц термообработанного фосфогипса при 1000 С на физико-механические свойства 95
4.4 Исследование кинетических закономерностей образования искусственного гипсового камня из фосфогипса, обработанного в диапазоне температур от 700 до 1000 С 97
4.5 Влияние прессования на физико-механические свойства получаемых материалов на основе фосфогипса 100
4.6 Влияние добавок на физико-механические характеристики образцов 103
4.7 Влияние природы нейтрализующего агента на цвет образцов фосфогипса, отожженных при температуре 700-1000С 111
4.8 Определение морозостойкости исследуемых композитов 112
4.9 Разработка исходных данных для производства композиционного кирпича и облицовочной плитки розового цвета из фосфогипса, отожженного при 1000 С 113
4.10 Выводы по главе 4 115
Глава 5. Физико-химические аспекты экологии хранения и переработки фосфогипса 118
5.1 Радиационная безопасность фосфогипса и изделий из него 118
5.2 Снижение класса опасности фосфогипса 120
5.2.1 Расчет класса опасности фосфогипса 120
5.2.2 Нейтрализация фосфогипса, как основной механизм по снижению его класса опасности 123
5.3 Экология производства гипсовых вяжущих из фосфогипса 128
5.4 Выводы по 5 главе 129
Основные выводы 130
Список литературы 132
Список публикаций по теме диссертации 145
Приложения 148
