Автореферат диссертации (1141448), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Газобетон, полученный при давлении автоклавирования 1 МПа исокращенной длительности изотермической выдержки до 4–5 ч, имеет болеевысокие показатели предела прочности при сжатии, чем образцы на традиционном сырье (таблица 5). Рациональное содержание извести в сырьевойсмеси в зависимости от вида сырья составляет 12–18 % от массы сухихкомпонентов смеси.Таблица 5 – Предел прочности при сжатии газобетонав зависимости от активности смесиКремнеземистыйкомпонентПредел прочности при сжатии, МПа,при содержании СаОакт, мас.
%1012141618202,803,213,413,10––Кварцевый песок (С* = 1,5)Кварцевый песок с содержанием 154,164,844,31мас. % магнезиальной глины (С = 1,0)Супесь ААП-1 (С = 2,0)3,254,204,90Супесь ААП-2 (С = 1,5)3,204,125,05Супесь КМА (С = 1,5)–3,133,54*С – отношение кремнеземистого компонента к вяжущему3,70––5,125,433,884,755,154,06––3,97Существенное влияние на прочностные показатели оказывает времяизотермической выдержки и давление автоклавирования (рисунок 13).Наибольший прирост прочности происходит при увеличении времени автоклавирования до 5 ч. Повышение прочности при содержании 16 мас.
%СаОакт как для супеси КМА, так и для супеси ААП-1 составляет 32 %. Снижение давления автоклавирования с 1,4 до 0,6 МПа (в 2,3 раза) уменьшаетпрочность только на 33–35 %.Рациональная продолжительность времени изотермической выдержки,при которой достигается максимальная прочность, составляет 4–5 ч. Вдальнейшем происходит перекристаллизация новообразований и прочностьснижается.Таким образом, глинистые породы НСМ способствуют ускорению синтеза новообразований, формированию рациональной макро- и микроструктуры газобетона (рисунок 14), с уплотненными межпористыми перегородками, что позволяет сократить энергозатраты на производство, повыситьфизико-механические характеристики изделий и расширить номенклатурустеновых поризованных материалов.
Высокая дисперсность сырья позволя-25ет исключить его предварительный помол при приготовлении сырьевойсмеси для получения поризованных материалов марки D700.а)б)Рисунок 13 – Зависимость предела прочности при сжатии газобетона на основесупеси КМА (а) и супеси ААП-1 (б) от давления автоклавирования, содержания СаОи времени изотермической выдержкиа)б)в)Рисунок 14 – Микроструктура газобетона на основе: а – кварцевого пескас добавкой 15 мас. % магнезиальной глины; б – супеси ААП-1; в – супеси ААП-2Разработаны составы сырьевых смесей и определены режимы гидротермальной обработки для получения конструкционно-теплоизоляционныхячеистых материалов с маркой по средней плотности D500 и D700 и классом прочности на сжатие соответственно B2,5 и B3,5 (таблица 6), морозостойкостью 15–25 циклов; теплоизоляционных – маркой D250–D400 с пределом прочности при сжатии 0,7–2,4 МПа, теплопроводностью 0,053–0,09Вт/(м·°С) (таблица 7).
Увеличение прочности теплоизоляционных материалов позволило перевести их в разряд теплоизоляционно-конструкционных.Таким образом, сырьевые смеси для получения ячеистых бетонов наоснове глинистого сырья характеризуются более высокой пластической вязкостью и газоудерживающей способностью по сравнению с традиционнымидля автоклавной технологии смесями. Следствием этого является формирование однородной мелкопористой структуры, с повышенной плотностью именьшей толщиной межпористых перегородок. С учетом формирования26полиминерального состава новообразований рациональной микроструктуры, это способствует повышению эксплуатационных характеристик конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных материалов.
Изученные типы пород НСМ проранжированы по степени повышенияэффективности их использования для производства ячеистых автоклавныхматериалов в следующей последовательности: глина опоковидная супесьААП-1 магнезиальная глина супесь КМА монтмориллонитгидрослюдисто-кварцевая супесь ААП-2 суглинок КМА.– 37,5 – 22,5 1,540 –Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С)Песок кварц.1,5Марка по морозостойкости60Усадка при высыхании,мм/мПесок кварцевый–Класс прочностиСупесь КМА–2,50,5150,17164,83,50,5250,16Предел прочности присжатии, МПаМагнезиальная глина–Содержание СаОакт, мас. %Супесь ААП-2Sуд = 140 м2/кгПесок кварц.
40 –КремнеземистыйкомпонентИзвестьСупесь ААП-1Состав вяжущего,мас. %Отношение кремнеземистогокомпонента к вяжущемуТаблица 6 – Рациональные составы и свойства конструкционнотеплоизоляционного ячеистого бетонаD700164,1Супесь ААП-1 40 60 ––––2,0164,53,50,45250,14Супесь ААП-2 40 – 60–––1,5165,43,50,4250,15Супесь КМАSуд = 250 м2/кгПесок кварц.Песок кварц.Супесь ААП-1Супесь ААП-2Супесь КМА–55–1,518D50016161616164,63,50,45250,152,53,002,853,402,902,02,52,52,52,50,500,520,520,450,5125252525250,120,110,100,110,1245 –4040404045––60–––– – – 60– 37,5 – 22,5– – – –60 – – –– – 55 –1,51,52,01,51,5К важнейшим эксплуатационным свойствам автоклавных материаловотносится долговечность, которая определяется устойчивостью к попеременному замораживанию-оттаиванию, увлажнению-высушиванию, устойчивостью по отношению к углекислоте.Морозостойкость прессованных автоклавных материалов рациональных составов, полученных, в том числе, при сокращенном времени автоклавной обработки, составила 35–50 циклов (таблица 8), что выше морозостойкости традиционного известково-песчаного силикатного кирпича (25–35 циклов).
Повышение морозостойкости обусловлено уменьшением водопоглощения за счет увеличения плотности материала и формированием цементирующих соединений, обладающих повышенной устойчивостью к по-27переменному замораживанию и оттаиванию.–60Песок кварц. 40 37,5 ––––– 22,5 1,5 16Песок кварц. 40 – 37,5 –––– 22,5 1,5 16– 37,5 ––– 22,5 1,5 16Песок кварц. 40 –СупесьААП-1СупесьААП-240 –––60 –40 ––––––Супесь КМА 451,5 16––1,5 16–60 ––1,5 16–– 55–1,5 180,540,500,640,600,620,570,620,570,620,570,600,550,620,573504003504003504003504003504003504003504001,551,801,72,151,552,051,652,251,62,001,852,401,652,20Коэффициенттеплопроводности, Вт/(м·°С)Песок кварцевый–Класс по прочностиСупесь КМА–Прочность при сжатии, МПаСупесь ААП-2–Марка по средней плотностиСупесь ААП-1–В/Т растворной смесиМонтмориллонитгидрослюдисто-кварцеваяСодержание СаОакт, мас.
%Опоковидная глинаПесок кварц. 40 –Кремнеземистыйкомпонент,Sуд=350м2/кгИзвестьМагнезиальная глинаСостав вяжущего, мас. %Отношение кремнеземистогокомпонента к вяжущему (С)Таблица 7 – Рациональные составы и свойства теплоизоляционногоячеистого бетона10,0910,1010,081,5 0,091 0,0651,0 0,0810,071,5 0,091 0,0651,5 0,081 0,0751,5 0,0910,071,5 0,09Таблица 8 – Морозостойкость прессованных автоклавных материаловПородаСуглинок (КМА)Монтмориллонитгидрослюдистокварцевая гл.(КМА)Шамотизированный каолинитгидрослюдистыйсланец (КМА)Магнезиальнаяглина (ААП)Отсев обогащенияпеска (Новгород)Изотерми- Коэффици- Потеря прочности при сжатии, %, послезамораживания/оттаивания, циклыческая вы- ент размягдержка, ччения15253550630,850,7512,74,29,24,710,112,512,214,160,819,114,019,2523,460,8010,115,2520,0525,363630,890,880,780,77––––6,810,510,610,8510,5213,2813,1216,214,416,4518,8519,828Прессованные автоклавные материалы рациональных составов после100 циклов попеременного увлажнения-высушивания потеряли от 14,2 до24,5 % первоначальной прочности, что является вполне допустимым показателем по воздухостойкости.Исследования на карбонизационную стойкость как плотных, так и ячеистых материалов показали, что наиболее интенсивно процесс карбонизации идет в течение первых двух месяцев, сопровождаясь незначительнымснижением прочности образцов, причем степень карбонизации образцов наоснове исследуемых пород на 13–47% меньше, чем контрольных.Для прессованных автоклавных материалов определена солестойкостьпутем выдержки в растворе смеси MgSO4, Na2SO4 и NaCl в течение 6 мес.Коэффициент химической стойкости составил 0,96–0,98, против 0,91 дляизвестково-песчаных материалов.
Высокая солестойкость обеспечивается засчет полиминерального состава цементирующих соединений и, в частности,наличия гидрогранатов, обладающих повышенной устойчивостью к действию растворов солей.Таким образом, установлены высокие эксплуатационные характеристики автоклавных материалов на глинистом сырье, обусловленные оптимизацией структуры при гидротермальном твердении системы «CaO–[SiO2–Al2O3–(MgO)]–Н2O» на всех размерных уровнях.Для повышения архитектурной выразительности и, следовательно,комфортности проживания человека, необходимо широкомасштабное производство отделочных материалов. Анализ окраски глинистых пород НСМ(рисунок 15), связанной с содержанием минералов-хромофоров, к которымотносятся соединения алюминия, железа, титана, марганца, калия, натрия идр., а также таких цветовых характеристик, как насыщенность цвета (Р=26–45 %) и коэффициент отражения (=27–52 %), позволили рассмотреть их сточки зрения выполнения функции природных пигментов.Проведенные испытания на атмосферостойкость, а также карбонизационную устойчивость и солестойкость, показали устойчивость окраски кдействию агрессивных факторов окружающей среды.
Таким образом, установлено, что за счет использования глинистых пород незавершенной фазыминералообразования можно получать устойчивую объемную окраску материалов автоклавного твердения. Учитывая большое влияние колористикина самочувствие человека, предлагается производство широкого спектраотделочных материалов: колотый силикатный кирпич и камни, декоративный кирпич, цветная плитка из ячеистого бетона.По результатам анализа свойств разработанных материалов можно заключить, что применение алюмосиликатных пород незавершенной стадииминералообразования позволяет получать высокоэффективные силикатныеавтоклавные материалы широкой номенклатуры с низкими энергозатратами. С учетом проведенных исследований предложена схема рациональногоиспользования новой сырьевой базы автоклавных материалов.29а)г)б)в)д)е)Рисунок 15 – Цвет глинистых пород:КМА: а – опоковидная; б – монтмориллонит-гидрослюдисто-кварцевая;в – песчаная монтмориллонит-каолинитовая; г – суглинок КМА;д – шамотизированный каолинит-гидрослюдистый сланец;ААП: е – супесь ААП-1, ж – супесь ААП-2; з – магнезиальнаяг)ж)Производство автоклавных материалов на основе глинистых породможно организовать на действующих предприятиях по производству традиционных силикатных материалов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
