Диссертация (1141449), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Содержание глиныв сырьевой смеси составляло 5–40 мас. %, активность смеси – 4, 6 и 8 мас. %. Автоклавирование проводили при давлении 0,4–1,0 МПа по режиму 1,5+6+1,5 ч.С увеличением содержания магнезиальной глины до 20 мас. % при активности сырьевой смеси 4 и 6 мас. % предел прочности при сжатии образцов возрастает соответственно до 32,44 МПа (в 2,9 раза) и до 36,1 МПа (в 2,3 раза) (Таблица4.3, Рисунок 4.13, кривая 1 и 2).162Рисунок 4.10 – Термограммы образцов,автоклавированных при давлении 1МПа и времени изотермической выдержки 6 ч: содержание отсева обога-Рисунок 4.11 – Рентгенограммы автоклавных матери-щения песка Новгородской обл., мас.алов: содержание отсева обогащения песка Новго-%: 1 – 0; 2 – 10; 3 – 40; 4 – 50родской обл., мас.
%: 1 – 0; 2 – 10; 3, 5 – 40; 4 – 50;время изотермической выдержки, ч: 1–4 – 6; 5 – 2Рисунок 4.12 – ИК-спектры автоклавных материалов с содержанием породы из отсева обогащения песка Новгородской обл., мас. %: 1 – 0; 2 – 10; 3 – 20; 4 – 30; 5 – 40Для смесей с активностью 8 мас. % содержание породы до 15 мас. % повышает прочность на сжатие в 1,4 раза и достигает 43,54 МПа (см. рисунок 4.13,кривая 3). Средняя плотность образцов составляет 1780–1970 кг/м3, водопоглощение – 11,42–17,17 %. Значения коэффициента размягчения свидетельствуют о том,что полученный материал является водостойким (см.
таблицу 4.3).163Таблица 4.3 – Свойства автоклавных материалов на основе магнезиальнойглиныСодержание магнезиальной глины, мас. %Физико-механические свойства051015203040Содержание активной CaO 4 мас. %Предел прочности при сжатии, МПа11,020,3625,4529,1432,4431,6228,97Средняя плотность, кг/м31780190019401950196019701950Водопоглощение, %13,3111,7811,6311,4211,8212,9714,02Коэффициент размягчения0,960,8070,8790,8990,8820,8650,751Содержание активной CaO 6 мас. %Предел прочности при сжатии, МПа15,419,0422,3531,1336,134,633,77Средняя плотность, кг/м31780187018801900191019201890Водопоглощение, %14,4413,1813,2113,1313,3413,7115,02Коэффициент размягчения0,860,7910,8670,9220,9180,8810,749Содержание активной CaO 8 мас. %Предел прочности при сжатии, МПа29,131,9539,2443,5436,9235,133,61Средняя плотность, кг/м31830188019401940193019201870Водопоглощение, %14,1613,0312,4811,8212,3213,6514,76Коэффициент размягчения0,830,7940,8460,8920,8850,8280,758С целью повышения прочностных показателей автоклавных материалов наоснове магнезиальных глин исследовано влияние содержание в составе вяжущеготонкодисперсного кварцевого песка (Sуд = 280 м2/кг) (Рисунок 4.14).Установлено, что максимальную прочность автоклавных материалов на основе магнезиальной глины обеспечивает содержание тонкодисперсного кварцевого песка в количестве 10 и 12,5 мас.
%. Например, при активности сырьевой смеси8 мас. % введение тонкодисперсного песка 10 мас. % повышает прочность материалов с 30,79 МПа до 43,54 МПа (в 1,4 раза).Таким образом, магнезиальную глину можно использовать в качестве сырьядля производства силикатных материалов автоклавного твердения.164Выветрелые сланцы. Установленные закономерности проявляются и при изучении продуктовначальной стадии выветриваниясерицит-кварц-биотитового сланцаи продуктов его выветривания: серицит-кварцевый,каолинит-гидрослю-дисто-кварцевый,гид-рослюдисто-каолинит-кварцевый икаолинит-гидрослюдисто-Рисунок 4.13 – Предел прочности при сжатии автоклавных материалов в зависимостиот содержания магнезиальной глины: содержаниебемитовый.
Влияние содержанияактивной CaO, мас. %: 1 – 4; 2 – 6; 3 – 8сланцев на физико-механические характеристики автоклавных материалов существенно зависит от степени выветривания этих пород (Рисунок 4.15).Наибольшееповы-шение предела прочностипри сжатии обеспечиваютисходныйбиотитовыйсерицит-кварцисланецначальной стадии выветривания – серицит-кварцевый(см.
рисунок 4.15, а, б, кривая 1). При содержании 4мас. % CaOакт прочностьповышается соответствен-Рисунок 4.14 – Предел прочности при сжатии автоклавныхматериалов в зависимости от содержания магнезиальнойглины: содержание тонкодисперсного кварцевого песка,мас. %: 1 – 0; 2 – 2,5; 3 – 5; 4 – 10; 5 – 12,5; 6 – 15но до 19,3 МПа (в 2,5 раза)и 20,48 МПа (в 2,7 раза), при содержании 8 мас.
% CaOакт – до 35,45 МПа (в 1,8раза) и 38,67 МПа (в 1,9 раза). Оптимальное содержание породы составляет 40мас. % (4 мас. % CaOакт) и 30 мас. % (8 мас. % CaOакт). Максимальной прочностисоответствует наибольшая средняя плотность и минимальное водопоглощение.д – каолинит-гидрослюдисто-бемитовыйб – серицит-кварцевый; в – каолинит-гидрослюдисто-кварцевый; г – гидрослюдисто-каолинит-кварцевый;I – 4 % CaO, II – 8 % CaO; 1 – предел прочности при сжатии; 2 – средняя плотность; 3 – водопоглощение; а – серицит-кварц-биотитовый;Рисунок 4.15 – Свойства автоклавных материалов в зависимости от содержания и степени выветривания сланцев:165166Предел прочности при сжатии образцов на основе сланца начальной стадиивыветривания выше, чем на основе исходной породы. С дальнейшим увеличениемстепени выветривания положительное влияние сланцев на прочность образцовснижается (см. рисунок 4.15, в, г и д).
Каолинит-гидрослюдисто-кварцевый сланецповышает прочность образцов (с 7,6 до 10,79 МПа) только при содержании 4 мас.% CaOакт (см. рисунок 4.15, I, в). При содержании 8 мас. % CaOакт с содержаниемсланца 5 мас. % прочность снижается с 20 до 15,74 МПа и далее повышается, ноне достигает прочности контрольных образцов (см. рисунок 4.15, II, в).Гидрослюдисто-каолинит-кварцевый сланец при 4 мас. % CaOакт на прочность не влияет, а при 8 мас.
% CaOакт прочность снижается до 11,92 МПа (см. рисунок 4.15, г). Сланец последней стадии выветривания каолинит-гидрослюдистобемитового оказывает отрицательное влияние прочностные свойства образцов(см. рисунок 4.15, д).Максимальная средняя плотность и минимальное водопоглощение соответствует содержанию сланцев 30 мас. %. Исключение составляют образцы с каолинит-гидрослюдисто-бемитовым сланцем с 8 мас. % CaOакт, которые имеют минимальное водопоглощение при содержании породы 10 мас. %.Снижение прочностных показателей образцов с повышением степени выветривания сланцев связано с изменением вещественного состава пород, котороеприводит к синтезу новообразований, обладающих низкими вяжущими свойствами.Положительное влияние на физико-механические свойства автоклавных материалов оказывает шамотизированный каолинит-гидрослюдистый сланец (рисунок 4.16).
При содержании породы 5 мас. % (8 мас. % CaOакт) предел прочностипри сжатии снижается с 20 до 15,7 МПа (Рисунок 4.16, б). С увеличением содержания породы до 30 мас. % прочность возрастает до 22,71 МПа. Максимальномузначению прочности соответствует наибольшая средняя плотность 1970 кг/м3 иминимальное водопоглощение 10,0 %.Наибольшее повышение прочности обеспечивает шамотизированный каолинит-гидрослюдистый сланец при содержании 4 мас. % CaOакт (см.
рисунок 4.16,167а). Прочность повышается в 2,5 раза при содержании породы 20 мас. %. Этомусодержанию породы соответствует минимальное водопоглощение 11,59 %. Максимальная средняя плотность 1960 кг/см3 достигается при содержании породы 30мас.
%.а)б)Рисунок 4.16 – Свойства автоклавных материалов в зависимостиот содержания шамотизированного каолинит-гидрослюдистого сланца:содержание активной CaO, мас. %: а – 4, б – 8;1 – предел прочности при сжатии; 2 – средняя плотность; 3 – водопоглощениеТаким образом, использование в качестве сырья выветрелых сланцевначальной стадии выветривания позволяет существенно повысить прочностныепоказатели силикатных материалов автоклавного материалов.4.1.3 Снижение энергоемкости производства за счет регулированияпараметров автоклавной обработкиВысокая реакционная способность породообразующих минералов глинистых пород незавершенной стадии минералообразования ускоряет синтез и формирование цементирующего вещества, что позволяет снизить давления и времягидротермальной обработки изделий в автоклаве и существенно сократить энергозатраты на производство.168Исследования проведены на образцах, содержащих 30 мас.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
