Диссертация (1141449), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Кроме этого в этой системе, как было установлено в главе 2, образуются гидросиликаты магния. Эндотермические эффекты при 650–680 и 770–780 °Ссвязаны с диссоциацией карбоната магния и кальция. Их присутствие обнаруженотакже по полосам поглощения в пределах 1480–1422 и 876–857 см–1 на ИКспектрах (см. рисунок 4.44).Результаты изучения влияния глинистых пород на синтез новообразованийподтверждаются при исследовании глинистого сырья Республики Йемен (Рисунок4.45 и 4.46).196Рисунок 4.42 – Термограммы образцов(8 мас.
% CaOакт) и автоклавированныхРисунок 4.43 – Рентгенограммы образцов, содержа-при давлении 1,0 МПа и времени изо-щих 8 мас. % CaOакт и автоклавированных при дав-термической выдержки 6 ч: содержаниелении 1,0 МПа и времени изотермической выдержкимагнезиальной глины, мас. %: 1 – 0; 2 –6 ч: содержание магнезиальной глины, мас. %: 1 – 0;5; 3 – 10; 4 – 15; 5 – 20; 6 – 302 – 5; 3 – 10; 4 – 15; 5 – 20; 6 – 30Рисунок 4.44 – ИК-спектры образцов с содержанием магнезиальнойглины, мас.
%: 1 – 0; 2 – 5; 3 – 10; 4 – 20; 5 – 30197а)б)в)г)Рисунок 4.45 – Рентгенограммы образцов с содержанием 40 мас. %глинистых пород: а, б – месторождение Лахдж; в, г –месторождение Шибам-1;изотермическая выдержка, час: а, в – 4; б, г – 6198а)б)в)г)Рисунок 4.46 – Дериватограммы образцов с содержанием 40 мас. % глинистых пород:а, б – месторождение Лахдж; в, г –месторождение Шибам-1;изотермическая выдержка, час: а, в – 4; б, г – 6Суглинки месторождений Республики Йемен также способствуют образованию низкоосновных гидросиликатов кальция CSH(B) (экзотермический эффектпри 830–850 °С, см.
рисунок 4.46) и гидрогранатов (рефлексы 2,718–2,755Å, см.рисунок 4.45).Эндотермические эффекты на термограммах в интервале температур 780–850 °С и рефлексы при 3,04; 2,28; 2,13Å свидетельствуют о наличие карбонатакальция, который также входит в состав цементирующего вещества, уплотняя егоструктуру. Такой состав новообразований обусловливает высокие физикомеханические свойства автоклавных материалов.Таким образом, геологические процессы выполнили часть работы по дезинтеграции кристаллической структуры исходных минералов, что обычно происходит в процессе автоклавирования, за счет чего ускоряется разрушение породообразующихминераловглинистыхпородиинтенсифицируетсясинтезновообразований.
Установлены особенности фазообразования в системе «CaO–[SiO2–Al2O3–(MgO)]–Н2O» на основе глинистых пород незавершенной стадии минералообразования, которые заключаются в интенсификации синтеза гидросиликатов кальция различной основности, образования алюминийсодержащего тоберморита и гидрогранатов. Крупнокристаллическиефазы выполняют роль199микронаполнителя в субмикрокристаллической массе из низкоосновных гидросиликатов кальция. При гидротермальной обработке за счет различной степени активности породообразующих минералов глинистых пород различные по составуновообразования синтезируются в разный период времени. Это минимизируетколичество микродефектов, возникающих за счет кристаллизационного давления,и способствует ускорению синтеза цементирующего вещества рациональной микроструктуры.
Это позволит получать автоклавные материалы с высокими физикомеханическими показателями по энергосберегающей технологии.4.1.5 Морозостойкость прессованных материалов на основеалюмосиликатного сырьяОдним из важнейших показателей долговечности автоклавных материаловявляется морозостойкость, которая определяется в основном морозостойкостьюцементирующего вещества. Испытанию на морозостойкость подвергались автоклавные материалы из сырьевых смесей с содержанием исследуемых пород 30мас.
%, активностью 4, 6, 8 мас. %, временем изотермической выдержки 3 и 6 ч.Использовались суглинки КМА проб №№ 36, 40 и 44 (Таблица 4.8).Известково-песчаные силикатные материалыс содержанием 4 и 8 мас. % активной CaO после 25 циклов замораживания и оттаивания потеряли соответственно 29,7 и 17,6 % первоначального предела прочности при сжатии. Глинистые породы существенно повысили морозостойкость.
Образцы с содержаниемсуглинка пробы № 36 при содержании активной CaO 4–8 мас. % и времени изотермической выдержки 6 ч выдержали 50 циклов замораживания и оттаивания.При снижении изотермической выдержки до 3 ч морозостойкость образцов с 8мас. % CaOакт также составила 50 циклов. Уменьшение содержания активной CaOдо 6 и 4 мас. % снизило морозостойкость соответственно до 35 и 25 циклов.Суглинки проб № 40 и 44 обеспечивают морозостойкость 50 циклов привремени изотермической выдержки 3 и 6 ч только материалам, содержащим 8 мас.% CaOакт. При снижении содержания CaOакт до 4 мас. % морозостойкость умень-200шается и ее величина зависит от времени запаривания.
Для автоклавных материалов с содержанием суглинков проб № 40 и 44 морозостойкость при времени изотермической выдержки 3 ч составляет 15 циклов, а для 6 ч – 35 циклов. Показатели коэффициентов размягчения свидетельствуют о водостойкости полученныхматериалов.Таблица 4.8 – Морозостойкость автоклавных материалов на основесуглинков КМАСостав,мас.
%№п/п№Суг- пробыПроч- Коэф- Предел прочности при сжатии и процент изме-тер-ность фици- нения прочности образцов после попеременногомич. водона- ентвы-сыщен- раз-замораживания и оттаивания15 циклов25 циклов35 циклов 50 цикловМПадерж- ных об- мяг-CaO лиакт.Изо-нокка,разцов,че-КМАчасМПанияМПа%МПа%29,7%МПа%14––67,40,776,117,65,128––613,10,7011,8–9,910,8 –17,6 8,5343036618,60,7417,8–4,220,2 +8,5463036621,90,8518,6 –15,3 20,658336627,10,8518,4 –12,7 24,5643036319,00,7123,6–3,516,8 –11,8 13,4 –29,8––763036320,90,7420,2–3,216,7–5,7 15,7 –24,7––883036325,40,7524,3–4,224,2–4,7 22,2 –12,5 21,8 –14,1943040613,50,6414,1 +4,912,8–5,3 10,9 –19,3 9,1 –32,61083040631,10,7824,2 –22,9 30,5–1,9 30,1 –3,2 31,5 +1,31143040314,50,7313,0 –10,3–48,2––1283040326,20,7129,6 +13,1 29,3 +12,1––1343044611,50,7111,2–2,79,41483044623,30,7122,9–1,5––1543044311,40,6710,2 –10,34,7–58,11683044322,90,7223,6 +2,925,6 +11,2 21,8 –5,2 22,6 –4,77,5разрушились35,1––––16,6 –10,6–6,3––16,5 –24,9–9,2––23,8 –12,2–18,2 8,7 –24,2––27,6 +5,5––25,4 +9,1 27,4 +17,6––––201Повышение морозостойкости связано как с уменьшением водопоглощенияза счет увеличения плотности материала, так и с формированием цементирующего вещества, в составе которого содержатся гидрогранаты, обладающие повышенной устойчивостью к попеременному замораживанию-оттаиванию.Для автоклавных материалов с содержанием суглинков проб № 40 и 44, присодержании 8 мас.
% CaOакт, наблюдается повышение прочности, что обусловленогидравлическими свойствами полученного материала. Вероятно, рост прочностицементирующего вещества в воде происходит быстрее, чем разрушение при действии попеременного замораживания и оттаивания.Морозостойкость изделий на основе монтмориллонит-гидрослюдистокварцевой глинистой породы и шамотизированного каолинит-гидрослюдистогосланца составляет 35 циклов (Таблица 4.9).Таблица 4.9 – Морозостойкость автоклавных материалов на основемонтмориллонит-гидрослюдисто-кварцевой глинистой породыи шамотизированного каолинит-гидрослюдистого сланцаСостав смеси, мас.
%ПородаCaOПородаПотеря прочности, %, после попеременногозамораживания и оттаивания, циклы152535Монтмориллонит-430–17,3526,3гидрослюдисто-450–14,7018,50кварцевая840–14,0019,25Шамотизированный420–17,3521,30830–15,2520,05каолинит-гидрослюдистый сланецНеобходимо отметить, что морозостойкость автоклавных материалов, содержащих 50 мас. % породы (4 мас. % CaOакт) выше, чем содержащих 30 мас. %.Это связано, вероятно, с более низким водопоглощением и, соответственно,меньшим разрушающим воздействием замораживания и оттаивания.202Положительные результаты испытаний на устойчивость к воздействию попеременного замораживания-оттаивания получены и для автоклавных материаловна основе сырьевых смесей с рациональным содержанием породы из отсева обогащения песка Новгородской обл.
и магнезиальной глины ААП. Активность сырьевых смесей составляла 4, 6, 8 мас. %. Образцы запаривались при времени изотермической выдержки 3 и 6 ч (Таблица 4.10).Таблица 4.10 – Морозостойкость автоклавных материалов на основемагнезиальной глины и породы из отсева обогащения песка Новгородскойобл.Состав вяжу- Изотер- Rсж Коэф- Предел прочности при сжатии и прощего, мас.
% мичес- водо- фици- цент снижения прочности после испыПородаПо- Мо- кая вы- насыщ.СаО ро- лот.МагнезиальнаяглинаПорода изотсеваобогащенияпеска (Новгородская обл.)дер-тания на морозостойкостьентоб-цов, размяг- 25 цикловчения МПа35 циклов50 цикловда песок жка, чМПа81510638,760,8936,1281510335,140,8831,45 10,5 30,47 13,28 29,36 16,4562010633,220,9230,578,029,48 11,25 27,25 18,062010331,450,8728,469,527,32 13,1 25,46 19,042010628,650,8825,35 11,5 23,56 17,8 21,40 25,342010326,160,8522,85 12,65 21,45 18,0 19,30 26,22835–622,860,7820,45 10,5 19,86 13,12 18,55 18,85835–320,450,7718,23 10,85 17,14 16,2635–618,350,7916,32 11,0 15,55 15,25 14,65 20,2635–316,440,7514,55 11,5 13,22 19,6 12,20 25,8435–614,160,7312,55 11,4 11,21 20,8 10,35 26,9435–313,230,7111,6%МПа6,834,68 10,52 33,28 14,14%12,3 10,40 21,4МПа16,49,40%19,829,0Использование этого сырья существенно повысило морозостойкость в сравнении с известково-песчаными материалами (25 циклов).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
