Диссертация (1141449), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Автоклавные материалыс содержанием магнезиальной глины при 6 и 8 мас. % CaOакт выдержали 50 циклов замораживания и оттаивания. Уменьшение содержания CaOакт до 4 мас. %203снизило морозостойкость до 35 циклов. Морозостойкость образцов с содержанием породы из отсева обогащения песка при 8 мас. % CaOакт составляет 50 циклов.Уменьшение содержания CaOакт до 6 и 4 мас. % морозостойкость соответственнодо 35 и 25 циклов. Положительные результаты испытаний на морозостойкостьполучены как при изотермической выдержке 6, так и 3 ч, что свидетельствует овозможности получения морозостойких автоклавных материалов на изучаемомглинистом сырье при существенном снижении энергозатрат на их производство.Таким образом, использование в качестве сырья глинистых пород незавершенной стадии минералообразования позволяет получать морозостойкие автоклавные материалы, в том числе и при сокращенных режимах автоклавной обработки.
Полиминеральный состав образующегося цементирующего веществаобеспечивает получение более высоких показателей морозостойкости, чем материалов на традиционном известково-песчаном сырье.4.2 Повышение эффективности получения высокопустотных материаловОдной из важнейших проблем в строительстве является высокая материалоемкость и стоимость, решить которую можно за счет снижения массы ограждающих конструкций зданий и сооружений, а также улучшения физико-механическихсвойств стеновых материалов. В связи с этим особую актуальность приобретаетзадача увеличения объема производства эффективных стеновых материалов, обладающих высокими эксплуатационными и технико-экономическими показателями.
В наибольшей степени этим требованиям применительно к стеновым автоклавным материалам отвечают высокопустотные кирпичи и камни.Производство высокопустотного кирпича позволяет сократить до 40–50 %объема исходного сырья. Снижение массы высокопустотных изделий приводит кболее быстрому их разогреву в автоклаве, за счет чего сокращается расход энергии.Правильно замешанный цементный раствор не попадает при кладке в пустоты и все уникальные свойства кирпича сохраняются.
Легкий пустотелый кир-204пич снижает давление на фундамент. За счет меньшей теплопроводности из такого кирпича можно делать тоньше стены без снижения теплоизоляционных характеристик. Кроме этого в таких помещениях лучше сохраняется климат. Пустотелыйкирпичобладаетповышенной,всравнениисполнотелым,звуконепроницаемостью. Воздушные пустоты служат хорошим изолятором, создавая преграду для прохождения звуковых волн через кирпичную стену.Применение пустотелых изделий обусловлено экономической выгодой. Пустотелый кирпич изготавливается в более короткие сроки.
Для строительства требуется меньше материала, а его стоимость снижается за счет экономии сырья итоплива. Кроме этого за счет уменьшения трудозатрат и ускоряется строительство.Число пустот, согласно ГОСТ 379–2015, устанавливается изготовителем.Обычно предусматривается производство 11- и 14-пустотного кирпича и камня.Средняя плотность составляет 1200–1400 кг/м3. Масса высокопустотного утолщенного силикатного кирпича не превышает 4,3 кг. Кроме этого кирпич при пустотности не менее 26–28 % отвечает требованиям к теплоэффективному [423].Технология производства силикатного кирпича включает в себя такие операции, как автоматизированную съемку сформованного изделия с пресса, укладкуна вагонетку, транспортировку вагонетки в автоклав.
В процессе этих операций засчет механических воздействий зачастую происходит повреждение углов кирпичаили даже полное разрушение. Сырец традиционного известково-песчаного силикатного кирпича обладает низкой прочностью, что не позволяет полностью исключить брак при формовании и транспортировки изделий. Особую сложностьвызывает формование высокопустотных изделий.
Поэтому важной задачей является повышение прочности сырца.На прочность сырца влияют силы капиллярного давления, механическогозацепления и молекулярного сцепления, из которых основным является капиллярное давление, составляющее в общей доле влияния на прочность сырца более80 %. Капиллярное давление, в свою очередь, зависит от содержания тонкодисперсных частиц, причем особую роль играют частицы коллоидных размеров.205На основе кварцевого песка довольно сложно получить вяжущее с содержанием частиц коллоидного размера, из-за чего сырец обладает низкой прочностью.Существенное увеличение времени помола вяжущего не оказывает должного влияния на повышения прочности сырца, хотя при этом значительно повышаетсяэнергоемкость производства.
При выборе сырья для сырьевой смеси при изготовлении пустотелых изделий необходимо учитывать снижение их прочности в сравнению с полнотелыми, изготовленными из тех же смесей. Это снижение необходимо компенсировать повышением прочности матрицы материала.Эта задача решается за счет использования глинистых пород незавершеннойстадии минералообразования. Высокодисперсные частицы глинистых минераловспособны максимально заполнить пустоты и уплотнить структуру композита.
Соответственно, за счет натяжения жидкости в мельчайших капиллярах, оставшихсяпри сближении тонкодисперсных частиц смеси, создается высокое удельное давление, обусловливающее повышение прочности сырца. Кроме этого глинистыепороды незавершенной стадии минералообразования содержат тонкодисперсныеслабоокатанный кварц, за счет шероховатой поверхности которого проявляютсясилы механического зацепления. Следовательно, в сырьевой смеси на основе глинистых пород одновременно действует высокое капиллярное давление, силы механического зацепления и молекулярного сцепления, что приводит к повышениюпрочности сырца.Изучение влияния глинистых пород на прочность сырца проводили с использованием сырья КМА, ААП, Новгородской области и Республики Йемен(Таблица 4.11).
Активность сырьевой смеси составляла 8 мас. %, формовочнаявлажность – 10 %.Сырец на основе известково-песчаной смеси имел предел прочности присжатии 0,4–0,45 МПа. Использование в сырьевой смеси известково-песчаноглинистого вяжущего существенно повысило прочность сырца. В зависимости отвещественного состава пород увеличение их содержания до 20 мас. % повышаетпрочность в 1,51–2,86 раза, при содержании 40 мас. % – в 1,81–4,9 раза.206Таблица 4.11 – Предел прочности при сжатии сырца на основеглинистых породПредел прочности при сжатии (МПА) присодержании породы, мас.
%Порода51020304050Суглинок КМА (проба № 36)0,530,711,231,581,701,73Суглинок КМА (проба № 44)0,490,621,141,431,621,65Супесь ААП-10,480,550,911,011,121,21Супесь ААП-20,450,530,650,730,780,80Магнезиальная глина0,640,851,321,712,092,26Отсев песка (Новгородской обл.)0,470,50,790,930,961,08Месторождение Лахдж0,490,610,961,131,221,30Месторождение Шибам-10,470,580,881,091,151,21Определяющее влияние на повышение прочности сырца оказывает содержание пелитовой фракции и, в частности, глинистые минералы. Например, самоевысокое повышение прочности обеспечивает порода с наибольшим содержаниемпелитовой фракции – магнезиальная глина.Традиционный известково-песчаный силикатный кирпич формуется придавлении прессования 15–20 МПа. Увеличивать давление прессования неэффективно, так как на известково-песчаном вяжущем существенного прироста прочности сырца не происходит.
Для сырьевых смесей на известково-песчано-глинистомвяжущем, можно использовать более высокие значения давления прессования.Исследования влияние прессового давления на прочность сырца было проведено с использованием супеси ААП-2, суглинка КМА (проба № 36) и магнезиальной глины. Содержание пород в сырьевой смеси составляло 20 мас.
%, активность сырьевой смеси – 8 мас. % (Рисунок 4.47).Влияние давления прессование на предел прочности при сжатии сырца зависит вещественного состава глинистой породы. Чем выше содержание глинистой составляющей в породе, тем больший эффект оказывает увеличение давления прессования. С повышением давления прессования с 20 до 50 МПа предел207прочности при сжатии сырца на основе супеси ААП-2 повышается с 0,65 до 1МПа (в 1,63 раза). Прочность на основе суглинка (проба № 36) и магнезиальнойглины соответственно повышается с 1,23 до 1,75 (в 1,63 раза) и с 1,32 до 2,4 МПа(в 1,81 раза).
В сравнении с известково-песчаными смесями повышение прочности сырца при увеличении давления прессования составит 4–6 раз.Таким образом, за счет использования глинистых породы незавершеннойстадииминералообразованияпрочность сырца повышается в 4–6 раз,что позволит снизить брак в процессеформования, а также облегчит выпусквысокопустотных изделий. Предприятиям,использующимпредлагаемоесырье,целесообразноиспользоватьРисунок 4.47 – Прочность сырца на сжатие впрессы, которые обеспечивают прессо-зависимости от давления прессования: 1 – су-вое давление выше 20 МПа.За счет значительного повыше-песь ААП-2; 2 – суглинок КМА пробы № 36; 3– магнезиальная глинания прочности сырца и запаренного материала можно получать изделия с большим количеством пустот, чем для традиционного силикатного кирпича. Например, можно получать высокопустотные укрупненные блоки, а также изделия с пустотами, предусмотренными ГОСТ 530–2012 для керамических камней (Рисунок4.48). При этом пустотность составит 40–50 %, средняя плотность – 900–1200кг/м3, прочность на сжатие 12,5–20 МПа.Рисунок 4.48 – Высокопустотные изделия208Однако при строительстве из кирпича со сквозными пустотами в них попадает большое количество кладочного раствора, за счет чего повышается теплопроводность стены.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
