Диссертация (1141449), страница 38

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 38)

Рефлексы на рентгенограммах винтервале 2,75–2,79 Å относятся к гидрогранатам.Во всех исследуемых образцах отсутствует свободный гидроксида кальция,что указывает на высокую реакционную способность породообразующих минералов породы. Это позволяет проводить автоклавный синтез при сокращенных режимах запаривания.На основании результатов исследования микроструктуры новообразованийможно заключить, что рост прочностных показателей образцов на основе супесипроисходит в результате увеличения относительного содержания в составе цементирующего вещества тоберморита 11,3 Å и возникновения более мелкокристал-233лической структуры, что приводит к снижению кристаллизационного давления вструктуре новообразований и увеличению количества межкристаллических контактов.

Это хорошо согласуется с выводами А. А. Федина [183], а также обобщениями результатов исследований других авторов, что при повышении концентрации тоберморитовых минералов в автоклавных материалах прочность при сжатиии изгибе возрастает, при этом значительнее, чем при повышении концентрациигидросиликатов типа CSH(В).Таким образом, глинистые породы месторождений КМА пригодны в качестве сырья для получения по энергосберегающей технологии конструкционнотеплоизоляционного газобетона со средней плотностью 700–740 кг/м3 и пределомпрочности при сжатии 2,5–4,0 МПа. Рациональное содержание извести в газобетонной смеси на основе суглинков Лебединского месторождения составляет 22–24 мас. %, на основе супеси КМА – 16–18 мас. %.

Морозостойкость изделий составляет 15–25 циклов.Свойства газобетона на основе супеси ААП. Сырьевые смеси на основе супеси ААП-1, супеси ААП-2 и вяжущего готовили по методике, которая использовалась для приготовления сырьевых смесей на основе супеси КМА. С увеличением активности смеси на основе супеси ААП-1 предел прочности при сжатииячеистого бетона возрастает, достигая максимального значения при содержанииСаОакт 16 мас. % и составляет 3,77 и 4,0 МПа при С равном 1,5 и 2 соответственно(Таблица 5.4 и Рисунок 5.16).При дальнейшем увеличении содержания извести повышается водопотребность формовочной массы, что отрицательно влияет на прочностные свойства образцов.

При этом более высокие значения прочности для составов при С равном1,5 и 2, обусловлены более низкой капиллярной пористостью межпорового материала за счет использования растворных смесей с пониженными значениями В/Т.В характере изменения значений водопоглощения определенной закономерности не прослеживается. Коэффициент размягчения ячеистых бетонов составляет в пределах 0,75–0,90, что свидетельствует об их высокой водостойкости(см. таблицу 5.4).234Таблица 5.4 – Физико-механические характеристики ячеистых бетоновна основе супеси ААП-1Физико-механическиехарактеристикиСодержание активной СаО, мас. %1012141618С = 1,0Предел прочности при сжатии, МПа3,083,193,353,132,75Средняя плотность, кг/м3727733725721740Водопоглощение, %47,153,349,146,751,9Коэффициент размягчения0,870,880,800,770,83С = 1,5Предел прочности при сжатии, МПа3,203,553,683,773,70Средняя плотность, кг/м3718710712730726Водопоглощение, %40,747,244,746,447,7Коэффициент размягчения0,890,890,870,840,78С = 2,0Предел прочности при сжатии, МПа3,233,603,824,003,90Средняя плотность, кг/м3716707710713727Водопоглощение, %46,346,047,748,147,2Коэффициент размягчения0,870,920,830,870,87Рисунок 5.16 – Предел прочности при сжатии образцов ячеистого бетона на основе супесиААП-1 в зависимости от содержания СаОакт при С равном: 1 – 1; 2 – 1,5; 3 – 2235Влияние давления и времени изотермической выдержки на свойства ячеистого бетона изучено с помощью метода математического планирования эксперимента.

Условия планирования эксперимента представлены в Таблице 5.5. Эксперименты проводили при С = 2.Таблица 5.5 – Условия планирования экспериментаФакторыУровни варьирования Интервал ваКод. вид–10+1рьированияСодержание СаОакт, мас. %х11416182Давление автоклавирования, МПах20,61,01,40,4Длительность изотермической выдержки, чх32583Натуральный видПолучено уравнение регрессии и построены зависимости влияния содержания извести, давления автоклавирования и времени изотермической выдержки напредел прочности при сжатии ячеистобетонных образцов (Рисунок 5.17).Rсж = 4,41 + 0,18x1 + 0,65x2 + 0,60x3 – 0,26x12 – 0,11x22 – 0,47x32 + 0,14x1x2 ++ 0,12x1x3 + 0,1 x2x3Максимальный предел прочности при сжатии имеют образцы с содержанием СаОакт 16 мас. %, причем степень влияния содержания извести на прочностьнезначительная (см.

рисунок 5.17, а). В большей степени на прочностные показатели оказывают влияние время изотермической выдержки и давление автоклавирования. Наибольший прирост прочности происходит при увеличении времениизотермической выдержки до 5 ч (с 3,25 до 4,37 МПа при содержании СаОакт 14мас. %, с 3,77 до 4,95 МПа и с 3,71 до 5,0 МПа при 16 и 18 мас. % соответственно). Дальнейшее увеличение продолжительности изотермической выдержки лишьнезначительно повышает прочность образцов, однако это влияние тем больше,чем выше содержание извести.С повышением давления с 0,6 до 1,4 МПа предел прочности при сжатии образцов возрастает с 3,37 до 4,54 МПа и с 3,84 до 5,2 МПа при активности сырьевой смеси 14 и 16 мас. % соответственно.

Для смесей с активностью 18 мас. %236при повышении давления до 1,4 МПа предел прочности при сжатии увеличивается на 47,5 % (с 3,61 до 5,35 МПа). Предел прочности при сжатии известковопесчаных (контрольных) образцов с содержанием СаОакт 14 мас. % и запаренныхпри давлении 1,0 МПа и 4 ч изотермической выдержки составил 3,20 МПа. Прииспользовании в качестве сырья супеси ААП-1, предел прочности при сжатии составил 3,82 МПа, что на 20 % выше значений известково-песчаных образцов.а)б)Рисунок 5.17 – Предел прочности при сжатииячеистого бетона на основе супеси ААП-1 взависимости от содержания СаОакт (а) давления автоклавирования (б) и длительности изотермической выдержки (в)в)За счет породообразующих минералов супеси ААП-1 образуются низкоосновные гидросиликаты кальция (экзоэффект при 820–840 С на термограммах) и237гидрогранаты (отражения 2,75–2,78 Å на рентгенограммах и эндотермическийэффект при 350С на термограммах) (Рисунок 5.18).

Содержание кремнезема вгидрогранатах составляет в пределах 0,9–1,2 моль. Кроме этого, в составе цементирующего вещества фиксируется образование алюминийсодержащего тоберморита (отражения 11,368–11,432 Å на рентгенограммах).В образцах также содержится карбонат кальция (эндоэффект при 780 °С натермограммах и рефлексы при 2,81; 2,29; 2,13 Å на рентгенограммах) (см. рисунок 5.18), который, вероятно, входит в структуру цементирующего соединения.а)б)Рисунок 5.18 – Термограммы (а) и рентгенограммы (б) образцов на основе супеси ААП-1 (временя изотермической выдержки 4 ч): 1 – известково-песчаный; 2–5 – на основе супеси ААП-1;давление автоклавирования: 1–4 – 1,0 МПа; 5 – 1,2 МПа; содержание СаОакт, мас.

%: 1, 2 – 14; 3,5 – 16; 4 – 18На Рисунке 5.19 представлена микроструктура известково-песчаных (контрольных) образцов. Межпоровые перегородки газобетона (см. рисунок 5,19, а, б)сложены из частиц кварца, скрепленные между собой гелевидной фазой и низкоосновными гидросиликатами кальция CSH(B), представляющие собой удлиненные, закручивающиеся на конце лепестки (см. рисунок 5.19, в, г).238Морфология новообразований при использовании в качестве сырья супесиААП-1 существенно изменяется. Поверхность поры представляет собой сплошную матрицу из заполнителя и новообразований (рисунок 5.20, а), в которой выделяются тонкие пластинки, относящиеся по данным [436] к гидросиликату кальция – тобермориту (см.

рисунок 5.20, б).а)б)в)г)Рис. 5.19 – Микроструктура известково-песчаного ячеистого бетона, РЭМ:а – 100; б – 800; в – 1100; г – 2700Результаты физико-механических испытаний образцов на основе супесиААП-2 представлены в Таблице 5.6 и на Рисунке 5.21.239а)б)Рисунок 5.20 – Микроструктура ячеистого бетона на основе супеси ААП-1, РЭМ:а – 4500; б – 7000Таблица 5.6 – Физико-механические характеристики ячеистых бетоновна основе супеси ААП-2Физико-механическиехарактеристикиСодержание активной СаО, мас. %1012141618С = 1,0Предел прочности при сжатии, МПа3,234,224,935,144,85Средняя плотность, кг/м3705700715710723Водопоглощение, %42,145,745,347,747,2Коэффициент размягчения0,830,850,820,880,83С = 1,5Предел прочности при сжатии, МПа3,224,155,115,455,10Средняя плотность, кг/м3722710719723710Водопоглощение, %44,242,441,743,545,1Коэффициент размягчения0,860,860,870,890,81С = 2,0Предел прочности при сжатии, МПа3,123,644,685,104,94Средняя плотность, кг/м3700715725714729Водопоглощение, %42,347,046,143,144,2Коэффициент размягчения0,870,790,810,860,83240Максимальная прочность достигается при содержании извести 16 мас.

%.При этой величине содержания известипрочность составляет 5,02 и 5,12 МПа(C равно 2 и 1 соответственно), и 5,43МПа (С = 1,5). Причем, более высокиезначения прочности, полученные длясоставов при С равном 1,5, обусловлены, вероятно, тем, что при данном соотношении компонентов в смеси достигаетсяоптимальноеформированиеРисунок 5.21 – Предел прочности при сжатииячеистого бетона на основе супеси ААП-2 взависимости от содержания СаОакт при С равном: 1 – 1; 2 – 1,5; 3 – 2структуры и состава ячеистых образцов.Увеличение количества вяжущего существенно повышает водопотребностьформовочной массы, что отрицательно влияет на прочностные свойства образцов.Водопоглощение составляет 41,7–47,7 %.

Коэффициент размягчения составляет0,79–0,89, что свидетельствует о высокой водостойкости полученного материала(см. таблицу 5.6).Для получения математической модели влияния содержания СаОакт, давления автоклавирования и длительности изотермической выдержки на физикомеханические свойства ячеистых бетонов проведены исследования с помощьюметода математического планирования эксперимента. Условия планирования эксперимента представлены в таблице 5.5.

Характеристики

Список файлов диссертации