Диссертация (1141449), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Полученный материал обладает высокой водостойкостью,причем максимальное значение Краз (0,91) имеют образцы при С = 1, содержащие10 мас. % глины и 12 мас. % СаО. Образцы такого состава обладают максимальным пределом прочности при сжатии, что обусловлено формированием оптимальной микроструктуры цементирующего соединения.Изучено влияние времени автоклавной обработки на прочностьячеистыхбетонов.Исследованияпроводились для составов с содержанием глины 15 мас. %, при C = 1.Количество активной CaOакт в сырьевых смесях составляло 12 и 14 мас.%.
Время изотермической выдержкив автоклаве изменялось от 2 до 6 ч.Средняя плотность образцов составила 700 кг/м3.С увеличением времени изотермической выдержки с 2 до 6 чРисунок 5.27 – Предел прочности при сжатиигазобетона в зависимости от времени изотермической выдержки: 1, 2 – контрольные; 3, 4 – содержание 15 мас. % магнезиальной глины; содержание CaOакт, мас. %: 1, 3 – 12; 2, 4 – 14прочность известково-песчаных образцов с содержанием СаОакт 12 и 14 мас. % возрастает соответственно с 2,56МПа до 3,87 МПа (в 1,52 раза) и с 2,39 до 4,41 МПа (в 1,84 раза).
Причем, прочность образцов с активностью 12 мас. % и временем изотермической выдержки248менее 5 ч незначительно выше составов с активностью 14 % (Рисунок 5.27, кривая1 и 2).Прочность образцов, содержащих глины 15 мас. % после 2 ч изотермиической выдержки существенно выше известково-песчаных образцов и составляет3,7 МПа (12 % CaOакт) и 3,82 МПа (14 % CaOакт). С увеличением времени изотермической выдержки до 6 ч прочность этих образцов повышается в меньшей степени, чем известково-песчаных, соответственно в 1,35 и 1,47 раза (см.
рисунок5.27, кривая 3 и 4). Следовательно, глина повышает прочность автоклавных, в томчисле и при сокращенных режимах автоклавной обработки.Для всех составов термический анализ фиксирует эндотермический эффектудаления слабо связанной воды гелевидного цементирующего вещества (110–140°С) (Рисунок 5.28). Эндотермический эффект при 570 °С соответствует полиморфному превращению кварца. На термограммах контрольных образцов и с содержанием глины 15 мас. %, запаренных при 2 ч изотермической выдержки, отмечается эндоэффект при 480 С, который свидетельствует о наличиинесвязанного гидроксида кальция (рисунок 5.28, кривая 1 и 6). С увеличениемвремени запаривания этот эндотермический эффект исчезает.Эндотермические эффекты при 650–680 и 770–780 °С связаны с диссоциацией карбоната магния и кальция, которые фиксируются по рефлексам 3,04; 2,82;2,287; 2,13, 1,88 Å на рентгенограммах (Рисунок 5.29).
На термограммах всех образцов присутствует экзотермический эффект при 820–840 С, который соответствует низкоосновным гидросиликатам кальция группы CSH(B).Изучение микроструктуры показало, что в ячеистых бетонах с содержаниеммагнезиальной глины новообразования, также как и в контрольных образцах,имеют форму закручивающихся лепестков, которые относятся к низкоосновнымгидросиликатам кальция типа CSH(B) (Рисунок 5.30).Рост прочности ячеистых бетонов при увеличении времени автоклавной обработки обусловлен повышением количества связанной извести и, соответственно, увеличением содержания низкоосновных гидросиликатов кальция в составе249цементирующего соединений, что увеличивает прочность межпоровых перегородок (см.
рисунок 5.30, а).Рисунок 5.28 – Термограммы образцовРисунок 5.29 – Рентгенограммы образцов с со-автоклавированных при давлении 1 МПа:держанием 14 мас. % CaOакт, автоклавированныхсодержание магнезиальной глины, мас. %:при давлении 1 МПа: содержание магнезиальной1–3 – 0; 4 – 5; 5 – 10; 6–9 – 15; содержаниеглины, мас. %: 1, 2 – 0; 3 – 5; 4, 5 – 15; времяСаО, мас. %: 2, 7 – 12; 1, 3–6, 8, 9 – 14;изотермической выдержки, ч: 1, 3, 4 – 4; 2, 5 – 6время изотермической выдержки, ч: 1,6 –2; 2–5,7,8 – 4; 9 – 6В известково-песчано-глинистой смеси на основе магнезиальной глины вероятен также синтез рентгеноаморфных гидросиликатов магния типа серпентина,которые идентифицируются по данным ДТА [201, 223]. Однако сложность определения термографическим анализом гидросиликатов магния заключается в том,что экзотермический эффект при 820–825 °С идентичен экзотермическому эффекту низкоосновных гидросиликатов кальция.250а)б)в)г)Рисунок 5.30 – Микроструктура ячеистых бетонов с содержанием 15 мас.
% магнезиальнойглины, РЭМ: а – 300; б – 750; в – 900; г – 1900Для изучения продуктов реакции в системах MgO–SiO2–H2O и СаO–SiO2–H2O были исследованы образцы, полученные на основе сырьевых смесей из кварцевого песка с оксидом магния и оксидом кальция. В условиях нашего эксперимента в системе MgO–SiO2–H2O при давлении автоклавирования 1 МПа и изотермическойвыдержке6чобнаруженообразованиерентгеноаморфныхгидросиликатов магния, экзоэффект при 820 °С (см. главу 2).
На микрофотографии образца также фиксируется образование серпентина (Рисунок 5.31).251В системе СаO–SiO2–H2O в условиях нашего эксперимента образовавшиесянизкоосновные гидросиликаты кальцияCSH(B) определяются как термографическим (экзоэффект при 825 °С), так ирентгенофазовым (3,063 Å) (см. рисунок2.37) анализом.Таким образом, в автоклавных ма-Рисунок 5.31 – Микроструктура образцатериалах с содержанием магнезиальнойна основе SiO2 с Мg(OH)2глины образуются низкоосновные гидросиликаты кальция, рентгеноаморфныегидросиликаты магния, карбонат кальция и магния. Кроме того, возможно образование серпентина, который уплотняет структуру межпоровых перегородок.Очевидно, такой состав цементирующего соединения и обуславливает повышениепрочности ячеистого материала при использовании в составе сырьевой смесимагнезиальной глины.
Рациональное содержание извести составляет 12–14 мас.%. За счет использования магнезиальных пород сапонитового состава, которыесейчас являются отходами, можно расширить сырьевую базу стеновых материалов на основе газобетона и снизить энергозатраты на производство.5.1.3 Проектирование рациональных составов конструкционнотеплоизоляционных материаловНа основании проведенных экспериментальных исследований предлагаютсясоставыгазобетонныхсмесейдляполученияконструкционно-теплоизоляционного ячеистого бетона с маркой по средней плотности D700 иD500, которые отвечают требованиям ГОСТ 25485–89 [437].Для получения газобетона марки D500 изучаемую породу предварительноизмельчали до удельной поверхности 250 м2/кг. Водотвердое отношение (В/Т) соответствовало условию обеспечения расплыва растворной смеси по Суттарду 22–23 см при температуре 35–40 °С.252Предел прочности при сжатии известково-песчаных контрольных образцовдля марки по средней плотности D700 составил 4,1 МПа (Таблица 5.8, Рисунок5.32).
Использование в качестве сырья глинистых пород повысило прочность газобетона. Для образов на основе супеси ААП-1 прочность составила 4,5 МПа, чтона 10 % выше прочности известково-песчаных. Максимальной прочностью обладает газобетон на основе супеси ААП-2 – 5,4 МПа, что на 32 % выше прочностиизвестково-песчаных.Таблица 5.8 – Свойства конструкционно-теплоизоляционного ячеистогоКоэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С)1,5164,803,544,30,50250,1660––––2,0164,503,543,30,45250,1440–60–––1,5165,403,541,50,40250,1545–––55–1,5184,603,542,90,45250,15Класс прочности– 37,5 – 22,5Предел прочности присжатии, МПа0,17Sуд = 140 м2/кгСодержание СаОакт,мас.
%15Отношение наполнителяк вяжущему (С)0,50Песок кварцевый45,1Супесь КМА2,5Магнезиальная глина4,10Супесь ААП-216Супесь ААП-11,5ИзвестьПородаМарка по морозостойкости,FСостав вяжущего,мас. %Водонасыщение Wнас через72 ч испытаний, в % по массеВлажностная усадка,мм/мбетона на основе рациональных составовD700Песок кварцевый40––Песок кварцевый40–Супесь ААП-140Супесь ААП-2Супесь КМА––60Sуд = 250 м2/кгD500Песок кварцевый40––Песок кварцевый40–Супесь ААП-140Супесь ААП-2Супесь КМА––601,5162,52,055,50,50250,12– 37,5 – 22,51,5163,002,554,40,52250,1160––––2,0162,852,553,80,52250,1040–60–––1,5163,402,552,50,45250,1145–––55–1,5162,902,555,10,51250,12Предел прочности при сжатии известково-песчаных контрольных образцовдля марки по средней плотности D500 составил 2,5 МПа (см.
таблицу 5.8 и рису-253нок 5.32). Максимальное повышение прочности (36 %), как и для газобетона марки D700, обеспечивает супесь ААП-2, минимальное (15%) – супесь ААП-1.Радиационная оценка ячеистого бетона на основе глинистого сырья.Исследования образцов ячеистого бетона на основе глинистого сырья проводились в Центре радиационного мониторинга Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.Радиационнаяоценкапроизводиласьпорезультатамгамма-спектрометрического исследования полученного материала на содержание активных естественных радионуклидов.
Полученные данные сравнивали с действующими требованиями, в частности ГОСТ 30108–94 [438], нормами радиационнойПредел прочности при сжатии, МПабезопасности НРБ– 99 [439].DРисунок 5.3.2 – Предел прочности при сжатии конструкционно-теплоизоляционных материаловрациональных составов в зависимости от вида сырьяСогласно полученному заключению (приложение 3), удельная эффективнаяактивность естественных радионуклидов Аэфф.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
