Диссертация (1141449), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Наиболее опасным ионом в составе грунтовых вод является SO42–, особенно в сочетании с ионом Mg2+. В присутствии SO42–в силикатном камне могут образоваться гидросульфоалюминат кальция и гипс,которые, кристаллизуясь в порах силикатного камня, будут постепенно приводитьк их разрушению. Кроме того, важно учитывать наличие в растворе совместно сSO42– ионов Cl–. При их совместном действии повышается растворимость высокоосновных гидросиликатов и гидроалюмосиликатов кальция и создаются условиякристаллизации гидросульфоалюмината кальция [453].Б. П. Паримбетов [291], изучая процессы сульфатной коррозии, действующие на силикатный автоклавный материал, выделил два наиболее агрессивныхкомпонента из состава грунтовых вод: Na2SO4 и MgSO4.
Первый из них осуществляет гипсовую коррозию, последний – магнезиально-гипсовую.Хлоридная коррозия для автоклавных силикатных материалов изучена слабо. Коррозионное действие NaCl обусловлено в основном процессами взаимодействия хлорид-иона с составляющими цементирующей гидросиликатной связки иобразованием растворимых хлористых соединений. Причем, наиболее сильнымивыщелачивающими средами являются растворы MgCl2 и NaCl. На стойкость материала по отношению к ним оказывает влияние минеральный состав кремнеземистого компонента [291].М.
И. Хигерович и Д. С. Новаховская [454], изучая действие водных растворов солей на изменение физико-механических свойств силикатного кирпича,установили, что после пребывания в солевых растворах в течение 6 месяцев прочность прессованных образцов падает на 35–40 %. Авторы объясняют это гидролитическим расщеплением цементирующих новообразований и выщелачиваниемгидроксида кальция. По данным Л.М. Хавкина и Р.Л. Коваля [455] коэффициент290стойкости образцов снижается первые 6 месяцев, а затем остается без изменения.Ввиду этого, наши исследования были ограничены шестимесячным пребываниемобразцов силикатного кирпича в солевом растворе.Раствор для испытания на солестойкость готовился растворением в горячейдистиллированной воде солей: безводных сульфата и хлорида натрия и семиводного сульфата магния (Таблица 6.5).Таблица 6.5 – Состав солевого раствораВеществаMgSO4Na2SO4NaClpHСодержание в растворе, мас.
%2,5537,8В раствор, после его остывания до комнатной температуры, погружалисьобразцы и выдерживались в течение 2–6 мес. После каждого периода времени выдержки они испытывались на прочность при сжатии, а также определялась величина коэффициента химической стойкости.Испытаниям подвергались известково-песчаные (контрольные) образцы и с30 мас.
%-ным содержанием суглинка КМА пробы № 36 при активности массы 8мас. %. Время изотермической выдержки в автоклаве при давлении 1 МПа составляло 3 и 6 час. Через сутки после автоклавирования часть от каждой серии (по3–4 образца) была испытана на прочность при сжатии. Эта величина явилась исходной сравнительной характеристикой при изучении коррозионной стойкостиобразцов (Таблица 6.6).Таблица 6.6 – Солестойкость автоклавных материаловВремяСоставобразцовПределПредел прочности при сжатии, МПа (1) и ко-изотерм.
прочности эффициент химическойстойкости (2) после:выдержки, при сжа-2 мес4 мес6 месчастии, МПа121212Контрольный619,619,30,9818,90,9618,20,91Содержание суглинка330,931,11,0133,61,0829,60,96632,233,11,0234,51,0831,30,98КМА (проба № 36) – 30мас. %291С увеличением времени пребывания образцов с содержанием глинистой породы в солевом растворе до 4 мес прочность образцов несколько возрастает и далее незначительно снижается. Коэффициент химической стойкости после шестимесячного пребывания в растворе составляет 0,96–0,98. Это говорит о том, чтоматериал обладает высокой солестойкостью, которая обеспечивается полиминеральным составом цементирующего соединения и, в частности, наличием гидрогранатов, обладающие повышенной стойкостью к солевой коррозии. Повышениепрочности за первые 4 месяца можно объяснить, вероятно, за счет наличия гидравлических свойств у полученного материала.После испытания на солестойкость изменение цвета материалов не произошло, что свидетельствует о высокой стойкости цементрующего соединения ихромофоров на действие агрессивной среды.Испытания на водостойкость.
По действующим строительным нормам иправилам применение силикатного кирпича и изделий из автоклавного силикатного бетона в частях сооружений, находящихся в среде с повышенной влажностью, не допускается. Вода зачастую оказывает отрицательное действие на материалы, вызывает изменение свойств, деструкцию, растрескивание. Под действиемводы, проникающей в изделие, происходит вымывание составляющих, растворимых в воде, прежде всего – Ca(OH)2 (выщелачивание). После Ca(OH)2 в строительном материале в наибольшей степени подвержены вымыванию силикаты иалюмосиликаты кальция.Автоклавные материалы, в том числе и отделочные, которые эксплуатируются в атмосферных условиях, подвергаются действию атмосферных осадков.Актуальной является задача изучение влияния продолжительного воздействияводы на стойкость автоклавных материалов на основе глинистого сырья. Испытывались материалы на основе глинистых пород месторождений Воронежской области, Архангельской алмазоносной провинции и Новгородской области.
Определяли изменение предела прочности при сжатии после 2-х лет нахожденияавтоклавных материалов в воде. Для испытаний использовали водопроводнуюводу. Жесткость воды составляла 7–8 мэкв/л, рН – 7,1–7,3. Воду через каждые 2292месяца меняли. Динамику изменения прочности сравнивали с прочностью образцов, насыщенных водой в течение 2-х суток.Полученные данные свидетельствуют о водостойкости автоклавных материалов на основе известково-песчано-глинистого вяжущего (Таблица 6.7 и 6.8).Образцы с содержанием глинистых пород Воронежской области в количестве 20–40 мас. % и с изотермической выдержкой в автоклаве 4 и 8 час после 2-х летнахождения в воде теряют от 0 до 8,3 % первоначальной прочности.Таблица 6.7 – Водостойкость автоклавных материалов на основеглинистых пород Воронежской областиСодержаниепороды,мас.
%Коэффи-Предел прочности при сжатии, МПа иизотерм. ности при сжа-циентпроцент изменение прочности после:выдерж., тии в водонас.размяг-ВремяПредел проч-1 год в воде2 года в водечассостоян., МПаченияМПа%МПа%0411,430,7411,132,710,87–4,90813,720,7713,392,513,18–4,1Отсев обогащения песка Подклетненского месторождения20423,800,7723,71–0,423,10–2,930425,980,8025,63–1,225,41–2,240425,350,7924,11–4,923,25–8,320830,820,8330,45–1,230,64–0,630827,560,7927,34–0,827,67+0,440825,690,8025,38–1,125,41–1,1Глинистая порода Семилукского месторождения20423,640,7923,46–0,824,25+2,630422,340,7921,92–1,921,27–4,840426,540,8126,24–1,126,00–2,020822,920,8222,80–0,523,01+0,430825,100,8525,55+1,826,68+6,340823,530,8323,24–1,223,560Автоклавные материалы рационального состава, содержащие глинистое сырье ААП и Новгородской области, с изотермической выдержкой 3 и 6 ч после 2-х293лет нахождения в воде потеряли до 4,8 % прочности.
Прочность образцов на основе магнезиальной глины даже незначительно повысилась, что, вероятно, обусловлено наличием у полученного материала гидравлических свойств. Цвет образцов после длительного пребывания в воде не изменился.Таблица 6.8 – Водостойкость автоклавных материалов на основе сырьяАрхангельской алмазоносной провинции и Новгородской областиСоставсырьевой смесиВремяПредел проч- Коэффи- Предел прочности при сжатии и про-изотер- ности при сжам. вы-тии в водонас.держ., ч состоян., МПациентразмяг-цент изменение прочности после:1 год в воде2 год в водеченияМПа%МПа%Супесь ААП-1330,950,8730,51–1,4430,04–3,0340 мас.
%641,820,9441,35–1,1440,84–2,4Супесь ААП-2318,000,8217,69–1,7517,35–3,7530 мас. %626,930,8426,65–1,0526,17–2,9Магнезиальная334,350,8533,28–3,1933,57–2,29глина 20 мас. %638,100,8937,92–0,4728,17+0,18Отсев обогащения318,490,7718,32–0,9317,65–4,8песка 35 мас. %621,670,7821,12–2,620,93–3,54Испытания на стойкость к углекислоте. Характер изменения прочностикарбонизированных гидросиликатов кальция определяется степенью кристаллизации и размерами их кристаллов.
В условиях карбонизации и попеременногоувлажнения-высушивания структура гидросиликатов кальция изменяется и возникает деформация, что сопровождается усадкой.В наибольшей степени карбонизации подвержены низкоосновные гидросиликаты CSH(B) и тоберморит. По данным Ф. Поспишила, карбонизация ячеистогобетона вызывает перестройку кристаллов тоберморитовой фазы с частичной заменой тоберморита на кальцит, что влечет за собой падение прочности изделия[456].294Изучая долговечность изделий из ячеистых бетонов Е.С. Силаенков [457]установил, что карбонизация ячеистого бетона, в отличие от силикатных материалов плотной структуры, не ограничивается поверхностным слоем конструкции.Автор, изучая кристаллическую фазу системы гидросиликат кальция–CO2–H2O,показал, что в данной системе конечными продуктами являются CaCO3 и гелькремнекислоты.
До карбонизации твердая фаза состоит из гидросиликатов кальция в кристаллическом состоянии, после карбонизации лишь часть твердой фазы,представленная карбонатом кальция, является кристаллической. Поэтому необходимо стремиться к получению в изделиях новообразований, не разлагающихсяуглекислотой. Количество таких новообразований в основном зависит от свойствсырьевых материалов.В проведенных исследованиях карбонизационная стойкость определяласьпо изменению физико-механических свойств исследуемых образцов, находящихся в среде углекислого газа в течение 2, 4 и 6 месяцев. После каждого двухмесячного периода времени у образцов определялись предел прочности при сжатии истепень карбонизации по количеству выделенного CO2 [453].Наибольшая интенсивность процесса карбонизации ячеистых бетоновнаблюдается первые два месяца. При этом происходит повышение средней плотности и незначительное снижение прочности (Таблица 6.9), что связано с заменойгидросиликатов кальция CSH(B) на менее прочные карбонаты и явлением усадки.Через шесть месяцев интенсивность карбонизации снижается.Карбонизация снижается за счет наличия в составе цементирующего вещества гидрогранатов, которые в сравнении с низкоосновными гидросиликатамикальция подвержены карбонизации в меньшей степени.
Соответственно, снижение прочности образцов на основе глинистой породы меньше (8,3–10 %), чем известково-песчаных (контрольных) (11,7 %).Прессованные автоклавные материалы подверглись карбонизации в меньшей степени, чем ячеистобетонные (Таблица 6.10).295Таблица 6.9 – Карбонизационная стойкость ячеистого бетона на основеглинистого сырьяСредняяПредел-Составплот-прочностисырьевой смесиность,при сжа-кг/м3тии, МПаКонтрольныйНа основе супесиААП-1На основе супесиААП-2Магнезиальнаяглина 15 мас. %На основе супесиКМАПредел прочности при сжатии, средняя плотностьи степень карбонизации после выдержки в средеуглекислого газа2 мес.МПа кг/м34 мес.%МПа кг/м36 мес.%МПа кг/м3%7203,503,23 780 8,6 3,02 820 10,8 2,75 830 11,77104,053,93 750 4,9 3,85 780 6,9 3,70 790 8,37205,35,03 780 5,3 4,91 810 7,5 4,73 820 8,87204,754,50 785 7,5 4,27 810 9,1 4,04 820 10,07104,053,89 760 5,1 3,78 790 7,2 3,66 800 8,4Наиболее интенсивный процесс карбонизации протекает в течение двух месяцев, сопровождаясь при этом небольшим снижением прочности образцов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
