Диссертация (1141449), страница 8
Текст из файла (страница 8)
П. Будников и др. изучили действие избытка известковой воды на каолин, предварительно подвергнутый гидротермальной обработке, в котором последлительного стояния с помощью электронного микроскопа определили соединение 4CaOAl2O312H2O. С гипсом эти кристаллы образовывали тонкие пучки иглгидросульфоалюмината. Это же наблюдалось и при добавке гипса к водной средекаолино-известковой смеси, подвергнутой гидротермальной обработке. При взаимодействии Ca(OH)2 с каолином в условиях гидротермальной обработки было обнаружено соединение Al2Si2O7Ca(OH)2 [253,275–277].Исследования показали [277], что добавка каолина до 30 мас.
% повышаетпрочность образцов. При дальнейшем увеличении содержания каолина прочностьснижается. П. П. Будников [253] приводит данные, что максимальной прочностиобразцы достигают при введении каолина в количестве 62 мас. %.Ю. М Бутт и др. [278] установили, что наибольшую прочность известковокаолинитовые образцы (15 МПа) набирают при активности массы 6 мас. %. Увеличение последней до 15 мас. % не вызывает заметного прироста прочности.Исходя из полученных результатов П. П. Будников и О. В.
Клюка [277] считают, что у каолинита в условиях гидротермальной обработки происходит ослабление связей между кремнекислородными тетраэдрами и атомами алюминия, приэтом глинозем и кремнезем вступают в химическое взаимодействие с гидроксидом кальция с образованием гидрокальциевых алюминатов и силикатов. Наличие39гидроалюминатов придает известково-глинистому материалу гидравлическиесвойства.С. А. Кржеминский и О.
И. Рогачева [279] наблюдали резкое снижениепрочности изделий при добавке к силикатной массе 3–6 мас. % каолина. Увеличение добавки каолина до 15 мас. % повысило прочность до значения известковопесчаных материалов. Введение в массу бентонита до 15 мас. % повысило прочность в 1,9 раза. Добавки монотермитовой глины не отражаются на прочности известково-песчаных материалов.Б. Ю. Матулис и В. И.
Станайтис [280, 281] в своих исследованиях такжепоказали, что прочность образцов, содержащих 3–6 мас. % каолина, снижается вдва раза.Противоречивые данные о влиянии каолинита на прочность образцов, какпредполагает С. А. Кржеминский [279], объясняется тем, что исходная смесь вопытах, описываемых в [277], не содержала молотого кварцевого компонента, а вопытах [281] в смеси наряду с немолотым кварцевым компонентом содержалсямолотый.Позднее исследованиями Б. Ю. Матулиса и Г. С.
Паулаускаса [282, 283] было установлено отрицательное влияние каолина и полиминеральной глины напрочность известково-песчаных образцов на основе тонкодисперсного кварца,что, по их мнению, связано с существенным снижением количества синтезируемых низкоосновных соединений.Е.
С. Гродзенская и Б. Н. Виноградов [284] провели исследование взаимодействия при запаривании в автоклаве с известью каолинита и гидрослюды (дамурита). Было установлено, что смеси на основе этих минералов практически незатвердевают. Химический анализ показал, что наиболее активно связывает известь каолинит и незначительно реагирует гидрослюда. Причиной же пониженнойпрочности образцов с каолинитом авторы считают неблагоприятное соотношениемежду гидрогранатами и гидросиликатами кальция.П. П. Будников и др.
[285] установили, что прочность изделий из глиноизвестково-песчаной смеси обусловливается, преимущественно, образованием40гидросиликатов кальция. Глинистые минералы в образовании цементирующихсоединений, а, следовательно, в повышении прочности изделий, играют сравнительно меньшую роль.И.
М. Келлер и О. С. Лаврович [268, 286] изучили особенности реакции присовместном содержании в смеси глинистых минералов и молотого песка и сделали вывод, что в первую очередь с известью взаимодействует кварц. Если песок всмеси грубодисперсный, то взаимодействие его с известью очень быстро прекращается и известь связывается в значительной степени с глинистыми минералами.При наличии высокодисперсного кварцевого песка реакция идет преимущественно за счет песка.
Было сделано заключение, что благодаря наличию значительногоколичества дисперсного песка кирпичные глины являются сырьем, пригоднымдля изготовления известково-глиняных изделий. Изделия на основе извести и отмученных мономинеральных глин обладали весьма низкой прочностью [285, 287].П. П. Будников и Ю. М. Бутт [253] также установили, добавка песка в глино-известковую массу повышает прочность изделий, способствуя увеличению содержания гидросиликатов кальция.Проведенный эксперимент [288] по введению бентонитовой глины в известково-песчаную массу, содержащую 20 мас. % молотого песка показал, чтопри добавке 10 мас. % глины прочность образцов увеличивается почти на 88 %.Авторы [289, 290] приводят данные, согласно которым глина по отношениюк SiO2 проявляет большую реакционную способность.Исследования Ю.
М. Бутта и др. [290–294] показали, что твердение известково-глиняных образцов при водотепловой обработке связано с образованиемгидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Наиболее вероятный состав этихновообразований: 3CaO2SiO23H2O и 3CaOAl2O36H2O. В повышении прочностиосновную роль играет гидросиликат кальция. Гидроалюминат кальция являетсяменее прочным цементирующим компонентом. Образование гидроалюминатовпротекает при сравнительно низких температурах пара и предшествует образованию гидросиликатов кальция.
Снижение прочности известково-песчаных образ-41цов при добавлении -Al2O3 за счет образования гидроалюминатов обнаружили Э.Ж. Фрейденфельд и др. [295].Н. А. Торопов и др. [205, 296] указали на возможность образования в известково–глинянойсмесигидрогранатовследующегосостава:3CaOAl2O3xSiO2уH2O, которые возникают за счет изоморфного обмена в соединении 3СаOAl2O36H2O части гидроксильных групп на SiO2.Б. Н.
Виноградов [135], используя современную аппаратуру, установил, чтопри твердении глино-известковых смесей получаются не гидроалюминаты кальция, а гидрогранаты. По его мнению, гидрогранаты являются одной из первыхкристаллических фаз, возникающих в процессе автоклавной обработки, К такомуже выводу пришли и другие исследователи [280, 281, 284, 297–300].Б. Ю. Матулис и М. А. Чехавичене [174, 301–303] исследовали кинетикувзаимодействия глин с гидроксидом кальция в условиях пропарки.
Механизм образования гидроалюминатов изучался с применением топокинетического уравнения Ерофеева-Колмогорова [304]. Полученные данные, свидетельствуют о ярковыраженном диффузионном характере взаимодействия гидроксида кальция с гидроксидом алюминия и глинистыми минералами.Б. Ю. Корнилович [305] на примере глинистых минералов каолинита имонтмориллонита изучили термодинамические особенности их взаимодействия сСа(ОН)2 при 298 К и в гидротермальных условиях.
Установлена предпочтительность образования в этих реакциях гидрогранатов кальция.Н. Н. Круглицкий и др. [306] провели исследование взаимодействия палыгорскита с Ca(OH)2 в гидротермальных условиях при 200 С. Установлено разрушение минерала с образованием 11Å тоберморита C5S6H5. Предполагается, чтоглинозем либо внедряется в кристаллическую решетку 11Å тоберморита, либовходит в состав низкокремнеземистых гидрогранатов. Не исключаются возможность одновременного осуществления обоих вариантов.Б. Н. Виноградов [135] провел исследования процесса и продуктов взаимодействия наиболее распространенных глинистых минералов и некоторых слюд сгидроксидом кальция при температуре 174,5 С. Наиболее активно взаимодей-42ствуют с Ca(OH)2 минералы группы монтмориллонита, обладающие максимальной удельной поверхностью и наименее устойчивой кристаллической решеткой.Меньшую активность проявляют каолинит и монотермит, имеющие более упорядоченное кристаллическое строение и меньшую удельную поверхность.
Практически инертны хорошо окристаллизованные грубодисперсные магнезиальножелезистые алюмосиликаты (хлориты, гидробиотит) и щелочные алюмосиликаты(гидромусковит).Исследования, проведенные в последние десятилетия с помощью современной аппаратуры, позволили по-новому взглянуть на строение и свойства глинистых минералов, которые являются типичными представителями природныхнаноматериалов [307–310]. Установлено, что слои в пакетах глинистых минералахявляются наноразмерными, что придает им высокую физико-химическую активность [311–316].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
