Диссертация (1141458), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Далее эта смесь подвергалась прессованию поддавлением 30 МПа. Как уже говорилось, дигидрат был использован длясоздания кристаллизационных структур, а шлакопортландцемент – дляповышения плотности и прочности этих структур. Наличие гидроксидакальция в системе приводит к образованию дефектных кристалловдигидрата,активизирующихпроцессструктурообразованияиповышающих эффективность использования минеральной добавки.Наибольшая прочность была отмечена у образцов, полученных приполусухом прессовании, с влажностью пресс-порошка 20…22 %,результаты показаны на рисунке 7.1. Снижение количества гидроксидакальция до 18 % ведет к снижению прочности образцов более чем в 1,5раза, причиной чего является недоуплотнение жесткой смеси во времяпрессования. Дефицит воды в процессе формования не приводит ксближению частиц до расстояния, позволяющего образовываться фазовымконтактам.
Повышение влажности до 24 % приводит к снижениюпрочности на 54 %, вследствие «закона водовяжущего отношения». Вдальнейшем,исследованиянаосноведигидратасдобавкойшлакопортландцемента были проведены при влажности 20 %.Проводилось исследование зависимости водостойкости структуры наосноведигидрататехногенногогенезиса,придобавлениишлакопортландцемента. Материал, полученный в результате прессования,характеризовался высокой прочностью (Rсж = 24,7 МПа), низким257значением водопоглощения (Во = 17,2 %), повышенным коэффициентомразмягчения (0,84), в сравнении с гипсовым камнем нормальноготвердения. Значение средней плотности материала составило 1700…1830кг/м3.
Проводилось исследование зависимости водостойкости структурынаосноведигидрататехногенногогенезиса,придобавлениишлакопортландцемента. Материал, полученный в результате прессования,характеризовался высокой прочностью (Rсж = 24,7 МПа), низкимзначением водопоглощения (Во = 17,2 %), повышенным коэффициентомразмягчения (0,84), в сравнении с гипсовым камнем нормальноготвердения.Значениесреднейплотностиматериаласоставило300,9250,85200,8150,75100,750,6500,61618202224Коэффициент размягченияПредел прочности при сжатии, МПа1700…1830 кг/м3.26Влажность сырьевой смеси, %Рисунок 7.1 – Влияние влажности пресс-порошков на свойствабезобжиговых гипсовых композитов с добавкой шлакопортландцемента:– коэффициент размягчения;– предел прочности при сжатии258В случае использования в качестве условий твердения – влажныхусловий,структураводостойкостивкомпозитасравнениисимеетбольшийкоэффициентом,коэффициентполученнымдлякомпозитов, твердевших в воздушно-сухой среде.По-видимому,влажныеусловияспособствуютбольшейзавершенности всех стадий структурообразования, как и в случаяхтвердения бездобавочных безобжиговых композитов.Введение гидравлического вяжущего в сочетании с активнойшлаковой добавкойиих взаимодействие с дигидратом, позволяетповысить водостойкость композита.
Это подтверждаети зависимостьводостойкости от условий твердения материала, рисунок 7.2.0,9коэффициент размягчения0,80,70,60,50,40,30,20,1001020304050Время твердения, сут.воздушно-сухие условиявлажные условияРисунок 7. 2 – Водостойкость безобжигового композита, полученногометодом полусухого прессования из дигидрата с гидравлической добавкой60259Влажные условия твердения повышают коэффициент водостойкостибезобжигового композита, в сравнении с сухими условиями твердения, чтоможнообъяснитьбольшейполнотойпротеканияпроцессоввзаимодействия в присутствии влаги.Исследованиямикроструктурыполученногобезобжиговогокомпозита показывают наличие в структуре сросшихся кристалловдигидрата, отмечается повышение плотности образовавшейся структурыпридлительномпроцессеростакристаллов,чтоподтвержденоповышением прочности в течение 1…17 месяцев.Анализ структуры безобжигового композита на основе двуводногогипса с добавкой ШПЦ, в возрасте 17 месяцев, показал, что материал несодержит гидросульфоалюмината кальция, на рисунке 7.3, так жеотсутствуют признаки разрушения во все исследованные сроки.Рисунок 7.3 – Микроструктура безобжигового композита с добавкойшлакопортландцемента в возрасте 17 месяцев (х1000)260Исследовалосьвлияниеусловийтвердениянасвойствабезобжигового композита, полученного прессованием двуводного гипса идобавки ШПЦ.Оптимальноеупотреблениешлакопортландцементаприизготовлении безобжигового композита на основе дигидрата позволяетповысить эффективность последнего.
Введение ШПЦ можно осуществлятьво время помола дигидрата или непосредственно во время изготовленияизделий.Совместный помол дигидрата и ШПЦ, имеющих достаточно разнуютвердость, позволяет получатьразличнойдисперсности.большую твердость, тораспределения частиц каждого из нихПосколькушлакопортландцементимеетпосле помола его частицы будут крупнее, а,следовательно, менее активны при гидратации.
Композиционные составына основе двуводного гипса и шлакопортландцемента вне зависимости отспособа приготовления смеси характеризовались одинаковой прочностьюпосле тепловлажностной обработки. Это можно, по-видимому, объяснитьсовместным воздействием как тонкости помола, так имаксимальнойтемпературы,используемойпривеличинытепловлажностнойобработке. Так гидратация будет происходить более активно в случаеподъематемпературысверхнормальной,чтодолжнобылобыобеспечивать более высокую прочность композиционному вяжущему, норост прочности цементной составляющей уравновешивается падениемпрочностигипсовойдигидрата присоставляющейповышеннойиз-затемпературе.снижениярастворимостиМенее активнодолжнопроисходить твердение в сухих условиях при нормальной температуре,посколькуснижениетемпературынесколькозамедляеттвердениешлакопортландцемента, что и подтверждается результатами исследований.Однако,гидратациив дополнение, оказываетсяцементаипротеканиянедостаточноконденсационныхводыдляпроцессов в261дигидрате.
Незавершенностьпроцессов вызывает также снижениепрочности композиционных вяжущих.При твердении безобжигового композитаво влажных условияхобеспечивается превышение прочности в случае раздельного помола на34 % (рисунок 7.4).Повышенная прочностьобеспечивается за счет увеличениядисперсности шлакового компонента при раздельном измельчении и еговозбуждении сульфатами дополнительно.Предел прочности при сжатии, МПа25201510501231-тепловлажностная обработка; 2- твердение в воздушносухих условиях; 3 - твердение во влажных условияхСовместный помолсмешивание при затворенииРисунок 7.4 – Изменение величин прочности модифицированногобезобжигового композита при использовании различных технологическихрежимов262Коэффициентразмягчениямодифицированногобезобжиговогокомпозита увеличивается в условиях повышенной влажности в сравнениис воздушно-сухими условиями твердения и тепловлажностной обработкойв соответствии с рисунком 7.4 и данными таблицы 7.1, соответственно на 15 % и 30 %.Таблица 7.1 – Коэффициенты размягчения безобжиговых композитов взависимости от вещественного состава смеси и условий тверденияКоэффициент размягченияСоставбезобжиговоговоздушно-сухиевлажныекомпозитаусловияусловия0,730,750,40,70,80,71Дигидратсульфатакальция;гидроксид кальцияДигидратТВОсульфатакальция;гидроксид кальция;шлакопортландцементТвердение во влажных условиях является более благоприятным,поскольку именно влажность обеспечивает наиболее полное протеканиепроцессов гидратации компонентов вяжущего и получения более плотнойструктуры композита за счет присутствия «резервного» вещества.Продолжающаяся перекристаллизация гипса также способствует развитиюструктуры и повышению его водостойкости.В соответствии срисунком 7.5безобжиговый композит,твердеющий в присутствии влаги, характеризуется более плотнойструктурой всравнениис безобжиговыммодифицированнымкомпозитом сухого твердения.
Это согласуется и с данными результатов263экспериментальныхисследованийструктурныххарактеристиквсоответствии с рисунком 7.6.Величины прочности существенно возрастают во времени. К семисуткам твердения прочность возрастает в 2,5 раза. К возрасту 28 сутокпредел прочности увеличивает еще на 24 % и достигает величины 25 МПа.1,9Средняя плотность, г/см31,81,71,61,51,41,31,21,1101020304050Время твердения, сут.воздушно-сухие условиявлажные условияРисунок 7.5 – Плотность безобжигового гипсового композита,модифицированного добавкой шлакопортландцемента, твердевшего вразличных условияхРостпрочностиконденсационногообеспечиваетсятвердения,такиразвитием,какгидратационного.структурПроисходитодновременное упрочнение и развитие связей дигидрата и, в дополнение,60264кристаллизационной структурышлакопортландцементного камня собразованием и новых зародышей, хотя и менее активно, чем в начальнойстадии.
Благодаря тому, что в системе дигидрата во влажных условияхпроцесс растворения и конденсации продолжается, прочность продолжаетвозрастать. В гидратационной структуре шлакопортландцемента процесскристаллизациизародышейтакжепродолжаетсявприсутствиидисперсионной среды, упрочняя структуру всей композиции и в болеепоздние, чем 28 суток, сроки твердения.Коэффициентразмягчения,характеризующийводостойкостькомпозита, также растет во времени, согласно за счет меньшей адсорбциивлаги во внутренних поверхностях микро- и нанополостей и уменьшениярасклинивающего воздействия воды на слоистую структуру гипса при ееуплотнении.Прикольматациипоровоготвердения шлакопортландцементапространстваи экранированияпродуктамиразвивающихсякристаллизационных гипсовых контактов, вода не попадает во внутреннеепространство, тем самым предотвращая «адсорбционный эффект».В качестве модификатора возможно использование немарочногогидравлического вяжущего (так называемого – некондиционного), спониженными характеристиками активности, что может дополнительноповыситьэффективность безобжиговогокомпозиционногокамня.Возможность использования просроченного цемента подтверждаетсяданными исследований, выполненных на основе шлакопортландцемента сактивностью 20 МПа.
Данные демонстрируют незначительное снижениеводостойкости безобжигового модифицированного камня.Такимобразом,положительноепроведеннымивоздействиеисследованиямишлакопортландцементаподтвержденонаструктурубезобжигового композита, в первую очередь – его водостойкость.265252015Пористость, %1050123Время твердения, сут.двуводный гипскомозиционное вяжущееРисунок 7.6 – Кинетика пористости безобжигового композита(время твердения: 1 – 0,08 сут (через 2 часа); 2 – 7 сут; 3 – 28 сут)Влажные условия твердения создают салюберогенную среду дляструктурообразования модифицированного водостойкого безобжиговогокамня, создавая условия для более полного и активного протеканияпроцессов гидратации, продукты которой дополнительно упрочняютгипсовый композит.7.2Безобжиговыеорганоминеральныекомпозитынаосноведвуводного гипса и древесных отходов промышленности7.2.1 Гипсовые армированные безобжиговые композитыСогласно теоретическим положениям, композиты представляют собоймногоуровневую систему, где структурные уровни компонуются в единый266«монолит»[127, 128, 137, 139, 147] с взаимодействием на поверхностяхраздела фаз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
