Диссертация (1141513), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Вяжущие обладают марками по прочности 150200, коэффициентом размягчения - 0,6-0,8. Вместе с тем, повышеннаяводопотребностьподобныхвяжущихснижаетпрочностныепоказателиматериалов на их основе. Содержание в составе вяжущих до 15-25%портландцемента повышает их стоимость.В Российском химико-технологическом университете имени Д.И.МенделееваподруководствомводостойкоеангидритовоеТ.В.вяжущее,Кузнецовойкоторое[77-78]получаютразработанообжигомпритемпературах 850-900 0С сырьевой смеси фосфогипса, фосфомела, фтористых икремнефтористыхсолей.ТехнологияполученияразработанныхвЛитНИИстроительства и архитектуры и Казахской головной архитектурностроительной академии водостойких ангидритовых вяжущих предполагаетобжигфосфогипсапритемпературах900-10000Ссдобавкамиалюмокремнеземистых и кальцийсодержащих материалов, взаимодействующихпри обжиге с образованием сульфоалюминатных и силикатных фаз, чтообусловливает гидравлические свойства вяжущих.
Вяжущие имеют марку 400,коэффициентом размягчения - 0,8-0,9. Но при производстве данных вяжущихповышаются затраты топлива на обжиг исходного сырья, которое имеетвысокую влажность.В последнее десятилетие направление, связанное с разработкойкомпозиционных гипсовых вяжущих повышенной водостойкости, получило20дальнейшее развитие в результате исследований, выполненных в МосковскомгосударственномстроительномуниверситетеподруководствомА.В.Ферронской [79-81, 85].
Изобретено водостойкое гипсовое вяжущее низкойводопотребности (ВГВНВ), в котором содержание клинкерного цемента менее15%. Впоследствии, под руководством М.С.Садуакасова, разработаны составыитехнологияполучения гипсового вяжущего низкой водопотребности(ГВНВ), под руководством Г.А.Айрапетова - составы и технология получениямногокомпонентногобесклинкерноговодостойкогогипсовоговяжущего(МБВГВ), под руководством Р.З.Рахимова - составы и технология получениякомпозиционного гипсового вяжущего [82-84].В состав вяжущих, вместе с гидравлическими добавками, входятмодифицирующие добавки, регулирующие свойства вяжущего (активаторытвердения,пластификаторы,замедлителисхватывания,наполнители).Технология получения вяжущих основана на использовании принципамеханохимическойматериаловактивациипроисходитприкомпонентов.химическомУвеличениевзаимодействииводостойкостикомпонентоввяжущего за счет образования труднорастворимых продуктов, и при вводепластифицирующих добавок за счет формирования плотной структурыгипсового камня.Композиционные гипсовые вяжущие на основе строительного гипсаобладают марками по прочности до 300, на основе высокопрочного гипса- до500.
В зависимости от значения коэффициента размягчения (Кр), по степениводостойкости гипсовые и ангидритовые вяжущие подразделяют на:- средней водостойкости 0,45≤Кр<0,6;- повышенной водостойкости 0,6≤Кр<0,8;- водостойкие Кр≥0,8.Морозостойкость гипсового камня на основе композиционных гипсовыхвяжущих составляет 50-125 циклов.Существуют разработки по получению композиционного ангидритовоговяжущего марок 350-400 (для образцов, приготовленных из теста нормальнойгустоты) повышенной водостойкости (коэффициент размягчения до 0,7).21В настоящее время достоверно установлено существование следующихмодификаций водного и безводного сульфата кальция [88-91]:- дигидрат сульфата кальция (гипс);- полугидрат сульфата кальция α - и β - форм (бассанит);- растворимый ангидрит α - и β - форм (ангидрит III);- β - нерастворимый ангидрит (ангидрит II);- α - нерастворимый ангидрит (ангидрит I).Вопрос о существовании других возможных модификаций являетсядискуссионным.По исследованиям К.
Келли, Д. Суттарда и К. Андерсона [83],температурный интервал образования ангидрита II, являющегося основнымкомпонентом ангидритового вяжущего, составляет при обжиге чистогодигидрата сульфата кальция при атмосферном давлении-350-4000С, при обжигеприродного гипсовогосырья - 350-8000С. Образование ангидрита IIсопровождается экзотермическим эффектом и перестройкой гексогональнойструктуры ангидрита III в ромбическую ангидрита II.
При температуре обжигаприродного гипсового сырья 800-950 0С происходит разложение карбонатныхпримесей, при температурах 900-1000 0С начинается разложение сульфатакальция. Образующийся продукт, в состав которого наряду с ангидритом IIвходит некоторое количество СаО, носит название эстрихгипс. При 1180 0Сангидрит II переходит в ангидрит I, который при 1495 0С разлагается на SO2,СаО и О2.Как отмечает А.В. Волженский [91, 95], на практике в каждом интервалетемператур можно говорить лишь о преобладании той или иной модификациисульфата кальция, которая и определяет реакционную способность продуктаобжига.По данным П.П. Будникова [98], с увеличением температуры обжигагипсового сырья от 400 до 900 0С происходит снижение скорости растворенияпродукта обжига в воде, при этом, согласно результатам исследований,выполненных в работах, наблюдается снижение водопотребности, замедлениесроков схватывания ангидритового вяжущего.
В работах показано, что при22повышении температуры обжига ангидритового вяжущего от 400 до 800 0Спроисходит повышение коэффициента размягчения гипсового камня на егооснове, что, по мнению М.А. Мартинайтиса, связано со снижениемводопотребности вяжущего и увеличением плотности гипсового камня.По ГОСТ 2767-44* «Ангидритовое вяжущее» температура обжига гипсадля его получения составляет 600-800 0С.В ряде работ исследовано воздействиережимов обжига гипсовогосырья различных месторождений на основные физико-технические свойстваангидритового вяжущего.
Оптимальные, с точки зрения получения вяжущего смаксимальными прочностнымипоказателями,параметры режимов обжигагипсового сырья различных месторождений по данным литературныхисточников представлены в таблице 1.1.Таблица 1.1 – Оптимальные параметры режимов обжига гипсового сырьяразличных месторождений для получения ангидритовых вяжущихНаименованиеместорождениягипсового сырьяАртемовское(Украина)Карайгановское(Башкирия)Кунгурское(Пермский край)Звозское(Архангельскаяобласть)ВидобжиговогоагрегатаШахтная печьШахтная печьМуфельнаяпечьМуфельнаяпечьРазмерВид добавки –кусковактиваторагипсовоготвердениясырья, ммNaHSO4+400-500CuSO4NaHSO4+20-25CuSO4400-500ИзвестьNa2SO4+120-150CuSO4Данные30-50отсутствуют30-100КHSO4Na2SO420-40ИзвестьОбожженныйДанныедоломитотсутствуютNaHSO4Параметры режимаобжигатемперапродолжи0тура, Стельность, ч600-7003,57000,57002,0600-7004,07004,07007005505,00,54,0ДанныеотсутствуютДанныеотсутствуют600-700Кирдонское(Литва)МуфельнаяпечьШирецкое(Украина)Муфельнаяпечь200-500Обожженнаяалунитоваяпорода700-7504,0-5,0КамскоУстьинское(Татарстан)ДанныеотсутствуютДанныеотсутствуютNaHSO47501,25800-900Анализ данных, представленных в таблице 1.1.
показывает, чтооптимальные температура и продолжительность обжига гипсового сырья при23полученииангидритовогоминеральногосостава,вяжущеговидазависятотприменяемогоегохимическогообжиговогоагрегатаиигранулометрического состава гипсового сырья, вида добавки-активаторатвердения.А.С Костериным установлено, что оптимальное содержание гидратнойводы в составе ангидритового вяжущего по массе составляет 1-2% прииспользовании в качестве активатора твердения извести и 0,2-0,5%. прииспользовании в качестве активатора твердения Na2SO4 .По данным В.И.
Березовского, оптимальное содержание гидратной водыв фосфоангидритовом вяжущем составляет 0,46-0,5% при использовании вкачестве активатора тверденияизвести и 0,35-0,38% при использовании вкачестве активатора твердения Na2SO4 или NaНSO4.Согласно исследованиям П.П. Будникова,присутствие в составеангидритового вяжущего полугидрата сульфата кальция вызывает снижениепрочности образцов гипсового камня, что обусловлено чрезмерно раннимобразованием жесткого структурного каркаса, препятствующего нормальномупротеканию процесса твердения ангидритового вяжущего.В ряде работ отмечается, что физико-технические свойства вяжущих наоснове ангидрита определяются способом структурных преобразований,происходящих при обжиге материала. По данным Г.
Леманна [99],преобразование полугидрата сульфата кальция в ангидрит III, протекающее сперестройкойкристаллическойрешетки,сопровождаетсяувеличениемпористости и удельной поверхности продукта обжига, следствием чегоявляется повышенная водопотребность, ускоренное схватывание ангидрита IIIи пониженная прочность гипсового камня на его основе.По данным О. Флерке [100], при образовании ангидрита II происходитуменьшение расстояния между соседними ионами Са2+ и SO42- в цепочках CaSO4-Ca-SO4 с 0,3 до 0,2 нм, вследствие чего снижается активность продуктаобжига при гидратации.П.П.Будниковсвязываетснижениереакционнойспособностиангидритового вяжущего при повышении температуры обжига более 700-800240С с процессами термической перекристаллизации, в ходе чего происходитпреобразование активной рыхлой тонковолокнистой структуры кристалловпродукта обжига в плотную зернистую малоактивную структуру.
При этом,данных о характере изменения кристаллической структуры ангидрита II взависимости от продолжительности обжига нет [98].По мнению В.Н. Юнга [101], при обжиге возникают дефектыкристаллической структуры ангидрита II , чем и объясняется способностьвысокообжиговых гипсовых вяжущих к гидратации.Е.И.
Смирновой расчетом баланса валентностей в структуре ангидритаII показано, что его реакционная способность определяется возможностьюхемосорбции молекул воды на анионах кислорода в SO4- тетраэдрах, которыенедонасыщеннывалентнымиусилиямикатионов.Локальнаянесбалансированность структуры и незначительная анизотропия химическихсвязей в СаSO4 - полиэдре ангидрита II обусловливают его растворимость.Известно, что свойства вяжущих в значительной степени определяютсятонкостью их помола. Согласно ГОСТ 2767-44* тонкость помола ангидритовоговяжущего должна характеризоваться остатком на сите №008 не более 15%.По данным П.Ф Гордашевского [103], с увеличением тонкости помолапроисходит повышение прочностных показателей ангидритового вяжущего.Данные исследований, приведенные в работах М.Д.
Литвиненко и В.И.Березовского, свидетельствуют о существовании некоторой оптимальнойвеличины тонкости помола ангидритового вяжущего, соответствующей поданным М.Д. Литвиненко удельной поверхности 190-200 м2/кг (по методувоздухопроницаемости), по данным В.И. Березовского 400 м2/кг (по методуадсорбции азота), при которой достигаются максимальные прочностныепоказатели вяжущего. Дальнейшее повышение тонкости помола приводит кповышению водопотребности вяжущего и снижению прочностных показателей.251.4 Влияние модифицирующих добавок на свойства ангидритовоговяжущегоСогласно представлениям большинства современных исследователейпроцесс твердения ангидритового вяжущего протекает, в основном, врезультате гидратации при растворении ангидрита II в воде и последующейкристаллизации образующегося гипса [104-106].Ускорение гидратации и твердения ангидрита II до техническиприемлемых сроков достигается введением добавок- активаторов твердения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
