Диссертация (1141513), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Поклассификации Я. Арденса [107] вещества, активизирующие процесс тверденияангидрита II подразделяются на три группы:1) Кислоты и кислые соли, поставляющие в водные растворы ионы Н+;2) Сульфаты щелочных и тяжелых металлов, создающие в водныхрастворах нейтральную или слабокислую реакцию;3) Соединения, отличающиеся щелочным характером и поставляющие вводные растворы ионы ОН-.Впромышленнойпрактикевкачествеактиваторовтверденияангидритового вяжущего используются вещества, имеющие общий ион сCaSO4: растворимые сульфаты некоторых металлов (NaSO4, NaHSO4, K2SO4,Al2(SO4)3 и др.) в количестве до 3% по массе, а также вещества, отличающиесящелочным характером (известь, портландцемент, основные гранулированныешлаки и др.) в количестве до 7% по массе.
Активаторы твердения вводятся всостав вяжущего при помоле, а растворимые сульфаты с водой затворения.По данным П.П. Будникова, наибольшая скорость гидратации ангидритаII достигается при введении добавок - активаторов твердения, отличающихсякислым характером, затем следуют вещества щелочного характера инейтральные соли.В соответствии с теорией, выдвинутой П.П. Будниковым, привзаимодействии воды, добавки-активатора твердения и ангидрита II наповерхностизеренпоследнегообразуютсянеустойчивыекомплексныесоединения, которые распадаются на гипс и исходную добавку.
В результате26кристаллизации образующегося гипса происходит схватывание и твердениевяжущего.В.Г. Клименко [104] установлено, что наибольшая активация ангидритаII происходит при значениях рН и рСа суспензий ангидрита II с добавкамиактиваторами твердения, равных соответственно 4-6,6 и 2,1-3,2. Кислыеактиваторы ускоряют процессы гидратации и твердения ангидрита II за счетувеличения скорости его растворения.Согласно представлениям В.Б.
Ратинова [108], активирующее действиедобавок-электролитов, не содержащих одноименных ионов с сульфатомкальция, заключается в том, что, изменяя ионную силу раствора, ониувеличивают растворимость вяжущего; а добавок-электролитов, содержащиходноименные с сульфатом кальция ионы, в том, что снижая растворимостьновообразованного гипса, они ускоряют его кристаллизацию из раствора.По мнению А.В. Волженского, активирующее действие извести напроцесс гидратации и твердения ангидритового вяжущего обеспечивается тем,что в щелочной среде происходит увеличение растворимости ангидрита II иснижение растворимости гипса. Ускорению растворения ангидрита II помогаетобразующаяся повышенная разница в растворимостиПо работам О.П. Мчедлова-Петросяна [109] предполагается, что дляпоявления вяжущих свойств при взаимодействии вяжущих веществ с водойосновное значение имеет концентрация ОН- ионов, которые проникают кактивным центрам кристаллической решетки и вызывают растворениеисходного вяжущего, что распространяется и на процессы, происходящие пригидратации и твердении ангидритового вяжущего в присутствии щелочныхактиваторов.М.М.
Николаевым [110] на основании термографических и оптикомикроскопических исследований осадка, образующегося в смеси насыщенныхрастворов CaO и СaSO4, высказано предположение о возможности протеканияхимической реакции в системе CaO-CaSO4-Н2О.По данным Э.В. Даумантаса [111], И.Я.
Голосовкера [112], такиемалорастворимые добавки - активаторы твердения ангидритового вяжущего,27как известь, гипс, ускоряют процесс кристаллизации новообразованного гипса,выступая в качестве центров кристаллизации.В ряде работ показано, что сульфатные активаторы твердения, вчастности NaSO4, NaHSO4, KHSO4, в большей степени интенсифицируеттвердение ангидритового вяжущего по сравнению с щелочными активаторамитвердения, в частности известью. Вместе с тем, гипсовый камень на основеангидритового вяжущего с применением щелочных активаторов тверденияотличается более высокими значениями коэффициента размягчения иморозостойкости (соответственно 0,4-0,87 и F10-F60), чем при использованиисульфатных активаторов (соответственно 0,1-0,4 и F3-F10). Кроме того,согласно исследованиям П.П.
Будникова, при использовании сульфатныхактиваторов твердения типа NaSO4, NaHSO4, KHSO4 для предотвращенияобразования высолов на поверхности изделий в комплексе с ними необходимовведение CuSO4 или FeSO4, что повышает стоимость вяжущего.По А.В. Волженскому, повышение водостойкости гипсового камня привведении добавки извести, имеющей общий ион с сульфатом кальция,достигается за счет снижения растворимости гипса.По мнению В.И. Березовского, низкая водо- и морозостойкостьгипсобетонанаосновеангидритовоговяжущегоприиспользованиисульфатных активаторов объясняется тем, что при водонасыщении гипсобетонапроисходит растворение и вымывание активатора с образованием сетимикропор, через которые вода получает доступ в самые глубокие слоигипсобетона.По данным работ П.П.
Будникова, В.И. Березовского, совместноеприменениесульфатныхищелочныхактиваторовоказываетсяменееэффективным, чем при их раздельном применении, вследствие протеканиямежду ними обменных реакций с образованием продуктов, не обладающихактивизирующим действием на процесс твердения.П.П. Будниковым показана возможность применения в качествеактиваторовтверденияангидритовоговяжущегодоломитаследующегохимического состава: СаО-30,36%; MgO-15,28%, SiO2-5,50%, Al2O3+Fe2O3-5,75,28п.п.п.-43,95%. Установлено, что оптимальная температура обжига доломитасоставляет 800-10000С, продолжительность обжига 2 часа, содержание добавкиобожженного доломита 3-5% от массы вяжущего.
Получено вяжущее спрочностью при сжатии до 20 МПа. В работе не приводятся данные пофазовому составу продукта обжига доломита и влиянию добавки доломита наводостойкость гипсового камня на основе ангидритового вяжущего.По данным М.А. Мартинайтиса [42], оптимальная температура обжигадоломитов Кирдонского, Вишкшинского и Жагарского месторождений Литвыпри их использовании в качестве активаторов твердения ангидритовоговяжущего составляет 900-9500С. При введении 5-10% по массе обожженныхдоломитов получено вяжущее с прочностью при сжатии 25-30 МПа.
Показано,что основное влияние на активацию процесса твердения ангидритовоговяжущего оказывает CaO, а MgO играет второстепенную роль. В работе неприводятся данные по оптимальной продолжительности обжига доломита иоптимальному фазовому составу продуктов обжига доломитов, влияниюдобавки доломита на водостойкость гипсового камня на основе ангидритовоговяжущего.Во ВНИИСТРОМе им. П.П. Будникова под руководством В.В.Иваницкого и А.Ф.
Бурьянова [162-174] были проанализированы всеместорождения ангидрита в нашей стране и ближайшем зарубежье и выбраныдва для детальной проработки – Гаурдакское (Туркмения) и Порецкое(Чувашия). Основой для такого выбора являлись определенные свойства сырьяи возможность добычи в промышленных объемах.Из-за недостаточной изученности и необходимости особого подхода ккаждому камню ангидрита даже в пределах одного месторождения, нижеподробно описывается технология получения ангидритового вяжущего изнаиболее «сложного» камня Порецкого месторождения.Присутствие гипса в разной степени находящегося всегда в природномгипсоангидритовом камне, иногда расценивается, в качестве положительногофактора,способствующегодополнительныхцентровускорениютвердениякристаллизации.Ноблагодаряиногдасозданиюпроявляется29отрицательное воздействие гипса на скорость твердения и показателипрочности ангидритового вяжущего.
Химический анализ пробы ангидритовогокамня Порецкого месторождения приведен в таблице 1.2.Таблица 1.2 – Химический анализ пробы ангидритового камняSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3ППП500 0ССO2СуммаВлажность%0.460.190.1139.440.3056.622.860.34100.320.65Минералогический состав ангидритового камня Порецкого месторожденияприведен в таблице 1.3.Таблица 1.3 – Минералогический состав ангидритового камняCaSO4 x2H2O%CaSO4%13,6685,47РезультатыCaCO3 +MgCO3%0,03 + 0,63 =0,66минералогическогоПрочие окислы%Сумма %0,73100,52анализаисследуемойпробыангидритового камня показали, что содержание ангидрита в ней составляет85,47%, а содержание гипса CaSO4 . 2H2O -13,66%.
Также химический анализисследуемой пробы показал наличие серного ангидрида (SO3) в количестве56,62%, что согласно ГОСТ 4013-82 соответствует 1 сорту гипсоангидритовогокамня.Процесс дробления камня осуществлялся в щековой дробилке дофракции 3-5мм. Просеивание производили через сито №1, затем полученныйматериал подвергали измельчению вибромельнице М-10. На этом этапе былаподобрана оптимальная удельная поверхность полученного порошкообразногоангидрита равная 5700 см2/г по ПСХ-8., водопотребность которого минимальна(В/А). Оптимальная водопотребность ангидритового вяжущего для данногосостава определялась расплывом лепешки ангидритового теста до 120 мм наприборе Суттарда.На данном этапе было определено влияние всех известных и имеющиепрактическое значение ускорителей твердения ангидрита (ПЦ М-400,500 Д0.,K2SO4, FeSO4., AlK(SO4)2 x 12H2O, ШПЦ, КОН, хромокалиевые квасцы, K2S2O7,известь негашеная, гидратная известь и др.).30На первом этапе подбора химических добавок эти добавки-активаторытвердения ангидритового вяжущего (растворимые) вводились в виде растворавместе с водой затворения.сульфатныеактиваторызатвердевшемурастворуИз опубликованных работ известно, чтоповышаютпрочность,постоянствообъёма.ащелочныеПоэтомуприпридаютподбореоптимального состава вяжущего исходили из смешанного способа активациитвердения ангидрита из природного камня.Далее, прошедшие первый этап испытаний, наиболее эффективноработающиедобавки-ускорителипредварительноперемешивалисьсизмельченным ангидритом и добавлялись при помоле.Свойства ангидритовых вяжущих определялись по ТУ 21-0284757-1-90«Вяжущие гипсовые и ангидритовые» с измененными условиями хранения исроками определения прочности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
