Классификация вяжущих автоклавного твердения

18.07.2019

Автоклавная обработка дает возможность получать высокопрочные изделия не только на основе портландцемента, но и на основе извести, а также различных минеральных отходов промышленности, проявляющих весьма малую активность при обычных температурах и пропаривании.

Повышенная реакционная активность этих соединений в условиях высокой температуры и давления, а также иной состав цементирующего вещества позволяют выделить группу вяжущих, применение которых целесообразно лишь в условиях автоклавной обработки. К таким вяжущим можно отнести тонкоизмельченные вещества определенного состава, которые в результате автоклавной обработки при температуре не менее 174°С и давлении пара не менее 9 ат образуют прочный искусственный камень. Обычно после запаривания прочность образцов из такого вяжущего в несколько раз выше, чем у образцов того же состава, но твердевших 28 суток в нормальных условиях.

В зависимости от вида компонента нами совместно с кафедрой технологии вяжущих и бетонов Московского инженерностроительного института им. В.В. Куйбышева предлагается следующая классификация вяжущих автоклавного твердения:

1) бесклиикерные вяжущие на основе извести с кремнеземистыми, алюмосиликатными или кальциевоалюмосиликатными компонентами (известково-кремнеземистое, известково-пуццолановое, известково-шлаковое, известково-нефелиновое и тому подобное вяжущее);

2) смешанные вяжущие на основе:

а) портландцемента с кремнеземистым, алюмосиликатным или кальциевоалюмосиликатным компонентами (песчанистый портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент и т. п.);

б) портландцемента и извести с кремнеземистым, алюмосиликатным или кальциевоалюмосиликатным компонентами (песчанистый, пуццолановый, шлаковый цемент и т.д.).

В качестве тонкомолотого кремнеземистого, алюмосиликатного или кальциевоалюмосиликатного компонента могут использоваться материалы природного или искусственного происхождения.

К природным кремнеземистым компонентам относятся: кварцевый песок и материалы осадочного происхождения (трепел, диатомит и т.д.) с содержанием SiO2 более 80%.

Алюмосиликатными компонентами являются материалы природного и искусственного происхождения с содержанием CaO менее 10%, а также обожженные материалы — горелые породы, глиниты, пылевидные отходы при производстве искусственных пористых заполнителей — аглопорита, керамзита, перлита и т. п.

Кальциевоалюмосиликатные компоненты — это в основном побочные продукты промышленности, содержащие более 10% окиси кальция в свободном виде или в виде алюмосиликатов и ферритов.

К кальциевоалюмосиликатным материалам можно отнести все разновидности доменных, мартеновских, ваграночных шлаков, а также шлаков цветной металлургии и электротермического производства фосфора, нефелиновый шлам от производства глинозема, а также шлаки и золы от сжигания углей, торфа и сланца.

Активность алюмосиликатных и кальцийалюмосиликатных компонентов зависит от их химического, фазового и минералогического состава. Она повышается с увеличением содержания в них стекловидной фазы, а также окиси кальция в свободном виде или в виде силикатов, алюминатов и ферритов, способных к гидролизу и гидратации в условиях автоклавной обработки.

Активность вяжущих для бетонов автоклавного твердения зависит главным образом от соотношения компонентов, их химико-минералогического состава и тонкости помола.

В табл. 4 и 5 приведены ориентировочные составы и марки бесклинкерных вяжущих на основе извести и смешанных вяжущих на основе портландцемента или смеси его с известью при тонкости помола кремнеземистых, алюмосиликатных и кальциевоалюмосиликатных компонентов не ниже 3000 см2/г. При подборе оптимальных составов вяжущих исходили из условия получения максимального количества однокальциевого гидросиликата, так как он обеспечивает наиболее высокую прочность изделий автоклавного твердения.

В табл. 4 и 5 приведены марки различных вяжущих автоклавного твердения. Испытывали их по единой методике и при одинаковом режиме автоклавной обработки. Благодаря этому можно сопоставить эффективность применения тех или иных кремнеземистых добавок и вяжущих. В этих таблицах наименование вяжущего дается в зависимости от активной части и вида кремнеземистой добавки или преобладающей составной части самого вяжущего. Например, нефелиновое, шлаковое, известковотрепельное и т. д. В основу определения прочности при сжатии и изгибе вяжущих для бетонов автоклавного твердения нами была принята методика ГОСТ 310—60.

Однако некоторые особенности материалов, применяемых при изготовлении вяжущих для бетонов автоклавного твердения, а также специфика их твердения в атмосфере насыщенного пара с высокой температурой и давлением вызывают необходимость внесения некоторых изменений в методику определения их прочностных характеристик.

Так как при изготовлении вяжущих для бетонов автоклавного твердения применяются материалы, резко отличающиеся друг от друга по составу, структуре и дисперсности, нормальная густота теста из этих вяжущих колеблется в пределах от 23 до 60%. В связи с этим активность вяжущих автоклавного твердения определяли при постоянной консистенции растворной смеси, характеризуемой расплывом конуса. Консистенцию раствора, состоящего из 1 вес. ч. вяжущего и 3 вес. ч. Вольского нормального песка, определяли в соответствии с требованиями ГОСТ 310—60 по расплыву конуса на встряхивающем столике. Для смешанных вяжущих на основе портландцемента и для бесклинкерных вяжущих с содержанием извести до 30% расплыв конуса после 30 встряхиваний на столике находился в пределах 110—115 мм, а для бесклинкерных вяжущих с содержанием извести более 30% — в пределах 150—160 мм.


Образцы-балочки 4x4x16 см из пластичных растворов готовили вибрированием на виброплощадке с амплитудой колебаний 0,35 мм и частотой колебаний 3000 в минуту. Запаривание образцов в автоклавах осуществлялось в закрытых формах при 9 ат по режиму 2 + 8+2 ч при предварительном выдерживании в течение 4—6 ч. Благодаря применению закрытых форм ослабляются деструктивные процессы, возникающие вследствие температурного расширения составляющих раствор материалов, что позволяет более объективно судить о прочности цементного камня.

Как видно из табл. 4 и 5, на свойства вяжущих автоклавного твердения большое влияние оказывает водопотребность молотых компонентов. Кремнеземистые, алюмосиликатные и кальциевоалюмосиликатные компоненты, характеризующиеся различной водопотребностью, используются в производстве в зависимости от назначения и условий применения изделий. В частности, при изготовлении прочных и морозостойких изделий наиболее пригодны компоненты с пониженной водопотребностью, характеризуемой нормальной густотой теста менее 35% (кварцевый песок, пылевидный кварц и т.п.). Кремнеземистые, а также некоторые алюмосиликатные или кальциевоалюмосиликатные компоненты (трепел, трассы, опока, пепел, многие виды зол, глиежи, глиниты и т.п.) с большой водопотребностью могут оказаться эффективными при изготовлении теплоизоляционных изделий, особенно в тех случаях, когда к ним не предъявляются требования по морозостойкости.


Авторы пришли к заключению, что для бетонов автоклавного твердения наиболее целесообразно применять смешанное вяжущее на основе портландцемента и извести. При этом оптимальным соотношением между цементом и известью является 1:1. Благодаря введению портландцемента снижается отрицательное влияние неоднородности извести, уменьшается водопотребность смеси, что обеспечивает постоянство качества продукции и повышает физико-механические свойства материала.

Портландцемент способствует повышению долговечности изделий, так как в случае появления дефектов структуры из-за многократного замораживания и оттаивания происходит ее самозалечивание продуктами гидратации цемента и компенсируются сбросы прочности, которые возможны в бетонах автоклавного твердения.

При изготовлении газобетона на смешанном вяжущем частичная замена портландцемента известью интенсифицирует процесс вспучивания смеси, портландцемент же обеспечивает быстрое формирование структуры и нарастание начальной прочности, что позволяет сократить время предварительного выдерживания изделий (до запаривания).

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна