Прозрачность и фазовый состав автоклавного ячеистого бетона на основе различных вяжущих

ПРОЧНОСТЬ И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ АВТОКЛАВНОГО ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА НА ОСНОВЕ РАЗЛИЧНЫХ ВЯЖУЩИХ
В отечественной и зарубежной литературе приводятся различные данные по прочностным показателям ячеистых бетонов одного и того же объемного веса. Это можно объяснить тем, что исследования проводились с применением неодинакового сырья при разном соотношении вяжущего и кремнеземистого компонента и
методике испытаний образцов. При оптимальных технологических параметрах прочностные показатели газобетона, изготовленного в НИИЖВ и в других институтах, не отличались от показателей шведских ячеистых бетонов. Такие же данные по прочности (с небольшими отклонениями) были получены па ряде газобетонных заводов: Ворошиловградском, Ленинградском, Новосибирском и др.
При исследовании газобетона на известковоцементном вяжущем количество извести и песка изменяли в широких пределах. Анализ результатов определения прочности при сжатии (рис. 5) показал, что состав, содержащий 20% молотой извести-кипелки, 20% портландцемента и 60% молотого песка, является оптимальным. В этом случае прочностные показатели газобетона объемного веса 500, 700 и 900 кг м3 соответственно равны 30, 55, 140 кгс см2.
С увеличением количества молотой извести-кипелки и уменьшением содержания песка прочность газобетона снижается. Резкое снижение прочности (до 70%) наблюдалось при составе: 20% портландцемента, 40% молотой извести-кипелки и 40% песка.
Было также установлено, что прочность газобетона разного объемного веса на портландцементе меняется в зависимости от содержания тонкомолотого песка (рис. 6). При составах без добавки песка, т. е. на чистом портландцементе, была получена наименьшая прочность. Замена части цемента песком увеличивает прочность. Максимума она достигает при соотношении цемента с песком 1 : 0,6, т. е. при 60% вяжущего и 40% песка. При объемном весе
500, 700 и 900 кг м3 прочность газобетона составляет соответственно 28, 56 и 116 кгс см2. Дальнейшее увеличение содержания песка и уменьшение количества вяжущего снижают прочностные показатели. Так, прочность газобетона состава 20% вяжущего 80% кремнеземистой добавки на 60% ниже максимальной.
В исследованиях определяли также изменение прочности Газобетона объемом веса 1000 и 1200 л. при различном соотношении вяжущего
кремнеземистого компонента (табл. 1). Наименьшая прочность газобетона наблюдалась как на составах с малым расходом вяжущего, так и на тех составах, в которых расход вяжущего превышал оптимальный. Таким образом, максимальная прочность газобетона достигается только при определенных соотношениях вяжущего и кремнеземистого компонента. Прочность газобетона объемного веса 1000 и 1200 кг м3 на смешанном вяжущем состава 20% цемента, 20% молотой извести-кипелки и 60% песка (1:1:3) была равна соответственно 215 и 340 кгс см2. Такие же прочностные показатели газобетона можно получить на составе: 60% цемента и 40% песка (1: 0,6). Однако если при смешанном вяжущем расход цемента и молотой извести-кипелки, например, для газобетона объемного веса 700 кг м3 составляет соответственно 115 и 115 кг на 1 м3, то при использовании одного портландцемента для получения аналогичной прочности требуется увеличить расход его до 315 кг на 1 м3. Учитывая, что свойства газобетона на смешанном вяжущем мало отличаются от свойств газобетона на портландцементе, совершенно очевидно, что для изготовления автоклавных ячеистых бетонов применение портландцемента как основного вяжущего экономически неоправданно.
Наряду с изучением прочностных характеристик определяли новообразования, возникающие в результате автоклавной обработки газобетона при различном соотношении вяжущего и кремнеземистого компонента. Для установления зависимости фазового состава газобетона объемного веса 700 кг м3 на портландцементе при различном соотношении вяжущего и молотого песка были взяты соответствующие пробы, подвергнутые дифференциальному термическому и рентгеноструктурному анализам. Одновременно был проведен химический анализ для определения свободной извести (табл. 2).
Результаты исследований показали, что фазовый состав автоклавного газобетона меняется в зависимости от содержания вяжущего и кремнеземистой добавки (рис.7 и 8).Кривая ДТА образца газобетона, изготовленного на одном портландцементе без добавки песка, характеризуется тремя эндотермическими эффектами.
На термограмме исследуемого образца отмечается небольшой эндотермический эффект при температуре 740°С, обусловленный, вероятно, разложением СаС03. Существенно изменяется фазовый состав образца газобетона, состоящего из 60% портландцемента и 40% песка. Как уже было указано, газобетон па этом составе имел наибольшую прочность. На кривой ДТА (см. рис. 7) эндотермический эффект при 450° С полностью исчезает, что говорит об отсутствии в данном случае C2SH (A). Еле заметный эффект при 515°С свидетельствует о значительном уменьшении количества Са (ОН)2. Содержание свободной извести составляет 1,2%. Одновременно при 810°С на термограмме появляется новый экзотермический эффект. При добавке 40% песка происходит почти полное связывание Са (ОН)2 образование вместо двухосновного гифосилнката CSH (A) низкоосновного гидросиликата CSH (B). Последний обнаруживается на рентгенограмме—линии 3,02; 2,78 и 1,81 А.При увеличении добавки кремнезема до 60% существенных изменений на кривой ДТА и рентгенограмме по сравнению с образцом, состоящим из 60% цемента и 40% песка, не наблюдается. Химическим анализом обнаружено снижение содержания свободной извести до 1,06%. Прочность образца но сравнению с образцами, содержащими 40% молотого песка, снизилась незначительно состав газобетона па смешанном
Кривая ДТЛ газобетона, содержащего 20% цемента, 10% молотой извести-кипелки 70% молотого песка, характеризуется незначительными эндотермическими эффектами при 505 и 560° С (рис. 9). Первый эффект объясняется дегидратацией Са (ОН)2, второй — модификационпыми превращениями кварца. Экзотермический эффект при температуре 800° С вызван присутствием одноосновного гидросиликата кальция CSH (B). Это подтверждается также наличием на рентгенограмме линий3,02 и 1.81Л (рис. 10).Термограмма образца газобетона, в составе которого содержится до 20% извести, показывает увеличение эндотермического эффекта при 505° С за счет дегидратации Са (ОН)2. Количество свободной извести возрастает незначительно и составляет 1,86% -
Экзотермический эффект на кривой ДТА при 820° С и линии 3,02 и 1,81 А свидетельствуют о наличии одноосновного гидросиликата кальция CSH (B). На рентгенограмме обнаруживается присутствие C2SH (A) — линии 4,25; 2,40 и 1.92А и CSH (B) —линии 3,01 и. 80A.
Прочность газобетона, содержащего 30% извести, снижается при всех значениях объемного веса. При увеличении количества извести до 40% на термограмме становятся более выраженными эндотермические эффекты при 475 и 515° С — повышается содержание С2SH (А) и Са (ОН)2.
Наличие С2SH (А) подтверждается на рентгенограмме линиями 3,52; 3,25; 2,51; 2,46 и 1.77А. Отсутствует экзотермический эффект одноосновного гидросиликата кальция. Эндотермический эффект при 800° С связан с разложением СаС03. Количество свободной извести, по данным химического анализа, достигает 4,52%.
Снижение прочности газобетона при введении 40% извести, как видно из рис. 6, достигает 70% по сравнению с составом, содержащим 20% молотой извести-кипелки. Газобетоны оптимальных составов характеризуются высокими показателями морозостойкости. Газобетон на смешанном вяжущем по морозостойкости практически не уступает морозастойкому на цементе. Опыты, проведенные с газобетоном объемного веса 700 кг м3 как на портландцементе, так и па смешанном вяжущем, показали, что после 100 циклов замораживания снижение прочности не превышает 20%. После 100 циклов попеременного замораживания и оттаивания снижение прочности достигает 30%, а после 200—50%. Исследуя влияние расхода цемента на стойкость ячеистого бетона при Н. Т. Баранок К. П., Бахтияров Е. С. Силаеиков и Г. В. Тихомиров установили, что прочность изменяется в зависимости от расхода вяжущего. При малом содержании цемента в бетоне и период карбонизации прочность значительно снижается. С увеличением расхода вяжущего снижение прочности становится меньшим. Авторы рекомендуют для повышения долговечности расход цемента для ячеистого бетона объемного веса 700 кг м3 доводить до 350 кг м3. Это соответствует составу, содержащему примерно 55% портландцемента и 45% молотого песка.
Таким образом, как по прочности, так и по долговечности оптимальным будет являться такой состав газобетона, при котором отношение цемента к молотому песку приближается к 1: 1.
В Московском инженерно-строительном институте им. В. В. Куйбышева под руководством д-ра техн. наук проф. А. В. Волженского проводятся обширные исследовательские работы по использованию металлургических шлаков для получения различных видов бетонов автоклавного твердения [20]. Установлено, что прочность газобетона на шлакозольных цементах в значительной степени зависит от тонкости их помола и состава. При увеличении удельной поверхности шлакового вяжущего с 3500 до 6500 см2 г прочность возрастает на 50—60%. Наибольшая прочность достигается только при определенном соотношении между шлаковым вяжущим и тонкомолотым кремнеземистым компонентом (песком, золой или их смесью). В зависимости от свойств сырьевых материалов состав колеблется от 1: 0,5 до 1: 1,2.
В НИИЖБ на протяжении ряда лет [69] проводятся исследования технологии и свойств газошлакобетона с использованием различных шлаков. Наилучшие результаты достигаются при использовании гранулированных шлаков, основных и нейтральных, с модулем активности не менее 0,2. Прочность газошлакобетона объемного веса 700—800 кг м3 составляет 70—80 кгс см2, а объемного веса 1000—1200 кг м3 — до 300 кгс см2. Состав смеси в %: гранулированный шлак 40—60; зола или молотый песок 30—40; известь-кипелка 5—8 и двуводный гипс 5. При исследовании газового состава газошлакобетона было установлено, что высокая прочность его наблюдается при содержании 30—40% тоберморита, в котором SO2- частично замещен SОз- Изучая различные составы газошлакобетона, авторы пришли к выводу, что увеличение количества одноосновных гидросилпкатов и гидрогранатов свыше 40% приводит к снижению прочности, увеличению усадочных деформации и трещиностойкости бетона. В Институте строительства и строительных материалов Госстроя Эстонской ССР Ф. Л. Кивиселы и Э. Г. Оямаа [60] разработали технологию и изучили свойства разновидности ячеистого бетона газокукермита. Этот вид ячеистого бетона изготавливается на основе циклонной золы, получаемом при пылевидном сжигании горючего сланца-кукермита, и кварцевого песка. Циклонная зола является полиминеральным вяжущим и содержит около 20% клинкерных минералов—в основном p-C2S и около 20% свободной СаО, я также стекловидную фазу. Установлено, что на оптимальном составе при соотношении циклонном золы и песка в пределах 1: 0,7; 1 : 1 прочность газокукермита при объемном весе 700 — 800 кг м3 составляет 45—60 кгс см2, а при объемном весе 1000 — 1200 кг м3, 1500 — 1750 кгс см2. Авторы отмечали, что в результате автоклавной обработки происходит взаимодействие между клинкерными минералами и свободной известью, с одной стороны, и кремнеземом золы и песка, с другой. При оптимальном составе образуются гидросиликаты, в основном типа CSH (B).Обширные исследовательские работы по комплексному использованию на ТЭЦ для производства строительных материалов, а также для автоклавных ячеистых бетонов были проведены И. Л. Ивановым [32].А. Т Барановым. Б. А. Новиковым и Ю. Б. Кузнецовым в НИИ КБ проводились исследования газозолосиликата, в результате которых установлено большое влияние активности известково-зольной смеси на его прочность Как при уменьшении, гак и при увеличении активности смеси против оптимальных значений прочность, а также другие физико-технические свойства газозолосиликата снижаются. Этот вид ячеистого бетона внедрен на Ступинском заводе Главмостостройматериалов. При использовании золы-уноса Ступинско 1 ТЭЦ, которая имеет следующий состав в %: SО2 39—52; Ca2O3 17—26; Fe203 — 28; СаО - 0.7-1.0; MgO 0.7- 2,3 лучшие показатели но прочности были получены при активности смеси 18%: при объемном весе 500—600 кг м3 20—30 кгс см2, а при объемном весе 700—800 кг м3 – 55 — 85 кгс см2. Исследования, проведенные во ВНИИСтрой С. А. Крыжановским и Б. Б. Крыжановским по технологии газосиликата, показали, что при использовании сырья хорошего качества и выдерживания определенных технологических параметров можно получить ячеистый бетон, обладающий высокими показателями. Известь рекомендуется размалывать до удельной поверхности 6000—7000 см2 г. Сроки ее гашения должны находиться в пределах 15—25 мин. Расход извести устанавливается с таким расчетом, чтобы содержание активной окиси кальция в смеси составляло 18—20% по весу. Для изготовления газосиликатных изделий рекомендуется применять кварцевые пески. По данным Ю. М. Бутта, А. А. Майера, Н. С. Мануйловой, при взаимодействии калиевого или натриевого полевого шпата с известью в результате автоклавной обработки образуются главным образом гидросиликаты типа С2SH (А). Такой фазовый состав приводит к пониженным прочностным показателям. В молотом полевошпатовом песке наряду с полевошпатовыми минералами находится кварц; известь реагирует с ним, образуя гидросиликаты кальция, основность которых зависит от содержания извести в исходной смеси, дисперсности песка и длительности автоклавной обработки.
А. В. Волженский отмечает, что прочность автоклавных бетонов зависит не только от состава гидросиликатов, но и от толщины цементирующей пленки между зернами кварца. Чем тоньше пленка цементирующей связки, тем прочнее бетон при прочих равных условиях. На толщину пленки влияют главным образом состав смеси, водовяжущее отношение (считая и кремнеземистый компонент) и дисперсность вяжущего.

31.07.2008

Комментарии

Ячеистые бетоны
Автор: Юрий · 11.02.2012 19:35:38
Хотелось бы подробнее узнать как снизить усадку неавтоклавного газобетона, полученного на порообразователе ПАП-1 или ПАП-2. И как увеличить прочность до B1,5-B2,5 на плотности D400-D500. С уважением, Ю.В.Скорина.
WNOTtbUIhIw
Автор: gmy8gP , [url=http://qzqmipatdoeb.com/]qzqmipatdoeb[/url], [link=http://owldwkeflbwy.com/]owldwkeflbwy[/link], http://gfnxdcilekru.com/ · 01.08.2011 19:11:18
gmy8gP , [url=http://qzqmipatdoeb.com/]qzqmipatdoeb[/url], [link=http://owldwkeflbwy.com/]owldwkeflbwy[/link], http://gfnxdcilekru.com/
yVAwayokIMRGFSXPO
Автор: dJC63u gqnbkhijdcvh · 01.08.2011 12:58:39
dJC63u gqnbkhijdcvh
mIeARjchFCgF
Автор: VksqgD , [url=http://rohjxqemgswd.com/]rohjxqemgswd[/url], [link=http://nlketipapest.com/]nlketipapest[/link], http://huvebuhzwxdf.com/ · 31.07.2011 17:09:52
VksqgD , [url=http://rohjxqemgswd.com/]rohjxqemgswd[/url], [link=http://nlketipapest.com/]nlketipapest[/link], http://huvebuhzwxdf.com/
TYfqgobFUhhrwTJ
Автор: gzOvC2 hbzjikqhpdux · 30.07.2011 13:18:12
gzOvC2 hbzjikqhpdux
DeJznDoVNiHmfnGaS
Автор: I found just what I was neeedd, and it was entertaining! · 30.07.2011 04:58:50
I found just what I was neeedd, and it was entertaining!