WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 13 |

Таблица Смесь Условное обозначение образца Объёмный вес образца, г/см Формовочное давление образца, кг/см Прочность образца на сжатие после запаривания, кг/см Из находившегося в образце SiO2 при запаривании перешло в растворимую форму, % Дезинтег. смесь опытного цеха: удельная поверхность песка – 355 см2/г, активность – 8% CaO Свободная неуплотнённая смесь 9, I – 1, Изза незначительности нельзя было измерить 10, I – 1, 10, I – 1, 9, I – 2, 8, Промышленная смесь завода “Кварц”: удельная поверхность песка – 102 см2/г, активность – 8% CaO Свободная неуплотнённая смесь 4, II – 1, Изза незначительности нельзя было измерить 4, II – 1, 6, II – 1, 5, II – 2, 5, Были взяты две различные известковопесчаные смеси равной активности, 8% CaO, из которых одна являлась производственной смесью завода силикатного кирпича “Кварц” (смесительный барабан), а другая – опытного цеха силикальцитных изделий (дезинтегратор) того же завода. После удаления из них извести соляной кислотой была определена удельная поверхность оставшегося песка. У первой смеси она составляла 102, у дезинтеграторной – 355 см2/г. Обе смеси были увлажнены до 6% влажности и из них на гидравлическом прессе были отформованы образцы различных объёмных весов – цилиндры с основанием 26,4 см2и высотой, равной диаметру. Различные плотности придавались помещением в цилиндры не одинаковых количеств смеси. Формовочные давления, необходимые для получения данной плотности, были зарегистрированы. В автоклав в фарфоровых чашечках было помещено также несколько сот граммов обеих смесей, свободно, в неотформатированном виде. Образцы и чашечки со смесями запаривались совместно в промышленном автоклаве в течение 8 час. при 9 ати давления пара. После извлечения образцов из автоклава и выдерживания их в помещении лаборатории в течении 48 часов, была определена их прочность на сжатие. Относительное количество содержащейся в образцах растворимой кремнекислоты было определено по методу, описанному в последней главе настоящей работы. Результаты приведены в табл. 1.

Данные табл. 1 о количестве SiO2, перешедшей в автоклаве в растворимую форму, в зависимости от объёмного веса изделия, представлены графически на рис. 1.

Объёмный вес, г/см3 Рис. 1.

Как видно из данных табл. 1 и рис. 1, у обеих смесей количество SiO2, перешедшее при запаривании в растворимую форму, возрастает с ростом объёмного веса изделия до 1,8. Далее рост прекращается и можно заметить его снижение. Как мы увидим ниже, это можно объяснить качественным изменением микробетонной структуры изделия и зависимой от неё микроструктуры вяжущего, происходящим при уплотнении свыше известной степени. Данные таблицы показывают, что у дезинтегрированной смеси количество растворимой SiO2 значительно больше, чем у бывшей в соответствующих же условиях обычной. Прочности на сжатие у образцов из дезинтегрированной смеси тоже значительно выше. Для получения одинаковых объёмных весов, при формовке дезинтегрированной смеси потребовались значительно меньшие формовочные давления, чем при обычной. Так как формовка производилась на медленно работающем гидравлическом прессе, где время, ушедшее на формование, не могло оказать воздействие на требуемые значения формовочных давлений, а также принимая во внимание бо`льшую дисперсность дезинтегрированных смесей, позволяющую фактору времени формования именно у этой смеси воздействовать на требуемые давления в увеличивающем направлении, то, как видно из вышеприведённых данных, дезинтегрированная смесь имеет и лучшую уплотняемость.

* * * Переход всей содержащейся в изделии извести во время автоклавного процесса в водный раствор маловероятно также и по теоретическим соображениям. Это видно из следующего простого расчёта. В одном килограмме известковопесчаной смеси 7% активности содержится 70 г CaO. Опыты проф. Волженского (1) показали, что при запаривании изделий их влажность в автоклаве достигает максимально до 11%, т.е. в порах 1 кг запаренного изделия содержится максимальной 110 г воды. Так как в 100 г раствора при температуре 170? содержится максимально 0,012 г CaO, то для растворения в автоклаве всей извести раствор должен быть насыщен молекулами извести и они должны переходить из раствора в соединение раз и это в течение 8 часов, в условиях, когда процесс растворения происходит при неподвижности (без смешивания) растворителя. Но так как во время автоклавного процесса часть молекул воды непрерывно химически связывается, фактически полученное число должно быть ещё больше.



Всё это показывает, что в процессах образования в автоклаве монолита из известковопесчаных смесей молекулы как песка, так и извести имеют относительно малую свободу движения. Приводимые ниже опыты ясно показывают, что если молекула SiO2 находится на расстоянии более чем на 0,2 мм от молекулы Ca(OH)2, то при обычных режимах запаривания (давление пара 10 ати, продолжительность 8 час.) она уже не принимает участия в реакции. Не входя в обсуждения о том, переходят ли молекулы SiO2 и Ca(OH)2 в водный раствор до соединения друг с другом, или их соединение при господствующем в автоклаве потенциале энергии происходит помимо промежуточной жидкой фазы, следует, придерживаясь фактов, принимать теорию проф. Волженского не так, как её обычно трактуют. По нашему мнению, основываясь на экспериментальном материале и производственной практике настоящего времени, состояние компонентов в автоклаве при образовании монолита из известковопесчаных смесей будет правильнее представить себе следующим образом:

1. Уже тот факт, что при запаривании известковопесчаных смесей химически связывается бо`льшая часть извести, а часть SiO2 переходит из кристаллической нерастворимой модификации в растворимое состояние, ставит вне сомнения мнение многих авторов, как Михаэлса, Волженского, Смирнова и других, в том, что в автоклаве между частицами извести и песка происходит химическая реакция. Для того же, чтобы химическая реакция состоялась, необходимо соприкосновение реагирующих молекул, т.е. их одновременное пребывание в одной точке пространства.

2. Определения (1, 3, 6) химически связанной воды в запаренных силикатных и силикальцитных изделиях показало, что на одну молекулу SiO2 и CaO в готовом изделии приходится по крайней мере одна молекула H2O. Так как выпуск пара из автоклава несомненно сопровождается дегидратацией (1), то в течение процесса возникновения вяжущего кроме молекул воды, связанных с Ca(OH)2, участвуют также и свободные молекулы воды. Поэтому на образование вяжущего гидросиликата следует смотреть как на тримолекулярную реакцию, т.е. в ней принимают участие молекулы SiO2, Ca(OH)2 и H2O.

3. Если принять во внимание сравнительно высокую химическую устойчивость и инертность сока, т.е. кристаллической SiO2, что отмечается особо и проф. Волженским (1), то предположение, что SiO2 при запаривании а автоклаве смесей извести – песка – воды реагирует в твёрдой фазе или близкой к ней, является вполне вероятным. Надо полагать, что SiO2 может участвовать в реакции только частицами своей поверхности. Далее, отсюда следует, что реакция зависит не от объёмной концентрации ионов SiO2, а от величины поверхности и активности или пассивности молекул, расположенных на поверхности или вблизи её. Следовательно, чем больше общая площадь поверхности песчинок, чем тоньше песок, тем благоприятнее условия протекания реакции у песков с одним и тем же характером поверхности.

… «Как известно (7, 1, стр. 117), химическая реакция между теми или иными вяжущими вовсе не обязательно должна происходить при каждом столкновении их частиц. Может иметь место ряд таких встреч, после которых молекулы расходятся неизменёнными, в других же случаях, когда сталкиваются более активные молекулы, они вступают в химическое взаимодействие. Вполне понятно, относительно число подобных "успешных" встреч в первую очередь определяется природой самих реагирующих веществ … Особенно реакционноактивными молекулами могут быть прежде всего наиболее “быстрые”, обладающие в момент столкновения значительной кинетической энергией. Затем ими могут быть молекулы возбуждённые, некоторые из электронов, которые находятся не на нормальном, а на какомлибо более высоком энергетическом уровне. Наконец, активными могут быть все молекулы, внутреннее строение которых (расстояние между атомными ядрами и т.д.) в момент столкновения отличается от наиболее устойчивого. Во всех этих случаях избыточная энергия молекулы обусловливает её повышенную химическую активность … При повышении температуры растёт не только число столкновений, но и доля успешных – поэтому так быстро увеличиваются скорости реакции при нагревании».





Исследования проф. Журавлёва (25) показали, что активные гидравлические добавки как силикагель и трепел находятся, в основном, в кристаллической модификации.

… «Высокую активность гидравлических добавок следует объяснять не только наличием аморфного кремнезема, но и дефектами кристаллической решётки кристаллов кремнезема, что фиксируется при рентгенографическом исследовании. Дефекты кристаллической решётки облегчают реакцию извести с кремнеземом» … Принимая во внимание приведённое выше, следует предположить, что для протекания реакции существенное значение имеет не только лишь величина поверхности песчинок, но также и характер их поверхности, т.е. состояние молекул, находящихся на поверхности. До настоящего времени в производстве известковопесчаной продукции на последнее обращалось очень малое внимание.

4. В автоклавном процессе свобода движений молекул извести не особенна велика. В целях получения некоторых численных показателей по этому вопросу нами произведены следующие опыты.

Опыт 1.

Известковопесчаная смесь приготовлялась в лабораторном дезинтеграторе опытного цеха завода силикатного кирпича “Кварц”. Содержание CaO в смеси равнялось 25,1%, удельная поверхность песка в смеси 2310 см2/г. В стеклянную колбу с означенной смесью был налит водный раствор H:Cl 1:3 температурой, примерно, 80?С, со значительным перевесом HCl по отношению к извести, находящейся в смеси. После 10минутного разбалтывания в колбе смесь отфильтровывали. Песок, оставшийся на фильтровальной бумаге, промывали тёплой дистиллированной водой до тех пор, пока он более не реагировал с индикатором ff. Песок был высушен. Далее смесь и песок, равномерно увлажнённые водой, первая до 10%, вторая до 5% содержания влажности, были запрессованы послойно в металлическую цилиндрическую форму, с внутренним диаметром 50 мм, согласно схеме на рис. 2.

1. слой смеси 3,5 мм, 14 г 2. слой песка 2,4 – 2,8 мм, 10,4 г 3. слой смеси 5,4 мм, 21 г 4. слой песка 1,2 1,4 мм, 5,2 г 5. слой смеси 4,5 мм, 18 г 6. слой песка 0,6 – 0,7 мм, 2,6 г 7. слой смеси 17,5 мм, 70 г Рис. 2.

Прессование производилось на гидравлическом прессе. Примерно 70 г увлажнённой смеси было уложено более или менее равномерным слоем на дно формы, установленной на металлический поддон. При помощи металлического поршня, соответствующего диаметру формы, смесь прессовалась под давлением 900 кг/см2. После удаления поршня из цилиндра, на полученную гладкую поверхность слоя смеси накладывался равномерный слой 2,6 г увлажнённого песка. Во избежание вдавливания песчинок в поверхность отформованной смеси, песок во всех случаях спрессовывался с помощью того же поршня под давлением 100 кг/см2. Таким образом был изготовлен слоистый образец (рис. 2). Образец запаривали в форме в промышленном автоклаве в течение 8 час под 9 – 10ати давлением пара. После запаривания, при помощи того же поршня образец был вытолкнут из цилиндра. Все слои смеси оказались затвердевшими и обладали высокой прочностью. В то же время ни один слой песка не показал признаков твердения. Песок легко отделялся от поверхности затвердевших слоёв смеси в виде рассыпающихся отщеплений с гладкой поверхностью.

Далее поверхность затвердевших слоёв смеси вытиралась ватой. Также и при рассмотрении этой поверхности под микроскопом прилипания к нему песчинок не было обнаружено.

Снимок выдавленного из цилиндра слоистого образца приведён на рис. 3.

Рис. 3.

Слои песка, запаренные между смесью, были помещены отдельно в стеклянные чашечки, и на них был налит индикатор ff. Ни в одном случае не было заметно изменения в окраске в мере, оправдывающей титрование HClом. Попытки установить наличие свободной извести в затвердевших слоях смеси определением её по методу Emley положительных результатов не дали.

Опыт Для того, чтобы при сжатии получить под поршнем гладкую поверхность, в первом опыте применялся сравнительно мелкий песок. Активность смеси была также и здесь сравнительно высокой, но, учитывая высокую удельную поверхность песка, могло случиться, что непосредственно в начальной стадии реакции вся свободная известь, содержащаяся в смеси, связывалась с находившимися на поверхности песчинок молекулами SiO2, и молекулы свободной извести не могли продвигаться к чистому песку. Чтобы избежать этого, был произведён второй опыт.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 13 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.