WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 13 |

Аналогично изготовлению образца в опыте 1 был спрессован другой слоистый образец (см. схему на стр. 4) из трёх компонентов: 1) сухого, гашёного порошка извести активностью 69,9% CaO, увлажнённого указанным выше способом до 10% влажности; 2) смеси, приготовленной в лабораторном дезинтеграторе, активностью 37% CaO, с удельной поверхностью песка 1280 см2/г, увлажнённой также до 10% содержания влажности, и 3) чистого песка, отмытого из такой же смеси таким же образом как в первом опыте, увлажнённого до 5% влажности. Чтобы отдельные слои при прессовании не вдавливались друг в друга, слой смеси прессовался под давлением 900, слой песка 300 и слой извести 100 кг/см2. Образец запаривался в таких же условиях, как в первом опыте. После запаривания и выталкивания образца из цилиндра все слой оказались легко отделимыми друг от друга. Также и здесь, при лёгком трении ватой, песок свободно отделялся от поверхности затвердевших слоёв, но последние остались слегка шероховатыми. Это указывает на то, что часть зёрен песка прочно пристала к поверхности смесевого слоя. Затвердевшие слои смеси, как было установлено по определению указанным ниже способом, содержали 10,9% свободной извести; следовательно во время автоклавного процесса реагировало 70% извести.

О наличии сцепления песчинок со смесью можно было заключить также по разнице в окраске поверхности. Поверхность слоя смеси, обращённая ко дну формы, имела более тёмную окраску, чем поверхность того же слоя, находившаяся против слоя песка, именно потому, что белый вымытый песок оказался прилипшим к затвердевшему слою смеси.

Наблюдения под микроскопом разреза слоя смеси показывают, что линия, представляющая нижнюю поверхность слоя, оказалась равномерно гладкой, тогда как на линии, представляющей поверхность, находившуюся против песчаного слоя, были ясно видны прилипшие туда песчаные бугорки и отдельные песчинки. Высота бугорков над поверхностью, измеренная по шкале микроскопа, составляла максимально 0,1 мм.

слой смеси 7,5 мм, 30 г слой песка 0,3 – 0,4 мм, 1,3 г слой извести 0,3 – 0,4 мм, 1,3 г слой песка 0,3 – 0,4 мм, 1,3 г слой смеси 7,5 мм, 30 г слой песка 0,6 – 0,7 мм, 2,6 г слой песка 0,6 – 0,7 мм, 2,6 г слой песка 0,6 – 0,7 мм, 2,6 г слой смеси 7,5 мм, 30 г слой песка 1,3 – 1,4 мм, 5,2 г слой извести 1,3 – 1,4 мм, 5,2 г слой песка 1,3 – 1,4 мм, 5,2 г слой смеси 7,5 мм, 30 г слой песка 2,6 – 2,7 мм, 10,4 г слой песка 2,6 – 2,7 мм, 10,4 г слой песка 2,6 – 2,7 мм, 10,4 г слой смеси 2,5 мм, 10 г Рис. 4.

Слой извести, находившийся между двумя слоями песка, оказался после запаривания сравнительно прочным. Его уже нельзя было растереть между пальцами, но он сравнительно легко размельчался при растирании в ступке деревянным пестиком. Поверхность известкового слоя была покрыта тёмным налётом, не отделявшимся при стирании ватой. При рассмотрении поверхности разлома этого слоя под тем же микроскопом, по обе стороны его были ясно видны тёмные полоски. По показанию шкалы микроскопа, их толщина составляла от 0,1 до 0,2 мм. Ребро известкового слоя было срезано острым ножом. Полученные ровные поверхности среза были сняты под микроскопом при 25кратном увеличении (рис. 5). На фотоснимке ясно видна тёмная затвердевшая полоса, шириной 3 – 5 мм. Учитывая 25кратное увеличение, фактическая толщина затвердевшей полосы равна 0,12 – 0,2 мм.

Как видно из рис. 4, толщина самого тонкого слоя песка составляла не более 0,4 мм. Так как через этот слой слои смеси и извести остались не связанными, то молекулы извести могли диффундировать на расстояние во всяком случае меньше, чем 0,20 мм. Почти то же самое мы видим на снимке 5. Так как при имевшихся в наличии средствах изготовления образца равномерное помещение между извести меньшего чем 0,3 мм слоя песка оказалось весьма затруднительным, то мы не смогли продолжить опыт в этом направлении. Принимая же во внимание, что опыт проводился с мелким песком и при достаточной влажности компонентов, можно на основе вышеприведённых результатов считать, что в процессе твердения известковопесчаных смесей 0,2 мм является при обычном автоклавном режиме максимальным расстоянием возможности движения молекул извести.

Рис. 5.

Отсюда видно, почему частицы мелкого песка или глины, склеивающиеся естественной цементацией, уже начиная с 0,5миллиметровой величины заметны в структуре силикатного кирпича.

Учитывая достаточную продолжительность протекания реакции (8 – 10 час.) трудно предположить, чтобы молекула извести в водном растворе не могли проникнуть в глубь слоя песка. Правильнее высказать предположение, что известь участвует в реакции не в растворённом виде, т.е. не в жидкой фазе, а в какомнибудь ином состоянии, при котором свобода движений её молекул соответствует свободе движений молекул в водном растворе.

Отсюда явствует значение тонкости извести, в особенности значение хорошего смешивания известковопесчаного слоя для образования монолита. Но так как известь при гашении всегда размельчается на частицы меньше 0,1 мм, то ясно, что тонкость помола негашеной извести не может иметь непосредственное воздействие на качество изделий. Так как тонкая известь смешивается с песком лучше крупной, то это воздействие должно проявляться только через смешение компонентов. Гомогенизация же известковопесчаных смесей – их смешение в соответствующем агрегате – целесообразно производить только после гашения извести.

II. О СТРУКТУРЕ МОНОЛИТА 1. Общие вопросы и вопросы макробетонной структуры Автоклавный процесс, применяемый в производстве искусственных монолитов на базе минеральных сыпучих материалов (песок, гравий), существенно отличается от процессов образования монолита при твердении цементов при обычной температуре. Если в последнем случае основной материал (песок, гравий) в процессе твердения фактически участия не принимает, то при твердении в автоклаве известковопесчаных смесей зёрна песка являются одним из компонентов реакции.

Цементы, как вяжущее, твердеющее при обычной температуре, и бетоны, изготовляемые на базе минеральных наполнителей, имеют т.н. конгломератную структуру. Как известно, при определении характера внутреннего строения таких материалов рассматривается (8, 9):

1. макробетонная структура (цементбетон, цементные растворы), 2. микробетонная структура (цементный камень), 3. структура вяжущего (цементный клей).

Если у макробетонной структуры связывающими силами являются главным образом поверхностные силы, действующие между вяжущими и заполнителями, адгезионные и кохезионные силы, то у структуры чистого вяжущего эти силы являются силами, связанными с внутренним расположением атомов и ионов вещества. Как известно, эти внутренние силы представляют собой междуионное притяжение кристаллов, характеризуемое энергией кристаллической решётки, т.е. энергией, могущей выделяться при образовании грамммолекулярного количества кристаллов из свободных газообразных ионов (7, 1, стр. 166).

В микробетонной структуре приходится иметь дело несомненно с этими обеими силами.

Зёрна песка автоклавных известковопесчаных изделий являются в образовании вяжущего как заполнителем, так и компонентом. Такие материалы можно рассматривать аналогично обычным микробетонам, и для изучения их внутреннего строения достаточно рассмотреть:

1. микробетонную структуру (силикальцитные изделия), 2. структуру вяжущего (гидросиликат кальция).

У монолитов с микробетонной структурой, как, например, у цементбетона, цементного раствор и т.п., после их раздробления наблюдается три различные картины разрушения (8):

1. если количество цементного раствора в бетоне равно количеству пустот в щебне бетона и сам раствор имеет значительную прочность, то при разрушении кубиков трещины проходят по щебню, в котором возникают высокие местные напряжения. Такой же характер разрушения наблюдается и при испытании кубиков из раствора, если прочность зёрен песка незначительна;

2. если количество цементного раствора в бетоне с избытком превышает объём пустот в щебне и прочность самого раствора значительно ниже прочности щебня, то при разрушении кубика трещины проходят только по раствору, обходя щебень;

3. очень часто при раздроблении бетона зерно гравия отделяется от охватившего его раствора. Такое же отделение зерна песка от цементного камня нередко наблюдается при раздроблении затвердевшей смеси. При этом гнездо, в котором находилось зерно песка или гравия, имеет вид блестящего стекла. Такая картина разрушения возникает по той причине, что тангенциальные силы превышают силы, действующие между вяжущим и зёрнами песка и гравия.





Отсюда следует, что прочность монолитов, имеющих макробетонную структуру, кроме прочности вяжущего и заполнителя, зависит также от:

1. плотности монолита и однородности его структуры, 2. величины адхезионных сил, действующих между вяжущим и поверхностью заполнителя.

В зависимости от этого прочность монолита с макробетонной структурой составляет нередко лишь долю прочности самого вяжущего (цементный камень). Прочность обычного бетона редко превышает 50% прочности на сжатие (марки) цемента, употреблённого на его изготовление. По исследованиям И. А. Киреенко (8, ст. 59) прочность (марка) цемента составляет в свою очередь всего 45 – 50% прочности цементных кубиков, нормально твердевших в течение 28 суток, изготовленных из раствора нормальной консистенции. Также и другие основные строительнотехнические показатели, как водопроницаемость, морозостойкость и т.п. у искусственных монолитов с макробетонной структурой обыкновенно ниже соответствующих показателей монолитов с микробетонной структурой, как напр. у цементного камня и силикальцита.

Рис. 6.

На рис. 6 приведена схема макробетонной структуры цементбетонов, данная Н. А. Мощанским (9).

Относительно трёх зон схемы указывается следующее (9, стр. 16):

«Первая зона I располагается под зёрнами крупного заполнителя, а внутри раствора – под крупными зёрнами песка. Эта зона содержит наибольшее количество воды, а после её испарения – воздушных пор; тут бетон наименее прочен. Именно через эту зону фильтруется вода; по ней происходит разрыв раствора и цементного камня. Вторая зона 2 будет содержать относительно нормальный, мало расслоенный раствор. Наконец третья зона 3 это область наибольшего уплотнения и упрочнения бетона».

2. О микробетонной структуре Микробетонная структура цементбетона характеризуется следующим образом. «Как известно, реакция между цементом и водой начинается с поверхности зёрен цемента и постепенно проникает вглубь (9, 10). Даже при продолжительном процессе твердения до 30% зёрен цемента остаются во влажном окружении незатронутыми гидратацией». На рис. 7 приведена предполагаемая схема контакта двух зёрен цемента, данная Н. А. Мощанским (9, стр. 72). Здесь предполагается, что зерно цемента на левой стороне схемы представляет собой алит в виде трёхкальциевого алюмината и двухкальциевого силикатабелита. Предполагается также, что зёрна находятся на более или менее действительном расстоянии друг от друга, 10 – 20 м. Во время и после процессов соединения цемента с водой в структуре одновременно имеются кристаллогидраты различной степени гидратации.

Рис. 7.

«Степень оводнения падает по направлению от центра межзерновой полости к центру зёрен, также как степень аэрации и количество отщеплённой извести. Относительное количество твёрдой фазы в том же направлении возрастает от некоей величины до единицы в негидратированных участках. Наиболее слабым, наименее плотным и наименее стойким является средний участок межзерновой полости. Именно этот участок способен пропускать газы и фильтрующие жидкости, именно здесь в подавляющем большинстве случаев происходят разрывы и образование усадочных и деформационных трещин; отсюда происходит вынос растворяющихся компонентов и в особенности гидрата окиси кальция; сюда в первую очередь внедряются агрессивные агенты окружающей среды. Естественно, что чем меньше такие межзерновые полости, т.е. чем плотнее уложены зёрна цемента и чем меньше относительное водосодержание смеси, тем более плотными и более прочными получаются зоны контактов, а следовательно цементный камень и бетон в целом» (9, стр. 73).

* Насколько нам известно, детальных исследований по микробетонной структуре известковопесчаных изделий до настоящего времени производилось сравнительно мало.

А. В. Волженский предполагает образование структуры известковопесчаных изделий при запаривании следующим образом (I, стр. 11 и 19).

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 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.