WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 13 |

Учитывая всё это, и здесь имеется основание полагать, что если при указанных выше условиях варьировать температуры запаривания, то структуры максимальной прочности не всегда возникают при максимальных температурах, даже и в тех случаях, когда применяется оптимальная продолжительность запаривания. Весьма вероятно, что подобно нашим соображениям об оптимальной продолжительности запаривания следует зафиксировать также и понятие об оптимальной температуре запаривания, а именно: максимальной постоянной температурой запаривания является такая температура, при которой известковопесчаный сырец данной структуры и характера получает при оптимальной продолжительности запаривания и выпуске пара максимальную прочность. Оптимальная температура запаривания также зависит от свойств сырьевых материалов и сырца и является их функцией. Здесь зависимость, без сомнения, более сложна, чем при оптимальной продолжительности запаривания и, по нашему мнению, без соответствующего детального исследования в данном случае невозможно установить даже общие её принципы. Можно только полагать, что оптимальная температура запаривания при обычной плотности известковопесчаных смесей и сырца, повидимому, не падает ниже 200?С. К сожалению опыты, данные которых имеются в литературе, произведены при весьма различных обстоятельствах (1, 3, 13, 28) и потому на их основе нельзя вывести более общей закономерности.

Скорость поднятия пара в тех случаях, когда изделия, судя по внешнему виду, остаются без дефектов, не должна оказывать влияние на прочность монолита. Вопервых, структура изделия и связанная с ней прочность возникают в основном лишь после окончания впуска пара. Вовторых, изделия приобретают в автоклаве влажность, необходимую для процессов твердения, всегда с известным значительным избытком (1). Скорость же впуска пара может оказывать воздействие на количество воды, возникающей в сырце в результате конденсации пара. Соответствующий каждому виду изделий минимальный график впуска пара необходим потому, что сырец, вообще, имеет относительно небольшую механическую прочность, а большие термические напряжения, обусловливаемые быстрым поднятием пара воздушные и паровые течения могут его разрушить.

Приведённое выше предположение, что в процессах автоклавного образования монолита из известковопесчаных смесей происходит не столько возникновение гидросиликата кальция с определённым химическим составом, сколько разрушение кристаллической решётки зерна кварца и адсорбция молекул, подтверждается в известной мере также и следующим опытом.

Опыт проводился на двух образцах, взятых из числа приготовляемых для проверки марки дезинтегрированной смеси опытного цеха завода ”Кварц” (данные об удельной поверхности песка в смеси и активности смеси приведены ниже). Образцы были отформованы под давлением 200 кг/см2 и запарены в промышленном автоклаве под давлением пара 9 – 10 ати в течение 8 часов. Куски раздробленных образцов, оставшиеся после определения прочности на сжатие, были размельчены в фарфоровой ступке, при этом по возможности избегая раздробления зёрен песка. Полученный порошок был тщательно перемешан с примерно 8% количеством воды, и из этой смеси на гидравлическом прессе были отформованы новые образцы, с объёмным весом, сравнительно точно соответствующим первоначальному. Они запариваются в промышленном автоклаве при том же режиме, а затем была определена их прочность на сжатие. Данные об образцах приведены в табл. 2.

Таблица Смесь первоначальных образцов У первоначальных образцов У образцов вновь изготовленных из раздробленных Удельная поверхность песка, см2/г Активн. % CaO Формовочное давление, кг/см Объёмный вес, г/см Прочность на сжатие, кг/см Формовочное давление, кг/см Объёмный вес, г/см Прочность на сжатие, кг/см 6, 1, 1, 10, 1, 1, Как видно из данных табл. 2, образцы, изготовленные из порошка раздробленных пород, вернули в автоклаве немалую часть своей первоначальной прочности, первый образец 37, второй – 57%. Так как во вторично формованных образцах подобно всем монолитам, изготовляемым из дезинтегрированных смесей небольшой активности, свободной извести практически не содержалось, то при их запаривании вяжущее гидросиликата кальция не могло дополнительно возникнуть. Образование монолита должно было произойти в итоге процессов иного рода. Слои вяжущего с меньшим соотношением SiO2:CaO оказались при смешении порошка и формовке сырца ближе к поверхности зёрен песка. В связи с этим в повторной водотепловой обработке отсутствовало полученное в первой обработке физикохимическое равновесие, и, по всей вероятности, как разъедание кристаллической решётки зёрен песка, так и адсорбция в некоторой мере продолжалась. В итоге, как мы видели, была получена сравнительно прочная структура монолита. У первого образца было определено количество свободной извести и количество образовавшейся растворимой SiO2. Как после первой, так и после вторичной автоклавной обработки расхождение в содержании связанной извести, определённое по Emley, было очень незначительное: после первого запаривания оно составляло 0,15%, после второго 0,00%. Следовательно, в обоих случаях вся известь, практически, оказалась связанной. Разница в количествах растворимой кремнекислоты составляла в первом случае 6,2, во втором – 7,5%. Так как сцепление между собой зёрен песка посредством прочных областей структуры было нарушено при раздроблении образцов, то, несомненно, качество структуры монолита вторичного запаривания должно было оказаться ниже качества структуры, полученного после первого запаривания. Этим объясняется также падение прочности на сжатие. Кроме того, при запаривании образцов, изготовленных из порошка раздробленных образцов, могло образоваться положение, при котором возникшее в течение первого запаривания коллоидное вяжущее затвердевшее в результате дегидратации во время выпуска пара, при втором запаривании вновь связало молекулы воды и стало в известной мере гелиеподобным. Полученная прочность на сжатие, повидимому, образовалась в итоге обоих процессов.

Представленные результаты опытов ясно показывают, что связывание свободной извести и возникновение растворимой кремнекислоты при водотепловой обработке известковопесчаных смесей не может служить единственной основой для предсказывания прочности монолита, как это полагают некоторые авторы (29, 30).

3. О структуре вяжущего Изучению вяжущих, образующихся как на базе цементов, так и известипеска, т.е. микроструктуре цементного камня и гидросиликата кальция уделено значительно менее внимание, чем исследованию микробетонной структуры. Сравнительно более широкие исследования произведены проф. Журавлёвым (25) по гидратации вяжущих, твердеющих в обычных условиях. Он подразделяет твердение, а также химические и физические процессы вяжущего на 6 основных типов. К первому типу он относит твердение портландцемента, при котором происходят «реакция гидратации и гидролиза, сопровождающиеся кристаллизацией продуктов гидратации и образованием полиминерального кристаллического сростка». В целях иллюстрации на рис. 10 приведён полученный при помощи электронного микроскопа снимок микроструктуры гидратированного цемента (фото из книги Н. А. Мощанского (9)). По мнению проф. Журавлёва, для твердения известковопуццоланового цемента как второго типа химических и физикохимических процессов, характерным является «реакция образования гидросиликата кальция и процесс медленной его перекристаллизации».

Рис. 10.

Как мы ранее указывали возникновение вяжущего, образующегося при запаривании системы кристаллической SiO2Ca(OH)2H2O и окончательной структуры этого вяжущего пока мало изучено. Мы видели, что в этой системе возможны совершенно иное образование вяжущего и иная его структура, чем в системе активной SiO2Ca(OH)2H2O. Проф. Н. И. Смирнов (12, 26), один из немногих, занимающихся изучением микроструктуры вяжущего, образующегося при водотепловой обработке известковопесчаных смесей, находит, что здесь в качестве вяжущего возникает химическое соединение – гидросиликат кальция, «который при стоянии (силикатного) кирпича на воздухе медленно и постепенно переходит в карбонат, поглощая СО2». Далее проф. Смирнов пишет (26): «Вяжущим веществом во всех без исключения (силикатных) кирпичах явились первоначально мельчайшие чешуйки, «наползающие» на зёрна кварца и особенно энергично разъедающие мелкие зёрна, от которых нередко остаются лишь небольшие обрывки. Эти чешуйки часто проникают по трещинам далеко в глубь зёрен кварца, а нередко и без трещин появляются внутри их. Разъедание иногда происходит слоями. Зёрна полевых шпатов не разъедаются почти или совершенно, а остальные минералы сохранили во всех изученных образцах полную свежесть контуров … Чешуйки не могут принадлежать Ca(OH)2 … Предположение, что чешуйки принадлежат гидросиликату, гораздо лучше подтверждается наблюдениями».





Если принять во внимание, что проф. Смирнов в вышеуказанных исследованиях применял обычные смеси извести и природного песка и обычный автоклавный режим при незначительном варьировании, то результаты этих исследований никак не позволяют считать уже не нужным дальнейшее исследование микроструктуры вяжущего и динамики его возникновения. Без глубокого их изучения рационализация производства известковопесчаных изделий в целях получения большого народнохозяйственного эффекта маловероятна, независимо от того, будут ли применяться добавки или используются иные мероприятия.

III. О СВОЙСТВАХ СМЕСИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ИЗВЕСТКОВОПЕСЧАНЫХ ИЗДЕЛИЙ Из вышеизложенного не трудно установить, каким требованиям должны удовлетворять смеси и формируемый из них сырец для достижения в автоклаве максимальной прочности и лучших строительнотехнических показателей. Сюда относятся требования, предъявляемые к количеству извести в смеси, объёмному весу изделия, удельной поверхности и гранулометрическому составу песка, к добавкам, к характеру поверхности и минералогическому и химическому составу сырья, а также к автоклавному режиму:

1. Оптимальное количество извести в смеси Здесь следует понимать:

а) такое количество извести, которое при данной величине удельной поверхности песка и автоклавном режиме полностью вступает в соединение с молекулами SiO2;

б) количество извести, достаточное для образования на поверхности всех зёрен кварцевого песка разъедания кристаллической решётки и образования вяжущего на известном оптимальном протяжении;

в) количество извести, позволяющее хорошее уплотнение смесей.

2. Оптимальный объёмный вес Для того, чтобы области вяжущего прочной структуры (В и С), находящиеся около поверхности зёрен песка, могли быть в наибольшей мере связаны между собой, зёрна песка должны находиться друг от друга на расстоянии, вмещающем только минимальный слой извести, необходимый для возникновения вяжущего вещества. Следовательно, изделие должно обладать оптимальным объёмным весом.

В отличие от мнения проф. Смирнова (12), наш опыт вынуждает утверждать, что при заводском изготовлении известковопесчаных изделий практически этот оптимальный вес во всех случаях является также и максимальным. Так, например, нами были изготовлены образцы различного объёмного веса из дезинтегрированных смесей трёх различных активностей. После запаривания образцов в заводском автоклаве была определена их прочность на сжатие. Данные испытания образцов приведены в табл. 3.

Таблица Условное обозначение смеси I II III Уд. повть песка в смеси, см2/г Акт. cмеси. % CaO 4, 5, 6, Прочность на сжатие, кг/см Прессование давлением при формовке, кг/см Прочность на сжатие, кг/см Прессование давлением при формовке, кг/см Прочность на сжатие, кг/см Прессование давлением при формовке, кг/см Объёмный вес образца, г/см 1, 2, 2, 2, 2, Как видно из таблицы 3, оптимальный объёмный вес при заводском режиме запаривания смесей II и III составлял 2,1 г/см3. Для достижения такого объёмного веса пришлось при формовке использовать давление свыше 1200 кг/см2. Данные таблицы показывают, что смеси с одной и той же удельной поверхностью песка тем более удобоуплотняемы, чем выше их активность. Например, объёмный вес 1,9 при смеси I был получен при давлении 480 кг/см2, при смеси же III – давлении 260 кг/см2. Отсюда вытекает требование и к хорошей удобоуплотняемости смеси. В опытном цехе завода силикатного кирпича “Кварц” были проведены некоторые исследования в части формуемости дезинтегрированных известковопесчаных смесей прессованием, трамбованием, вибирированием, вибропрессованием и литём (18). Были даны также предварительные зависимости для определения оптимальной активности и формовочной влажности смесей при различных способах формования. Не вдаваясь в подробности приводим некоторые результаты:

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 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.