Материал: 1790

Очевидно, что наибольшая прочность, превышающая прочность бетона без заполнителя, получена при содержании цемянки около 40 %. Во всяком случае, введение цемянки в количестве до 60 % позволяет получить магнезиальный бетон, прочность которого не ниже бетона без заполнителя.

Кроме прочности, определяли водопоглощение образцов бетона, изготовленных с добавлением цемянки. Результаты исследования приведены в табл. 19.

Таблица 19

Зависимость водопоглощения плотного магнезиального бетона в возрасте 3 суток от количества добавленной цемянки

Расход раствора бишофита составлял 0,55 л/кг сухой смеси, плотность раствора бишофита 1,2 г/см3. При определение водопоглощения образцы полностью погружали в водопроводную воду при комнатной температуре на срок от 1 до 7 суток.

Контрольные образцы из ненаполненного бетона уже через сутки начинали трескаться с образованием осколков, тогда как образцы, содержащие цемянку, видимых дефектов не имели. Во всех случаях увеличение количества цемянки приводило к уменьшению водопоглощения образцов.

На рис.14 приведена графическая зависимость водопоглощения образцов плотного магнезиального бетона от содержания в них цемянки, а на рис.15 – графическая зависимость прочности плотного магнезиального бетона от содержания цемянки при твердении на воздухе. Можно сделать вывод, что введение цемянки в количестве 40 % позволяет снизить водопоглощение до требований, применяемых к стеновым материалам, при этом прочность бетона остается не ниже, чем для бетона без заполнителя.

53

Для двух образцов: без заполнителя и с цемянкой, были проведены исследования процессов, происходящих в образцах при нагревании до 900 оС. Использовался метод дериватографии. Анализ подтвердил участие цемянки в процессе гидратации магнезиального цемента по типу пуццолановойдобавки.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о целесообразности введения в магнезиальный бетон

ческого магнезита. В ка- в нём цемянки (в возрасте □ - 1, ∆ - 3 и • - 7 суток )

чествежидкости затворения рекомендуется использовать раствор бишофита плотностью

1,2 г/см3 с расходом 0,55 л/кг сухой смеси. Это позволит получить строительный материал с прочностью и водопоглощением, приемлемыми для стеновых материалов.

Дальнейшие исследования проводились в направлении поиска способа обработки цемянки. Часть проб цемянки была обработана путем стандартного перемешивания в стальной чаше с водой (300 мл на 1 кг цемянки) или раствором бишофита (100 мл раствора бишофита с плотностью 1200 кг/м3 и 200 мл воды). Пробы герметизировали и выдерживали не менее 7 суток. После этого часть проб была высушена до постоянной массы при 105 оС. После сушки часть проб подвергли помолу на лабораторной вибрационной мельнице со стальными шарами в течение 2, 4, 6, 10, 20, 30, 40 и 60 мин. Подготовленную описанным способом цемянку использовали для изготовления образцов плотного магнезиального бетона с расходом бишофита 0,55 л/кг ПМК-75 при содержании цемянки 5 – 30 % от массы ПМК.

54

На рис. 16 приведены результаты определения прочности при сжатии образцов, изготовленных с добавлением цемянки обработанной водой (1), раствором бишофита (3) и без обработки (2). Видно, что обработка цемянки водой уменьшает её активность, а обработка раствором бишофита – увеличивает. Следовательно, простая гидратация поверхности цемянки, то есть увеличение поверхностной концентрации гидроксильных групп, даже ухудшает взаимодействие цемянки с оксихлоридмагниевой основой. Однако, образующиеся при обработке бишофитом цемянки поверхностные соединения типа –Si–O–MgCl

Рис. 15. Зависимость прочности образцов усиливают ее активность по от плотного магнезиального бетона от содер- ношению гидроксохлориду маг- жания в нём цемянки (□–3, ∆-7, •-11 суток) ния. На рис. 17 приведены ре-

зультаты изучения влияния дополнительного помола на активность цемянки, обработанной раствором бишофита с последующей сушкой. Очевидно, что дополнительный помол не привел к увеличению активности. Наблюдаемое снижение активности, вероятно, связано с тем, что в процессе помола происходит разрушение частиц и, соответственно, уменьшение доли поверхности, содержащей поверхностные соединения с хлоридом магния. Образование новых соединений не происходит из-за отсутствия воды. Помол цемянки во влажном состоянии невозможен ввиду быстрого комкования цемянки в мельнице.

55

Рис. 16. Зависимость прочности плотного магнезиального бетона от содержания предварительно обработанной бишофитом цемянки: 1 – цемянка обработана водой, 2 – без обработки, 3 – цемянка обработана раствором бишофита

Рис. 17. Зависимость прочности плотного магнезиального бетона с добавкой 20% цемянки (от массы ПМК-75), обработанной раствором бишофита и подвергнутой дополнительному помолу

56

5. ПЕНОБЕТОНЫ НА ОСНОВЕ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ЦЕМЕНТА

5.1. Основы проектирования состава пенобетонов

Среди строительных материалов, обеспечивающих сопротивление теплопередаче, большая роль принадлежит ячеистым бетонам на основе различных минеральных вяжущих [16]. Ячеистый бетон представляет собой материал с мелкозернистым заполнителем или без него, с равномерно распределенными по объёму газо-воздушными полостями, преимущественно сферической полости. Самый простой и дешевый способ изготовления – минерализация с последующим твердением водо-воздушной пены, образующейся путем вспенивания водных растворов природных и синтетических поверхностноактивных веществ со стабилизаторами пены. Такой способ не требует автоклавной обработки материала.

Для минерализации пены в производстве пенобетона наиболее часто используют два способа. Метод «сухой» минерализации [17], заключающийся в том, что в подготовленную пену при непрерывном перемешивании постепенно вводится сначала сухое порошкообразное вяжущее, а затем, в случае надобности – мелкодисперсный заполнитель. Второй метод заключается в том, что готовая жидкая смесь вяжущего с мелкодисперсным заполнителем смешивается в специальной бетономешалке с подготовленной пеной.

Преимущество первого способа заключается в возможности изготовления бетона с заданной прочностью и плотностью, что и определяет теплотехнические характеристики изделия. Недостаток этой технологии – сильное пыление при изготовлении пенобетонной смеси. Второй способ не позволяет достаточно точно задать свойства бетона, но пыли в производственном процессе практически нет.

Прочность пенобетона зависит, в основном, от двух факторов: прочности плотных межпоровых перегородок и формы, размеров и количества газовых полостей. Поэтому, если задаться определенной поровой структурой и степенью поризации, то есть плотностью, то прочность пенобетона можно регулировать или задавать прочность бетонной основы. Отсюда следует, что для получения максимально прочных, но легких пенобетонов необходимо использовать высокоактивные вяжущие. Высокую прочность искусственного камня обеспечивают магнезиальные вяжущие.

57